Análise de dados MODIS no estudo da cobertura da terra da bacia do Paraíba do Sul a partir de funções desenvolvidas em linguagem R

Abstract

O objetivo geral é identificar tendências na cobertura vegetal da bacia do rio Paraíba do Sul a partir de dados orbitais MODIS (Moderate-Resolution Imaging Spectroradiometer) - índices de vegetação (IVs), temperatura da superfície (TS) e evapotranspiração(ET) - e na precipitação com dados TRMM (Tropical Rainfall Measuring Mission), no período 2000-2015 (no caso dos IVs e precipitação) e 2000-2016 (o restante dos dados). Especificamente, busca-se avaliar filtros na suavização de séries temporais de IV, avaliar técnicas de identificação de tendências a partir de IVs: regressão linear simples e Mann-Kendall, caracterizar o comportamento das tendências nos IVs a partir de análise espacial, e programar funções para análise de tendência na linguagem de programação R. Os produtos MODIS/TRMM foram pré-processados para o preenchimento de falhas e filtragem de séries temporais. Aplicou-se as técnicas de análise de tendência (regressão linear simples e Mann-Kendall) no IV selecionado - Enhanced Vegetation Index (EVI) - e nos outros dados que permitiram gerar imagens de tendência para cruzar com dados de cobertura da terra, variáveis geomorfométricas (VGs) e mapa de unidade de paisagem. Conclui-se que: (i) há a adequação do filtro 4253H twice na filtragem de séries temporais; (ii) as técnicas para detecção de tendências apresentaram resultados de área e de padrão espacial semelhantes, sendo que a regressão linear simples das médias anuais não mascara tendências em locais onde ocorreram mudanças na cobertura da terra; (iii) as médias anuais de EVI diminuíram em algumas áreas da bacia (8,42% da bacia); (iv) mudanças abruptas ocupam 1,82% da área da bacia e não abruptas abrigam 13,15%; (v) as médias anuais da ET diminuíram no período mais quente do ano e aumentando nos meses mais frios; (vi) a TS dia apresentou poucas áreas significativas, e a TS noite apresentou, em todos os meses, áreas com tendências positivas maiores que as com negativas, e aumento em sua média anual em 77,76% da bacia; (vii) tendências nas médias anuais de NDWI (Normalized Difference Water Index) mostraram padrão semelhante às de EVI; (viii) 28,18% das tendências negativas de EVI estão em áreas de floresta; (ix) a diferenciação das tendências na média anual de EVI pela declividade é mais clara do que nas outras VGs; (x) há o predomínio de áreas de redução da média anual de EVI em relação às de aumento nas unidades de paisagem de elevada altitude e declividade.