Correlação entre produtividade em cana-de-açúcar e índices de vegetação espectrais: estudo de caso na região de Oratórios, MG

Abstract

Esse trabalho propõe a utilização de reflectâncias multiespectrais utilizando-se imagens de plataforma aérea e de reflectâncias hiperespectrais obtidas no campo, em um estudo de variabilidade espacial e temporal dos níveis de produtividade de cana-de-açúcar. Os índices de vegetação espectrais são muito difundidos para detecção e análise de mudanças no estado das vegetações. A hipótese estabelecida para essa pesquisa é a de que existe correlação positiva entre índices de vegetação e produtividade de cana-de- açúcar. Os objetivos foram estimar a variabilidade espacial de níveis de produtividade de cana-de-açúcar utilizando técnicas de sensoriamento remoto, a determinação do melhor índice de vegetação para discriminação de níveis de produtividade, analisar a variabilidade temporal dos índices de vegetação utilizados nesse estudo de caso para discriminação de níveis de produtividade e o desenvolvimento de um sistema de obtenção de imagens digitais constituído por duas câmeras de uso comum. O experimento foi realizado em um talhão de cana-de-açúcar situado no município de Oratórios, MG. Foram utilizados os índices de vegetação NDVI, GNDVI, SAVI, GSAVI, OSAVI, ARVI, PSSRa e TCARI/OSAVI e organizados em Mapas de Classes de índices de vegetação hiperespectrais e multiespectrais. Os índices de vegetação SAVI hiperespectral e GSAVI multiespectral apresentaram coeficientes de correlação significativa com as amostras de pesagem de cana-de-açúcar. O índice de vegetação hiperespectral SAVI apresentou o coeficiente de correlação de Spearman de 0,9 e o índice de vegetação multiespectral GSAVI o coeficiente de correlação de Spearman de 1,0 ambos a 5% de significância estatística.

This work proposes the utilization of multi-spectral reflectance using both aerial platform and hyper-spectral reflectance images obtained in the field, in a spatial and temporal variability study of sugarcane yield levels. Spectral vegetation indexes are highly disseminated for detection and analysis of changes in the health of vegetations. The hypothesis established for this work is that there is a positive correlation between sugarcane vegetation and yield indexes. The objectives were to estimate the spatial variability of sugarcane yield levels using remote sensing techniques; to determine the best vegetation index for discriminating the yield levels; and to analyze the temporal variability of the vegetation indexes used in this case study for discriminating the yield levels and development of a digital image acquisition system constituted by two regular cameras. The experiment was carried out in a sugarcane area located in the municipality of Oratórios, MG. The vegetation indexes NDVI, GNDVI, SAVI, GSAVI, OSAVI, ARVI, PSSRa, and TCARI/OSAVI were used, organized in Hyper-spectral and Multi-spectral Vegetation Index Maps. The hyper-spectral and multi-spectral vegetation indexes SAVI and GSAVI, respectively, presented significant coefficients of correlation with sugarcane weight samples. The hyper- spectral vegetation index SAVI presented the Spearman coefficient of correlation of 0.9 and the multi-spectral vegetation index GSAVI showed the Spearman coefficient of correlation of 1.0, both at 5% statistical significance.