Conformidade entre dados biofísicos orbitais e terrestres para o zoneamento agroclimático, identificação espaço-temporal de tendências de precipitação e suas relações com uso e cobertura da terra no bioma cerrado

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dc.contributor.advisor1Ferreira, Manuel Eduardo
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4498594723433539pt_BR
dc.contributor.referee1Ferreira, Manuel Eduardo
dc.contributor.referee2Ferreira Júnior, Laerte Guimarães
dc.contributor.referee3Luiz, Gislaine Cristina
dc.creatorBettiol, Giovana Maranhão
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/9857476550721468pt_BR
dc.date.accessioned2021-11-30T11:08:37Z
dc.date.available2021-11-30T11:08:37Z
dc.date.issued2021-09-10
dc.description.abstractContext The Cerrado biome plays a prominent role in Brazilian and global agricultural production, where approximately 50% of the national agricultural production and 30% of the country's gross agricultural income are in this biome. The Climatic Risk Agricultural Zoning (ZARC) arises as an important instrument of the Brazilian agricultural policy by indicating more favorable dates of crop planting on a municipal scale. The improvement of the methodology used in ZARC is of paramount importance and should be carried out continuously. Altitude and temperature are important agricultural conditions, with altitude being one of the factors used for the calculation of temperature by utilizing regression equations. As for the precipitation data, they are factored in the modeling of the water balance of different agricultural crops in ZARC. Goals In this context, the current study aims to analyze the conformity/accuracy between the altitude and precipitation data obtained from terrestrial reference stations and estimated by orbital sensors, and to identify trends of increase or decrease of precipitation in the Cerrado biome, itemized by classes of land use and land cover. Materials and methods The digital elevation models (MDEs) analyzed were NASADEM_HGT from NASA and ALOSAW3D30 version 3.1 from the Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA), both with a spatial resolution of 30 meters. These models were evaluated according to the parameters recommended in the Cartographic Accuracy of Digital Cartographic Products Standard (PEC-PCD), which defines tolerances according to the evaluation scale and classes (A, B, C, or D). NASA's IMERG Final Run Global Precipitation Measurement (GPM) data, available every half hour, were compared with the hourly measurements of 215 automatic surface weather stations of the National Institute of Meteorology (INMET) of the Cerrado biome in the 2017-2019 period. In addition, considering the period from 2000 to 2019, areas of precipitation tendency were identified in the biome and compared to the predominant classes of land use and land cover, obtained by the MapBiomas project. Results Considering class A of the PEC-PCD, MDE NASADEM_HGT was compatible with 1:250,000 scales and smaller, while MDE ALOS AW3D30 reached scales of 1:100,000 and smaller. When compared to each other, the models provide close and similar altitude measurements and may be used in ZARC. There was great conformity between GPM precipitation data and data from automatic weather stations, notably for months of the dry season (May to September), especially June, which showed the best performance (0.89), high agreement (0.96), and very strong positive correlation (0.93). All the evaluation indices that were considered, that is, detection probability, false alarm rate, critical success rate, and correct percentage, demonstrated a high ability to detect rain via orbital data. For the 2000 - 2019 period, it was possible to notice that the dry season in the biome is being intensified. Approximately 20% of the Cerrado that is covered with native vegetation showed a trend of statistically significant reduction of precipitation of -2.58 mm/month and -2.55 mm/month in 12% of the total area of Cerrado with anthropic cover. The areas that presented significant positive precipitation trends occupied 5% of the Cerrado (around 5 mm/month of increase). Final considerations The results of this study showed that the MDEs and the GPM data have great potential to be incorporated into the ZARC methodology, especially to complement the historical series of data from surface rainfall stations. More in-depth studies need to be conducted to analyze the trend of increase or decrease in precipitation with possible relations with changes in the land use and land cover of the biome.eng
dc.description.provenanceSubmitted by Marlene Santos (marlene.bc.ufg@gmail.com) on 2021-11-29T18:51:50Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Giovana Maranhão Bettiol - 2021.pdf: 9322083 bytes, checksum: daf06fe10ad1e6513d55319dc1cc35f3 (MD5) license_rdf: 805 bytes, checksum: 4460e5956bc1d1639be9ae6146a50347 (MD5)en
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dc.description.resumoContextualização O bioma Cerrado ocupa papel de destaque na produção agrícola brasileira e mundial, onde aproximadamente 40% da produção agrícola nacional e 30% da renda bruta agrícola do país localizam-se nesse bioma. O Zoneamento Agrícola de Risco Climático (ZARC) surge como importante instrumento da política agrícola brasileira por meio da indicação de datas mais favoráveis de plantio de cultura em escala municipal. Logo, o aprimoramento da metodologia empregada no ZARC é de suma importância e deve ser realizado de forma contínua. Altitude e temperatura são importantes condicionantes agrícolas, sendo a altitude um dos fatores empregados para o cálculo da temperatura por meio de equações de regressão. Já os dados de precipitação são considerados na modelagem do balanço hídrico das diferentes culturas agrícolas no ZARC. Objetivos Nesse contexto, a presente pesquisa objetiva analisar a conformidade/acurácia entre dados de altitude e precipitação obtidos de estações de referência terrestres e estimados por sensores orbitais, e identificar tendências de aumento ou redução na precipitação no bioma Cerrado, discriminadas por classes de uso e cobertura da terra. Materiais e métodos Os modelos digitais de elevação (MDEs) analisados foram o NASADEM_HGT da Agência Espacial Norte Americana (NASA) e o ALOS AW3D30 versão 3.1 da Agência de Exploração Aeroespacial do Japão (JAXA), ambos com resolução espacial de 30 metros. Esses modelos foram avaliados de acordo com os parâmetros recomendados no Padrão de Exatidão Cartográfica dos Produtos Cartográficos Digitais (PEC-PCD), que define tolerâncias de acordo com a escala de avaliação e classes (A, B, C ou D). Dados de precipitação Global Precipitation Measurement (GPM) IMERG Final Run da NASA, disponibilizadas a cada meia hora, foram comparadas com as medições horárias de 215 estações meteorológicas automáticas de superfície do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET), localizadas no bioma Cerrado, no período 2017 - 2019. Além disso, considerando o período de 2000 a 2019, áreas de tendência de precipitação foram identificadas no bioma e comparadas às classes predominantes de uso e cobertura da terra, obtidas pelo projeto MapBiomas. Resultados Considerando a classe A do PEC-PCD, o MDE NASADEM_HGT mostrou-se compatível com escalas de 1:250.000 e menores, enquanto o MDE ALOS AW3D30 atingiu escalas de 1:100.000 e menores. Quando comparados entre si, os modelos fornecem medidas próximas e semelhantes de altitudes e podem ser empregados no ZARC. Houve boa conformidade entre dados de precipitação GPM e dados de estações meteorológicas automáticas, notadamente para os meses da estação seca (maio a setembro), destacando-se o mês de junho, que apresentou o melhor desempenho (0,89), concordância alta (0,96) e correlação positiva muito forte (0,93). Todos os índices de avaliação considerados, isto é, probabilidade de detecção, taxa de alarme falso, índice de sucesso crítico e porcentagem correta, demonstraram alta habilidade de detecção de chuva via dados orbitais. Para o período de 2000 a 2019, foi possível perceber que a estação seca no bioma está sendo intensificada. Aproximadamente 20% do Cerrado coberto com vegetação nativa apresentou tendência de redução estatisticamente significativa de precipitação de -2,58 mm/mês e de -2,55 mm/mês em 12% da área total do Cerrado com cobertura antrópica. As áreas que apresentaram tendências significativas positivas de precipitação (aumento em torno de 5 mm/mês) ocuparam 5% do Cerrado. Considerações finais Resultados deste estudo mostraram que os MDEs e os dados GPM possuem grande potencial para serem incorporadas à metodologia do ZARC, especialmente para complementação da série histórica de dados provenientes de estações pluviométricas de superfície. Estudos mais aprofundados precisam ser conduzidos para analisar a tendência de aumento ou redução na precipitação com possíveis relações com mudanças no uso e cobertura da terra do bioma.pt_BR
dc.identifier.citationBETTIOL, Giovana Maranhão. Conformidade entre dados biofísicos orbitais e terrestres para o zoneamento agroclimático, identificação espaço-temporal de tendências de precipitação e suas relações com uso e cobertura da terra no bioma cerrado. 2021. 199 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Ambientais) - Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2021.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/11777
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Goiáspt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentPró-Reitoria de Pós-graduação (PRPG)pt_BR
dc.publisher.initialsUFGpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Ciências Ambientais (PRPG)pt_BR
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectZARCpor
dc.subjectCerradopor
dc.subjectModelo digital de elevaçãopor
dc.subjectGPMpor
dc.subjectTendência de precipitaçãopor
dc.subjectAgro-climatic zoining riskeng
dc.subjectDigital elevation modeleng
dc.subjectPrecipitation trendeng
dc.subject.cnpqCIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIA::CIENCIA DO SOLO::FISICA DO SOLOpt_BR
dc.titleConformidade entre dados biofísicos orbitais e terrestres para o zoneamento agroclimático, identificação espaço-temporal de tendências de precipitação e suas relações com uso e cobertura da terra no bioma cerradopt_BR
dc.title.alternativeConformity between orbital and terrestrial biophysical data for agroclimatic zoning, temporal-spatial identification of precipitation tendencies and its relations with land use and land cover in the cerrado biomeeng
dc.typeDissertaçãopt_BR

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