MODIS TIME SERIES ANALYSIS AND TRMM IN EUCALYPTUS PLANTATIONS

Abstract

The objective of this work was to analyze and compare spectral indexes in eucalyptus plantations and
correlate them with precipitation data for the period from 2003 to 2012, in order to assess whether climate
change has an influence on vegetation phenology. The methodology entailed obtaining the mean spectral
indexes (NDVI, EVI and GPP) of MODIS images and elaborating the temporal profiles of the eucalyptus
vegetation, for both cloned seedlings and those grown from seeds. These profiles were correlated with
TRMM precipitation data. The results showed NDVI values higher than the EVI, although a clearly defined
seasonality was not present, whereas the GPP demonstrated a well-defined seasonal behavior in all
of the years. The correlation between the spectral indices and the precipitation had representative results
for some years, including El Niño and La Niña periods. It was concluded that MODIS products allow the
evaluation of phenological cycles in eucalyptus plantations, principally for the planting and cutting phases.

Keywords: Spectral indices; MODIS sensor; Stands of eucalyptus.

Author Biographies

Aline Biasoli Trentin, Universidade Federal do Pampa, São Gabriel (RS), Brasil

Possui graduação em Geografia - Bacharelado (2007) pela Universidade Federal de Santa Maria e título de Mestre em Geografia na área de concentração Análise Ambiental e Dinâmica Espacial, com ênfase na linha de pesquisa Geoinformação e Sensoriamento Remoto (2009) também pela Universidade Federal de Santa Maria. Doutora em Geografia (área de concentração Análise Ambiental) pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Atualmente é Professora Adjunta da Universidade Federal do Pampa (UNIPAMPA) - Campus São Gabriel. Atua na área de Geociências, com ênfase em Geoprocessamento e Sensoriamento Remoto.

Carline Biasoli Trentin, Universidade Federal do Mato Grosso, Barra dos Garça (MT), Brasil

Professora Adjunta do Curso de Geografia da UFMT / CUA. Possui graduação em Geografia Bacharelado pela Universidade Federal de Santa Maria, mestrado e doutorado em Sensoriamento Remoto pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Tem experiência na área de Geociências, com ênfase em Geoprocessamento e Sensoriamento Remoto, atuando principalmente nos seguintes temas: Sensoriamento Remoto da vegetação, Sistema de Informação Geográfica, Cartografia, imagens de satélite, agrometeorologia, uso e cobertura da terra, desastres naturais e análise ambiental.

Dejanira Luderitz Saldanha, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre (RS), Brasil

Bacharel em Geologia pela UFRGS, mestrado e doutorado em Geociências pelo Programa de Pós-Graduação em Geociëncias da UFRGS. Concluiu em 2008 pós-doutorado na Universidade de Coimbra (Portugal) pelo Programa de Colaboração Internacional CAPES-GRICES. Atualmente é professora associado 1 no Departamento de Geodésia - Instituto de Geociências da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Pesquisadora e orientadora de mestrado e doutorado junto aos Programas de Pós-Graduação em Sensoriamento Remoto e Geografia da UFRGS. Atua cientificamente na área de sensoriamento remoto - com ênfase na análise e processamento de imagens digitais, espectrorradiometria, cartografia e avaliação ambiental. Colabora em diversos projetos, coordenou projetos de levantamento da área de ocorrência da Mata Atlântica junto à Secretaria Estadual de Meio Ambiente (SEMA-RS) e coordenou o projeto PROCAD/CAPES entre INPE/UFRGS. Recentemente tem se dedicado a estudos e a formação de recursos humanos relacionados a eventos climáticos e investigação de bacias hidrográficas.

Tatiana Mora Kuplich, Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, Santa Maria (RS), Brasil

Possui graduação em Ciências Biológicas pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (Porto Alegre, 1986), especialização em Organização do Espaço (DESS em Aménagement des Territoires) pela Université Toulouse II (França, 1988), Mestrado em Sensoriamento Remoto pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE, São José dos Campos, 1994) e Doutorado em Geografia pela University of Southampton (Inglaterra, 2001). Em 2002 foi aprovada em concurso para a Divisão de Sensoriamento Remoto (DSR) do INPE de São José dos Campos. Em janeiro de 2008 transferiu-se para o Centro Regional Sul de Pesquisas Espaciais (CRS), unidade do INPE em Santa Maria (RS). É docente e orientadora da Pós-Graduação em Biodiversidade Animal da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM). Colabora na Pós-Graduação em Sensoriamento Remoto da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). Atua no estudo dos biomas brasileiros através de dados e técnicas de sensoriamento remoto.

References

ANDERSON, L. O.; SHIMABUKURO, Y. E. Monitoramento da cobertura terrestre: fenologia e alterações antrópicas. In: B. F. T. RUDORFF; Y. E. SHIMABUKURO; J. C. CEBALLOS. (Org.). Sensor MODIS e suas aplicações ambientais no Brasil. São José dos Campos: Editora Parêntese, 2007. p. 185-206.
BRIZUELA, A. B.; MILERA, S. G. Actualización de la superficie forestada en cuatro Departamentos de la Provincia de Entre Ríos. Revista Científica Agropecuaria, Paraná, v. 7, n. 1, Facultad de Ciencias Agropecuárias – UNER, p. 45-50, 2003.
CPTEC - Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos. El Niño e La Niña. Disponível em .
FERREIRA, J. M. A. Ganhos de produtividade de plantações clonais de Eucalyptus Urophylla e suas correlações com variáveis edafoclimáticas e silviculturais. 2007. 85 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Florestais) - ESALQ/USP, Piracicaba, 2007.
FREITAS, R.M. et. al. Virtual laboratory of remote sensing series: visualization of MODIS EVI2 data set over South America. Journal of Computational Interdisciplinary Sciences, v. 2, n.1, p. 57-68, 2011.
HUETE, A., et. al. Overview of the radiometric and biophysical performance of the MODIS vegetation indices. Remote Sensing of Environment, v. 83, p. 195–213, 2002.
IPCC – Painel Intergovernamental Sobre Mudanças do Clima. Climate Change 2001: The Scientific Basis. Third Assessment Report, 2001. Disponível em .
JENSEN, J. R. Sensoriamento Remoto do Ambiente: uma perspectiva em recursos terrestres. Tradução:
EPIPHANIO, J. C. N. et al. São José dos Campos: Parêntese, 2009.
LATORRE, M. L., et al. Produtos para ecossistemas terrestres – MOD-LAND. In: B. F. T. RUDORFF; Y. E. SHIMABUKURO; J. C. CEBALLOS. (Org.). Sensor MODIS e suas aplicações ambientais no Brasil. São José dos Campos: Editora Parêntese, 2007. p. 185-206.
LIANG L.; SCHWARTZ M.D. Landscape phenology: an integrative approach to seasonal vegetation dynamics.
Landscape Ecology, n. 24, p. 465-472, 2009.
MAIRE, G., et al. MODIS NDVI time-series allow the monitoring of Eucalyptus plantation biomass. Remote
Sensing of Environment, v. 115, p. 2613–2625, 2011.
MARSDEN, C., et al. Relating MODIS vegetation index time-series with structure, light absorption and
stem production of fast-growing Eucalyptus plantations. Forest Ecology and Management, v. 259, p.
1741–1753, 2010.
PARUELO, J.M., et al. Current distribution of ecosystem functional types in temperate South America.
Ecosystems, n. 4, p. 683-698, 2001.
PONZONI, F. J.; SHIMABUKURO, Y. E. Sensoriamento Remoto no estudo da vegetação. São José dos
Campos: Parêntese, 2009.
RIBEIRO, C. A. D., et al. Correlações entre variáveis climáticas e séries multitemporais EVI em floresta
natural e em cultivo agrícola. Cerne, Lavras, v. 15, n. 2, p. 196-204, 2009.
SANTANA, R. C., et al. Estimativa de biomassa de plantios de eucalipto no Brasil. Revista Árvore, Viçosa, v. 32, n. 4, p. 697-706, 2008.
SOARES, J. V., et al. Histórico e Descrição. In: RUDORFF, B. F. T.; SHIMABUKURO, Y. E.; CEBALLOS, J. C. (Org.). Sensor MODIS e suas aplicações ambientais no Brasil. São José dos Campos: Editora Parêntese, 2007. p. 3-21.
SUN W., et al. Mapping plant functional types from MODIS data using multisource evidential reasoning. Remote Sensing of Environment, n. 112, p. 1010-1024, 2008.
WANG, J., et al. Temporal responses of NDVI to precipitation and temperature in the central Great Plains, USA. International Journal of Remote Sensing, v. 24, n. 11, p. 2345–2364, 2003.
Published
18/10/2018
How to Cite
TRENTIN, Aline Biasoli et al. MODIS TIME SERIES ANALYSIS AND TRMM IN EUCALYPTUS PLANTATIONS. Mercator, Fortaleza, v. 17, oct. 2018. ISSN 1984-2201. Available at: <http://www.mercator.ufc.br/mercator/article/view/1759>. Date accessed: 11 dec. 2023.
Citation Formats
Issue
Vol 17 (2018)
Section
ARTICLES

Keywords

Índices espectrais; sensor MODIS; povoamentos de eucalipto
Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Authors who publish in this journal agree to the following terms:

  1. Authors retain the copyright and grant MERCATOR the right of first publication, with the work simultaneously licensed under the Creative Commons Attribution License, which allows the sharing of the work with recognition of the authorship of the work and initial publication in this journal.
  2. Authors are authorized to sign additional contracts separately, for non-exclusive distribution of the version of the work published in this journal (e.g., publish in an institutional repository or as a book chapter), with acknowledgment of authorship and initial publication in this journal.
  3. Authors are allowed and encouraged to publish and distribute their work online (e.g., in institutional repositories or on their personal page) at any point before or during the editorial process, as this can generate productive changes as well as increase the impact and citation of the published work (see The Effect of Free Access).
  4. Authors are responsible for the content of the manuscript published in the journal.