Please use this identifier to cite or link to this item: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/2337
Title: Estimativa de evapotranspiração utilizando sebal automatizado em clima mediterrânico.
Other Titles: Estimation of evapotranspiration using automated sebal in Mediterranean climate.
???metadata.dc.creator???: OLIVEIRA, Michele Laurentino de.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: RUFINO, Iana Alexandra Alves.
???metadata.dc.contributor.advisor-co1???: CUNHA, John Elton de Brito Leite.
???metadata.dc.contributor.referee1???: RUHOFF, Anderson Luis.
???metadata.dc.contributor.referee2???: PAZ, Adriano Rolim da.
Keywords: Sensoriamento remoto;Automatização de algoritmos;SEBAL;Remote sensing;Automation of algorithms
Issue Date: 22-Aug-2018
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: OLIVEIRA, Michele Laurentino de. Estimativa da evapotranspiração utilizando sebal automatizado em clima mediterrânico. 2018, 79 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil e Ambiental) - Universidade Federal de Campina Grande, Centro de Tecnologia e Recursos Naturais, Campina Grande - PB, 2018. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/2337
???metadata.dc.description.resumo???: Há mais de duas décadas o Surface Energy Balance Algorithms for Land (SEBAL) tem sido utilizado com sucesso em diferentes regiões climáticas para estimativa da evapotranspiração real (ETr) a partir de imagens de satélite. A versão tradicional do SEBAL requer do operador (usuário) a identificação visual de dois pixels âncora (quente e frio) e a utilização de estações meteorológicas na região de estudo. Entretanto estes dois fatores limitam a sua aplicação para trabalhos que necessitam de longas séries temporais em grandes áreas. O objetivo deste trabalho foi aperfeiçoar o algoritmo de seleção dos pixels âncora e reduzir a utilização de dados meteorológicos provenientes de estações de superfície por dados de sensores orbitais. O trabalho foi desenvolvido para uma área de cultivo intensivo de oliveiras localizado na região mediterrânea de Portugal, reunindo ao todo 16 observações dos satélites Landsat 5 e 7 capturadas entre os anos de 2010 e 2012. O modelo SEBAL e o algoritmo de seleção automática dos pixels âncora utilizado neste estudo (Cunha et al., 2018) foi adaptado para permitir o uso de diferentes configurações de seleção dos pixels âncora e entrada de dados meteorológicos proveniente de dados orbitais. O algoritmo de seleção dos pixels âncora foi avaliado para cinco diferentes configurações (testes), resultando em cinco diferentes estimativas de ETr. Para redução da demanda por dados de estações meteorológicas de superfície, este trabalho utilizou os dados disponibilizados de radiação de onda curta e Temperatura de Superfície pelo Sistema Satellite Apllication Facility on Land Surface Analysis (LSA SAF), que são gerados a partir dos dados do sensor MSG. A avaliação das diferentes configurações (testes) foi realizada a partir da instrumentação de campo (Eddy covariance), analisando sempre a ETr diária. Os resultados mostram uma alta sensibilidade do SEBAL em relação aos quantis de temperatura de superfície do conjunto dos candidatos a pixels âncora. Quando comparado aos dados de campo (Eddy Covariance), a melhor configuração do algoritmo de seleção dos pixels âncora permitiu a estimativa da ETr com R² igual a 0,734 e erro médio absoluto de 0,4mmd-1. A aplicação do SEBAL automatizado a regiões de elevada sazonalidade como a utilizada neste estudo permitiu a avaliação numa ampla gama de valores de ETr (1,64 a 4,40mmd-1). Ainda, os resultados encontrados neste estudo apresentam desempenho semelhante aos encontrados por trabalhos que utilizam o SEBAL na forma tradicional para regiões de clima e cobertura do solo semelhantes. Para comprovar a eficiência da configuração que apresentou melhor desempenho, novas avaliações devem ser realizadas para outras regiões climáticas e coberturas do solo. No entanto, a partir deste trabalho, observa-se que é possível obter bom desempenho para o SEBAL com seleções automáticas de pixels âncora, essa contribuição permitirá a redução das limitações e maior aplicação do SEBAL as áreas de hidrologia, agronomia, meteorologia e avaliação ambiental.
Abstract: For more than two decades, Surface Energy Balance Algorithms for Land (SEBAL) has been used successfully in different climatic regions to estimate actual evapotranspiration (ETr) from satellite imagery. The traditional version of SEBAL requires the operator (user) to visualize two anchor pixels (hot and cold) and the use of meteorological stations in the region of study. However, these two factors limit their application to jobs that require long time series and large areas. The objective of this work was to improve the algorithm of selection of reference pixels and reduce the use of meteorological data from surface stations by orbital sensor data. The work was developed for an intensive cultivation of olive trees located in the Mediterranean region of Portugal, bringing together 16 observations of the Landsat 5 and 7 satellites captured between 2010 and 2012. The SEBAL model and the algorithm of automatic selection of reference pixels used in this study was previously programmed in R by Cunha et al., 2018 and had adaptations performed in this work to allow the use of different configurations of selection of anchors and input of meteorological data from orbital data. The anchor pixel selection algorithm was evaluated for five different configurations (tests), resulting in five different ETr estimates. In order to reduce the demand for data from surface meteorological stations, this work used the available data of shortwave radiation and Surface Temperature by the Satellite Application Facility on Land Surface Analysis (LSA SAF), which are generated from the sensor data MSG. The evaluation of the different configurations (tests) was performed from the field instrumentation (Eddy covariance), always analyzing the daily ETr. The results show a high sensitivity of SEBAL in relation to the surface temperature quantiles of the candidate set of anchor pixels. When compared to the field data (Eddy Covariance), the best configuration of the anchor pixel selection algorithm allowed estimation of ETr and R²=0.734 and absolute mean error equal to 0.4mmd-1. The application of the automated SEBAL to regions of high seasonality with that used in this study allowed the evaluation in a wide range of values (1.64 - 4.40mmd-1). Also, the results found in this study show similar performance to those found by works that use SEBAL in the traditional way for similar regions of climate and soil cover. To prove the efficiency of the configuration that presented better performance (test 5), new evaluations should be performed for other climatic regions and soil cover. However, from this work it is observed that it is possible to obtain good performance for SEBAL with automatic selections of anchor pixels, this contribution will allow the reduction of the limitations and greater application of SEBAL to the areas of hydrology, agronomy, meteorology and environmental evaluation.
Keywords: Sensoriamento remoto
Automatização de algoritmos
SEBAL
Remote sensing
Automation of algorithms
???metadata.dc.subject.cnpq???: Planejamento Urbano e Regional
Economia Agrária e dos Recursos Naturais
Engenharia Sanitária
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/2337
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia Civil e Ambiental.

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
MICHELE LAURENTINO DE OLIVEIRA - DISSERTAÇÃO PPGECA 2018.pdfMichele Laurentino de Oliveira - Dissertação PPGECA CTRN 20181.83 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.