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Landsat 8 e o Algarve: the next step


Num primeiro post sobre as possibilidades de utilização dos produtos Landsat 8 com vista a uma mais detalhada caracterização da região algarvia, intitulado O Algarve visto pelo Landsat 8, foi feita uma abordagem elementar às imagens do satélite, ao acesso e download das mesmas, e ao interesse do produto georreferenciado mais simples, o GeoTIFF em 'Natural Color'.

Agora, neste post, aprofundam-se duas potencialidades relevantes e que permitirão aprofundar a utilização dos produtos Landsat 8:

  • pan-sharpening - técnica que junta informação com elevada resolução espacial (15 metros) existente apenas na banda pancromática (banda 8) à informação com resolução espacial média (30 metros) existente nas restantes bandas criadas pelo sensor OLI, permitindo criar imagens multi-espectrais com elevada resolução espacial (15 metros)

  • band combinations - técnica de conjugação da informação existente através de associações de três bandas e sua apresentação em RGB (red-green-blue), tendo em vista destacar determinadas características da informação recolhida pelo Landsat 8

As duas técnicas podem ser utilizadas em simultâneo. As band combinations 4-3-2 (natural color), 5-4-3 (infrared conventional color / vegetation) e 7-5-3 (false color / vegetation) são três das associações habitualmente mais utilizadas. O QGIS, particularmente com o plugin Semi-Automatic Classification (SPC), é uma ferramenta poderosa e simples para levar a cabo a exploração dos produtos Landsat 8 e das potencialidades aqui abordadas.

As imagens seguintes ilustram as três associações acima referidas, para o Algarve e para o dia 23 de Julho de 2016, com resolução espacial de 15 metros.

Detalhando, as características principais das várias bandas utilizadas para a composição das três imagens RGB acima apresentadas são:

  • banda 2 - azul visível (0,450 - 0,515 µm)

  • banda 3 - verde visível (0,525 - 0,600 µm)

  • banda 4 - vermelho visível (0,630 - 0,680 µm)

  • banda 5 - infra-vermelhos próximos - NIR (0,845 - 0,885 µm) - fundamental para a análise da existência de vegetação sem sintomas acentuados de deficit hídrico porque a água nas suas folhas reflecte intensamente esta banda para o espaço

  • banda 7 - parcela dos infra-vermelhos de onda curta - SWIR (2,100 - 2,300 µm) - útil para a análise do teor de água do solo com escassa cobertura vegetal e para estudos geológicos

A imagem LC8 Algarve de 21 Julho 2016 com a band combination 4-3-2 é pouco informativa. Em oposição, as imagens com as band combination 5-4-3 e 7-5-3 evidenciam zonamentos tanto geológicos e ecológicos como de diferentes usos do território que são de muito fácil observação e interpretação. Áreas de florestas, áreas agrícolas de sequeiro e regadio, áreas de matos, vegetação esclerofítica e esparsa, áreas artificializadas diversas, planos de água e zonas húmidas podem ser diferenciadas com facilidade. O download da imagem com a band combination 4-3-2 é possível a partir daqui, com a 5-4-3 a partir daqui e com a 7-5-3 a partir daqui. São três ficheiros em formato GeoTIFF (EPSG: 32629) com cerca de 160 MB cada.

Outro aspecto interessante é a possibilidade de se poderem fazer séries cronológicas objectivas e homogéneas. No exemplo seguinte apresentam-se imagens de três datas: 21 de Julho de 2015, 20 de Maio e 23 de Julho de 2016, todas elas com a mesma band combination 5-4-3. De recordar que exemplos em 'Natural Color' das duas primeiras datas tinham já sido apresentados no post O Algarve visto pelo Landsat 8.

Na animação acima são bastante perceptíveis as semelhanças entre as duas imagens relativas aos meses de Julho, de 2015 e 2016 respectivamente, e o contraste entre ambas e a imagem relativa a Maio de 2016. Esta última apresenta amplas manchas de vermelho vivo, indicador de cobertura vegetal densa e com elevados teores de água, e de intenso vermelho escuro, enquanto que nas duas restantes as manchas de vermelho são significativamente mais reduzidas e a cor, excepção feita para a Serra de Monchique, é sempre menos acentuada. As áreas regadas do Barrocal e do Litoral algarvios são igualmente bastante perceptíveis nas imagens relativas aos meses de Julho.

Por fim, apresentam-seabaixo três imagens das mesmas datas, mas com a band combination 7-5-3. A análise qualitativa que pode ser feita é plenamente consistente com a da anterior band combination.

Uma limitação que não pode ser ignorada na utilização dos produtos Landsat 8 OLI é o efeito da elevada humidade troposférica e, particularmente, da nebulosidade intensa que perturba a qualidade das imagens recolhidas e lhes reduz os requisitos técnicos indispensáveis para sustentar uma detalhada caracterização da região algarvia.

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BLOG | Nuno de Santos Loureiro