GERAR NDVI NO QUANTUM GIS (sigla em inglês para índice de vegetação por diferença normalizada).

O NDVI apresenta resultados significativos na detecção de mudanças na cobertura vegetal verde, como desmatamento e queimadas.

Para o cálculo do NDVI, foram utilizadas cenas do sensor Thematic Map (TM) do satélite LANDSAT 5. As cenas foram adquiridas gratuitamente no site o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE).

 No exemplo a seguir, foi utilizada a imagem de satélite Landsat TM 5, baixada pelo site do INPE, e os procedimentos metodológicos foram feitos utilizando-se o software livre Quantum GIS versão 1.8.0.

 

Utilizou-se as cenas do sensor sensores Landsat Thematic Mapper ETM+ (Enhancend Thematic Mapper Plus) previamente obtidas no site do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais – INPE nas bandas 3 (0,63µm – 0,69µm) e 4 (0,76µm – 0,90µm).

 

Perceba que, para gerar o NDVI, precisaremos separar as bandas 3 e 4, sendo respectivamente nas faixas espectrais do vermelho e do infravermelho próximo.

 

 

 

 

 

 Imagem de NDVI (sigla em inglês para índice de vegetação por diferença normalizada) possui um intervalo de valores de -1 a +1.

Neste contexto o Índice varia de -1 a 1 e é calculado a partir dos valores de reflectância de imagens de satélite referentes ao espectro do vermelho e infravermelho próximo utilizando a fórmula:

Onde:

rivp = valor da refletância no espectro da banda do infravermelho próximo.

Vr = valor da refletância no espectro da banda do vermelho.

 

Na faixa do vermelho a clorofila absorve a energia solar ocasionando uma baixa reflectância, enquanto na faixa do infravermelho próximo, tanto a morfologia interna das folhas quanto a estrutura da vegetação ocasionam uma alta reflectância da energia solar incidente (Medeiros, 2013). Portando, quanto maior o contraste, maior o vigor da vegetação na área imageada.

 

A manipulação, tratamento, álgebra de mapas, organização e quantificação dos dados georeferenciados optou-se pelo software Quantum Gis 1.8, versão Lisboa, licenciado pela General Public License (GNU). O software possibilitou o cálculo de NDVI, reclassificação, poligonização e quantificação total da cobertura vegetal e da área urbana em estudo.

 

No comando Adicionar imagem raster , inserir as imagens Landsat correspondentes às Bandas 3 e 4; para realizar o cálculo de NDVI acesse o menu Raster >> Calculadora Raster.

 

 

 

 

 

 Na janela que se abre, digitar a fórmula apresentada abaixo na Calculadora raster (utilizando o teclado apenas quando o que se deseja inserir na calculadora não tenha nos Operadores), inserir a Camada de saída e verificar se a expressão foi validada (Expressão válida):

 

 

Calculadora de expressão raster: ( 2006_Banda4@1 - 2006_Banda3@1 ) / (2006_Banda4@1 + 2006_Banda3@1 );

 

Atenção na grafia da expressão e, em seguida, clique em OK e veja a imagem resultado na área de visualização do Quantum GIS.

 

Analise a imagem NDVI gerada e perceba que, quanto mais clara (laranja), maior a quantidade de vegetação e quanto mais escura (azul) menor.

As cores podem variar de acordo com os tons escolhidos na paleta de cores do software.

SELEÇÃO POR ATRIBUTO OU ESPACIAL NO QUANTUM GIS

1 - Em adicionar Camada

   selecione os arquivos Rodovia_Rj.shp e Municipios_Rj.shp.

 

2 – Com botão direito do mouse sobre a camada Rodovia_Rj.shp abra sua tabela atributos, clicando em Abrir tabela de atributos, como mostra a Figura abaixo.

 

3 - Na janela Tabela de Atributos da Rodovia_Rj.shp, clique em “Busca avançada”. O sistema abre a janela “Procurar construtor de questões” para executar a seleção por atributo.

 

 

4 – Na Janela “Procurar construtor de questões” será construído a expressão lógica em linguagem SQL para seleção por atributo.

 

 

 

 5 - Na Janela Procurar construtor de questões selecione dê dois cliques no campo nm_sigla (1) que contém as colunas associada aos nomes das siglas das rodovias do Rio de Janeiro.

 

 6 - Em seguida, clique no botão “TUDO” (2). Será fornecida a lista de todas as rodovias.

 

7 - Cliques no botão “=” (3) e dois cliques em RJ-115 (4).

 

8 - Verifique a expressão SQL no campo mais inferior do janela “Procurar construtor de questões” onde é exibido a expressão: NOME = ‘RJ-115’ (5).

Em seguida dê OK (6).

 

 

 

 

 

10 - Veja que na tabela de atributos o registro RJ-115 foi selecionado.

 

 

 

 

11 - Feche a janela de atributo e observe que na Área de Projetos a feição da Rodovia RJ-115 selecionada de acordo com a seleção por atributos realizados.

12 - Clique no botão Aproximara a seleção

 e veja a RJ-115 selecionada, conforme figura abaixo.

 

 

Seleção por Consulta espacial

 

 

1 - Na Barra Principal de Menus em Vetor clique em Consulta Espacial.

 

 

 

2 – Seleciona Município_RJ (1),

3 – Selecione “Intercepta (2) e

4 – Clique em aplicar (Apply) (3)

 

 

 

 

 

5 – Verifique na janela Pesquisa Espacial o Resultado da pesquisa. Foram selecionado 6 município que intercepta a Rodovia RJ-115.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6 - Na Área de Projetos as feições dos municípios que intercepta a Rodovia RJ-115 foram selecionada de acordo com a seleção por localização realizada.

 

7 - Como resultado da seleção da questão 2 obteve-se 6 município do Rio de Janeiro que são interceptados pela RJ-115: Vassouras, Nova Iguaçu, Duque de Caxias, Miguel Pereira, Valente e Rio das Flores.

 

CÁLCULO DE ÁREA E PERÍMETRO NO QUANTUM GIS.

Para começar o procedimento, clique com botão direito em Camada (1), em seguida clique me propriedade da Camada (2). Em “Geral” observe o Sistema de referência cartográfica (SRC) (3). Nesse curso utiliza-se EPSG:32722 - WGS 84 / UTM zone22).

Depois dessas confirmações vá à tabela de atributos e coloque seu vetor em edição  (1) e em seguida clique em Abrir tabela de atributo  (2).

 

 

Em nova coluna  (3) crie a coluna para receber a área calculada.

 

 Na Janela Adicionar coluna (4) defina o Nome da coluna (Área), Tipo (número décima real), Largura (12) e Precisão (4). Clique em Ok e a nova coluna “Área” estará criada.

O tipo da coluna é número decimal (real) configurado em duble, Largura (12) compõe os números antes da vírgula e Precisão (4) os números após a vírgula.

 

 

 

 

 

 

 

Com a coluna criada clique sobre a calculadora de campo e na janela que abrir coloque para ser Atualizar o campo existente (1), em seguida defina o campo Área (2). Em (3) defina a função desejada (Geometria → $area) com dois clique e depois dê OK.

Com isso o programa calculará sua área em m² (metros quadrados). Feche a edição , feche a tabela e reabra para que o dado seja atualizado.

 

Agora realize o mesmo procedimento para cálculo do perímetro. Contudo, nesta etapa apenas a função será diferente, sendo escolhido agora ($perimeter) em (3).

 

 

 

MOSAICO DE IMAGEM DE SENSORES REMOTOS

O processo de mosaicagem de imagens nos permite unir imagens separadas em uma única imagem, para se ter uma visão contínua de uma determinada área.

 

Adicione, à área de controle do Quantum GIS, as imagens SRTM 02S495ZN e 03S495ZN, assim como o shape LIM_Tailandia_A armazenado no diretório B_Area_Estudo, referente ao município de Tailândia – PA.

 

 

Caso a imagem apareça com apenas uma cor preta ou cinza, abra as propriedades da imagem e, na guia Estilo (Style), escolha a opção Estender e Corta para MinMax em Melhorar Contraste.

 

 

 

Em seguida, no menu principal do Quantum GIS, clique em Raster > Miscellaneous > Merge.

 

Preencha os dados como na figura Meclar. Para Arquivo de entrada (Input Files), selecione as duas imagens STRM 02S495ZN e 03S495ZN a serem mosaicadas.
 

 Para Arquivo de saída (Output File), salve a imagem na pasta Resultados com nome de Topo_Tailandia_Mosaico.tif.

 

 Marque a opção Carregar na tela ao concluir (Load into canvas when finished), para carregar a imagem na área de visualização do Quantum GIS.

 

 

 

 

  

Clique em Ok para executar o processamento das imagens. Como são duas cenas inteiras e, dependendo da sua máquina, o processamento pode demorar um pouco.
 

 

BAIXANDO DADOS DE SUPERFICIE DE ANÁLISE

O material complementar deste capítulo pode ser obtida em: http://www.dpi.inpe.br/gilberto/livro/introd/cap7-mnt.pdf

O projeto Topodata/INPE trabalha com dados morfométricos do Brasil e disponibiliza o Modelo Digital de Elevação (DEM) e suas derivações locais básicas em cobertura nacional, ora elaborados a partir dos dados SRTM disponibilizados pelo USGS na rede mundial de computadores.

Iremos entender a estrutura da página, qual a estrutura dos dados e como baixá-los e usá-los. Os dados altimétricos da região de Tailândia-Pará já estão salvos, mas abaixo você encontra um passo a passo para baixá-los, caso você tenha interesse em outras áreas de trabalho após o treinamento.

 

Para baixar os dados do DEM Topodata vá até o endereço: http://www.dsr.inpe.br/topodata/

Após analisar a página, clique em Acesso para abrir o mapa índice dividido em Folhas:

 

Desloque-se até a região do Estado do Pará e Perceba que uma das cartas da região de São Félix do Xingu tem o código: 02s495. Na área abaixo do mapa, perceba que há a definição dos tipos de dados e termos usados para baixar os arquivos.

 

 

 

Vá até a opção 3 (Camadas em TIF) e escolha para baixar Altitude (ZN), clicando no link do cabeçalho: Planos de Informação em GeoTiff (32 bits, extensão .tif)

Será aberta uma nova janela e você irá escolher o arquivo da região pela junção do nome do cógido da folha (02s495) + o código das camadas (ZN) e (03s495) + o código das camadas. Baixe o arquivo zipado, com atenção aos nomes.

 

 

ELABORAÇÃO DO MATERIAL DIDÁTICO: Leonardo Sousa dos Santos

SOFTWARES UTILIZADOS: Quantum GIS 1.8.0 – Lisboa