Uso de Imagens do Satélite MODIS para o estudo ... - INPE-DGI

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Uso de Imagens do SatéliteMODISpara o estudo Desastres Naturais5°Encontro com Usuáriosde Imagens de Satélites de Sensoriamento RemotoManoel de Araújo Sousa Jr.manoel.sousa@crs.inpe.br


5° Encontro com Usuáriosde Imagens de Satélites de Sensoriamento RemotoMonitoramento de Desastres Naturais UtilizandoImagens MODIS5°EUsISSeR - Santa Maria, RS3 a 5 de Junho de 2008


Geodesastres – Sul O INPE implantou em janeiro de 2007 no Centro RegionalSul, o Núcleo de Aplicação e Pesquisa de Geotecnologiasem Desastres Naturais e Eventos Extremos (Geodesastres-Sul). Área de atuação: região Sul de Brasil e países do Mercosul Colaboradores: universidades, órgãos públicos e privados Gerar dados de acesso livre e material educativo para aprevenção e mitigação de desastres naturais.Monitoramento de Desastres Naturais UtilizandoImagens MODIS5°EUsISSeR - Santa Maria, RS3 a 5 de Junho de 2008


Geodesastres-SulDesastres usando Sensoriamento RemotoImagens Imagens de deSatélite SatéliteProcessamentode ImagensAvaliação deRiscosFotosFotosAéreasAéreasAlertaDadosDadosdedeCampoCampoIntegração dosDadosSIGSIGMonitoramentode DesastresTomada deDecisõesSériesSériesHistóricasHistóricasAvaliaçãode DadosMonitoramento de Desastres Naturais UtilizandoImagens MODIS5°EUsISSeR - Santa Maria, RS3 a 5 de Junho de 2008


Eventos NaturaisClimaEventos naturais - secas, inundações, queimadas e furacõesPresença do homem modificações no meioMonitoramento de Desastres Naturais UtilizandoImagens MODIS5°EUsISSeR - Santa Maria, RS3 a 5 de Junho de 2008


Desastres NaturaisMudanças no climaEventos naturais extremosUm evento natural passa a ser desastre quando provocadano ao homem, caso contrário é apenas um evento natural.Monitoramento de Desastres Naturais UtilizandoImagens MODIS5°EUsISSeR - Santa Maria, RS3 a 5 de Junho de 2008


Desastres NaturaisAMEAÇA AMEAÇA NATURAL NATURAL (A) (A)Processos Processos ou ou fenômenos fenômenos naturais naturais com comsuficiente suficiente intensidade, intensidade, num num determinadodeterminadoespaço espaço e e tempo tempo específicos, específicos, para para causar causardanos danosVULNERABILIDADE VULNERABILIDADE (V) (V)Condições Condições resultantes resultantes de de fatores fatores físicos, físicos,socioeconômicos socioeconômicos e e ambientais ambientais que queaumentam aumentam a a susceptibilidade susceptibilidade da dacomunidade comunidade aos aos impactos impactos de de ameaças ameaçasNÃO NÃO CONTROLÁVEL CONTROLÁVEL OU OUPARCIALMENTE PARCIALMENTE CONTROLÁVELCONTROLÁVELCONTROLÁVELCONTROLÁVELRISCORISCO(A,(A,V)V)ProbabilidadeProbabilidadededeperdasperdasfísicas,físicas,socioeconômicassocioeconômicaseeambientaisambientaiscomocomoresultadoresultadocombinadocombinadodadaameaçaameaçaeeaavulnerabilidadevulnerabilidadeMonitoramento de Desastres Naturais UtilizandoImagens MODIS5°EUsISSeR - Santa Maria, RS3 a 5 de Junho de 2008Adaptado de Keipi et al., 2005


Crescimento do número de desastres naturaisHistóricoPaíses com maior perda humana e material Países subdesenvolvidos ou em desenvolvimento são os maisafetados quando ocorre um desastre natural.Monitoramento de Desastres Naturais UtilizandoImagens MODIS5°EUsISSeR - Santa Maria, RS3 a 5 de Junho de 2008


Crescimento do número de desastres naturaisCausa principal: instabilidades atmosféricasMundo: 60%Brasil: 80%Década 90260/anoDécada 7090/anoFrequencia de desastres naturais (período 1900-2006).Fonte: EM-DAT (2007).Monitoramento de Desastres Naturais UtilizandoImagens MODIS5°EUsISSeR - Santa Maria, RS3 a 5 de Junho de 2008


O uso dos recursos naturaisMonitoramento de Desastres Naturais UtilizandoImagens MODIS5°EUsISSeR - Santa Maria, RS3 a 5 de Junho de 2008


Uso de Tecnologias Sensoriamento RemotoTem uma grande aplicabilidade para o estudo e monitoramentode desastres naturais por permitir uma visão da área e por existirvárias técnicas conhecidas de processamento e obtenção deinformações sobre as imagens geradas. Prevenção A criação de modelos permite conhecer as conseqüênciasgeradas por eventos extremos e a ajudar os órgãos competentes Mitigação O uso de informação proveniente de diferentes fontes permitediminuir as perdas. Definição de políticas públicasMonitoramento de Desastres Naturais UtilizandoImagens MODIS5°EUsISSeR - Santa Maria, RS3 a 5 de Junho de 2008


Uso dos Produtos MODISProdutos 36 bandas espectrais com resolução espacial de: 250 metros para as bandas 1 e 2,Vantagens500 metros nas bandas 3 a 7, e1 Km para as 29 bandas restantes. Alta resolução temporal – permite acompanhar diariamenteeventos, quase em tempo real. Média resolução espacial – permite monitorar grandes áreascom poucas imagens (cada cena cobre uma faixa de 2330 kmde largura).Monitoramento de Desastres Naturais UtilizandoImagens MODIS5°EUsISSeR - Santa Maria, RS3 a 5 de Junho de 2008


Uso dos Produtos MODISVantagens Aplicações:terrestres;oceânicas;atmosféricas. Produtos gratuitos.Monitoramento de Desastres Naturais UtilizandoImagens MODIS5°EUsISSeR - Santa Maria, RS3 a 5 de Junho de 2008


Aplicações MODISInundaçõesMapa global de 2006 atualizado com os maiores eventos de inundação ocorridoshttp://www.dartmouth.edu/~floods/index.htmlhttp://www.dartmouth.edu/%7Efloods/Modis.htmlMonitoramento de Desastres Naturais UtilizandoImagens MODIS5°EUsISSeR - Santa Maria, RS3 a 5 de Junho de 2008


Aplicações MODISInundaçõesMapa global de 2008 atualizado com os maiores eventos de inundação ocorridoshttp://www.dartmouth.edu/~floods/index.htmlhttp://www.dartmouth.edu/%7Efloods/Modis.htmlMonitoramento de Desastres Naturais UtilizandoImagens MODIS5°EUsISSeR - Santa Maria, RS3 a 5 de Junho de 2008


Aplicações MODISInundaçõeshttp://www.dartmouth.edu/~floods/Monitoramento de Desastres Naturais UtilizandoImagens MODIS5°EUsISSeR - Santa Maria, RS3 a 5 de Junho de 2008


Monitoramento de InundaçõesNordesteMonitoramento de Desastres Naturais UtilizandoImagens MODIS5°EUsISSeR - Santa Maria, RS3 a 5 de Junho de 2008


Monitoramento de InundaçõesImagem MODIS/AQUA-9 de Setembro 2007Monitoramento de Desastres Naturais UtilizandoImagens MODIS5°EUsISSeR - Santa Maria, RS3 a 5 de Junho de 2008


Monitoramento de InundaçõesImagem MODIS/AQUA- 25 de Setembro 2007Monitoramento de Desastres Naturais UtilizandoImagens MODIS5°EUsISSeR - Santa Maria, RS3 a 5 de Junho de 2008


Aplicações MODISQueimadasMapa de queimadas: 10/28/06 - 11/06/06 (2006301-2006310)http://rapidfire.sci.gsfc.nasa.gov/firemaps/Monitoramento de Desastres Naturais UtilizandoImagens MODIS5°EUsISSeR - Santa Maria, RS3 a 5 de Junho de 2008


Aplicações MODISQueimadasMonitoramento de Desastres Naturais UtilizandoImagens MODIS5°EUsISSeR - Santa Maria, RS3 a 5 de Junho de 2008


Aplicações MODISVulcanismoVulcão Chaiten (Chile)Monitoramento de Desastres Naturais UtilizandoImagens MODIS5°EUsISSeR - Santa Maria, RS3 a 5 de Junho de 2008


Aplicações MODISVulcão Chaiten (Chile)4 de junho de 2008Monitoramento de Desastres Naturais UtilizandoImagens MODIS5°EUsISSeR - Santa Maria, RS3 a 5 de Junho de 2008


Aplicações MODISVulcanismohttp://modis.higp.hawaii.edu/cgi-bin/modis/modisnew.cgiMonitoramento de Desastres Naturais UtilizandoImagens MODIS5°EUsISSeR - Santa Maria, RS3 a 5 de Junho de 2008


Aplicações MODISSatélite Ano Mês Dia Hora Min. Longitude LatitudeA 2003 12 23 06 40 -78.452591 -1.461077A 2003 12 23 06 40 -78.444427 -1.471518A 2003 12 23 06 40 -78.443161 -1.462488T 2003 12 09 03 35 -78.454765 -1.464638T 2003 12 09 03 35 -78.443695 -1.463029T 2003 12 02 15 50 -78.451836 -1.471578T 2003 12 02 03 25 -78.451965 -1.469809A 2003 11 30 06 30 -78.445793 -1.469735T 2003 11 16 03 25 -78.458626 -1.468975T 2003 11 16 03 25 -78.443314 -1.466802T 2003 11 14 03 40 -78.447075 -1.470226A 2003 10 18 06 50 -78.448738 -1.461307A 2003 10 18 06 50 -78.439377 -1.462675T 2003 10 18 03 55 -78.451775 -1.467892A 2003 10 17 18 30 -78.452202 -1.470402A 2003 10 17 06 05 -78.445366 -1.462844A 2003 10 17 06 05 -78.437218 -1.470673A 2003 10 11 06 45 -78.449776 -1.464966A 2003 10 11 06 45 -78.440987 -1.466256T 2003 10 08 03 20 -78.446754 -1.468049A 2003 10 04 06 40 -78.446228 -1.465851A 2003 09 25 06 45 -78.448242 -1.469690A 2003 09 25 06 45 -78.446945 -1.460790A 2003 09 25 06 45 -78.439438 -1.470984A 2003 08 31 06 50 -78.443825 -1.469248T 2003 08 30 15 35 -78.450211 -1.470147Monitoramento de Desastres Naturais UtilizandoImagens MODIS5°EUsISSeR - Santa Maria, RS3 a 5 de Junho de 2008


Análise Harmônica – EVI/MODIS• O Calculo é feito sobre os 23 mosaicos de cada ano• São geradas imagens: Amplitude Fase ou posição Termo aditivo (imagem média)15φ 2 / 213,8 cos [2π(2t) /365 – 4,74]φ 1C 11050-5C 275 150225 300 365 tπ/2 π 3π/22π13,6 cos [2π 2t /365 – 1,25]-10-15J F M A M J J A S O N DMonitoramento de Desastres Naturais UtilizandoImagens MODIS5°EUsISSeR - Santa Maria, RS3 a 5 de Junho de 2008


Análise HarmônicaCada termo designa o número de ciclos completados poruma onda num determinado intervalo1 harmônico 2 harmônico 3 harmônicoMudanças na amplitudeMudanças na faseMudanças na amplitudee na fasevariação no tipo de uso e coberturaou nas condições da vegetaçãovariações no tempo de máximo vigorcâmbios significativos da superfícieterrestreMonitoramento de Desastres Naturais UtilizandoImagens MODIS5°EUsISSeR - Santa Maria, RS3 a 5 de Junho de 2008


Análise Harmônica 2006Imagem amplitude1 harmônico0,00 – 0,020,02 – 0,040,04 – 0,060,06 – 0,080,08 – 0,100,10 – 0,120,12 – 0,140,14 – 0,160,16 – 0,180,18 – 0,200,20 – 0,220,22 – 0,240,24 – 0,260,26 – 0,280,28 – 0,300,30 – 0,70Monitoramento de Desastres Naturais UtilizandoImagens MODIS5°EUsISSeR - Santa Maria, RS3 a 5 de Junho de 2008


Análise Harmônica 2006Imagem amplitude2 harmônico0,00 – 0,020,02 – 0,040,04 – 0,060,06 – 0,080,08 – 0,100,10 – 0,120,12 – 0,140,14 – 0,160,16 – 0,180,18 – 0,200,20 – 0,220,22 – 0,240,24 – 0,260,26 – 0,280,28 – 0,300,30 – 0,70Monitoramento de Desastres Naturais UtilizandoImagens MODIS5°EUsISSeR - Santa Maria, RS3 a 5 de Junho de 2008


Análise Harmônica 2006Imagem fase1 harmônicoJaneiroFevereiroMarçoAbrilMaioJunhoJulhoAgostoSetembroOutubroNovembroDezembroMonitoramento de Desastres Naturais UtilizandoImagens MODIS5°EUsISSeR - Santa Maria, RS3 a 5 de Junho de 2008


Análise Harmônica 2006Imagem amplitude1 harmônicoAmplitude0,850,750,650,550,450,350,250,150,05-0,05-0,151 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23Dias JulianosEVISoma dos 6 primeiros harmônicosMonitoramento de Desastres Naturais UtilizandoImagens MODIS5°EUsISSeR - Santa Maria, RS3 a 5 de Junho de 2008


Análise Harmônica 2006Imagem amplitude12 harmônicoAno 2006Amplitude0,900,800,700,600,500,400,300,200,100,001 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23Dias JulianosEVISoma dos 6 primeiros harmônicosMonitoramento de Desastres Naturais UtilizandoImagens MODIS5°EUsISSeR - Santa Maria, RS3 a 5 de Junho de 2008


Análise Harmônica 2006Imagem amplitude13 2 harmônicoAno 2006Amplitude0,850,750,650,550,450,350,250,150,05-0,05-0,151 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23Dias JulianosEVI Soma dos 6 primeiros harmônicosMonitoramento de Desastres Naturais UtilizandoImagens MODIS5°EUsISSeR - Santa Maria, RS3 a 5 de Junho de 2008


Aplicações MODISFuracõesImagem MODIS do Litoral de SantaCatarina e Rio Grande do Sul do EventoCatarina (27/03/2004)Monitoramento de Desastres Naturais UtilizandoImagens MODIS5°EUsISSeR - Santa Maria, RS3 a 5 de Junho de 2008


Aplicações MODISSecasSeca severa ocorrida durante overão 2004/2005.Comparação da imagem deanomalias da vegetação do MODIScom a media ocorrida de 2000 a2004: as áreas afetadas pela secaaparecem em marrom, e as áreasem verde corresponde a aquelasregiões com a vegetação maisdensa do que a média.http://visibleearth.nasa.gov/view_rec.php?id=1994Monitoramento de Desastres Naturais UtilizandoImagens MODIS5°EUsISSeR - Santa Maria, RS3 a 5 de Junho de 2008


Estudo de Estiagem – EVI/MODIS7 anos de imagens (mosaicos 4 imagens)Calculo de anomalias de EVI por estação do ano6 imagens por estaçãoverão outono inverno primavera2001 V01 O01 Io1 Po12002 V02 O02 I02 P02. . . . .. . . . .. . . . .2007 V07 O07 I07 P072008 V08Monitoramento de Desastres Naturais UtilizandoImagens MODIS5°EUsISSeR - Santa Maria, RS3 a 5 de Junho de 2008


Estiagem – Verão 2007 e 2008Anomalias -> média e o desvio padrão das imagens.... -2 -1,5 -1 1 1,5 2 ...Monitoramento de Desastres Naturais UtilizandoImagens MODIS5°EUsISSeR - Santa Maria, RS3 a 5 de Junho de 2008


Estiagem – Verão 2007 e 2008Destaque estado Rio Grande do Sul... -2 -1,5 -1 1 1,5 2 ...Monitoramento de Desastres Naturais UtilizandoImagens MODIS5°EUsISSeR - Santa Maria, RS3 a 5 de Junho de 2008


Estiagem – Verão 2007 e 2008N(0,1) -> 68,26% das ocorrências entre ± 1 σ , 95,44% dasocorrências entre ± 2 σ e 99,72% quando ± 3 σA média está em uma anomalia negativa igual a -0,6Desvio PadrãoMonitoramento de Desastres Naturais UtilizandoImagens MODIS5°EUsISSeR - Santa Maria, RS3 a 5 de Junho de 2008


Dados MODIS x Precipitação desvio da normal(mm)janeiro de 2007... -2 -1,5 -1 1 1,5 2 ...Dados coletados nas imagens MODIS ecorrespondente a cada 250m no terrenoDados coletados em 19 estaçõesmeteorológicasgicas-FEPAGROMonitoramento de Desastres Naturais UtilizandoImagens MODIS5°EUsISSeR - Santa Maria, RS3 a 5 de Junho de 2008


Dados MODIS x Precipitação desvio da normal(mm) janeiro de 2008... -2 -1,5 -1 1 1,5 2 ...Dados coletados nas imagens MODIS ecorrespondente a cada 250m no terrenoDados coletados em 19 estaçõesmeteorológicasgicas-FEPAGROMonitoramento de Desastres Naturais UtilizandoImagens MODIS5°EUsISSeR - Santa Maria, RS3 a 5 de Junho de 2008


http://earthobservatory.nasa.gov/nh_subscribe.php3Monitoramento de Desastres Naturais UtilizandoImagens MODIS5°EUsISSeR - Santa Maria, RS3 a 5 de Junho de 2008


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