SATVeg

O que � SATVeg?

O SATVeg - Sistema de An�lise Temporal da Vegeta��o - � uma ferramenta Web desenvolvida pela Embrapa Agricultura Digital, destinada � observa��o de perfis temporais de �ndices vegetativos, que expressam as varia��es da biomassa vegetal na superf�cie terrestre ao longo do tempo, oferecendo apoio � atividades de monitoramento agr�cola e ambiental.

Dados dispon�veis no SATVeg

No SATVeg est�o dispon�veis as s�ries hist�ricas completas dos �ndices vegetativos NDVI e EVI, derivados das imagens do sensor MODIS, a bordo dos sat�lites Terra e Aqua. As imagens s�o adquiridas do Land Processes Distributed Active Center (LP-DAAC), um centro vinculado ao NASA 's Earth Observing System.As s�ries temporais dos �ndices vegetativos fazem parte da cole��o 6 dos produtos MOD13Q1 (derivado do sat�lite Terra, com in�cio em 18/02/2000) e MYD13Q1 (derivado do sat�lite Aqua, com in�cio em 04/07/2002). Nestes produtos, o NDVI e o EVI s�o disponibilizados em composi��es m�ximas de 16 dias, com resolu��o espacial de aproximadamente 250m.

Como funciona o SATVeg?

As s�ries temporais s�o armazenadas em um grande banco de dados geoespaciais, atualizado regularmente, conforme disponibilidade de imagens no LP-DAAC. Para gerar o gr�fico da s�rie hist�rica do NDVI ou EVI de qualquer ponto da Am�rica do Sul, basta utilizar a interface Google Maps, navegar at� a �rea de interesse e clicar sobre a imagem. O gr�fico com a s�rie hist�rica completa � mostrado na tela do SATVeg, onde consta a informa��o do nome do munic�pio.

A tela do SATVeg � dividida em duas �reas principais (mapa e gr�fico) e inclui um painel de controle, com diversas funcionalidades, e um menu lateral. O quadrado na tela representa um pixel selecionado do sensor MODIS, com 250m de resolu��o espacial.

A interface Google Maps

�rea do mapa no SATVeg apresenta as imagens de alta resolu��o espacial do Google Maps, servindo como refer�ncia para a identifica��o dos pontos de interesse. No entanto, os valores dos �ndices vegetativos s�o obtidos das imagens do sensor MODIS, onde cada pixel ou c�lula tem o tamanho de 250 x 250 metros. Ao clicar no mapa, o sistema identifica o pixel MODIS do ponto de interesse. A localiza��o ativa fica com o marcador em destaque. Por conta da resolu��o moderada das imagens MODIS, as c�lulas identificadas podem apresentar diferentes usos, influenciando os valores dos �ndices vegetativos.

O pixel selecionado apresenta tipos diferentes modalidades de uso e cobertura da terra e a curva dos �ndices vegetativos ir� expressar uma mistura de comportamentos temporais.

O pixel selecionado apresenta um �nico tipo de uso e cobertura, cujo comportamento temporal da biomassa vegetal ser� expresso pela curva dos �ndices vegetativos.

O gr�fico do SATVeg

Por padr�o, os valores do NDVI e EVI s�o exibidos no gr�fico na escala entre 0 e 1 (eixo Y), faixa onde se concentra a maior parte dos comportamentos dos alvos agr�colas e naturais, desde o solo exposto at� altos valores de biomassa vegetal, encontrados em cultivos agr�colas e �reas florestas. O gr�fico do SATVeg apresenta algumas funcionalidades:

Seletor de Zoom: por padr�o, o gr�fico do SATVeg exibe a s�rie temporal completa dispon�vel na base de dados, mas o usu�rio pode limitar a visualiza��o a um determinado per�odo de interesse utilizando esta funcionalidade.
Fun��o para exportar os valores exibidos no gr�fico em uma planilha Excel.
Fun��o para exportar o gr�fico em formato PNG.
Fun��o para reescalonar o eixo Y entre -0,3 e 1, utilizada em regi�es cobertas com neve ou corpos d'�gua.
Fun��o para restaurar o eixo Y para os valores originais (entre 0 e 1).

O Painel Principal

O painel principal apresenta funcionalidades relativas ao mapa e ao gr�fico.

Sele��o de pixels a partir a partir de pontos.
Sele��o de pixels a partir de pol�gonos desenhados na tela. Mais informa��es aqui.
Limpar pontos selecionados.
Informa��es sobre pontos ou pol�gonos mostrados no mapa. Clique sobre os bal�es para maiores informa��es.
Calcular a m�dia de pol�gonos importados pelo usu�rio a partir de arquivos vetoriais. Mais informa��es aqui.
Alterar camada do GoogleMaps e sobrepor limites pol�ticos no mapa.
Inserir camada WMS (Web Map Service).
Latitude e longitude da posi��o do mouse.
Al�m da interface Google, a localiza��o do ponto de interesse tamb�m pode ser feita por meio de coordenadas geogr�ficas no formato decimal, inseridas neste campo de entrada. Os valores de latitude e longitude devem ser separados por v�rgula, ponto e v�rgula ou espa�o em branco e o separador decimal pode ser ponto ou v�rgula. A ordem entre latitude/longitude ou longitude/latitude tamb�m pode ser configurada.
Alterar ordem entre latitude/longitude ou longitude/latitude para entrada das coordenadas.
A busca por munic�pio auxilia a navega��o r�pida, direcionando o usu�rio � regi�o de interesse.
Selecione o �ndice: NDVI ou EVI.
Selecione os sat�lites desejados: ative a op��o para exibir dados do sat�lite Terra ou Aqua. Ambos tamb�m podem ser selecionados. Os dados Terra est�o dispon�veis a partir de Fevereiro de 2000 e os dados Aqua a partir de Julho de 2002.
Selecione a op��o para visualiza��o dos dados de qualidade do pixel. A informa��o sobre qualidade do pixel � parte integrante dos produtos MOD13Q1 e MYD13Q1 e define n�veis de confiabilidade do pixel. O SATVeg utiliza as classes marginal, neve e nuvem.
Ativar a pr�-filtragem da s�rie temporal utilizando informa��es de confiabilidade do pixel. A pr�-filtragem corrige inconsist�ncias causadas pela aus�ncia de valores v�lidos e pela presen�a de nuvens. Mais informa��es aqui.
Ativar op��es de filtragem da s�rie temporal. Mais informa��es aqui.

Menu Lateral

	Hist�rico: lista os pontos clicados pelo usu�rio no mapa. A localiza��o ativa fica em destaque na aba. Qualquer ponto pode ser armazenado na base de dados do usu�rio no SATVeg, basta clicar no �cone “Salvar” e informar um nome.
	Meus Locais: lista os pontos gravados da base de dados do usu�rio. A localiza��o ativa fica em destaque na aba. Podem ser apagados da base clicando-se no �cone ao lado de cada ponto.
	Meus Arquivos: lista os arquivos vetoriais importados pelo usu�rio. A localiza��o ativa fica em destaque na aba. Neste menu tamb�m s�o mostradas as seguintes funcionalidades: gravar e remover os arquivos da base de dados do usu�rio, busca por atributos vetoriais e exibi��o de atributos sobre o mapa. Para informa��es adicionais sobre a importa��o de arquivos vetoriais no SATVeg, clique aqui.
	Meus Marcadores: lista os marcadores inseridos pelo usu�rio. Marcadores s�o �teis para real�ar datas espec�ficas na s�rie temporal. Para ativar esta funcionalidade, clique no bot�o “Incluir Novo Marcador” e depois clique no local do gr�fico onde o marcador deve ser inserido. Os marcadores tamb�m podem ser gravados na �rea do usu�rio para serem ativados em futuros acessos ao SATVeg.

Pr�-filtragens e filtragens da s�rie temporal

As s�ries temporais dos �ndices vegetativos podem apresentar oscila��es inconsistentes em seus valores em decorr�ncia da presen�a de nuvens, outras influ�ncias atmosf�ricas e da geometria de aquisi��o da imagem no momento da passagem dos sat�lites. A pr�-filtragem permite a aplica��o de um m�todo simples, baseado em interpola��o bi-linear, para a elimina��o de valores n�o validos (NoData) e de valores classificados com a presen�a de neve e nuvem pelos dados de qualidade do pixel.

Perfil temporal de �rea florestal sem o uso da pr�-filtragem.

Perfil temporal de �rea florestal com o uso da pr�-filtragem.

Al�m da pr�-filtragem da s�rie temporal, o SATVeg disponibiliza tr�s op��es para filtragem da s�rie temporal, com diferentes efeitos sobre os valores dos �ndices vegetativos. FlatBottom, Wavelet Coiflet4 e Savitzky-Golay.

Filtro	Descri��o
FlatBottom	Realiza a interpola��o bi-linear de valores inconsistentes, que apresentam uma queda seguida de um aumento dos valores dos �ndices vegetativos. O usu�rio tem a op��o de definir a porcentagem m�nima de queda dos valores: 0, 10, 20 e 30%.
Wavelet Coiflet4	As wavelets s�o definidas como ondas pequenas (ondaletas) que servem de base para representar e descrever outras fun��es. A Transformada de Wavelet permite decompor uma s�rie temporal em diferentes escalas para obten��o de informa��es no dom�nio da frequ�ncia e do tempo, com o prop�sito de eliminar as varia��es bruscas nos valores espectrais dos �ndices de vegeta��o, resultando em curvas suavizadas que facilitam o entendimento da din�mica temporal. Mais informa��es aqui.
Savitzky-Golay	Filtro de suaviza��o, baseado em janela m�vel, que utiliza ajuste linear de m�nimos quadrados por meio de sucessivas equa��es polinomiais. O usu�rio tem a op��o de definir o tamanho da janela m�vel: 2, 3, 4, 5 e 6. Quando maior a janela, maior o efeito de suaviza��o. Mais informa��es aqui.

Curva temporal de �rea de plantio de eucalipto suavizada com o filtro FlatBottom.

Curva temporal de �rea de plantio de eucalipto suavizada com o filtro Wavelet.

Curva temporal de �rea de plantio de eucalipto suavizada com o filtro Savitzky-Golay.

Sele��o de pixels a partir de pol�gonos desenhados na tela

Al�m da sele��o de pixels individuais, o SATVeg apresenta uma funcionalidade destinada a sele��o de um conjunto de pixels a partir de pol�gonos desenhados na tela. Ao clicar neste �cone, o usu�rio pode desenhar um pol�gono na tela, finalizando a opera��o a partir de um clique duplo. Em seguida o SATVeg identifica os pixels totalmente inseridos no pol�gono desenhado e calcula um perfil temporal m�dio. Faixas de desvio padr�o tamb�m s�o apresentadas no gr�fico do perfil m�dio.

Importando dados vetoriais no SATVeg

Arquivos vetoriais do tipo shapefile e KML/KMZ podem ser importados no SATVeg atrav�s da aba Meus Arquivos, no menu lateral. S�o compat�veis com o SATVeg arquivos vetoriais de pontos ou pol�gonos. Para vetores do tipo shapefile s�o necess�rios quatro arquivos com as extens�es .shp, .dbf, .shx e .prj. Em seguida, o usu�rio deve selecionar at� cinco atributos do arquivo shapefile, os quais ser�o importados juntamente com a geometria vetorial. Uma vez importados, os arquivos s�o exibidos na aba Meus Arquivos do menu lateral, onde s�o apresentadas fun��es para gravar os arquivos vetoriais na base de dados do usu�rio, buscar atributos e mostrar atributos sobre o mapa. No caso de arquivos vetoriais de pol�gonos, o SATVeg oferece uma ferramenta para c�lculo da m�dia dos pixels internos ao pol�gono, dispon�vel no O Painel Principal.

At� cinco atributos dos arquivos vetoriais podem ser importados no sistema.