Geoinformática e Geoestatística: Uma Visão Geral

Um método melhorado para estimar a porcentagem de área de superfície impermeável a partir de dados de luz noturna MODIS e DMSP-OLS

Matsushita B, Pok S, Jiang D, Hamzah R

A porcentagem de área de superfície impermeável (ISA%) em uma bacia hidrográfica tem sido sugerida como um indicador importante para avaliar a saúde da bacia hidrográfica desde a década de 1990. Assim, um mapa de ISA% preciso e frequentemente atualizado é necessário para tomadores de decisão e gestores ambientais. Recentemente, Pok desenvolveu um método facilmente implementado (doravante denominado método Pok17) para estimar ISA% a partir de uma série temporal de espectrorradiômetro de imagem de resolução moderada (MODIS) e dados de luz noturna (NTL) do Sistema de Varredura de Linha Operacional (DMSP-OLS) do Programa de Satélites Meteorológicos de Defesa. No entanto, descobriu-se que o método Pok17 superestimou sistematicamente os valores de ISA% em áreas rurais (ou seja, pixels com valores de ISA% mais baixos). Neste estudo, aprimoramos o método Pok17 original para mitigar essas superestimações. Primeiramente, analisamos a causa da superestimação no método Pok17 e descobrimos que era porque havia uma grande incerteza nos valores do índice NTL ajustado pelo índice de vegetação aprimorado (EANTLI) de áreas rurais, que são usados ​​como entradas para estimativas de ISA% no método Pok17. Neste estudo, propusemos usar dados NTL originais em vez de valores EANTLI em áreas rurais. Para áreas urbanas e suburbanas, os dados EANTLI ainda foram usados ​​para corrigir o problema de saturação e os efeitos de floração nos dados NTL originais. Os resultados mostraram que o método Pok17 aprimorado superou o original com um erro quadrático médio (RMSE) de 10,3%, um erro de sistema (EP) de 4,3% e um coeficiente de determinação de 0,88. Uma melhoria notável foi encontrada em pixels com valores ISA% menores que 20%, com o RMSE reduzido de 9,7% para 8,1% e o SE reduzido de 6,1% para 3,3%. Essa melhoria é significativa para avaliar a saúde da bacia hidrográfica porque o valor ISA% da bacia hidrográfica é obtido pela acumulação do valor ISA% de cada pixel, e pixels com valores ISA% mais baixos geralmente representam a maior parte da área da bacia hidrográfica.