Uso de imagens Sentinel-2 na identificação de áreas com infestação do capim-annoni-2 no Complexo Eólico Cerro Chato, Santana do Livramento, RS

Abstract

O objetivo deste trabalho foi o de identificar e classificar as unidades homogêneas presentes nos campos naturais do bioma Pampa pelo uso das imagens Sentinel-2, fundamentado pelas distintas composições dos campos naturais da região da Campanha e pela presença de áreas invadidas com Eragrostis plana Nees. A área de estudo compreendeu as poligonais que fazem parte do Complexo Eólico Cerro Chato no município de Santana do Livramento- RS, abrangendo uma área de aproximadamente quinze mil hectares. A análise utilizou duas imagens Sentinel-2A/MSI diferentes, uma contendo apenas as bandas de dez metros e a outra composta pelas bandas de dez e vinte metros de resolução espacial. Para a classificação foi utilizado o classificador multiestágio Extration and Classification of Homogenious Objects (ECHO), com suporte de amostras levantadas no campo para a identificação e coleta das classes, juntamente a um diagnóstico de cobertura vegetal para avaliar o nível de infestação do capim-annoni-2. Os resultados mostraram que o classificador ECHO foi eficiente na discriminação das unidades homogêneas da vegetação do bioma Pampa. Contudo, os resultados obtidos através dos diferentes produtos utilizados apresentaram distintos desempenhos. Na avaliação da qualidade das classificações, os resultados encontrados foram satisfatórios, com o valor do coeficiente kappa de 74,00% para a imagem composta pelas bandas de dez metros e 84,7% para a imagem de dez e vinte metros. Na comparação das duas imagens classificadas, foi possível avaliar que o desempenho da imagem com 9 bandas apresentou resultados mais fidedignos com a verdade de campo. A boa performance deste produto deu-se em razão da maior variabilidade espectral, onde destacaram-se as bandas localizadas na região da red edge, que tiveram alta contribuição na discriminação do capim-annoni-2, além das outras classes de cobertura. Nas áreas invadidas com Eragrostis plana Nees, os resultados das classificações associados ao diagnóstico de cobertura vegetal viabilizaram indicar um limiar da porcentagem da invasão que o classificador conseguiu separar a espécie invasora das outras unidades.

The aim of this study was to identify and classify the homogeneous units present in the natural fields of the Pampa biome by using Sentinel-2 images, based on the different compositions of the natural fields of the Campanha region and on the presence of areas invaded by Eragrostis plana Nees. The area of study comprised the polygonal that are part of the Eolic Complex of Cerro Chato, in the municipality of Santana do Livramento- RS, covering an area of approximately fifteen thousand hectares. The analysis used two different Sentinel-2A/MSI images, one containing only the ten-meter bands and the other composed by the ten and twenty-meter spatial resolution bands. For classification, the multi-stage classifier Extraction and Classification of Homogenious Objects (ECHO) was used, with support of samples collected in the field for the identification and collection of the classes, together with a diagnosis of vegetation cover to evaluate the infestation level of capim-annoni-2. The results showed that the ECHO classifier was efficient in discriminating the homogeneous units of the vegetation of the Pampa biome. However, the results obtained through the different products used presented different performances. In the evaluation of the quality of classification, the results were satisfactory, with the value of the kappa coefficient of 74.00% for the image composed by the bands of ten meters and 84.7% for the image of ten and twenty meters. In the comparison of the two classified images, it was possible to evaluate that the performance of the image with 9 bands presented more consistent results with the field truth. The good performance of this product was due to the higher spectral variability, where the bands located in the red edge region, which had a high contribution in the discrimination of the capim-annoni-2, besides the other classes of coverage were highlighted. In the areas invaded with Eragrostis plana Nees, the results of the classifications associated to the diagnosis of vegetal cover made it possible to indicate a threshold of the percentage of invasion that the classifier was able to separate the invasive species from the other units.