Monitoring and estimation of sugarcane production using spectral and agrometeorological data

Orientadores: Jansle Vieira Rocha, Rubens Augusto Camargo LamparelliTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia AgrícolaResumo: O levantamento subjetivo para a estimativa da produção agrícola, baseado em entrevistas, ainda prevalece no Brasil, com consequencias em sua exatidão. Dada a sua importância para o planejamento de políticas públicas e preços de mercado, o monitoramento de áreas agrícolas e estimativas da produtividade com o uso de geotecnologias e dados espectrais e meteorológicos, pode contribuir significativamente para estimativas mais precisas e de menor custo. O estado de São Paulo é o maior produtor de etanol e açúcar de cana-de-açúcar do Brasil, assim, são de extrema importância a identificação de áreas de cana-de-açúcar e suas fases de cultivo de forma temporal e espacial. Além disso, o conhecimento da influência das condições do tempo permite tanto o monitoramento da produção como a aplicação de modelos de estimativa de produtividade. Neste trabalho foram utilizados dados presentes no produto MOD13Q1 do sensor MODIS, sendo NDVI, para identificação e monitoramento, qualidade (VI Quality) e confiabilidade (Reliability), aplicadas para a eliminação de pixels falhos nas imagens de NDVI. Estes foram utilizados para mapear áreas cujo perfil temporal se assemelhasse ao de cultivo de cana-de-açúcar, além de identificar as fases de pico do ciclo vegetativo, colheita, final da colheita e desenvolvimento. Os resultados mostraram que a metodologia foi capaz de identificar perfis característicos de cana-de-açúcar e suas respectivas fases de cultivo. Foram utilizados também dados meteorológicos do modelo global ECMWF para a determinação do total acumulado de precipitação, radiação global, evapotranspiração de referência e graus dias entre as fases de crescimento e colheita da cana-de-açúcar no estado de São Paulo e a estimativa da produtividade. Primeiramente, foi feita a verificação da precisão e acurácia do modelo atmosférico ECMWF pela comparação de dados decendiais simulados de precipitação, temperatura máxima e mínima do ar aos observados por mapas interpolados de estações meteorológicas do estado de São Paulo no período entre 2005 e 2010. Como resultado, observou-se que o modelo ECMWF simula satisfatoriamente, sendo a maior parte dos resultados com R² > 0,60; d > 0,7; RMSE 0.60, d > 0.7, RMSE < 5ºC and < 50 mm; Es < 5°C and < 24 mm) in the period studied and ECMWF model can be recommended for use in the Sao Paulo state. After verification, the periods accumulated were presented in map format using MODIS spatial resolution of 250 meters. The results showed the spatial variability of climate variables and the relationship to the reality presented by official data. For sugarcane yield estimate the Agroecological Zone (ZAE) methodology was used in the periods of 2006/2007, 2007/2008, 2008/2009 and 2009/2010. The estimation of potential yield and water deficit were adapted to the model. The results were compared with official data released by IBGE at municipality scale and presented relative effectiveness, being largely an overestimate between 0 and 25,000 kg per hectare. It was possible to create maps of water deficit in the Sao Paulo state for each period, highlighting sugarcane yield reducing areasDoutoradoPlanejamento e Desenvolvimento Rural SustentávelDoutor em Engenharia Agrícol