8.2. Métricas Fenológicas

A fenologia está sendo cada vez mais utilizada pelas mais diversas áreas da ciência, entretanto, sua obtenção é lenta e onerosa. Para agilizar a obtenção dessas informações em larga escala e reduzir os custos, são utilizadas séries temporais de imagens de satélite de onde se extraem as métricas fenológicas. Assim, métricas fenológicas podem ser definidas por um conjunto de medidas associadas às curvas temporais obtidas das imagens de sensoriamento remoto que permitem a estimativa das fases ou estádios fenológicos. Neste sentido, diversos métodos estão sendo desenvolvidos para obter as métricas fenológicas oriundas de séries de imagens de sensoriamento remoto. Esses métodos para extração de métricas fenológicas podem ser agrupados em: limiares, derivadas, algoritmos de suavização e modelos matemáticos [128].

Entretanto, como visto na Section 7.2, as séries temporais de imagens de satélite possuem ruídos que devem ser tratados utilizando processos de filtragem, garantindo assim o espaçamento uniforme entre os dados, a remoção dos ruídos e o preenchimento de falhas, para que se possa obter as métricas fenológicas. Um exemplo apresentando uma série temporal antes de depois da filtragem, bem como as métricas fenológicas associadas a elas pode ser visualizado na Figura 8.4. Nesta figura pode ser observado que os valores das estimativas de métricas fenológicas (letras \(a..i\)) usam a curva filtrada (em vermelho) e todos os atributos são calculados a partir dela.

Figura 8.4 - Métricas fenológicas. A linha em azul representa os dados obtidos por sensoriamento remoto sem filtragem. A linha em vermelho representa o resultado da filtragem dos dados e são representados palas letras: (a) início da estação, (b) fim da estação, (c) duração da estação, (d) valor base, (e) tempo do meio da estação, (f) valor máximo, (g) amplitude, (h) pequeno valor integrado, (h+i) grande valor integrado.
Fonte: Adaptada de Jönsson and Eklundh [93]

Já as métricas mais frequentemente extraídas têm sido: início e final da estação, bem como a sua duração; taxa de crescimento e de senescência, produtividade total e sazonal, valores do mínimo e máximo, comprimento e amplitude alcançados no início, meio e fim das estações, entre outras [94]. Algumas destas métricas são apresentadas na Tabela 8.5, bem como suas descrições e métodos de obtenção.

Tabela 8.5 - Metricas Fenológicas e parâmetros sazonais.
Fonte: Adaptada de Jönsson and Eklundh [93].

Sigla	Nome da métrica	Descrição	Método
SOS	Início da estação	Valor do índice espectral e data da ocorrência no início da estação	Seis métodos utilizados: 1) Amplitude sazonal; 2) Amplitude absoluta; 3) Amplitude relativa; 4) Linha de tendência LOESS STL; 5) Primeiro valor do declive positivo; 6) Valor mediano do declive positivo
POS	Pico da estação	Maior valor do índice espectral e data de ocorrência	Valor máximo local do índice espectral levando em conta a duração da estação de crescimento da planta
MOS	Metade da estação	Valor médio dos 80% dos maiores índices espectrais	Valor máximo relacionado com o período em que os valores dos índices espectrais atingiram os valores 80% superiores durante a estação de crescimento da planta
EOS	Fim da estação	Valor do índice espectral e data da ocorrência no final da estação	Seis métodos utilizados: 1) Amplitude sazonal; 2)Amplitude absoluta; 3) Amplitude relativa; 4) Linha de tendência LOESS STL; 5) Primeiro valor do declive negativo; 6) Valor mediano do declive negativo
VOS	Vale da estação	Menor valor do índice espectral e data de ocorrência	Valor mínimo local do índice espectral levando em conta a duração da estação de crescimento da planta
BSE	Base da estação	Média dos menores valores do índice espectral	Valor médio dos mínimos dos índices espectrais à esquerda e direita da curva durante a estação de crescimento da planta
LOS	Duração da estação	Número de dias entre SOS e EOS	Diferença em número de dias entre a data de ocorrência do início (SOS) e o final da estação (EOS)
ROI	Taxa de crescimento	Taxa de crescimento da vegetação durante o início da estação	Taxa de crescimento calculada utilizando o tempo que demora para que os valores dos índices espectrais atinjam 20% e 80% durante o início da estação de crescimento
ROD	Taxa de Decrescimento	Taxa de decrescimento da vegetação durante o final da estação	Taxa de crescimento calculada utilizando o tempo que demora para que os valores dos índices espectrais atinjam 80% e 20% durante o final da estação de crescimento
AOS	Amplitude da estação	Amplitude dos valores dos índices espectrais durante a estação	Diferença entre o valor máximo (POS) e o valor de base (BOS)
SIOS	Integral curta da estação	Integração dos valores dos índices espectrais durante a estação	Integração dos valores dos índices espectrais entre o início (SOS) e o final da estação (EOS) levando em conta a linha de base da estação (BSE)
LIOS	Integral longa da estação	Integração dos valores dos índices espectrais durante a estação	Integração dos valores dos índices espectrais entre o início (SOS) e o final da estação (EOS) utilizando os valores totais