8.3. Softwares para extração de Métricas Fenológicas

Diversos métodos foram criados para obter a fenologia utilizando imagens obtidas por satélites de observação da Terra [91, 92, 93, 94, 139, 140, 141, 142]. O primeiro software de extração de fenologia, lançado no início dos anos 2002, foi o TIMESAT [92, 93, 94] e com base nele, foram implementadas diversas outras metodologias para extração de da fenologia da vegetação, como CropPhenology [139], phenex [140], phenofit [141], greenbrown [142]. Para preencher a lacuna na compreensão da robustez desses algoritmos quando inseridos com diferentes fontes de dados foi executada uma pesquisa utilizando dados oriundos do sensor Modis e do MSI do Sentinel-2 [131]. Segundo os autores, os softwares TIMESAT e phenex apresentaram as estimativas mais precisas de métricas fenológicas para datas de semeadura e colheita, respectivamente. TIMESAT foi menos sensível a mudanças em mudanças espaciais, temporais, espectrais e radiométricas, enquanto os outros métodos foram sensíveis a mudanças na entrada de dados. No geral, os erros nas datas de semeadura e colheita extraídas dos índices de vegetação de satélite estão entre 10 e 20 dias. Informam ainda que a sua aplicabilidade é limitada para tomada de decisão que necessite maior precisão na estimativa dessas datas. Abaixo serão apresentados alguns desses softwares.

8.3.1. TIMESAT

O TIMESAT é um software especializado desenvolvido para estimar as estações de crescimento a partir de dados de séries temporais de satélites e calcular métricas fenológicas [92, 93, 94]. As principais implementações do TIMESAT estão disponíveis em Fortran e Matlab. Ele é reconhecido como uma das bibliotecas mais estabelecidas para extrair métricas fenológicas e foi adaptado para outras linguagens de programação, como R, com o pacote rTIMESAT. O TIMESAT detecta um total de 18 métricas fenológicas, incluindo:

  1. Início da estação (SOS)

  2. Pico da estação (POS)

  3. Fim da estação (EOS)

  4. Duração da estação (LOS)

  5. Integral curta (SIOS) e longa (LIOS)

8.3.2. PHENEX

o Phenex é um pacote do R com funções auxiliares para a análise de dados fenológicos. Ele oferece algumas funções fáceis de usar para análises espaciais de conjuntos de dados fenológicos (de plantas) e observações por satélite da vegetação [143]. O pacote calcula 10 métricas de fenologia da superfície terrestre e de verdor baseadas no NDVI, e dentre elas estão:

  1. Início da estação (SOS)

  2. Pico da estação (POS)

  3. Fim da estação (EOS)

  4. Duração da estação (LOS)

8.3.3. Greenbrown

O Greenbrown também é um pacote do R com uma coleção de funções para analisar tendências, mudanças de tendência e eventos fenológicos em séries temporais utilizando séries temporais de imagens de satélites ou simulações de modelos climáticos [142]. O pacote calcula 13 métricas de fenologia da superfície terrestre e de verdor baseadas no NDVI, e além das listadas acima tem:

  1. Metade da estação (MOS)

  2. Taxa de crescimento (ROI)

  3. Taxa de decrescimento (ROD)

8.3.4. CropPhenology

O CropPhenology é um pacote do R criado para extrair fenologia de cultivos agrícola a partir de séries temporais do índice de vegetação [139]. O pacote calcula 15 métricas fenológicas baseadas no NDVI ao longo da temporada, e dentre as métricas estão:

  1. Início da estação (SOS)

  2. Pico da estação (POS)

  3. Fim da estação (EOS)

  4. Taxa de crescimento (ROI)

  5. Taxa de decrescimento (ROD)