5.1. Monitoramento e Mapeamento da Agricultura
Inicialmente, é necessária a definição do termo “agricultura”. Essa palavra vem do latim ager, que significa “campo”, e cultura, que se traduz como “cultivo”. Elas descrevem a atividade humana de intervir no ambiente natural para domesticar e obter alimentos, fibras, e outros insumos essenciais de plantas e animais. Esse processo de domesticação de plantas e animais permitiu que as sociedades nômades se tornassem sedentárias, o que levou ao desenvolvimento de cidades, civilizações e, por fim, à complexidade da sociedade moderna que conhecemos hoje. Devemos também lembrar que a agricultura é uma prática milenar, com evidências arqueológicas sugerindo que começou há cerca de 10.000 anos, durante o período Neolítico [75]. Desde então, a agricultura evoluiu significativamente, passando de técnicas rudimentares para métodos altamente sofisticados e tecnologicamente avançados. Neste tópico, trataremos agricultura apenas relacionada ao cultivo de plantas, as parte relacionada com o uso econômico dos animais, mais voltada para a bovinocultura, será tratada na Seção 5.2 - Monitoramento e Mapeamento da Pastagem.
Atualmente, a agricultura envolve uma ampla gama de práticas e desempenha um papel crucial na economia mundial e na segurança alimentar [76]. A agricultura pode ser dividida em várias categorias, mas para fins de mapeamento e classificação de uso e cobertura da terra uma das maneiras de categorizar é em função da duração do tempo de cultivo. Utilizando como parâmetro o tempo de cultivo, as principais categorias são:
Agricultura temporária: Refere-se ao cultivo de plantas que são semeadas e colhidas dentro de um único ciclo agrícola, geralmente em um ano ou menos. Exemplos comuns incluem cereais como milho, trigo e arroz, bem como leguminosas como feijão e soja. Especificamente relacionada com a agricultura temporária, é importante lembrar que em uma mesma área podem ser cultivadas diferentes culturas ao longo do ano, possibilitando a colheita de até três safras no ano.
Agricultura semi-perene: Envolve o cultivo de plantas que têm um ciclo de vida mais longo do que as culturas temporárias, mas que ainda requerem replantio após alguns anos. Exemplos incluem culturas como a mandioca e a cana-de-açúcar.
Agricultura perene: Diz respeito ao cultivo de plantas que não precisam ser replantadas após cada colheita, pois produzem frutos ou produtos por vários anos. Exemplos incluem frutas como maçãs e laranjas e culturas como café e cacau.
Para facilitar o entendimento e a utilização de dados de sensoriamento remoto no monitoramento e mapeamento da agricultura é apresentada uma série temporal de NDVI de uma área de agricultura temporária que faz, em geral, duas safras por ano. A série temporal apresentada na Figura 5.1 mostra a variação do índice de vegetação ao longo do tempo, refletindo os ciclos de plantio, crescimento e colheita das culturas agrícolas. Cabe destacar o efeito da irrigação nas composições coloridas, em que os pivôs centrais estão sendo cultivados em dissonância com as demais áreas que não estão sendo irrigadas. Nesta figura são destacados pontos associados com nuvens, com a execução de duas safras e com o plantio de uma delas.
Figura 5.1 - Série temporal NDVI para uma área com cultura anual (-52.301; -12.567) utilizando dados Sentinel-2 (2017-2025). As imagens à direita mostram a composição colorida RGB (B11, B8, B4), sendo a superior para a estação de seca e a inferior para a de chuva.
A mesma analise pode ser realizada para agricultura semi-perene, como apresentado na Figura 5.2. Nesta figura é possível observar que a variação do cíclica NDVI ao longo do ano é menos pronunciada do que na agricultura temporária, refletindo o ciclo de vida mais longo das culturas semi-perenes, no caso, cana-de-açúcar. Na série temporal são apontados os períodos de colheita e de desenvolvimento da cultura, bem como pontos associados com a presença de nuvens. A composição colorida também destaca a diferença entre as estações seca e chuvosa, com a vegetação apresentando maior vigor durante a estação chuvosa.
Figura 5.2 - Série temporal NDVI para uma área cultivada com cana-de-açúcar (-47.866; -23.160) utilizando dados Sentinel-2 (2017-2025). As imagens à direita mostram a composição colorida RGB (B11, B8, B4), sendo a superior para a estação de seca e a inferior para a de chuva.
Da mesma forma, a Figura 5.3 apresenta uma série temporal de NDVI para uma área de agricultura perene, especificamente um cafezal. Nesta figura, a variação do NDVI ao longo do ano é ainda menos pronunciada do que nas categorias anteriores, refletindo o ciclo de vida mais longo e estável das culturas perenes. A série temporal destaca que foi realizado um trato cultural, possivelmente uma recepa ou esquelteamento no cafezal bem como pontos associados com a presença de nuvens. As composições coloridas também ilustram as diferenças sazonais entre o período pré-colheita e durante a colheita.
Figura 5.3 - Série temporal NDVI para uma área cultivada com café (-47.866; -23.160) utilizando dados Sentinel-2 (2017-2025). As imagens à direita mostram a composição colorida RGB (B11, B8, B4), sendo a superior para a estação estação de seca e a inferior para a de chuva.
Esses exemplos ilustram como diferentes tipos de agricultura podem ser monitorados e analisados utilizando séries temporais de índices de vegetação derivados de dados de sensoriamento remoto. A compreensão dos tratos culturais, manejo e das características de cada cultura é fundamental para a interpretação da série temporal.