Satélites e agricultura: os humanos produzem essas cores e formas incríveis, você sabia?
Os satélites de observação da Terra têm fornecido há décadas imagens impressionantes da superfície do planeta, incluindo áreas agrícolas. E muitas vezes, é só com a perspectiva do espaço que vemos como os humanos moldam a aparência da Terra.
O crescimento incessante da população mundial está exercendo pressão sobre os sistemas agrícolas globais. O país está sob crescente pressão para satisfazer a crescente procura de alimentos.
As mudanças climáticas também afetam a produção. Ao fornecer dados sistemáticos, sustentáveis e objetivos, as observações de satélite a partir do espaço podem contribuir significativamente para a segurança alimentar.
O uso e a produtividade da terra são frequentemente monitorados e são feitas medições da vegetação e da umidade. Medições específicas incluem índice de área foliar, índice de vegetação diferencial normalizado (NDVI) ou umidade do solo.
“Formas” especiais de agricultura
Por um lado, as imagens de satélite destacam as áreas criadas pela irrigação rotativa. Este é um método de irrigação especial usado principalmente em regiões secas para irrigar a terra de maneira ideal. Um longo tubo é fixado em um ponto central do campo. O tubo gira em torno deste ponto, regando as plantas em círculo. Como o tubo tem comprimento fixo e gira, um campo circular é criado automaticamente.
No Egito (foto do início desse artigo), por exemplo, que é em grande parte uma terra desértica, o Rio Nilo tem sido o recurso mais importante do país durante séculos. Nos últimos anos, tem sido utilizado para criar novos terrenos agrícolas em depressões geológicas do Saara, na região de Toshka. Algodão, pepino, tomate, melancia, banana, uva e trigo são cultivados lá em campos circulares.
O Brasil, principalmente regiões como as do entorno do reservatório de Três Marias, também utiliza essa técnica, muitas vezes para o cultivo de soja, milho e outras culturas. Os campos redondos também facilitam a usinagem. Nas zonas de clima temperado, porém, toda a superfície é irrigada graças a chuvas suficientes.
As áreas que cultivavam arroz em terraços agrícolas em encostas também se destacam visualmente. As áreas de cultivo de arroz mais conhecidas no mundo são os Terraços de Arroz Banaue, nas Filipinas, ou os Terraços de Arroz Longji, na região de Guangxi, na China. O Delta do Mekong, no Vietnã, é também uma importante área de cultivo de arroz, irrigada pela rede do rio Mekong.
Mas o arroz não é cultivado apenas na Ásia: em muitos países do mundo são cultivados os chamados arrozais, por exemplo, em regiões como a América do Sul, a África e os Estados Unidos, mas aqui em superfícies planas que estão temporariamente inundadas, semelhante aos terraços de arroz. No cinturão de arroz dos EUA (Arkansas, Louisiana, Mississippi e Texas), em 2021 foi produzido 73% da quantidade total de arroz dos EUA naquele ano.
Imagens de satélite de campos de tulipas na Holanda também mostram padrões marcantes criados por plantações grandes e estruturadas. Toda primavera, os campos são plantados com tulipas de cores diferentes, dispostas em faixas paralelas dependendo da variedade.
As faixas coloridas podem ser vistas nas fotografias como padrões claros e lineares e fazem dos campos um elemento marcante da paisagem holandesa.
Os campos são projetados para fornecer condições ideais para cultivo e colheita. Áreas distintas em imagens de satélite fornecem dados importantes para pesquisas agrícolas e estudos climáticos.
Muitas imagens de satélite também mostram dados em cores falsas. Cores falsas ocorrem quando os sensores detectam faixas de comprimento de onda invisíveis ao olho humano, como luz infravermelha ou ultravioleta. Estes são convertidos artificialmente em cores visíveis.
Cores falsas são usadas, por exemplo, na análise de vegetação porque facilitam a distinção entre vegetação saudável e vegetação estressada ou doente. As plantas saudáveis refletem muita luz infravermelha próxima e muitas vezes aparecem em vermelho brilhante em imagens de cores falsas. Corpos d'água ou solos úmidos também podem se tornar mais visíveis através da análise da água e do solo.
Como são coletados os dados de imagens de satélite?
Um exemplo de obtenção de dados é o cálculo do índice de vegetação diferencial normalizado (NDVI). Este índice é calculado a partir da luz visível (VIS) e da luz infravermelha próxima (NIR) refletida pela vegetação.
A vegetação verde e saudável absorve a maior parte da luz visível e reflete grande parte da luz infravermelha próxima. Por outro lado, a vegetação esparsa ou pouco saudável reflete mais luz visível, mas menos luz infravermelha próxima. O valor do NDVI reflete agora a saúde da vegetação em um intervalo de -1 a +1. Isto significa que o índice pode ser uma ferramenta útil para estimar o rendimento das culturas e a saúde das pastagens.
- –1: como a água absorve mais luz visível e infravermelha do que reflete, os valores negativos são interpretados como água.
- 0: um valor igual a zero indica ausência de vegetação verde, ou seja, terreno árido, rochas, areia, neve ou ambientes urbanos sem vegetação significativa.
- +1: um valor NDVI positivo indica uma maior densidade possível de folhas verdes. Valores próximos de +1 geralmente representam folhagem verde densa.
A imagem composta sobre as Planícies Altas do Texas foi criada combinando três imagens NDVI separadas da missão Copernicus Sentinel-2 (17 de março a 21 de abril de 2019). Tons de vermelho, amarelo e verde indicam alterações no crescimento da vegetação no início da estação. As manchas pretas indicam muito pouca vegetação para a estação, enquanto as manchas brancas indicam uma alta taxa de vegetação durante esse período.
A imagem Copernicus Sentinel-2 de uma área no departamento boliviano de Santa Cruz também mostra uma combinação de três imagens NDVI. (A primeira imagem de 8 de abril de 2019 é vermelha, a segunda de 22 de junho de 2019 é verde e a terceira de 5 de setembro de 2019 é azul.) Aqui são mostradas regiões onde parte da floresta tropical seca foi desmatada para fins agrícolas.
As planícies e as chuvas abundantes tornam a região atrativa para a agricultura, razão pela qual a região se transformou de uma floresta densa em uma área agrícola estruturada desde a década de 1980. Este método de desmatamento, comum nesta parte da Bolívia, é caracterizado pelos padrões radiais claramente visíveis na imagem. Cada campo carimbado tem tamanho aproximado de 20 km².
Pequenos assentamentos podem ser vistos no meio de cada campo da imagem, geralmente contendo uma igreja, uma escola e um campo de futebol. As comunidades são interligadas por uma rede de estradas (linhas retas) que dividem os campos radiais e conectam áreas adjacentes.
Riachos e rios sinuosos correm pelos campos. As longas e finas faixas de terra no canto superior direito da imagem são provavelmente campos de soja.
Quais são as vantagens da observação por satélite para a agricultura?
A observação por satélite oferece vantagens claras na agricultura, tornando visíveis as propriedades do solo, as condições das culturas e a lavoura. Os dados ajudam pesquisadores e agricultores a analisar terras agrícolas, fazer previsões de colheitas e monitorar mudanças sazonais, permitindo um melhor planejamento do uso da terra.
Os dados adicionais ajudam a identificar os efeitos da seca nas culturas e pastagens e a verificar a qualidade do solo quanto a uso excessivo, pastoreio excessivo ou erros de irrigação.
Os mapas agrícolas também podem ser utilizados para fazer estimativas independentes de áreas e culturas, que podem ser utilizadas como base para o desenvolvimento de estratégias de segurança alimentar em regiões vulneráveis.