Resumo |
A evapotranspiração (ET) é um parâmetro fundamental no balanço hídrico, sendo importante o uso de dados de sensoriamento remoto para sua modelagem. No entanto, há um desafio significativo na modelagem da ET usando imagens frequentes sem o espectro do infravermelho termal, o qual auxiliaria nas decisões de gerenciamento dos recursos hídricos em propriedades agrícolas. Neste estudo, o objetivo foi utilizar algoritmos de aprendizado de máquina para desenvolver um modelo de estimativa da fração evapotranspirativa (ETf) usando dois cenários de entrada de dados a partir das informações espectrais da constelação Sentinel-2, e analisar a aplicabilidade temporal e espacial dos modelos para estimar a evapotranspiração real (ETr) em culturas agrícolas irrigadas por pivôs centrais. O estudo foi conduzido em dois cenários de entrada de variáveis independentes, levando em consideração a área total com diferentes usos e coberturas do solo para predizer a ETf usando algoritmos de regressão. Em seguida, a ETf estimada foi comparada com a ETf calculada pelo algoritmo SAFER. Diversos algoritmos foram utilizados, incluindo Regressão Linear Múltipla, Linear Support Vector Machine, Cubist, Bayesian-Regularized Neural Network e eXtreme Gradient Boosting pelos métodos Linear e Tree. Após a estimativa da ETf em cada cenário com as diferentes técnicas, uma análise estatística foi realizada para selecionar o melhor modelo, o qual foi o Cubist em ambos os cenários. Em seguida, a ETf foi estimada apenas para os pivôs centrais na área de estudo e sua classificação de uso e cobertura do solo foi obtida por meio do produto MapBiomas. A informação sobre o uso da terra foi necessária para calcular a ETr em cada cenário para os pivôs centrais com culturas de cana-de-açúcar e soja. Para estimar a ETr, a ETf foi multiplicada por duas abordagens de evapotranspiração de referência (ETo): EToBrazil e Hargreaves-Samani. As estimativas de ETr obtidas por essas abordagens foram comparadas com a ETr estimada pelo método padrão de Penman-Monteith FAO 56. Observou-se que a equação de Hargreaves-Samani superestimou a ETr, com maiores erros, principalmente para os pivôs centrais com cana-de-açúcar, com erro médio absoluto (MAE) variando de 0,89 a 2,02 mm d-1. Já o produto EToBrazil apresentou erros estatísticos menores, com valores de raiz quadrada do erro médio quadrático (RMSE) e MAE variando de 0,33 a 1,49 mm d-1 e 0,20 a 1,26 mm d-1, respectivamente, para ambas as culturas agrícolas. Com base nos resultados obtidos, conclui-se que a ETr pode ser monitorada espacial e temporalmente sem a necessidade da banda termal, o que possibilita estimar esse parâmetro com maior frequência temporal. |