MONITORING THE TEMPORAL DYNAMICS OF FOUR VEGETATION COVER TYPES FROM THE PANTANAL USING THE WAVELET TRANSFORM APPLIED TO A TIME-SERIES OF EVI/MODIS DATA

Resumen

Although one of the most preserved ecosystems in Brazil, the Pantanal suffers under problems such as fire, deforestation and changes in the flood and drought cycles. Monitoring all the extension of the Pantanal is essential to detect problems related to land use changes and to infer on the level of floods in the wetlands. The objective of this study was to monitor four areas in the Pantanal with different vegetation cover using the Wavelet Transform applied to a time-series of EVI (Enhanced Vegetation Index) acquired from the MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) sensor, between 2005 and 2009, in order to analyze the vegetation phenology dynamics. The results showed that the Coiflet Wavelet Transform of 4th order with 90% power, was able to remove the high frequency noise and highlight the changes of the vegetation phenology with a higher precision, allowing a better analysis of trends in the inter-annual variability of EVI. Changes of the temporal EVI pattern may indicate changes in vegetation phenology, mainly due to rainfall seasonality. The technique is robust and can be extrapolated to other regions of the Pantanal in order to detect deforestation and fire occurrences. Key words: Remote sensing. Image processing. Vegetation index. Temporal profile. Phenology detection. Monitoramento da dinâmica temporal de quatro coberturas vegetais do pantanal utilizando a transformada de wavelet em séries temporais de dados EVI/MODIS Embora seja um dos ecossistemas mais conservados do Brasil, o Pantanal está sujeito a problemas como o fogo, desmatamentos e alterações dos ciclos de cheia e seca. O monitoramento de toda a extensão do Pantanal é fundamental para a detecção de problemas relacionados a alterações do uso do solo, assim como inferir sobre o nível das cheias que ocorrem na planície. O objetivo deste trabalho foi realizar o monitoramento de quatro áreas com diferentes coberturas vegetais no Pantanal, utilizando a Transformada de Wavelet aplicada à série temporal de EVI (Enhanced Vegetation Index) do sensor MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer), do ano de 2005 a 2009, para analisar a dinâmica da fenologia da vegetação. Os resultados mostraram que a Transformada de Wavelet Coiflet, de ordem 4 com potência de 90%, conseguiu remover os ruídos de alta frequência e destacar as mudanças de fenologia da vegetação com mais precisão, propiciando uma melhor análise das tendências interanuais de variabilidade do EVI. As alterações do padrão temporal do EVI podem indicar mudanças na fenologia da vegetação, principalmente devido a sazonalidade da precipitação. A técnica mostrou ser robusta e pode ser extrapolada para outras regiões do Pantanal para detectar ocorrências de desmatamentos e queimadas. Palavras-chave: Sensoriamento remoto. Processamento de imagens. Índice de vegetação. Perfil temporal. Detecção da fenologia.