UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA COLÉGIO POLITÉCNICO DA UFSM CURSO TÉCNICO EM GEOPROCESSAMENTO GEOPROCESSAMENTO APLICADO À VITICULTURA DA SERRA GAÚCHA – RS RELATÓRIO FINAL DE ESTÁGIO CURRICULAR OBRIGATÓRIO Pâmela Aude Pithan Santa Maria, RS, Brasil 2015
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA COLÉGIO POLITÉCNICO DA UFSM
CURSO TÉCNICO EM GEOPROCESSAMENTO
GEOPROCESSAMENTO APLICADO À VITICULTURA DA SERRA GAÚCHA – RS
RELATÓRIO FINAL DE ESTÁGIO CURRICULAR OBRIGATÓRIO
Pâmela Aude Pithan
Santa Maria, RS, Brasil 2015
GEOPROCESSAMENTO APLICADO À VITICULTURA DA SERRA GAÚCHA – RS
Pâmela Aude Pithan
Relatório de Habilitação Profissional apresentado ao Curso Técnico em Geoprocessamento da Universidade Federal de Santa Maria -
RS, como requisito parcial para obtenção do título de Técnico em Geoprocessamento
Orientador: Elódio Sebem
Santa Maria, RS, Brasil 2015
Universidade Federal de Santa Maria Colégio Politécnico da UFSM
Curso Técnico em Geoprocessamento
A Comissão Examinadora, abaixo assinada, aprova o Relatório de Estágio
GEOPROCESSAMENTO APLICADO À VITICULTURA DA SERRA GAÚCHA – RS
Elaborado por Pâmela Aude Pithan
Como requisito parcial para obtenção do título de Técnico em Geoprocessamento
COMISSÃO EXAMINADORA:
Elódio Sebem, Dr. (Presidente/Orientador)
Alessandro Carvalho Miola, Dr. (UFSM)
Lúcio de Paula Amaral, Dr. (UFSM)
Santa Maria, 26 de Maio de 2015
Universidade Federal de Santa Maria Colégio Politécnico da UFSM
Curso Técnico em Geoprocessamento
GEOPROCESSAMENTO APLICADO À VITICULTURA DA SERRA GAÚCHA – RS
Relatório de Estágio realizado na EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁ
RIA EMBRAPA.
Elaborado por Pâmela Aude Pithan
Elódio Sebem, Dr. (Presidente/Orientador)
Rosemary Hoff, Dr.
(Supervisora da empresa)
Pâmela Aude Pithan (Estagiária)
Santa Maria, 26 de Maio de 2015
RESUMO
Relatório de Estágio
Colégio Politécnico da UFSM Universidade Federal de Santa Maria
GEOPROCESSAMENTO APLICADO À VITICULTURA DA SERRA GAÚCHA - RS.
AUTOR: PÂMELA AUDE PITHAN ORIENTADOR: ELÓDIO SEBEM Santa Maria, 26 de Maio de 2015
O Estágio Supervisionado, de 300 horas como requisito parcial para a formação no curso de Técnico em Geoprocessamento do Colégio Politécnico da UFSM, foi desenvolvido no Laboratório de Sensoriamento Remoto e Geoprocessamento da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária Embrapa – Uva e Vinho, localizado no município de Bento Gonçalves – RS, região da Serra Gaúcha. Foram desenvolvidas atividades como, obter dados geográficos através das técnicas e ferramentas oriundas do geoprocessamento e sensoriamento remoto, que geram informações, com potencial para colaborar com estruturação e atualização do sistema de informação geográfica (SIG) existente na instituição, produção de mapas temáticos, mapeamento de uso do solo, análises com modelos digitais de elevação, treinamento em softwares e equipamentos disponíveis, trabalhos com imagens orbitais, elaboração de artigo científico, a aprovação do mesmo e participação em eventos. A realização do estágio permitiu ampliar os conhecimentos sobre as noções e fundamentos de Geoprocessamento, a interação com a equipe de trabalho, a vivência do dia a dia de uma empresa de grande porte, de importância nacional e internacional, com a vivência de aprendizados que não são possíveis em sala de aula.
Palavras-chave: Estágio. Geoprocessamento. Sensoriamento Remoto. Sistemas de Informação Geográfica.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1. Estação de Enologia de Bento Gonçalves. ....................................... 14
Figura 2. Sede da Embrapa Uva e vinho, Bento Gonçalves (RS). ................... 14
Figura 3. Croqui de Acesso ao Centro Nacional de Pesquisa da Uva e Vinho
CNPUV/EMBRAPA e localização do município de Bento Gonçalves – RS. .... 15
Figura 4. Tela de apresentação. ....................................................................... 27
Figura 5. Histórico da propriedade. .................................................................. 28
Figura 6. Croqui dos setores da propriedade. .................................................. 29
Figura 7. Tela dos Vinhedos. ............................................................................ 30
Figura 8. Mapa de Mesorregião do Rio Grande do Sul. ................................... 32
Figura 9. Mapa da Microrregião do Rio Grande do Sul. ................................... 32
Figura 10. Mapa de localização das águas e áreas de preservação permanente
Figura 12. Coleta de pontos com receptor GPS em vinhedo da cultivar Merlot,
interação e troca de conhecimentos entre as equipes das instituições Embrapa
Uva e Vinho e Fepagro Serra. .......................................................................... 39
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Exemplo da tabela gerada a partir do uso da ferramenta Tabulate Área,
cruzamento dos dados de altimetria e cultivares autorizadas para vinhos finos tintos e secos.............................................................................................................................38
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
ArcGIS – Software de SIG da ESRI
CNPUV – Centro Nacional de Pesquisa de Uva e Vinho
DO – Denominação de Origem
EFCT – Estação Experimental de Fruticultura de Clima Temperado
Embrapa – Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária
ENVI – Environment for Visualizing Images
EVT – Estação Experimental de Viticultura Tropical
GPS – Global Positioning System
GVSIG – Software livre de SIG
ha – Hectare
IAF – Índice de Área Foliar
IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
Ibravin – Instituto Brasileiro do Vinho
IG – Indicação Geográfica
INPE – Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais
INPI – Instituto Nacional da Propriedade Industrial
I.P – Indicação de Procedência
LABEX – Laboratórios Virtuais no Exterior
MAPA – Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento
μm – Micromêtro
m² - Metro quadrado
NDVI – Normalized Difference Vegetation Index
OLI – Operacional Land Imager
ONR – Office of Naval Research
PD&I – Projeto de Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação
PDI – Processamento Digital de Imagens
PostgreSQL – Sistema gerenciador de banco de dados de código aberto
Quantum GIS – Software livre de SIG
SIG – Sistema de Informações Geográficas
Spring - Sistema de Processamento de Informações Geográficas
UEPAE – Unidade de Execução de Pesquisa de Âmbito Estadual
fontes e formas de financiamento, e propor legislação adequada para
assegurar a dinamização desses trabalhos. Então em 7 de dezembro de 1972,
o então Presidente da República, Emílio Garrastazu Médici, sancionou a Lei nº
5.851, que autorizava o Poder Executivo a instituir uma empresa pública, sob a
denominação de Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária, vinculada ao
Ministério da Agricultura. O ato de instalação da empresa aconteceu em 26 de
abril de 1973 (EMBRAPA, 2014).
A sede da Embrapa em Brasília é responsável por planejar,
supervisionar, coordenar e controlar as atividades relacionadas à execução de
pesquisa agropecuária e à formulação de políticas agrícolas. Hoje a Embrapa
possui 46 Unidades Descentralizadas em todas as regiões do Brasil, 17
Unidades Centrais localizadas em Brasília, quatro Laboratórios Virtuais no
Exterior (LABEX) nos Estados Unidos, Europa, China e Coréia do Sul e três
Escritórios Internacionais na América Latina e África.
1.2.3 A Embrapa CNPUV
A história da Embrapa Uva e Vinho, no Centro Nacional de Pesquisa de
Uva e Vinho iniciou antes da criação da Embrapa Sede. Em 20 de outubro de
1937 foi criado o Laboratório Central de Enologia, com Sede no Rio de Janeiro
e três Estações de Enologia com sedes no Rio Grande do Sul, São Paulo e
Minas Gerais. Em 21 de julho de 1941, foi colocada a pedra fundamental da
Estação de Enologia de Bento Gonçalves (Figura 1), que iniciou suas
atividades em 30 de maio de 1942. Neste momento a estação contava com 13
variedades de porta-enxerto recebidas do Instituto Agronômico de Campinas
(SP) e 1.500 mudas da cultivar Seibel recebidas da Estação de Enologia de
Caldas (MG). A área da Estação de Enologia de Bento Gonçalves foi doada ao
Governo Federal pela Prefeitura Municipal para a instalação e ampliação da
mesma em um período de dois anos, formando assim a atual área da Embrapa
14
Uva e Vinho (Figura 2), que conta com cerca de 100 hectares (EMBRAPA,
2014).
Figura 1. Estação de Enologia de Bento Gonçalves.
Fonte: www.embrapa.br/uva-e-vinho/historia
Em 26 de agosto de 1975, durante reunião da Diretoria Executiva da
Embrapa, foi criada a Unidade de Execução de Pesquisa de Âmbito Estadual -
UEPAE de Bento Gonçalves. Em 04 de março de 1985, através da Deliberação
008/85, um ato atribui-lhe a denominação de Centro Nacional de Pesquisa de
Uva e Vinho (CNPUV). Se tornando uma das Unidades Descentralizadas da
Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa).
Figura 2. Sede da Embrapa Uva e vinho, Bento Gonçalves (RS).
Fonte: www.embrapa.br/uva-e-vinho/apresentacao
15
A Unidade também possui duas estações experimentais, a Estação
Experimental de Fruticultura de Clima Temperado (EFCT), localizada em
Vacaria, na região dos Campos de Cima da Serra do Rio Grande do Sul; e a
Estação Experimental de Viticultura Tropical (EVT), localizada em Jales - SP.
A Embrapa CNPUV tem como missão viabilizar soluções de pesquisa,
desenvolvimento e inovação para a sustentabilidade da vitivinicultura e da
fruticultura de clima temperado, em benefício da sociedade brasileira.
Figura 3. Croqui de Acesso ao Centro Nacional de Pesquisa da Uva e Vinho CNPUV/EMBRAPA e localização do município de Bento Gonçalves – RS.
Fonte: Embrapa Uva e Vinho.
1.2.4 Laboratório de Sensoriamento Remoto e Geoprocessamento
Earth
16
O trabalho do Laboratório de Sensoriamento Remoto e
Geoprocessamento tem por objetivo, o estudo do relevo, do uso da terra e das
culturas por meio de análise e processamento de imagens de satélites e de
Sistemas de Informação Geográfica (SIG). Entre as diversas atividades
realizadas nesse âmbito de atuação, destacam-se as pesquisas com enfoque
diretamente relacionado à viticultura e a fruticultura no período de safras e
entre safras, bem como os estudos de solos e rochas realizados por meio da
caracterização espectral dos materiais.
Dentre os principais projetos de pesquisa desenvolvidos neste
Laboratório, destacam-se aqueles relacionados à formulação de indicações
geográficas de uvas viníferas, desenvolvimento de metodologias e ferramentas
subsidiárias à agricultura de precisão, análises relacionadas ao campo da
gestão ambiental, contribuindo também para projetos de zoneamento agrícola
e cadastro vitícola. A equipe conta com a supervisão da pesquisadora
Rosemary Hoff.
Os equipamentos do laboratório são desktops e notebook que contém
programas específicos para processamento digital de imagens, sistema de
informação geográfica e geoprocessamento. Além disto, conta-se com receptor
Topcon Hiper Sr para apoio nos trabalhos de campo, bem como
estereoscópios de espelho e de bolso para interpretação de fotografias aéreas.
Entre os diversos softwares utilizados no âmbito da pesquisa, destacam-se as
plataformas ENVI, ArcGIS, Spring, GVSIG, Quantum GIS, Google Earth e o
banco de dados PostgreSQL entre outros.
1.3 Atividades desenvolvidas na empresa
As atividades eram estabelecidas de acordo com as demandas do
projeto Cadastro Vitícola. Ademais, eram atendidas as demandas específicas
de pesquisadores da Embrapa, de outras instituições e de usuários internos e
externos da Unidade, as quais necessita de técnicas e ferramentas de
geoprocessamento.
17
Dentre as atividades desenvolvidas durante o estágio pode-se citar:
Treinamentos para os recadastradores dos viticultores do estado,
juntamente com as entidades conveniadas no cadastro vitícola;
Correção de dados do Cadastro Vitícola de Pinto Bandeira e Vale
dos Vinhedos;
Confecção de mapas temáticos de meso e microrregiões;
Mapeamento de uso do solo e áreas de preservação permanente da Embrapa
Uva e Vinho;
Elaboração de artigo científico para o Simpósio Brasileiro de
Sensoriamento Remoto, cálculo e utilização de NDVI para monitoramento de
cobertura vegetal;
Geração de informações estatísticas a partir de cruzamento de
informações em Sistema de Informação Geográfica para construir as tabelas
de informações geográficas de Pinto Bandeira e Vale dos Vinhedos;
Análises com Modelos Digitais de Elevação, tais como elaboração
de dados de declividade, exposição solar e altimetria;
Levantamentos em campo para aquisição de informações
georreferenciadas por meio de equipamento GPS Geodésico.
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2. 1 Geoprocessamento
O objetivo principal do Geoprocessamento é ser a ferramenta que
possibilite diferentes analises de evoluções espaciais e temporais de um
fenômeno geográfico. Conforme Rodrigues (1993), geoprocessamento é um
conjunto de tecnologias de coleta, tratamento, manipulação e apresentação de
informações espaciais voltado para um objetivo específico.
O Geoprocessamento surgiu, cresceu e se expande com base na
filosofia de que a informação organizada, correta e disponível de forma ágil é
indispensável para planejar e tomar decisões importantes de forma correta.
Assim o provérbio popular de que “informação é poder” nunca foi tão
verdadeiro e atual, ganhando vigor renovado em relação à informação
geográfica com o advento da tecnologia de geoprocessamento (FILHO, 2010).
Câmera e Davis (2001) descreveram um breve histórico da introdução
do geoprocessamento no Brasil:
Iniciado a partir do esforço de divulgação e formação de pessoal feito pelo prof. Jorge Xavier da Silva (UFRJ), no início dos anos 80. A vinda ao Brasil, em 1982, do Dr. Roger Tomlinson, responsável pela criação do primeiro SIG (o Canadian Geographical Information System), incentivou o aparecimento de vários grupos interessados em desenvolver tecnologia, entre os quais podemos citar:
UFRJ: O grupo do Laboratório de Geoprocessamento do Departamento de Geografia da UFRJ, sob a orientação do professor Jorge Xavier, desenvolveu o SAGA (Sistema de Análise Geo-Ambiental);
Os então responsáveis pelo setor de informática da empresa de aerolevantamento AeroSul criaram, em meados dos anos 80, um sistema para automatização de processos cartográficos. Posteriormente, constituíram empresa MaxiDATA e lançaram o MaxiCAD, software largamente utilizado no Brasil, principalmente em aplicações de Mapeamento por Computador. Mais recentemente, o produto dbMapa permitiu a junção de bancos de dados relacionais a arquivos gráficos MaxiCAD, produzindo uma solução para "desktop mapping" para aplicações cadastrais;
CPqD/TELEBRÁS: O Centro de Pesquisa e Desenvolvimento da TELEBRÁS iniciou, em 1990, o desenvolvimento do SAGRE (Sistema Automatizado de Gerência da Rede Externa), uma
19
extensiva aplicação de Geoprocessamento no setor de telefonia. Construído com base num ambiente de um SIG (VISION) com um banco de dados cliente-servidor (ORACLE), o SAGRE envolve um significativo desenvolvimento e personalização de software;
INPE: Em 1984, o INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais) estabeleceu um grupo específico para o desenvolvimento de tecnologia de geoprocessamento e sensoriamento remoto (a Divisão de Processamento de Imagens - DPI). De 1984 a 1990 a DPI desenvolveu o SITIM (Sistema de Tratamento de Imagens) e o SGI (Sistema de Informações Geográficas), para ambiente PC/DOS, e, a partir de 1991, o SPRING (Sistema para Processamento de Informações Geográficas), para ambientes UNIX e MS/Windows. O SITIM/SGI foi suporte de um conjunto significativo de projetos ambientais. O SPRING unifica o tratamento de imagens de Sensoriamento Remoto (ópticas e microondas), mapas temáticos, mapas cadastrais, redes e modelos numéricos de terreno. A partir de 1997, o SPRING passou a ser distribuído via Internet e pode ser obtido através do web site http://www.dpi.inpe.br/spring;
O geoprocessamento denota a disciplina do conhecimento que utiliza
técnicas matemáticas e computacionais para o tratamento da informação
geográficas que tratam dos processos que ocorrem no espaço geográfico. As
ferramentas computacionais para Geoprocessamento são chamadas de SIG -
Sistemas de Informação Geográfica (CÂMERA e DAVIS, 2001).
2. 2 Sistema de Informações Geográficas (SIG)
O Sistema de Informações Geográficas (SIG) permite a realização de
diversas análises complexas e integração de dados, e com a criação de banco
de dados georreferenciados, torna possível a automatização da produção de
mapas e outros produtos cartográficos (ROCHA, 2000).
O ambiente de Geoprocessamento, representado pelo SIG, disponibiliza
valiosas ferramentas para aplicações em diferentes áreas do conhecimento,
que lidam com recursos geograficamente distribuídos. Qualquer atividade em
que a posição geográfica tenha alguma importância é tipicamente uma
aplicação deste recurso e suas ferramentas (FILHO, 2010). Sendo assim, há
pelo menos três grandes maneiras de utilizar um SIG, abaixo descritas:
Como ferramenta para produção de mapas;
Como suporte para análise espacial de fenômenos; e
20
Como um banco de dados geográficos, com funções de
armazenamento e recuperação de informação espacial.
Camargo (1997) destaca como as principais potencialidades do SIG, a
capacidade de manipulação de um volume informatizado de armazenamento e
recuperação de dados sobre sistemas convencionais, seja através da
capacidade de manipulação de um volume de dados muito maior e com
eficiência, capacidade de cruzamento de dados, rapidez e flexibilidade na
recuperação de dados, maior variedade de formas de apresentação e um maior
e melhor acesso a métodos de modelagem estatística e gráfica para análise e
interpretação de dados.
Por fim, a tecnologia utilizada nos SIGs, pode ser direcionada para a
investigação de diversos fenômenos relacionados com o meio ambiente,
engenharia urbana, e também, fornecer subsídios para tomada de decisões
(CALIJURI e ROHM, 1995).
2.3 Sensoriamento Remoto
O termo Sensoriamento Remoto foi promovido numa série de simpósios
patrocinados pelo ONR (Office of Naval Research) nos Laboratórios Willow
Run da Universidade de Michigan, em conjunto com o National Research
Council durante as décadas de 1960 e 1970, e desde então tem sido usado
(ESTES e JENSEN, 1998).
Sensoriamento Remoto é geralmente definido como “a obtenção de
informações sobre objetos distantes, sem contato com os mesmos”
(KONECNY e LEHMANN, 1984). Tal definição é curta, simples e facilmente
memorizável, mas considerando que o moderno sensoriamento remoto se
afastou consideravelmente de sua origem, a fotografia aérea, outros cientistas
têm sugerido uma definição mais focada de sensoriamento remoto, sendo este
o registro da informação das regiões do ultravioleta, visível, infravermelho e
micro-ondas do espectro eletromagnético, sem contato, por meio de
instrumentos tais como câmeras, escâneres, lasers, dispositivos lineares e/ou
21
matriciais localizados em plataformas tais como aeronaves ou satélites, e a
análise da informação adquirida por meio visual ou processamento digital de
imagens (JENSEN, 2009).
Segundo Meneses et al. (2012), Sensoriamento Remoto é uma ciência
que visa o desenvolvimento da obtenção de imagens da superfície terrestre por
meio da detecção e medição quantitativa das respostas das interações da
radiação eletromagnética com os materiais terrestres.
Por exemplo, somos capazes de ver uma árvore porque nossos olhos
recebem e traduzem convenientemente a energia luminosa procedente da
mesma. Esta energia luminosa, ademais, não é originada pela árvore, senão
por uma fonte eletromagnética exterior que a ilumina. Por isso, não somos
capazes de perceber esta árvore no escuro. Este simples exemplo nos serve
para introduzir os três principais elementos de qualquer sistema de
sensoriamento remoto: sensor (nossos olhos), objeto observado (árvore) e
fluxo energético que permite colocar ambos em relação. No caso dos nossos
olhos, esse fluxo procede do objeto pela reflexão da luz solar (CHUVIECO,
1990).
Este mesmo processo é utilizado para a obtenção de imagens e outros
tipos de dados provenientes da superfície terrestre. De acordo com Florenzano
(2002), a energia refletida ou emitida pela superfície terrestre e captada por
sensores eletrônicos, instalados em satélites artificiais, é transformada em
sinais elétricos, que são registrados e transmitidos para estações de recepção
na Terra, equipadas com enormes antenas parabólicas. Os sinais enviados
para essas estações são transformados em dados em forma de gráficos,
tabelas ou imagens. A partir da interpretação desses dados, é possível obter
informações a respeito da superfície terrestre.
Através de softwares dedicados exclusivamente para tratamento de
imagens, podem-se gerar imagens com diferentes composições de cores,
ampliações de partes das imagens e classificações temáticas dos objetos nelas
identificados, obtendo-se assim produtos como mapas temáticos que são
usados para estudos de geologia, vegetação, uso do solo, relevo, agricultura,
rede de drenagem, inundações, entre outros (SAUSEN, 2007).
A caracterização das massas vegetais constitui uma das tarefas mais
interessantes no sensoriamento remoto, por consequência informações
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coletadas por sensores remotos orbitais e de superfície têm sido empregadas
em estudos acerca do comportamento da vegetação. Para isso, é necessário,
primeiramente, estabelecer as relações entre os parâmetros radiométricos,
contidos em produtos de sensoriamento remoto, e os parâmetros biofísicos da
vegetação. Estas relações têm sido estabelecidas através de índices de
vegetação.
Um dos índices mais empregados em estudos acerca da vegetação é o
Índice de Vegetação por Diferença Normalizada (do inglês Normalized
Difference Vegetation Index) proposto por Rouse et al. (1973), que relaciona a
reflectância da vegetação nos comprimentos de onda do vermelho e do
infravermelho próximo. O NDVI é considerado um indicador do crescimento da
vegetação e do acúmulo de biomassa verde pelas plantas e, ao ser relacionado
ao índice de área foliar e à radiação fotossinteticamente ativa absorvida pelo
dossel, pode ser empregado no monitoramento do ciclo de desenvolvimento de
videiras, interpretação de padrões espaciais de índice de área foliar (IAF),
infestações por pragas e moléstias, disponibilidade hídrica, características
físico-químicas de frutos e qualidade de vinhos (JOHNSON et al., 2003).
2.4 A Viticultura
No Rio Grande do Sul, a viticultura é a principal atividade agrícola
desenvolvida nos municípios localizados na Encosta Superior da Serra do
Nordeste, região conhecida como Serra Gaúcha, mais importante pólo
vitivinícola brasileiro onde estão localizadas 82% da área cultivada com
videiras no Estado (PROTAS e CAMARGO, 2011).
Dada relevância social e econômica da atividade vitivinícola para região,
diversas ações de pesquisa e extensão têm sido empreendidas a fim de
promover o desenvolvimento e qualificação da produção da uva e do vinho.
Entre uma vasta gama de linhas de atuação, destacam-se os estudos que
empregam ferramentas de sensoriamento remoto e geoprocessamento no
intuito de subsidiar qualitativamente a produção agrícola, sobretudo no que se
23
refere ao estabelecimento de técnicas para monitoramento do ciclo de videiras
e estabelecimento de relações acerca de práticas de manejo, condições
meteorológicas e estado nutricional e fitossanitário das plantas.
Seguindo está linha de raciocínio o cadastro vitícola do Rio Grande do
Sul vem sendo realizado desde 1995, quando anunciada a abertura do
mercado mundial e o setor vitivinícola nacional demonstrava preocupação com
o mercado do vinho brasileiro (MELLO et al., 2012).
Elaborado com a participação de todos os segmentos do Setor
Vitivinícola, o programa teve como linhas gerais: a defesa dos interesses da
vitivinicultura brasileira, face ao Mercosul e a abertura para o comércio
internacional; ações específicas de reestruturação e desenvolvimento;
institucionalização mediante a criação de uma organização autônoma o Ibravin
(LAPOLLI, et al. 2005).
O Cadastro do Viticultor tem por objetivo obter informações específicas
sobre identificação e descrição dos parreirais, variedades, situação dos
vinhedos e destino das uvas produzidas com a finalidade de propor e
implementar políticas de desenvolvimento para o setor e deve ser atualizado
anualmente. A competência legal do cadastramento é do Ministério da
Agricultura e do Abastecimento conforme definido na Lei nº 7678 (BRASIL,
1988) e o Decreto nº 99.066 (BRASIL, 1990) que o regulamenta. O
Recadastramento Vitícola visa manter o cadastramento atualizado anualmente
para monitorar a situação da vitivinicultura como subsídio estratégico para o
Setor (MELLO e SILVA, 2010). Sendo assim, o projeto visa, além de atualizar o
banco de dados do cadastro vitícola tradicional, obter informações específicas
e georreferenciadas sobre os vinhedos de propriedades vitícolas nas regiões
em processo de implementação de Indicações Geográficas, dados
fundamentais para sua execução.
Gollo e Castro (2008), descrevem de forma breve o termo “indicação
geográfica”:
Foi sendo desenvolvido no transcurso da história, quando produtores, comerciantes e consumidores começaram a identificar que alguns produtos de determinados lugares apresentavam qualidades particulares, atribuíveis à sua origem geográfica, e começaram a denominá-los com o nome geográfico que indicava sua procedência. Os produtos que apresentam uma qualidade única, explorando as características naturais, tais como geográficas (solo, vegetação), meteorológicas (mesoclima) e humanas (capacitação, zelo, capricho
24
e conhecimento tácito aplicados no cultivo, tratamentos culturais), e que indicam de onde são provenientes, são àqueles que possuem um certificado de qualidade atestando sua origem e garantindo o controle rígido de sua qualidade, denominado de “indicação geográfica”, nas modalidades de “indicação de procedência” ou “denominação de origem”.
No início dos anos 1990, a Embrapa Uva e Vinho foi pioneira no tema
das indicações geográficas (I.G.) no Brasil, ao estimular o seu desenvolvimento
em vinhos. Em 1995, teve início o primeiro projeto para atender a demanda dos
produtores da região do Vale dos Vinhedos, que viria a ser a primeira I.G.
brasileira. Hoje o Brasil já conta com um conjunto de I.G. de vinhos finos
reconhecidos ou em desenvolvimento. A criação, em 1995, da Associação dos
Produtores de Vinhos Finos do Vale dos Vinhedos (Aprovale) estabeleceu as
condições organizacionais junto ao setor produtivo, para o desenvolvimento da
primeira indicação geográfica brasileira. Reconhecida em 2002 pelo Instituto
Nacional da Propriedade Industrial (INPI), a Indicação de Procedência (I.P.)
Vale dos Vinhedos possibilitou organizar e qualificar a produção de vinhos finos
de origem controlada. Com a experiência e o renome conquistados, a partir de
2005 a Aprovale manifesta à Embrapa, que já havia trabalhado no
desenvolvimento da I.P., a demanda para uma denominação de origem (DO)
para seus vinhos finos.
A criação, em 2001, da Associação dos Produtores de Vinho de Pinto
Bandeira - Asprovinho estabeleceu as condições organizacionais do setor
produtivo para o desenvolvimento de uma indicação geográfica de vinhos finos
na região de Pinto Bandeira, localizada na Serra Gaúcha. No ano seguinte, a
Asprovinho apresentou demanda à Embrapa Uva e Vinho para o
desenvolvimento de uma I.G. para os vinhos finos da região. Um projeto de
PD&I, coordenado pela Embrapa Uva e Vinho, implementado em conjunto com
instituições parceiras, possibilitou o seu desenvolvimento e o pedido de
reconhecimento, concedido pelo INPI em 2010.
A Lei nº 9.279, de 14 de maio de 1996 (BRASIL, 1996), que regulam
direitos e obrigações relativos à propriedade intelectual no Brasil, em seu art.
176, define uma Indicação Geográfica como Indicação de Procedência no art.
177: “Considera-se indicação de procedência o nome geográfico de país,
cidade, região ou localidade de seu território, que se tenha tornado conhecido
como centro de extração, produção ou fabricação de determinado produto ou
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de prestação de determinado serviço”. Como Denominação de Origem (DO) no
Art. 178: “Considera-se denominação de origem o nome geográfico de país,
cidade, região ou localidade de seu território, que designe produto ou serviço
cujas qualidades ou características se devam exclusiva ou essencialmente ao
meio geográfico, incluídos fatores naturais e humanos.”
Para Tonietto (1993), o objetivo básico de uma IG é proteger os produtos
que dela se originam, assim como a denominação de origem. Isso beneficia os
produtores vitivinícolas, que têm interesses comerciais e ficam sujeitos ao
cumprimento de um conjunto de regras de produção. Há igualmente, benefícios
para os consumidores, com a garantia de autenticidade da origem e de um
padrão de qualidade dos produtos.
De acordo com Gollo e Castro (2008), as Indicações Geográficas
apontam para a qualidade e a notoriedade, como fatores distintivos dos
produtos, agregando-lhes valor econômico e atribuindo-lhes reputação e
identidade própria, o que os torna mais valioso.
3 MATERIAIS E MÉTODOS
3.1 Procedimentos Metodológicos Adotados
A elaboração deste relatório foi possível devido à metodologia usada
para as atividades desenvolvidas no estágio. Ao longo do período de estágio,
houve um acompanhamento diário das atividades desenvolvidas pelo
Laboratório de Geoprocessamento e Sensoriamento Remoto.
As linhas de pesquisa têm foco no estudo de regiões vitivinícolas, por
meio da análise do comportamento espectral da vegetação, produção de
mapas, treinamento em softwares e equipamentos disponíveis, trabalhos com
imagens orbitais e levantamentos em campo para aquisição de dados
georreferenciados. Para tal estudo, foram utilizados softwares livres e
proprietários como Envi, ArcGIS, Idrisi, Spring, GVSIG, Quantum GIS, dentre
outros. Também foram utilizados matérias como computadores desktops,
notebooks, equipamentos GPS, estereoscópios de espelho e de bolso, dentre
outros.
A equipe do Laboratório de Geoprocessamento e Sensoriamento
integram o projeto Cadastro Vitícola do Rio Grande do Sul, entre outros
projetos desenvolvidos pela Embrapa Uva e Vinho, de outras Unidades da
Embrapa e de pesquisadores de instituições parceiras de projetos
(universidades e instituições de pesquisa). Também atende às demandas de
pesquisadores de outras instituições e usuários da unidade.
Através da pesquisadora Rosemary Hoff surgem as solicitações de
trabalhos que devem ser realizados. A ajuda sempre é oferecida, e os
procedimentos são acompanhados, tornando o ambiente de trabalho um local
agradável e de aprendizados constantes. A descrição das atividades incluirá os
matérias e métodos específicos para cada trabalho realizado.
4 DESCRIÇÃO DAS ATIVIDADES
4.1 Treinamentos para os recadastradores dos viticultores do estado.
O treinamento dos recadastradores foi realizado no mês de agosto, e
envolveu todos os recadastradores e multiplicadores, na Embrapa Uva e Vinho.
Foram usados, como instrumentos para o treinamento, o manual de
preenchimento do recadastramento do viticultor e o sistema Cadastro Vitícola,
replicado especificamente para este fim. Após essa etapa, pode-se constatar
que é continuamente oferecido suporte aos recadastradores via telefone e e-
mail.
Para a atualização dos dados via web, a página inicial apresenta o
acesso ao cadastro, manual do cadastro vitícola, lista de cultivares com os
respectivos códigos, lista dos municípios com os respectivos códigos, lista de
porta-enxertos com os respectivos códigos e o ícone Consulta Cadastro, para
que as empresas compradoras de uvas possam saber se o produtor está apto
a vender a uva, ou seja, se o produtor fez o recadastramento da safra anterior
(Figura 4).
Figura 4. Tela de apresentação.
Fonte: www.cadastro.cnpuv.embrapa.br
28
Para o seu uso, é necessário login e a senha, que são disponibilizados
TOTAL - 104.988 319.316 825.316 685.812 438.720 77.252 24.200 2.475.604
CULTIVAR/ALTIMETRIA (m)Área de Vinhedos (m²)
Cultivares Autorizadas para Vinhos Finos Tintos Secos
39
O objetivo da coleta de pontos foi elaborar um mapa georreferenciado
dos valores de NDVI - índice de vegetação por diferença normalizada, obtidos
por sensor remoto ativo (Greenseeker). O NDVI, ao relacionar a reflectância da
vegetação nos comprimentos de onda do vermelho e do infravermelho próximo,
é considerado um indicador do crescimento da vegetação e do acúmulo de
biomassa verde pelas plantas. Por meio de um mapa georreferenciado será
possível identificar as diferenças de biomassa verde existente entre as plantas
de um mesmo vinhedo e isso poderá ser empregado pelo viticultor na definição
de práticas de manejo.
A atividade a campo também foi uma importante forma de interação e
troca de conhecimentos entre as equipes das instituições: na figura 12, as
estagiárias da Fepagro Serra Joice Gasparin e Juliana Pivato, as estagiárias da
Embrapa Uva e Vinho Pâmela Aude Pithan e Amanda Bittencourt.
Figura 12. Coleta de pontos com receptor GPS em vinhedo da cultivar Merlot, interação
e troca de conhecimentos entre as equipes das instituições Embrapa Uva e Vinho e Fepagro Serra.
Fonte: Autora.
5 CONCLUSÃO DO TRABALHO
A realização do estágio foi importante por possibilitar, na prática, muito
dos conceitos estudados em sala de aula durante o curso Técnico em
Geoprocessamento, assim solidificando o conhecimento teórico e prático.
Também proporcionou uma visão do modo com que o mercado de trabalho
está direcionando as ferramentas e técnicas oriundas do geoprocessamento e
sensoriamento remoto, quanto à forma de emprego, desenvolvimento e uso
das informações pela empresa.
Entretanto houve momentos que se fez necessária à busca de
informações em outras fontes bibliográficas para o auxílio no desenvolvimento
das atividades laboratoriais. Levando em consideração esse aspecto é
imprescindível que todos se conscientizem do quanto um profissional deve
estar sempre interessado e atualizado, à procura de conhecimentos para além
do exigido tanto no âmbito acadêmico, quanto no profissional.
Além do aprendizado de caráter técnico, este estágio também
oportunizou uma experiência no que tange a área da pesquisa, despertando a
vontade de sempre querer aprender mais, contribuindo para o crescimento
pessoal, além do profissional. Dessa forma conclui-se que seu objetivo foi
alcançado uma vez que prepara para ingressar no mercado de trabalho das
geotecnologias.
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Acesso em: 05 Nov 2014.
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44
USGS - United States of Geological Survey. Banda de Avaliação da Qualidade (QA). Disponível em: <http://landsat.usgs.gov>. Acesso em: 24.out.2014
APÊNDICE A
Monitoramento do ciclo de videiras pelo Índice de Vegetação por Diferença
Normalizada obtido de imagens Landsat 8 no município de Veranópolis – RS,
Brasil
Pâmela Aude Pithan 1,4
Amanda Heemann Junges 2
André Rodrigo Farias3
Rafael Anzanello2
Rosemary Hoff 4
1 Universidade Federal de Santa Maria - UFSM
Caixa Postal 96 - 13416-000 - Santa Maria - RS, Brasil [email protected]
2 Fundação Estadual de Pesquisa Agropecuária, Fepagro Serra
Caixa Postal 44 - 95330-000 – Veranópolis - RS, Brasil
Abstract. In the Rio Grande do Sul state (Brazil), viticulture is the main agricultural activity in the Serra
Gaucha and it is the Brazilian major wine region. Viticulture is an important activity in Veranopolis City, developed by small farmers. However, viticulture needs to be monitored throughout the crop. The data
sets from remote sensing and terrain data must been used to observe the vegetation behavior and the
relationship between radiometric and biophysical parameters of plant. These relationships have been
established through vegetation indices, such as Normalized Difference Vegetation Index - NDVI. The
objective of this study was monitoring the development cycle of grapevines Chardonnay, Cabernet
Sauvignon, Merlot and Pinotage through the vegetation index NDVI from Landsat8 images. The
vineyards were analyzed from three types of trellis system. The vineyards were georeferenced on the
Google Earth image, Landsat-8 images were chosen on several dates and NDVI was generated from these
images. The temporal profiles were made with the average index values for each vineyard in each date.
The SIG was done in ArcGIS 10 version and the digital image processing was performed in ENVI 5.1
version. The results showed that temporal and spatial resolution of the Landsat 8 were suitable to monitor
the cycle of vineyards in the study region, allowing to identify the temporal behavior of vines, obtained by NDVI, representing the wine production of Serra Gaucha wine region.
Palavras-chave: image processing, viticulture, NDVI, processamento de imagens, viticultura, NDVI.
46
1. Introdução
No Rio Grande do Sul, a viticultura é a principal atividade agrícola desenvolvida
nos municípios localizados na Encosta Superior da Serra do Nordeste, região conhecida
como Serra Gaúcha, mais importante pólo vitivinícola brasileiro e onde está localizada
82% da área cultivada com videiras no Estado (Protas e Camargo, 2011). No município
de Veranópolis, localizado na Serra Gaúcha e distante 40 km de Bento Gonçalves, a
vitivinicultura é uma atividade econômica importante, viabilizando cerca de 316
pequenas propriedades rurais (Mello et al. 2012). No município, o vinho contribuiu para
a conquista do título de capital brasileira da longevidade, além de ser, juntamente com a
gastronomia, promotor do turismo local, afirma (Rizzon et al. 2008).
Dada a relevância social e econômica da atividade vitivinícola para a região,
diversas ações de pesquisa e extensão tem sido empreendidas a fim de promover o
desenvolvimento e qualificação da produção da uva e do vinho. Entre uma vasta gama
de linhas de atuação, que versam desde técnicas de agricultura de precisão no manejo de
vinhedos até iniciativas multidisciplinares para reconhecimento de indicações
geográficas, destacam-se os estudos que empregam ferramentas de sensoriamento
remoto e geoprocessamento no intuito de subsidiar qualitativamente a produção
agrícola, sobretudo no que se refere ao estabelecimento de técnicas diagnósticas para
conhecimento do estado nutricional e fitossanitário das plantas.
Sob essa perspectiva, o monitoramento do ciclo vegetativo de videiras permite
visualizar a manifestação das etapas fenológicas e a evolução da área foliar e do
acúmulo de biomassa pelas plantas. A área foliar e o vigor vegetativo são determinantes
da produção, do conteúdo de açúcares e do potencial enológico das uvas. Na videira,
assim como na maioria das espécies frutíferas, o balanço entre a carga de frutas (dreno)
e a área foliar adequadamente iluminada (fonte) influencia a quantidade e a qualidade
da produção (Silva, 2009). O equilíbrio entre estes dois parâmetros pode ser
considerado um critério para definição da qualidade dos vinhos (Goutouly et al. 2006).
No manejo da videira, a regulação da área foliar é realizada principalmente por meio de
poda verde, compreendendo práticas de desbaste, desponte e desfolha. A respeito da
importância da área foliar, poucos são os métodos de monitoramento e mapeamento
desta variável ao longo do ciclo produtivo da cultura (Johnson et al. 2003).
Informações coletadas por sensores remotos orbitais e de superfície têm sido
empregadas em estudos acerca do comportamento da vegetação. Para isso, é necessário,
primeiramente, estabelecer as relações entre os parâmetros radiométricos, contidos em
produtos de sensoriamento remoto, e os parâmetros biofísicos da vegetação. Estas
relações têm sido estabelecidas através de índices de vegetação. Um dos índices mais
empregados em estudos acerca da vegetação é o Índice de Vegetação por Diferença
Normalizada (do inglês Normalized Difference Vegetation Index) proposto por Rouse et
al. (1973), que relaciona a reflectância da vegetação nos comprimentos de onda do
vermelho e do infravermelho próximo. O NDVI é considerado um indicador do
crescimento da vegetação e do acúmulo de biomassa verde pelas plantas e, ao ser
relacionado ao índice de área foliar e à radiação fotossinteticamente ativa absorvida pelo
dossel, pode ser empregado no monitoramento do ciclo de desenvolvimento de videiras,
interpretação de padrões espaciais de índice de área foliar (IAF), infestações por pragas
e moléstias, disponibilidade hídrica, características físico-químicas de frutos e qualidade
de vinhos (Johnson et al. 2003).
Por meio da associação com outras técnicas de análise, como a
espectrorradiometria de campo o NDVI fornece relevantes subsídios à otimização do
manejo da produção (Hoff et al., 2013).
47
Uma das formas de obtenção do NDVI é através do processamento digital de
imagens de satélite que apresentam, entre outras vantagens, o fato de que são adquiridas
por sensores de forma automatizada e sistemática em intervalos regulares de tempo,
além de abrangerem áreas significativas da superfície terrestre. Nesse sentido, Jia et al.
(2014) utilizaram imagens Landsat ETM+ para classificação digital de cobertura
florestal e associaram à este dado uma série temporal de imagens NDVI/MODIS, o que
possibilitou significativos aumentos na acurácia dos resultados da classificação. De
forma similar, Ding et al. (2014) utilizaram série temporal de cenas NDVI/Landsat8-
OLI, além de dados individuais de reflectância espectral na faixa do vermelho e
infravermelho próximo, para a quantificação da dinâmica da heterogeneidade espacial
de terras agrícolas.
Além de possibilitar incrementos na identificação e classificação de fenômenos e
áreas diferenciadas da superfície terrestre, o NDVI obtido a partir de imagens orbitais
permite o reconhecimento do vigor vegetativo em uma área contínua de produção
agrícola, remanescente florestal ou outro elemento de interesse. Sendo assim, Zhu &
Liu (2014) utilizaram série temporal de NDVI/Landsat para estimativa da biomassa
acima do solo em áreas de florestas. Os resultados indicaram que a utilização de série
temporal NDVI promoveu um aumento na acurácia da estimativa em comparação com a
utilização de uma única cena NDVI. Zheng et al. (2014) associaram série temporal de
NDVI/Landsat com a ferramenta de classificação de imagens SVM (Support Vector
Machine) para determinação de noves classes de áreas de cultivo irrigada na região do
Arizona (EUA). A classificação apresentou acurácia maior do que 86%, demonstrando
o potencial de utilização de série temporal NDVI/Landsat para monitoramento de
cultivos agrícolas, principalmente em regiões tal qual a do Arizona, onde o clima semi-
árido e árido reduzem o risco de ocorrência de nuvens em datas de aquisição das
imagens de satélite.
Entre as opções atuais de imagens orbitais para obtenção do NDVI, as cenas do
satélite Landsat 8, sensor OLI (Operational Land Imager), apresentam significativo
potencial considerando sua moderada resolução espacial (30 metros) associada à uma
resolução temporal de 16 dias e resolução radiométrica de 12 bits, elementos que
permitem a adequada caracterização do ciclo de culturas perenes como a videira,
especialmente em regiões como a Serra Gaúcha, caracterizada por pequenas
propriedades familiares.
O objetivo deste trabalho foi monitorar o ciclo de videiras (Vitis vinifera) em
diferentes sistemas de condução na Serra Gaúcha-RS por meio do Índice de Vegetação
por Diferença Normalizada (NDVI) obtido de imagens Landsat8/OLI.
2. Metodologia de Trabalho
A área de estudo está localizada no município de Veranópolis-RS, região da
Encosta Superior da Serra do Nordeste (Serra Gaúcha), (Figura 1) e correspondeu a
vinhedos comerciais de uvas viníferas conduzidas em diferentes sistemas de condução:
lira, latada e espaldeira. As cultivares avaliadas foram „Chardonnay‟ (uva vinífera
branca), „Cabernet Sauvignon‟, „Merlot‟ e „Pinotage‟ (uvas viníferas tintas, Figura 1).
O sistema de condução latada, também chamado pérgola, é o mais utilizado na
Serra Gaúcha, representando 67,25% da área cultivada com cultivares viníferas. Os
demais sistemas de condução utilizados são espaldeira (27,67%) e lira ou “Y”(4,48%).
48
Figura 1. Localização do município de Veranópolis - RS e no detalhe imagem com
vinhedos na área de estudo.
No monitoramento do ciclo de videiras foram utilizadas imagens do satélite
Landsat-8 captadas pelo sensor Operacional Land Imager (OLI) com uma resolução
espacial de 30 metros. A aquisição das imagens é realizada gratuitamente através do
mecanismo de pesquisa Earth Explorer do U.S.G.S. – United States of Geological
Survey. A primeira etapa do processamento foi averiguar, nos registros das imagens
Landsat-8, a ausência de nuvens sobre a área de estudo. Para isto foi utilizada a banda
de garantia de qualidade (Banda QA) que apresenta informações sobre a presença de
nuvens, água e neve, (USGS, 2014).
Para a região de estudo foram obtidas as imagens das seguintes datas: 18/11/2013,
Bento Gonçalves: IBRAVIN: Embrapa Uva e Vinho, 2011.110 p.
Rizzon, L. A.; Bragagnolo, D.; Bizzani, E. Características analíticas dos vinhos de Veranópolis, RS. In: Congresso Brasileiro de Viticultura e Enologia, 12., 2008, Bento Gonçalves. Anais... Bento Gonçalves:
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