Monitoring leaf area index at watershed level through NDVI from Landsat-7/ETM+ data

ABSTRACT

Leaf area index (LAI) is an important parameter of the vegetation canopy, and is used, for instance, to estimate evapotranspiration, an important component of the hydrological cycle. This work analyzed the relationship between LAI, measured in field, and NDVI from four dates (derived from Landsat-7/ETM+ data), and with such vegetation index, to generate and analyze LAI maps of the study area for the diverse dates. LAI data were collected monthly in the field with LAI-2000 equipment in stands of sugar cane, pasture, corn, eucalypt, and riparian forest. The relationships between LAI and NDVI were adjusted by a potential model; 57% to 72% of the NDVI variance were explained by the LAI. LAI maps generated by empirical relationships between LAI and NDVI showed reasonable precision (standard error of LAI estimate ranged from 0.42 to 0.87 m² m-2). The mean LAI value of each monthly LAI map was shown to be related to the total precipitation in the three previous months.

RESUMO

O Índice de Área Foliar (IAF) é um importante parâmetro do dossel da vegetação, sendo utilizado, por exemplo, para estimar a evapotranspiração, um importante componente do ciclo hidrológico. Analisou-se a relação entre o IAF, medido em campo, e o índice de vegetação NDVI, de quatro datas (a partir de dados Landsat-7/ETM+) e, com este índice, foram gerados e analisados mapas de IAF da área de estudo para as diferentes datas. O IAF foi coletado mensalmente em campo, com o equipamento LAI-2000, em áreas de cana-de-açúcar, pastagem, milho, eucalipto e floresta ripária. A relação entre o IAF e o NDVI foi melhor ajustada por um modelo potencial, sendo que de 57% a 72% da variação do NDVI puderam ser explicados pelo IAF. Os mapas de IAF gerados por modelos empíricos da relação entre o IAF e NDVI mostraram razoável precisão (o erro padrão da estimativa de IAF variou de 0,42 a 0,87 m²m-2). O valor médio de IAF para cada mapa mensal mostrou-se relacionado com a precipitação total dos três meses anteriores.