Como vemos o verde a partir do espaco

Uma viagem da orbita do satelite aos mapas de vegetacao urbana

Rolar

A questao

Como se mede a verdura de uma cidade?

Poderiamos percorrer todas as ruas, contar todas as arvores, estudar todos os parques. Levaria anos.

Ou podemos perguntar a um satelite...

Conheca o Sentinel-2

A Agencia Espacial Europeia opera dois satelites identicos que fotografam toda a superficie terrestre da Terra a cada cinco dias. Os dados sao completamente gratuitos e abertos - financiados pelos contribuintes europeus para todos usarem.

10m
Resolucao por pixel
5
Dias entre passagens
13
Bandas espectrais

O que o satelite ve

A imagem da esquerda mostra o que os humanos veem - luz vermelha, verde e azul combinadas. A da direita mostra infravermelho proximo, onde a vegetacao saudavel brilha em vermelho vivo.

True color satellite image
Cores reais (RGB)

O que os seus olhos veriam do espaco. O Parque do Retiro aparece como uma mancha verde esbatida.

Near-infrared false color image
Infravermelho proximo

A vegetacao reflete fortemente o NIR, aparecendo em vermelho brilhante. Edificios e estradas permanecem escuros.

A banda secreta

O Sentinel-2 ve luz que nos nao conseguimos ver. A luz infravermelha proxima reflete nas plantas saudaveis como um espelho - elas refletem cerca de 50%. Betao e asfalto? Apenas cerca de 20%.

Para os olhos humanos, esta luz e invisivel. Para o satelite, e a chave para encontrar cada mancha de verde numa cidade.

A formula

Combinamos as bandas de infravermelho proximo e vermelho num unico numero chamado NDVI (Indice de Vegetacao por Diferenca Normalizada).

NDVI = (NIR - Red) / (NIR + Red)
-0,2
Agua
0,1
Betao
0,7
Arvores saudaveis

O problema das nuvens

Uma imagem nao e suficiente. As nuvens bloqueiam a vista. As sombras confundem as leituras. Precisamos de multiplas observacoes sem nuvens para construir uma imagem fiavel.

Limpo
1 de junho - Limpo
Rejeitado
6 de junho - Rejeitado
Limpo
11 de junho - Limpo
Rejeitado
16 de junho - Rejeitado

Recolhemos todas as observacoes de verao (junho-agosto) e mantemos apenas as limpas.

O composito de verao

De todas as observacoes sem nuvens, calculamos o valor mediano para cada pixel. Isto da-nos uma vista limpa e representativa da vegetacao no seu pico.

Pense nisso como tirar uma rajada de fotos e manter o melhor quadro - exceto que estamos a combinar dezenas de passagens de satelite numa imagem perfeita.

Tracar a linha

Os valores de NDVI variam de -1 a +1. Temos de decidir: o que conta como "vegetado"?

Agua / Sombra Solo nu Esparso Vegetacao saudavel

Abaixo de 0,40

Nao contado como vegetacao. Inclui estradas, edificios, solo nu, agua e plantas esparsas ou stressadas.

Acima de 0,40

Contado como vegetacao. Arvores saudaveis, relva densa, parques, jardins - tudo o que esteja ativamente a fazer fotossintese.

O resultado

Das bandas brutas do satelite a um mapa de vegetacao. A imagem NDVI mostra o gradiente, enquanto a mascara mostra a classificacao final.

NDVI colorized image
Valores NDVI

Castanho = NDVI baixo (urbano), Verde = NDVI alto (vegetacao). O Parque do Retiro destaca-se claramente.

Binary vegetation mask
Mascara de vegetacao

Verde = NDVI acima de 0,40 (contado como vegetacao). Cinzento = abaixo do limiar.

O mapa final

O resultado: um mapa pixel a pixel da vegetacao urbana. Cada quadrado de 10m e classificado como vegetado ou nao.

Vegetacao (NDVI > 0,40)
Nao vegetado

O que calculamos

Exemplo: Madrid, Espanha
3,3%
Cobertura vegetal
0,18
Verdura media
19,9 km²
Area verde
201

Cidades analisadas

Processamos imagens de satelite para cidades em 27 paises da UE. Cada cidade medida da mesma forma, com os mesmos dados, usando os mesmos metodos.