Dynamics of Actual Crop Evapotranspiration Based in the Comparative Analysis of Sebal and Metric-Eeflux

Abstract

DYNAMICS OF ACTUAL CROP EVAPOTRANSPIRATION BASED IN THE COMPARATIVE ANALYSIS OF SEBAL AND METRIC-EEFLUX
 
 
 ROBERTO FILGUEIRAS1; EVERARDO CHARTUNI MANTOVANI2; DANIEL ALTHOFF3; RAYSSA BALIEIRO RIBEIRO4; LUAN PERONI VENANCIO5 E ROBSON ARGOLO DOS SANTOS6
 
 1 Department of Agricultural Engineering, Federal University of Viçosa, Peter Henry Rolfs avenue, s/n –University Campus, Viçosa - MG, 36570-900, Viçosa, MG, Brazil, roberto.f.filgueiras@ufv.br.
 2 Department of Agricultural Engineering, Federal University of Viçosa , Peter Henry Rolfs avenue, s/n –University Campus, Viçosa - MG, 36570-900, Viçosa, MG, Brazil, everardo@ufv.br.
 3 Department of Agricultural Engineering, Federal University of Viçosa , Peter Henry Rolfs avenue, s/n –University Campus, Viçosa - MG, 36570-900, Viçosa, MG, Brazil, daniel.althoff@ufv.br.
 4 Department of Agricultural Engineering, Federal University of Viçosa , Peter Henry Rolfs avenue, s/n –University Campus, Viçosa - MG, 36570-900, Viçosa, MG, Brazil, rayssa.ribeiro@ufv.br.
 5 Department of Agricultural Engineering, Federal University of Viçosa , Peter Henry Rolfs avenue, s/n –University Campus, Viçosa - MG, 36570-900, Viçosa, MG, Brazil, luan.venancio@ufv.br.
 6 Department of Agricultural Engineering, Federal University of Viçosa , Peter Henry Rolfs avenue, s/n –University Campus, Viçosa - MG, 36570-900, Viçosa, MG, Brazil, robson.argolo@ufv.br.
 
 
 1 ABSTRACT
 
 Obtaining spatial evapotranspiration requires that the user has knowledge of the energy balance equation, as well as digital image processing. This fact has made researchers create and make available an actual evapotranspiration (ETa) product for scientific community, EEFLUX (Earth Engine Evapotranspiration Flux). Based on this, the present work aimed to compare ETa from the SEBAL (ETa-SEBAL) algorithm, with ETa based on the METRIC algorithm, which is available by EEFLUX (ETA-EEFLUX). For this, 14 Landsat images were used throughout the 2018 crop season, for maize crop irrigated by central pivot, in western Bahia, Brazil. The results showed that the product available by EEFLUX presents a higher estimate of evapotranspiration, when compared to SEBAL, for the areas with lower NDVI values and higher surface temperature, and the opposite was also observed. In addition, the SEBAL algorithm was more correlated with the NDVI variables and surface temperature. However, ET-EEFLUX showed agreement with the results obtained by the SEBAL algorithm, being an important information available to the scientific community and decision makers in the practice of irrigated agriculture, since it does not require in-depth technical knowledge.
 
 Keywords: water demand, crop monitoring, remote sensing
 
 
 FILGUEIRAS, R.; MANTOVANI, E. C.; ALTHOFF, D.; RIBEIRO, R. B.; VENANCIO, L. P.; SANTOS, R. A.
 DINÂMICA DA EVAPOTRANSPIRAÇÃO BASEADO NA ANÁLISE COMPARATIVA DO ALGORITMO SEBAL E DO METRIC-EEFLUX
 
 
 
 
 
 2 RESUMO
 
 A obtenção da evapotranspiração espacializada requer que o usuário tenha conhecimento da equação do balanço de energia, bem como de processamento digital de imagens. Este fato fez com que pesquisadores criassem e disponibilizassem um produto de evapotranspiração real (ETa) para a comunidade científica, o EEFLUX (Earth Engine Evapotranspiration Flux). Baseado nisso, o presente trabalho teve como objetivo comparar a ETa proveniente do algoritmo SEBAL (ETa-SEBAL), com a ETa baseada no algoritmo METRIC, que está disponível pelo EEFLUX (ETa-EEFLUX). Para isso, utilizaram-se 14 imagens Landsat. Os resultados demonstraram que o produto disponível pelo EEFLUX apresenta uma estimativa maior de evapotranspiração, quando comparado com o SEBAL, para as áreas que apresentam valores de NDVI mais baixos e de temperatura da superfície mais elevada, sendo o contrário também observado. Além disso, o algoritmo SEBAL se mostrou mais correlacionado com as variáveis NDVI e temperatura de superfície. Entretanto, o ET-EEFLUX apresentou concordância com os resultados obtidos pelo algoritmo SEBAL, sendo uma importante informação disponível para comunidade científica e tomadores de decisão na prática da agricultura irrigada, visto que dispensa conhecimento técnico aprofundado.
 
 Palavras-chave: demanda hídrica, monitoramento de cultura, sensoriamento remoto.

Sensoriamento Remoto Orbital Para Modelagem Da Evapotranspiração: Síntese Teórica E Aplicações Em Computação Na Nuvem

“…A Figura 5 apresenta uma captura de tela do website do EEFLUX. Filgueiras et al (2019) compararam valores de 𝐸𝑇 𝐴 do EEFLUX com resultados do SEBAL no Brasil e encontrou aderência de 80% entre os dos modelos. BASTIAANSEN et al, 1998a).…”

Mapping within‑field variability of soybean evapotranspiration and crop coefficient using the Earth Engine Evaporation Flux (EEFlux) application

“…One of the problems related to the applicability of the energy balance models, targeted for final users, is the need for background knowledge in the physics of radiation [14,15]. METRIC users, for example, need to accumulate and assemble a variety of layers, including satellite images, land cover maps, terrain, local climate and soil maps from different sources and platforms, and there might be a significant amount of preprocessing required for the different layers before applying the algorithm [16].…”

“…EEFlux products can be considered "ready-to-use remote sensing products". Thus, this ease of use has motivated the scientific community to use these products instead of performing laborious imaging processing to generate similar products [ 15 , 21 ].…”