Sensoriamento remoto 1. Prof. Dr. Jorge Antonio Silva Centeno Universidade Federal do Paraná 2016

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1 Sensoriamento remoto 1 Prof. Dr. Jorge Antonio Silva Centeno Universidade Federal do Paraná 2016

2 Sensoriamento Remoto Resposta espectral de alvos

3 VEGETAÇÃO Qual a cor da vegetação? Como é a resposta espectral da vegetação no infravermelho?

4 Qual a cor da folha?

5 Características espectrais da vegetação FOLHA. - No visível (0,3 a 0,7 ). A reflectância é baixa ; A absorção é alta A resposta espectral é influenciada pela presença de pigmentos.

6 Absorção de radiação eletromagnética de pigmentos na folha. Blackburn G A J. Exp. Bot. 2006;58: The Author [2006]. Published by Oxford University Press [on behalf of the Society for Experimental Biology]. All rights reserved. For Permissions, please

7 A que se deve a diferença de cor?

8 Visível / Absorção Outros Clorofila 0,04 Conifer-Meadow-Mix 0,035 0,03 Reflectância 0,025 0,02 0,015 0,01 0, ,4 0,45 0,5 0,55 0,6 0,65 0,7 compr. de onda (10-6m) Absorção da Clorofila: em torno de 0,45 e 0,65μm Absorção outros Pigmentos caroteno e xantofilas (amarelos): 0,45 μm. Máximo de reflectância em 0,54 μm

9 Vegetação com diferentes pigmentos Vegetação com diferentes pigmentos (Swain & Davis)

10 A falta de pigmentos altera a resposta espectral da vegetação. Vegetação sadia Vegetação sem clorofila, mas com outros pigmentos Vegetação sem clorofila e sem outros pigmentos

11 No infravermelho próximo: A estrutura interna da folha controla a reflectância. Absorção muito pequena. Reflectância é alta ( 45 a 50 % da energia incidente) Transição em 0,7 Diferentemente do que ocorre no visível, a reflectância no infravermelho próximo(ivp) depende do tecido interno esponjoso da planta (mesofilo).

12

13 Infravermelho próximo IVP Existem diferenças estruturais significativas no mesofilo das plantas, fazendo com que diferentes espécies reflitam de forma diferenciada no infra-vermelho próximo. Assim, torna-se mais fácil discriminar espécies na região do infravermelho próximo.

14 0,8 Spruce/abeto 0,8 Lawn Grass / Pasto 0,7 0,7 0,6 0,6 Reflectância 0,5 0,4 0,3 Reflectância 0,5 0,4 0,3 0,2 0,2 0,1 0,1 0 0,4 0,6 0,8 1 1,2 0 0,4 0,6 0,8 1 1,2 Compr. de onda 10-6m Compr. de onda 10-6m Spruce Lawn grass

15 No infravermelho médio: A reflectância é dominada pela umidade. Três picos grandes de absorção em torno de 1,4, 1,9, e 2,7 m. 1,4 1,9 2,7

16

17 Varaicao do teor de umidade Fonte: Swain and Davies (1978)

18

19 exercícios Por favor, feche seu caderno e use a cabeça

20 Imagens obtidas no Visível, IVP e IVM. Quais áreas são vegetação?

21 Exemplo: Monitoramento da alteração da cobertura do solo. A figura mostra uma imagem infra- vermelha da Amazónia A vegetação aparece vermelha e as áreas cortadas aparecem azuis. Pergunta: qual banda está associada à cor vermelho da imagem?

22 água

23 Características espectrais da água De que cor é a água? Como é a resposta espectral da água no infravermelho?

24 Características espectrais No visível Baixa reflectância entre 0,38 e 0,7μm. Alta transmitância Pico de transmitância ocorre em 0,48 μm. Que cor predomina em profundidades em torno de 1m? utorial/optical.htm

25

26 Características espectrais No infravermelho próximo Acima de 0,7 μm a água absorve toda a energia solar incidente, Alta absorção Comportamento espectral da água comparada com a vegetação Fonte: (Bowker et al. [1985]).

27 Penetração da energia eletromagnética em corpos de água depende da: Turbidez, materiais em suspensão, materiais dissolvidos

28 Fatores que alteram a resposta espectral da água Sedimentos em suspensão e matéria dissolvida podem dar cor a um corpo de água, dependendo muito da natureza do solo ou matéria envolvida. A turbidez aumenta a reflectância de corpos de água. Acima de 0.9 a água, mesmo turva, absorve toda a energia incidente. Clorofila: reduz a reflectância na faixa do azul e aumenta a reflectância principalmente na região correspondente à cor verde e até no vermelho.

29 Água no visível, efeito da turbidez A turbidez aumenta a reflectância de corpos de água. Fonte: Swain Comparação e Davies da reflectância (1978) da água pura e água turva (99mg/L de sólidos suspensos), segundo Bowker et al. [1985].

30 Sólidos suspensos na água

31 Fatores que alteram a resposta espectral de corpos de água Outros fatores que podem mascarar a resposta espectral de corpos de água são a presença de macrófitas na superfície do corpo de água. O comportamento espectral da água sob forma de neve ou vapor é diferente do explicado acima.

32 Clorofila Faixas de absorcao de clorofila (Swain e Davies, 1978)

33 Água com e sem clorofila (Swain e Davies, 1978)

34 SOLOS

35 Características espectrais dos solos solos: complexa mistura de diferentes elementos. Nas regiões do visível e do infravermelho refletivo: refletância cresce com o comprimento de onda.

36 Absorcao da água 36 soil

37 fatores que podem alterar a cor do solo Umidade: picos de absorção em torno de 1,4, 1,9, e 2,7µm.

38 alterações da cor do solo Óxido de Ferro: A presença de óxido de ferro da ao solo uma coloração amarelada. Diminui a reflectância em torno de 0,5 e 0,64. Acima de 1,1 a presença de ferro não causa grandes mudanças. Óxido de ferro férrico: absorve energia entre 0,7 e 0,9. Propriedades físicas dos solos: granulometria (proporção de areias, argilas e silte.

39 fatores que podem alterar a cor do solo Matéria orgânica: diminui a reflectância, escurecendo a mistura (aparência marrom ou preta), dependendo das condições ambientais e climáticas. Em termos de comprimento de onda, o efeito da presença de matéria orgânica é sentido principalmente entre 0,48 a 0,53μm, na região do visível.

40 No infravermelho distante a umidade é o fator mais preponderante na resposta espectral dos solos. A presença de água reduz a temperatura do solo, e com isto as características da radiação por eles emitida. Com a umidade, a curva de emitância diminui e o pico máximo desloca-se para valores de comprimento de onda maiores. Por outro lado, a umidade aumenta a inércia térmica dos solos, aumentando seu calor específico e a condutividade. Com isto, os solos úmidos tendem a esfriar ou aquecer mais lentamente. Então, solos úmidos podem aparecer mais frios durante o dia, enquanto à noite permanecem por mais tempo aquecidos, quando comparados com solos secos.

41 diferentes granulometrias

42 solos com diferente textura

43 Neve e nuvens

44 Asfalto (ASTER spectral library)

45 cerámica

46 Tinta metálica

47 Outros fatores que alteram a resposta espectral Os objetos na superfície da Terra não possuem aparência homogênea. A geometria da observação. O ângulo de elevação solar. Outros fatores são: A variação do relevo local, o espalhamento atmosférico e variações ambientais da cobertura.

48 A geometria da observação O ângulo de elevação solar, ângulo de visada.

49 Relevo

50 De que cor é a vegetação? Relevo

51 Variações da cobertura Conte as árvores

52 RESUMO

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