Discriminação espectral das variedades por gráficos de dispersão

A reflectância das plantas e dos solos é governada por diversos fatores e suas propriedades físico-químicas influenciam sua assinatura espectral pelos processos de absorção (Huete et al., 1985). Correções de dados de sensoriamento remoto são portanto, necessárias para sua correta avaliação e alguns índices foram desenvolvidos para minimizar o efeito do solo na vegetação (Baret et al., 1993; Huete, 1988), que geralmente referem-se a uma combinação das intensidades de reflectância de bandas (Gitelson et al., 2002). Alguns dos IV’s baseiam-se no fato de que solos expostos ocorrem numa linha gerada por bandas, a linha do solo e que os IV’s são comumente uma simples medida dos dados observados nesta linha usando a distância euclidiana ou angular (Huete, 1989).

Gitelson et al. (2002) definem a linha dos solos e vegetação como um espaço bi- dimensional para cada par de intensidades de reflectância e ressaltam que ambas não tendem a ser paralelas pois a inclinação da linha da vegetação é um pouco menor que a

da linha do solo (Figura 5a e 5b). Ressalta-se que os autores utilizaram radiometria de campo para obtenção de dados sobre dosséis de trigo para posterior calibração de dados espectrais orbitais.

Dessa forma, a posição do valor espectral de determinado pixel num gráfico de dispersão entre as bandas B3 e B4 nos auxilia na avaliação das características dos alvos (Tabela 1; Figura 5a). Amostras de pixels com solo exposto apresentam variações de posição no gráfico de dispersão (Figura 5). Os solos mais argilosos (> 350 g Kg-1 argila) e avermelhados (2,5 YR) como os LATOSSOLOS VERMELHOS apresentam-se numa posição inferior do gráfico, enquanto os solos arenosos como os NEOSSOLOS QUARTZARÊNICOS estão bem acima (Huete et al., 1985; Huete, 1989). Por outro lado, todos os pontos apresentam-se deslocados da denominada linha do solo, o que concorda com Galvão & Vitorello (1998).

Segundo Huete et al. (1985), na medida em que ocorrem diferenças nas características do solo, ocorre deslocamento de valor espectral ao longo do eixo próximo à 45 º. Os autores chamaram de “greeness line” a linha deslocada da linha do solo devido a presença da vegetação. Com o aumento da vegetação (crescimento da planta) ocorre decréscimo significativo da intensidade reflectância na banda B3 (vermelho) e automaticamente um grande aumento na intensidade de reflectância na B4 (Huete et al., 1985).

Quando aparece vegetação (crescimento da planta) ocorre alteração da posição espectral do pixel no gráfico (Figura 5a). Isso ocorre porque a reflectância na banda B4 tende a aumentar mais que a banda B3 e quem define a resposta espectral dos dosséis são as folhas e seus pigmentos (Chapelle et al., 1992; Gitelson et al., 2002; Ponzoni, 2001). Isso ocorreu quando o pixel estava totalmente coberto pela cana-de-açúcar e a posição no gráfico foi deslocada do eixo de 45 º para o vértice superior esquerdo (Figura 5a). Próximo a este vértice ocorrem as informações espectrais relativas a vegetação e conseqüentemente as diferentes variedades de cana-de-açúcar avaliadas neste trabalho. Devido a diferenças morfológicas entre as variedades de cana (Tabela 1) e conseqüentemente sua influencia nas respostas espectrais das bandas de sensores orbitais, é possível determinar nuvens de pixels padrões das variedades. Quando a

vegetação cobre de 20 a 75 % do solo, esta linha greeness fica fortemente dependente do efeito do brilho do solo. Solos claros possuem maiores valores para mesmas quantidades de vegetação, e diferenças de “greenness” entre solos escuros e claros se tornam maiores para coberturas menores que 60 %.

Gitelson et al. (2002) ressaltam a importância de incluir outros comprimentos de onda nos estudos de posicionamento de observações em gráficos de linha de solo e vegetação. Os autores descrevem técnicas de estimar a fração vegetal baseada na reflectância no verde (550 nm), na “red edge” (700 nm), no azul (500 nm) e no vermelho (660 – 680 nm). Tais dados podem se apresentar robustos em estimar a cobertura vegetal quando dispostos em gráficos de linhas de dispersão, além das razões entre vermelho e infravermelho, comumente utilizadas em estudos de solos/vegetação. Para este trabalho, encontrou-se visualização adequada dos dados de solos e variedades no gráfico da B3 e B4 e B4 e GNDVI. Este último substitui a banda B3 (vermelho) no cálculo do NDVI pela B2 (verde), a qual está bem relacionada a coloração da vegetação (Gitelson et al., 1996).

Observa-se tendência definida na separação de cada variedade no referido vértice, principalmente as variedades RB (Figura 5a), embora ocorram sobreposições entre pixels das variedades, principalmente RB835486 e RB855113. A variedade SP ocorre principalmente em posição intermediária, também se sobrepondo a dados de outras variedades. Este fato também pode ser observado pelo gráfico de dispersão obtido a partir da banda B4 X GNDVI (Figura 5b). Este gráfico atua como ferramenta auxiliar na discriminação das variedades. Gitelson et al. (2002) elucidam que a inclinação e comprimento da linha da vegetação dependem do IAF, da coloração verde da vegetação (pigmentos e composição), da densidade e da estrutura do dossel. Quanto maior for a variação destes fatores mais comprida é a linha e, reflectâncias no azul (500 nm) e vermelho (600 nm) decrescem com o aumento do IAF de 8 até 12. O IAF médio de um dossel de cana-de-açúcar é 7 segundo Magalhães (1987) e Lucchesi (1995).

Medidas a campo de IAF e outros parâmetros biofísicos são difíceis de serem executados e exigem equipamentos e pessoal altamente capacitado (Pellegrino, 2000; Machado, 2003), para gerar os dados e calibrar as metodologias. Outro aspecto é que

alguns sensores hiperespectrais aliados a outros sensores geram grande volume de dados, o que torna necessário investimentos em recursos computacionais (hardware e softwares) e pessoais (Gitelson et al., 2002). Este trabalho descreve um método relativamente simples e eficaz quando se pretende diferenciar variedades, espécies e diferentes usos da terra através de dados orbitais, uma vez que índices de vegetação podem ser gerados a partir de fórmulas e/ou em programas específicos para o manipulação de imagens. Através deste método pode-se chegar a padrões espectrais dos dosséis vegetais e de diferentes variedades da mesma espécie como no presente trabalho.