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COMPORTAMENTO ESPECTRAL DOS ALVOS UNIVERSIDADE FEDERAL DO OESTE DA BAHIA Disciplina: Sensoriamento Remoto Prof. Dr. Elvis Bergue Mariz Moreira elvis.moreira@ufob.edu.br • O Comportamento Espectral de um Alvo pode ser definido como sendo a medida da reflectância deste alvo ao longo do espectro eletromagnético. • Este fluxo depende fortemente das propriedades físico- químicas dos elementos irradiados, e o fluxo resultante constitui uma valiosa fonte de informações a respeito daquelas superfícies INFORMAÇÕES ENERGIA-MATÉRIA PROPRIEDADES ESPECTRAIS DE REFLECTÂNCIA • O sensoriamento remoto é baseado na medição da radiação refletida ou emitida a partir de diferentes corpos. • Objetos com diferentes superfícies absorvem ou refletem a radiação do sol de diferentes maneiras. • As propriedades de refletância de um objeto depende em particular do material e seu estado físico e químico (por exemplo: umidade), superfícies rugosas bem como as condições geométricas (por exemplo, o ângulo de incidência da luz solar). FATORES QUE INTERFEREM NO COMPORTAMENTO DO ALVO • 1- Método de aquisição: a - Geometria de aquisição de dados; b - Parâmetros atmosféricos; c - Parâmetros relativos ao alvo. GEOMETRIA DE AQUISIÇÃO DE DADOS PARÂMETROS ATMOSFÉRICOS E RELATIVOS AO ALVO • Umidade atmosférica: interfere na absorção da radiância na trajetória do fluxo entre a fonte e a superfície. Influência na concentração de aerossóis. • Presença de aerossóis: Quanto maior o aumento da concentração de aerossóis maior será o aumento do espalhamento. • Influência da vizinhança: objetos com coeficiente maior de reflexão irão mascarar a resposta do alvo. GEOMETRIA DA ENERGIA REFLETIDA • A maneira como a energia é refletida depende da rugosidade da superfície dos objetos. • Refletores especulares são superfícies planas que refletem como espelhos, onde o ângulo de reflexão é igual ao ângulo de incidência. • Refletores difusos (ou lambertianos) são superfícies rugosas que refletem uniformemente em todas as direções. Ângulo de incidência Ângulo de reflexão Refletor especular ideal Refletor especular quase perfeito Refletor difuso quase perfeito Refletor difuso ideal (superfície lambertiana) COMPORTAMENTO DA REFLECTÂNCIA DOS ALVOS NATURAIS TERRESTRES • Os espectros de reflectância dos materiais são a base para a interpretação espectral das imagens multi e hiperespectrais de sensoriamento remoto. • Exemplos de espectros de reflectância de vegetação, rocha carbonática e solo com óxido de ferro, com indicação das bandas de absorção dos seus principais constituintes. CURVA ESPECTRAL DA VEGETAÇÃO • A curva de reflectância espectral da vegetação saudável tem um significado mínino de refletância na porção do vísivel do espectro eletromagnético resultados de pigmentos em folhas de plantas. • A energia é absorvida seletivamente pela clorofila e é convertida em calor ou fluorescência, e também convertida fotoquimicamente em energia estocada na forma de componentes orgânicos através da fotossíntese • A refletância aumenta drasticamente no infravermelho próximo. CLOROFILA (65%) CAROTENO (6%) XANTOFILA (29%) 0,4 0,7 Conteúdo água Estrutura celular Pigmen tos H2O H2O 60 30 10 R e fl e c tâ n c ia % 0,7 1,3 1,3 2,5 µm Visível Infravermelho infravermelho ondas próximo curtas CURVA ESPECTRAL DA ÁGUA A água apresenta alta absortância, absorve toda a energia solar incidente em comprimentos de onda superiores a 0,7 m, propriedade importante no mapeamento de corpos d’água utilizando o infra-vermelho. Fatores que alteram a resposta espectral da água: • Sedimentos em suspensão: A turbidez da água aumenta a reflectãncia de corpos d’água • Clorofila: Aumenta a reflectância principalmente no verde até o vermelho neve nuvem água turva água limpa 500 1000 1500 2000 2500 nm 15 20 60 80 R e fl e c tâ n c ia ( % ) H2O H2O CURVA ESPECTRAL DO SOLO O comportamento espectral do solo é afetado por diversos fatores dentre os quais destacam-se: • A cor do solo, • O tipo do solo (latossolo, litossolo, podzólico), • O teor de matéria orgânica nele presente, • O teor de ferro, • A composição mineralógica do solo (presença ou ausência de minerais escuros), • O teor de umidade • A sua textura (distribuição de tamanho das partículas presentes no solo, ou proporção de argila, silte e areia). • Uma alta umidade do solo é caracterizada, em todos os comprimentos de onda, por valores baixos de reflexão, pois o índice de refração nas áreas frontais da interface água/partícula é menor que o índice de refração nessas áreas em solos secos. • As faixas de absorção da água (1,4 mm e 1,9 mm) servem para determinar a quantidade de água no solo. As bandas de absorção da água nas curvas espectrais dos solos úmidos são diferentes daquelas nas curvas dos mesmos solos no estado seco Refletividade de um solo argiloso no VIS, NIR e MIR em dependência da umidade (Fonte: Kronberg, 1984, p. 50; Lowe, 1969). CURVA ESPECTRAL DE ROCHAS E MINERAIS • As rochas apresentam comportamento espectral semelhante aos dos solos, uma vez que eles são produtos de alteração daqueles; • Um dos elementos de maior diferenciação entre as curvas de rochas e solos é a presença de matéria orgânica nestes últimos; • Nos minerais e rochas os elementos e substâncias mais importantes que determinam as feições diagnosticada na faixa do espectro refletivo (0,4 a 2,5) são íons ferrosos e férrico, água e hidróxila; • Os elementos químicos mais frequentes como silício, alumínio e magnésio possuem interesse secundário. CURVA DE REFLECTÂNCIA • Xisto • Granito • Calcário • Basalto • Na faixa do visível o Basalto possui o menor percentual de reflectância, equanto o Xisto o maior percentual Prof. Dr. Elvis Bergue Mariz Moreira elvis.moreira@ufob.edu.br
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