O que é reflectância infinita?

Saiba como esse fenômeno pode interferir no desempenho dos índices espectrais de vegetação

(Imagem: Divulgação)

 

Durante o desenvolvimento do ciclo fenológico de uma cultura agrícola, a quantidade de camadas foliares vai crescendo à medida que o tempo após o plantio vai aumentando.

Assim, se durante esse desenvolvimento for utilizado um sensor para obter o comportamento espectral na região do infravermelho próximo, será verificado que ocorrerão aumentos significativos de reflectância nesse intervalo.

Porém, conforme o número de camadas foliares cresce de uma camada para duas camadas, o aumento da reflectância é relativamente grande. Em seguida, quando se passa de duas para três camadas, o aumento será um pouco menor do que o anterior.

Outra diminuição ocorre quando se passa de três para quatro camadas, e assim sucessivamente. Ou seja, os aumentos de reflectância vão sendo cada vez menores à medida que cresce o número de camadas foliares.

Isso se deve às características de reflectância e de transmitância das folhas vegetais no intervalo espectral do infravermelho próximo (ver Fig. 1). De fato, no infravermelho próximo a reflectância é de aproximadamente 50% da energia incidente e a transmitância também é de cerca de 50%.

Fig.1 Efeito de camadas múltiplas na reflectância e na transmitância de folhas vegetais verdes. (Imagem retirada do livro Sensoriamento Remoto em Agricultura/ Editora Oficina de Textos). Todos os direitos reservados.

 

Por sua vez, os índices espectrais de vegetação são valores obtidos por meio de pequenas fórmulas matemáticas de relacionamento entre as reflectâncias da vegetação em determinados intervalos espectrais (muitas vezes, no vermelho e no infravermelho próximo), com o objetivo de permitir a realização de estimativas de variáveis biofísicas.

Fig.2 Reflectância de diferentes números de camadas foliares de algodão sobrepostas. A diferença de reflectância entre as camadas de folhas 1-2, 2-3 e 3-4 é indicada por d1, d2 e d3, respectivamente Fonte: adaptado de Allen e Richardson (1968).

 

Desse modo, devido ao fenômeno da reflectância infinita (ilustrada pelas Fig. 2), o índice de vegetação por diferença normalizada (NDVI), por exemplo, quando plotado contra os aumentos do IAF ocorrentes durante o desenvolvimento de um ciclo fenológico, em vez de apresentar uma tendência linear mostrará uma tendência assintótica (ver Fig. 3). Esse comportamento assintótico também é conhecido como saturação dos índices de vegetação.

Fig. 3 Relação entre o IAF ao longo do ciclo fenológico e o índice espectral NDVI para a soja. Fonte: adaptado de Holben, Tucker e Fan (1980).

 

Se essa relação fosse do tipo linear, o NDVI seria um meio excelente de estimar variáveis biofísicas como o IAF, uma vez que, à medida que o IAF aumentasse, o NDVI aumentaria proporcionalmente. Contudo, o comportamento assintótico dificulta tais estimações.

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