Sensoriamento Remoto hiperespectral para a caracterização e identificação mineral em solos tropicais


Dissertação de Mestrado - Pizarro, Marco Antonio

Dissertação de Mestrado em Sensoriamento Remoto, orientada pelo Dr. José Carlos
Neves Epiphanio e pelo Dr. Lênio Soares Galvão, aprovada em 21 de junho de 1999.

Resumo

O objetivo do presente trabalho foi avaliar o uso dos dados gerados pelo
espectrômetro imageador Airborne Visible/InfraRed Imaging Spectrometer (AVIRIS)
durante a missão Smoke, Sulfate, Clouds, And Radiation – Brazil (SCAR-B), no período
de agosto a setembro de 1995, para a caracterização espectral e identificação mineral em
solos de uma área de estudo localizada próximo à cidade de Campo Grande (MS). As
imagens foram convertidas de valores de radiância para reflectância de superfície, através
de um método de correção atmosférica baseado no modelo MODTRAN. Para facilitar a
análise das características espectrais da área de estudo e da discriminação dos principais
tipos de solos presentes, a Análise por Componentes Principais (ACP) foi aplicada sobre
as imagens Airborne Visible InfraRed Imaging Spectrometer (AVIRIS) para reduzir a
alta dimensionalidade de seu conjunto de bandas. As relações entre as curvas espectrais
obtidas para 18 amostras de solos em laboratório pelo sensor InfraRed Intelligent
Spectroradiometer (IRIS) e os espectros AVIRIS de pixels aproximadamente
correspondentes aos locais de amostragem em campo foram estudadas. Para tal
finalidade, a análise de correlação, a análise derivativa e o cálculo do Normalized
Difference Vegetation Index (NDVI), a partir dos espectros dos pixels e das amostras de
solo, foram seqüencialmente aplicados. Finalmente, a técnica Spectral Feature Fitting
(SFF) foi usada para a identificação na cena de alguns minerais do grupo dos óxidos de
ferro (goetita e hematita) e do grupo das argilas (caulinita, montmorilonita e gibbsita).
Os resultados obtidos indicaram que: (a) as classes de solo Podzólico Vermelho-
Amarelo (PV), Latossolo Vermelho-Escuro (LE) e Latossolo Roxo (LR) podem ser
discriminadas, principalmente, em função de seu albedo (primeira Componente Principal
- CP1). A variação na forma dos espectros, associada a CP2 e CP3, propicia a
discriminação da PV em relação aos LR e LE; (b) as relações entre os espectros de
laboratório (IRIS) e de aeronave (AVIRIS) refletem as diferenças inerentes aos dois
ambientes de aquisição de dados. A contaminação de pixels por resíduos de vegetação
fotossinteticamente ativa ou inativa afeta as correlações entre os dois conjuntos de
dados, especialmente, na faixa entre 500 e 1.200 nm; (c) os solos da área de estudo são
espectralmente dominados pela presença de hematita e caulinita, de acordo com os
resultados obtidos com o uso da técnica SFF.

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