| Summary: | Imagens do sensor Multi-angle Imaging SpectroRadiometer (MISR), que está a bordo do satélite TERRA (EOS-AM1), foram utilizadas para investigar o uso potencial de dados multiangulares para a discriminação de cinco fitofisionomias do Cerrado (Floresta Estacional, Mata Seca, Mata Ciliar, Cerrado stricto sensu e Cerrado Ralo) em quatro datas distintas (novembro de 2003; abril, julho e outubro de 2004). Os dados multiangulares foram obtidos em nove câmeras de 0° (An), ±26,1° (Af, Aa), ±45,6° (Bf, Ba), ±60° (Cf, Ca), ±70,5° (Df, Da), relativas ao nadir, ambos para frente (+) e para trás (-) ao longo da trajetória orbital. Cada câmera fornece dados em quatro bandas espectrais (azul, verde, vermelho e infravermelho próximo). A área de estudo está localizada na porção noroeste do Estado de Minas Gerais. Para caracterizar o comportamento espectro-angular das fitofisionomias nas estações seca e chuvosa, uma Análise por Principais Componentes (APC) foi aplicada sobre 1800 espectros (10 pixels, 5 fitofisionomias, 9 ângulos de visada) em cada data, usando os valores do Fator de Reflectância Bidirecional (BRF) das 4 bandas MISR como variáveis de entrada. Perfis espectro-angulares de BRF e do Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) foram analisados para cada fitofisionomia e para cada data. Para fins de classificação das fitofisionomias, o algorítmo da Máxima Verossimilhança (MAXVER) foi utilizado e os resultados de classificação foram comparados com um mapa de referência. Parâmetros dendrométricos destas fitofisionomias, coletados em campo, e dados auxiliares do sensor MISR (índice de área foliar, fração da vegetação fotossintenticamente ativa) foram usados para melhor entender a dinâmica espectro-angular-temporal destas classes de vegetação. Os resultados mostraram que: (a) a transição da região preferencial do espalhamento frontal para a de retroespalhamento foi caracterizada por um deslocamento dos escores da esquerda para a direita do eixo PC1, que representou a reflectância média dos componentes de cena. Isto ocorreu apenas para as imagens adquiridas no plano principal (PP) (abril, julho e outubro de 2004) devido a dominância de componentes iluminados do dossel vistos pelo sensor na direção de retroespalhamento; (b) os perfis das fitofisionomias fortemente afetadas pelos efeitos espectrais da sazonalidade, como a Mata Seca, ocuparam posições distintas ao longo da segunda componente (PC2), que refletiu principalmente variações na reflectância das bandas do infravermelho próximo e do vermelho; (c) para a imagem obtida no plano ortogonal (PO) (novembro de 2003), a resposta espectro-angular das fitofisionomias foi aproximadamente simétrica, em torno do nadir, em função de proporções similares de componentes iluminados e sombreados do dossel vistos pelo sensor. Para as demais imagens obtidas no PP, a resposta espectro-angular foi anisotrópica, especialmente para Cerrado Ralo; (d) o ângulo de visada que produziu o retroespalhamento máximo da radiação variou com o ângulo zenital solar nas imagens adquiridas no PP: abril-julho (câmera Bf ou visada de -45,6o) e outubro (câmera Af ou visada de -26,1o). Para a imagem adquirida no PO (novembro), o retroespalhamento máximo ocorreu ao nadir; (e) o cálculo do NDVI não removeu completamente os efeitos direcionais da vegetação, que foram mais fortes com a diminuição do índice de área foliar na estação chuvosa; (f) os melhores resultados de exatidão de classificação e do índice Kappa foram obtidos com as imagens da estação seca e na região preferencial do retroespalhamento (câmeras f). O ângulo de observação mais favorável para a discriminação das fitofisionomias compreendeu a visada de máximo retroespalhamento da radiação, que variou desde o nadir até a câmera Bf entre as datas analisadas. Estes resultados demonstram o potencial do uso de dados multiangulares para melhorar a discriminação e mapeamento de fitofisionomias do Cerrado com o advento da nova geração de sensores multiangulares. === Images collected by the Multi-angle Imaging SpectroRadiometer (MISR) sensor, onboard the Terra satellite (EOS-AM1), were used to investigate the potential use of multiangular data for the discrimination of five Brazilian savanna physiognomies (Floresta Estacional, Mata Seca, Mata Ciliar, Cerrado stricto sensu and Cerrado Ralo) in four different dates (November, 2003; April, July and October, 2004). The multiangular data were obtained in nine discrete view angles of 0° (An), ±26,1° (Af, Aa), ±45,6° (Bf, Ba), ±60° (Cf, Ca), ±70,5° (Df, Da), relative to nadir, both forward (+) and afterward (-) along the direction of flight. Each camera provides data in four spectral bands (blue, green, red and near-infrared). The study area is located in the northwestern portion of the Minas Gerais State. To characterize the spectral-angular behavior of the physiognomies in the dry and rainy seasons, the principal component analysis (PCA) was applied over 1800 spectra (10 pixels, 5 physiognomies, 9 view angles) in each date, using Bidirectional Reflectance Factor (BRF) values of the 4 MISR bands as an input data. Spectral-angular profiles of BRF and Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) were analyzed for each physiognomy and date. For classification purposes, the maximum likelihood (MAXVER) algorithm was used and the classification results were compared with a reference map. Dendrometric parameters collected in field, and auxiliary MISR data (Leaf Area Index and Fraction of Photosynthetically Active Radiation) were used to understand better the spectral-angular-temporal dynamics of the vegetation types. The results showed that: (a) the transition from the forward to the backward scattering direction was characterized by a displacement of the scores from the left to the right side of the PC1 axis, which represented the mean reflectance of the scene components. This trend was observed only for the images acquired in the principal plane (PP) (April, July and October, 2004) due to the dominance of sunlit canopy components viewed by the sensor in the backward direction; (b) profiles of the physiognomies strongly affected by the spectral effects of the seasonallity, such as Mata Seca, were located at distinct positions along the second component (PC2), which was mainly related to variations in reflectance of the near-infrared and red bands; (c) for the image acquired in the orthogonal plane (OP) (November, 2003), the spectral-angular response of the physiognomies was approximately symmetrical to the nadir due to similar proportion of sunlit and shaded canopy components viewed by the sensor. For the remaining PP images, the spectral-angular response was anisotropic, especially for the Cerrado Ralo; (d) the view angle that produced the maximum backscattering varied according to the solar zenithal angle of the images acquired in the PP: April-July (camera Bf or view angle of -45.6o) and October (camera Af or view angle of -26.1o). For the OP image (November, 2003), the maximum backscattering was verified at nadir; (e) the NDVI determination did not remove the directional effects of vegetation, which were stronger with the decrease in the leaf area index values in the rainy season; (f) the best results of classification accuracy and Kappa index were obtained in the dry season and in the backward scattering direction (cameras f). The most favorable view angles for the discrimination of the physiognomies comprised the maximum backscattering viewing, which was observed from nadir to the camera Bf. Results demonstrated the potential use of multiangular data to improve discrimination and mapping of the savanna physiognomies.
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