Modelos de transferência radiativa no estudo da concentração de clorofila em cana-de-açúcar, utilizando dados hiperespectrais

• Main Author: Daniela Arnold Tisot
• Other Authors: Antonio Roberto Formaggio
• Language: Portuguese
• Published: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais 2009
• Online Access: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m18@80/2009/07.06.19.44

Com base na hipótese de que diferenças na composição bioquímica de folhas e de dosséis refletem-se em feições hiperespectrais distintas, a presente pesquisa teve como objetivos: avaliar a interferência das folhas senescidas dos dosséis de cana-de-açúcar nos dados espectrais orbitais; identificar os índices hiperespectrais de vegetação menos sensíveis aos efeitos da estrutura de dossel na reflectância da cultura da cana-de-açúcar por meio do modelo de transferência radiativa PROSAILH; e, gerar modelos estatísticos para a estimação do conteúdo de clorofila de cana-de-açúcar baseada em índices hiperespectrais simulados em escala de dossel, permitindo a posterior espacialização desta variável pixel-a-pixel na imagem Hyperion. Talhões de cinco cultivares de cana-de-açúcar foram estudados em diferentes ciclos de desenvolvimento e subdivididos em talhões de treinamento e de validação dos modelos estatísticos. A equação de melhor potencial preditivo (r = -0,97, r^2 = 0,94, RMEQ = 2,39µg Ccl.cm^-2MV e CV (RMEQ) = 9 %) foi baseada na correlação entre o índice PRI2 simulado pelo modelo PROSAILH e os dados de clorofila medidos dos respectivos talhões. Ao utilizar a equação nos talhões destinados à validação, o desempenho da equação para estimar o conteúdo de clorofila foi considerado satisfatório, resultando em valores de r = 0,43, RMEQ = 2,92µg Ccl.cm^-2MV e CV(RMEQ) = 10%, no entanto, com coeficiente de determinação muito baixo (r^2 = 0,18). A partir desta equação, um mapa de clorofila espacializada pixel-a-pixel foi produzido para as áreas canavieiras da imagem Hyperion. A pequena variabilidade do conteúdo de clorofila dos talhões estudados analisada em laboratório é supostamente um forçante para a baixa variabilidade observada no mapa de clorofila produzido com a aplicação do método. === Regarding the strong connection between canopy leaf biochemical compound and spectral features, this research is aimed at: evaluating the effect of the senesced leaves on hyperspectral orbital data from sugarcane canopies; using PROSAILH modeling to point out less sensitive spectral indices to sugarcane canopy structure; and developing statistical models relating sugarcane canopy chlorophyll content to hyperspectral indices to map surface canopy chlorophyll variability from Hyperion image. Five sugar cane varieties growing through different phenological cycle were selected to build and test theoretical statical models. The best predictive model (r = -0,97, r^2 = 0,94, RMEQ = 2,39µg Ccl.cm^-2MV e CV(RMEQ) = 9 %) came out from PRI2 spectral index which was simulated in the PROSAILH mode. The model performed satisfactorily on estimating canopy chlorophyll content (r = 0,43, RMEQ = 2,92µg Ccl.cm^-2MV e CV(RMEQ) = 10%) regardless it has shown low r2 value (r^2 = 0,18). Finally, the model was used to produce a theoretical map of sugar cane chlorophyll content variability from Hyperion index image. Variability of leaf chlorophyll content acquired from biochimical analysis are suposed to impose low chlorophyll variability over sugarcane chlorophyll dispersion map.