Transcript Slide 1 - Geomática

Ikonos de Vitória
1 m de Resolução
PROF. ALEXANDRE ROSA DOS SANTOS
Engenheiro Agrônomo - UFES
Mestrado em Meteorologia Agrícola – UFV
Doutorado em Engenharia Agrícola - UFV
UNIVERSIDADE FEDERAL DOS ESPÍRITO SANTO – UFES
CENTRO DE CIÊNCIAS HUMANAS E NATURAIS - CCHN
DEPARTAMENTO DE GEOGRAFIA - DPGEO
LABORATÓRIO DE GEOMÁTICA DA UFES - LGU
Capítulo 3
Vitória
LANDSAT
Andaraí
Ikonos 1 m resolução
Campos do Jordão
Ikonos 1m de Resolução
3.1 TONALIDADE FOTOGRÁFICA
Denomina-se tonalidade fotográfica ao matiz ou nuance do cinza com que a
imagem de um objeto aparece registrada em uma fotografia aérea
pancromática preto e branco.
O critério da tonalidade pode ser desenvolvido baseado no seguinte: A
retina* do globo ocular humano possui células sensíveis às CORES que são
chamadas de cones (Figura 3.1).
Figura 3.1
As células sensíveis às TONALIDADES são chamadas de bastonetes. Os CONES
são sensíveis ao VERMELHO, VERDE E AZUL.
Os BASTONETES são sensíveis às nuances do CINZA. As nuances do cinza nada
mais são do que 10 matizes do cinzento (Figura 3.2). São dez tonalidades do
cinza, tonalidades essas que poderão ser observadas e estudadas nas aerofotos
pancromáticas preto e branco. Referidas tonalidades vão do BRANCO ao PRETO,
sendo as cores branca e preta os extremos da nuance.
Figura 3.2
Pode-se, pois, registrar em uma aerofoto pancromática preto e branco, essas 10
tonalidades, mediante as quais poder-se-á fazer várias interpretações no que diz
respeito a SOLO, ÁGUA e VEGETAÇÃO.
Evidentemente que o estudo das tonalidades que se faz em uma aerofoto irá
depender de uma série de fatores que poderão afetar em muito na tonalidade
fotográfica. Dentre esses fatores, os principais são:
FATORES DO TERRENO: esses fatores são: relevo, solo, rocha, tipo e
coloração da vegetação, umidade e matéria orgânica. A reflexibilidade luminosa
do objeto é um dos fatores mais importantes neste caso.
FATORES DE ORDEM TÉCNICA: são as característica dos materiais e
equipamentos utilizados: tipo de filme, filtro utilizado nas câmeras; técnicas de
exposição e processamento de laboratório.
FATORES CLIMATOLÓGICOS E METEREOLÓGICOS: em que irá influir a
estação do ano em que as aerofotos foram coletadas, e ângulos de elevação do
sol.
ETAPAS A SEREM SEGUIDAS POR UM
FOTOINTERPRETE
3.1.1 FATORES DO TERRENO
3.1.1.1 TONALIDADE NA VEGETAÇÃO
As diferentes características das associações vegetais: densidade, espécie, altura,
diâmetro e forma da copa das árvores, são registradas nas aerofotos por
graduações de tonalidades. Não é muito difícil de fazer-se uma separação entre
folhosas e coníferas, em virtude de as folhosas tomarem uma coloração bem mais
clara do que as coníferas.
Justifica-se a cor clara apresentada pelas pelas folhosas, devido a existência de
uma super reflectância espectral que as mesmas apresentam, em virtude de seu
parênquima lacunoso permitir um maior poder de reflexão dos raios emitidos pelo
sol. O mesmo não acontecerá com as coníferas, pois o seu parênquima paliçádico
absorve mais os raios luminosos solares (Figura 3.3).
Figura 3.3
Anatomia da Planta
RAIZ
Seção transversal de raiz,
mostrando
as
diferentes
camadas e os vário tipos de
transportes de solução para o
xilema
CAULE
FOLHAS
Corte transversal de uma folha,
mostrando a distribuição de
camadas constituintes
VEJA MAIS SOBRE A FOLHA
FUNÇÕES DAS FOLHAS
RESPIRAÇÃO
TRANSPIRAÇÃO
Corte transversal de uma folha mostrando o
estômato com o ostíolo aberto e fechado
FOTOSSÍNTESE
Propriedades Espectrais das Plantas
Superiores
DO QUE DEPENDEM AS PROPRIEDADES ESPECTRAIS DAS PLANTAS
SUPERIORES?
Morfologia das folhas;
Estrutura interna das folhas;
Composição química;
Estado fisiológico;
Geometria das plantas (disposição espacial);
Etapa de crescimento ou de desenvolvimento na qual encontra práticas
culturais;
Condições climáticas antes e durante o ciclo de vida das plantas.
As folhas absorvem, refletem e transmitem as radiações incidentes
seguindo o padrão das células pigmentadas que contêm soluções
aquosas. A refletividade das folhas (plantas superiores) é atribuída à
estrutura interna das mesmas.
FACE SUPERIOR
CÉLULAS
GUARDAS
CUTÍCULA
EPIDERME
Difunde bastante
as r.e.m e reflete
pouco
TECIDO
PALIÇÁLICO
MESÓFILO
ESPONJOSO
Cotem pigmentos
(clorofila) absorvendo
radiação visível
CAVIDADE SUBESTOMATAL
EPIDERME
FACE INFERIOR
Seção transversal de uma folha mostrando possíveis trajetórias
das radiações eletromagnéticas (GATES, 1970)
TEORIA DE WILLSTATE & STOLL (1918) BASEADA NA REFLEXÃO CRÍTICA
DA R.E.M. NAS PAREDES CELULARES (REFLEXÃO ESPECULAR)
Reflexão especular
r.e.m
Célula
Parede celular
Esquema da teoria de WILLSTATER & STOLL
OBSERVAÇÃO
Cutícula: difunde bastante e reflete pouco;
Tecido palicádico: contém pigmentos (clorofila) e absorve as radiações
visíveis;
Mesófilo esponjoso: têm muitos espaços inter-celulares os quais refletem
r.e.m. Nele acontecem trocas entre O2 e CO2 (fotossíntese e respiração).
TEORIA DE SINCLAIR
A refletividade no IV próximo (0,7 – 1,3 mm) está relacionada com o
número de espaços de ar existentes entre células. A refletividade é maior
quanto maior é o número de espaços de ar porque as r.e.m. passam
com maior freqüência das partes da folha que tem alto índice de refração
para aquelas partes que têm baixo índice de refração:
Célula
Parede hidratada (índice 1,4)
Célula
Célula
Ar inter-celular (índice 1,0)
A r.e.m. atinge a parede
celular e é difundida em todas
direções na cavidade intercelular.
Célula Célula
Esquema da teoria de SINCLAIR
Exemplo: As folhas de algodão durante o ciclo vital aumenta o número de
espaços de ar, aumenta a refletividade e diminui a transmissão.
OBSERVAÇÕES
OBS1: No VIS, o comportamento da reflexão é determinado pela
clorofila, cuja absorção encontra-se no intervalo da luz azul (0,4 0,5 mm) e da luz vermelha (0,6 - 0,7 mm); enquanto reflete no
intervalo da luz verde (0,5 - 0,6 mm).
OBS2: A radiação incidente atravessa, quase sem perda, a
cutícula e a epiderme, onde as radiações correspondentes ao
vermelho e ao azul são absorvidas pelos pigmentos do mesófilo,
assim como pelos carotenóides, xantófilas, e antocianidas, que
causam uma reflexão característica baixa nos comprimentos de
onda supracitados.
OBS2: As clorofilas A e B regulam o comportamento espectral da
vegetação e o fazem de maneira mais significativa em comparação
com outros pigmentos. A clorofila absorve a luz verde só em
pequena quantidade, por isso a reflectância é maior no intervalo da
luz verde, o que é responsável pela cor verde das folhas para a
visão humana.
VEJA AS FIGURAS
Refletividade espectral de uma folha verde e a capacidade de absorção
de água e refletividade, absorvidade e transmissividade numa folha
verde para a radiação no VIS e NIR
Curva de reflectância de diferentes culturas
No NIR (0,7 - 1,3 mm), dependendo do tipo de planta, a radiação é
refletida em uma proporção de 30 a 70% dos raios incidentes, ainda que
as superfícies das folhas e os pigmentos sejam transparentes para esses
comprimentos de onda. Todavia, os sistemas pigmentais das plantas
perdem a capacidade de absorver fótons nesse espectro, que é
caracterizado por uma subida acentuada da curva de reflexão. O mínimo
de reflexão neste comprimento de onda é causado pela mudança do
índice de refração nas áreas frontais de ar/célula do mesófilo.
Nos comprimentos de ondas acima de 1,3 mm, o conteúdo de água das
folhas influencia a interação com a radiação. A água dentro da folha
absorve especialmente nas bandas em torno de 1,45 mm e 1,96 mm.
Esta influência aumenta com o conteúdo de água. Uma folha verde
caracteriza-se, nestas bandas, pela reflexão semelhante a de uma
película de água. Por isso, estes comprimentos de onda, prestam-se à
determinação do conteúdo hídrico das folhas. Folhas com conteúdo
hídrico reduzido são caracterizadas por uma maior reflexão. A curva
espectral depende do tipo de planta e, mais ainda, altera-se em função da
estrutura e da organização celular.
Denomina-se tonalidade fotográfica ao matiz ou nuance do cinza com que a
imagem de um objeto aparece registrada em uma fotografia aérea
pancromática preto e branco.
O critério da tonalidade pode ser desenvolvido baseado no seguinte: A
retina* do globo ocular humano possui células sensíveis às CORES que são
chamadas de cones (Figura 3.1).