Ikonos de Vitória1 m de Resolução PROF. ALEXANDRE ROSA DOS

SANTOSEngenheiro Agrônomo - UFES

Mestrado em Meteorologia Agrícola – UFVDoutorado em Engenharia Agrícola - UFV

Capítulo 3

UNIVERSIDADE FEDERAL DOS ESPÍRITO SANTO – UFESCENTRO DE CIÊNCIAS HUMANAS E NATURAIS - CCHN

DEPARTAMENTO DE GEOGRAFIA - DPGEOLABORATÓRIO DE GEOMÁTICA DA UFES - LGU

VitóriaLANDSAT

AndaraíIkonos 1 m resolução

Campos do JordãoIkonos 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

CAULE

RAIZ

Seção transversal de raiz, mostrando as diferentes camadas e os vário tipos de transportes de solução para o xilema

FOLHAS

Corte transversal de uma folha, mostrando a distribuição de camadas constituintes

VEJA MAIS SOBRE A FOLHA

FUNÇÕES DAS FOLHAS

TRANSPIRAÇÃO

FOTOSSÍNTESE

RESPIRAÇÃO

Corte transversal de uma folha mostrando o estômato com o ostíolo aberto e fechado

Propriedades Espectrais das PlantasSuperiores

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.

DO QUE DEPENDEM AS PROPRIEDADES ESPECTRAIS DAS PLANTAS SUPERIORES?

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.

EPIDERME

FACE INFERIOR

TECIDO PALIÇÁLICO

MESÓFILOESPONJOSO

FACE SUPERIOR CÉLULAS GUARDAS

CUTÍCULAEPIDERME

Difunde bastante as r.e.m e reflete

pouco

CAVIDADE SUB-ESTOMATAL

Cotem pigmentos (clorofila) absorvendo

radiação visível

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)

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).

r.e.m

Célula

Reflexão especular

Parede celular

Esquema da teoria de WILLSTATER & STOLL

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:

Exemplo: As folhas de algodão durante o ciclo vital aumenta o número de espaços de ar, aumenta a refletividade e diminui a transmissão.

Esquema da teoria de SINCLAIR

Célula Célula

CélulaCélula

Célula

Ar inter-celular (índice 1,0)

Parede hidratada (índice 1,4)A r.e.m. atinge a parede celular e é difundida em todas direções na cavidade inter-celular.

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.

OBSERVAÇÕES

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).