Índices de Vegetação

Linha dos solos

O solo possui uma assinatura espectral específica que o diferencia de outros tipos de cobertura da terra. Na região visível e no infravermelho próximo, a refletância aumenta proporcionalmente ao aumento do comprimento de onda. No entanto, a taxa de aumento é afetada por muitos fatores. A textura e a estrutura do solo estabelecem se o solo reflete energia como um refletor difuso ou lambertiano. A umidade do solo e a matéria orgânica aumentam a absorção do solo e resultam em uma menor refletância.

No entanto, a relação entre a refletância no vermelho e no infravermelho próximo permanece relativamente constante para um tipo específico de solo com características particulares. Se coletássemos muitas medições espectrais do mesmo solo, sob diferentes condições de umidade e, em seguida, plotássemos a refletância do vermelho e infravermelho próximo para cada medição, obteríamos algo como a figura a seguir: plot the red against the near infrared reflectance for each measurement, we would get something like the following figure:

Soil line between red and near infrared reflectance
Exemplo de uma linha de solo entre o vermelho e o infravermelho próximo.

Como a refletância entre o vermelho e o infravermelho próximo variam proporcionalmente quando o teor de umidade muda, diz-se que esses dois valores estão correlacionados e têm uma relação linear. Isso significa que sempre que um deles muda, o outro muda de forma linear. A linha que descreve esse relacionamento é conhecida como linha do solo, única para cada solo.

índices de vegetação que levam em consideração o solo

O índice de Vegetação Perpendicular ( Perpendicular Vegetation Index - PVI) de Richardson e Wiegand (1977) utiliza as faixas do vermelho e infravermelho próximo (IVP) para calcular a distância perpendicular entre o ponto de vegetação no gráfico de dispersão IVP-Vermelho e a linha do solo. Como a vegetação tem maior refletância no infravermelho próximo e menor no vermelho do que o solo subjacente, o local da vegetação estará no canto superior esquerdo do gráfico de dispersão. Quando a densidade da vegetação aumenta, o local da vegetação se desloca mais para o canto superior esquerdo, longe da linha do solo.

A desvantagem do PVI é que ele se baseia na hipótese de que haverá apenas um tipo de solo abaixo da vegetação. No entanto, isso nem sempre ocorre, pois existem ambientes em que uma mistura de tipos de solo (uma mistura de solo e rochas, por exemplo) pode ser encontrada em uma área muito pequena. Huete (1988) propôs o índice de Vegetação Ajustada ao Solo (SAVI) ) para lidar com esse problema. O SAVI é um híbrido entre o NDVI e o PVI. Sua fórmula se assemelha ao primeiro:

SAVI = ( (NIR-Red) / (NIR+Red+L) ) · (1+L)

L é um fator de correção e seu valor depende da cobertura vegetal. Para cobertura total da vegetação, L recebe um valor zero, efetivamente transformando o SAVI em NDVI. Para cobertura vegetal muito baixa, recebe o valor de 1. Huete (1988) sugeriu que o valor de 0,5 seja usado quando a cobertura vegetal é desconhecida, pois 0,5 representa a cobertura intermediária da vegetação.

Outros índices, como o índice de Vegetação Transformado Ajustado ao Solo (Transformed Soil-Adjusted Vegetation Index - TSAVI; Baret e Guyot, 1991) e o índice de Vegetação Modificado Ajustado ao Solo ( Modified Soil-Adjusted Vegetation Index -MSAVI; Qi et. Al., 1994), seguiram uma lógica semelhante, mas propuseram diferentes fatores de ajuste, que aparentemente oferecem um desempenho melhor do que o SAVI em certos casos. Além disso, índices específicos de vegetação foram propostos no passado, usando dados de alta resolução espectral (bandas estreitas) e analisando especificamente a clorofila e o vigor da planta. Estes incluem o índice de Refletância Fotoquímica (Photochemical Reflectance Index - PRI) e o índice de Razão Normalizada de Pigmentos de Clorofila (Normalised Pigment Chlorophyll Ratio Inde - NPCI; Penuelas et al., 1994), bem como o índice de teor de clorofila no dossel (canopy chlorophyll content index - CCCI; Barnes et al., 2000). :

Pergunta: Se as plantas são verdes, por que os índices de vegetação não usam a refletância do verde em vez de vermelho?

Answer ↓

Os índices de vegetação reduzem as informações espectrais de bandas espectrais selecionadas em um único valor, que está relacionado a uma propriedade específica da vegetação ou uma característica. A maioria dos índices combina a alta refletância da vegetação no infravermelho próximo (causada pela refração da energia devido à estrutura celular da folha) e a menor refletância na região do vermelho, causada pela absorção da clorofila. Nos casos em que a cobertura vegetal não é plena, a contribuição do solo subjacente deve ser considerada. Por esse motivo, há alguns índices de vegetação concebidos para lidar com esse problema.