Dados de reflectância e emissividade do sensor ASTER/Terra aplicados ao estudo de solos quartzosos

• Ano de defesa: 2008
• Autor(a) principal: Fábio Marcelo Breunig
• Orientador(a): Lênio Soares Galvão, Antônio Roberto Formaggio
• Banca de defesa: Nelson Jeus Ferreira, Eduardo Guimarães Couto
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação do INPE em Sensoriamento Remoto
• País: BR
• Resumo em Inglês: ASTER reflectance, emissivity and elevation data were used to study tropical soils and arenization (land degradation in areas of sandy soils) processes, in a typical agricultural region. The study area is located in Campo Verde city, in Mato Grosso State Brazil. The methodology was based on field work, laboratory physico-chemical soil analyses and, on qualitative and quantitative analyses of these data associated to ASTER images. The qualitative approach aimed to discuss the reflectance and emissivity spectra of different targets such as soil, green vegetation and non-photosynthetic vegetation (NPV). On the other hand, the first step of the quantitative approach was to discriminate exposed soils from the other scene components. For this purpose, a threshold was applied over the soil fraction image derived from a linear mixture model and, a normalization procedure using short wave infrared (SWIR) and thermal infrared (TIR) data was tested. Regression models of reflectance and emissivity data with physico-chemical data from soil samples were elaborated and applied to the images. The soil parameters were analyzed as a function of the elevation. The sandy soils were identified through ASTER TIR ratio (band 10/14). The ASTER sensor could reproduce soil, green vegetation and NPV spectra in a consistent way. The selected methodology to discriminate exposed soil from the other scene components was effective, as shown by field inspection. Soil chemical and physical data, as a general rule, presented good correlation with reflectance and emissivity, respectively. High concentrations of soil constituents ( SiO2 (clay fraction), Fe2O3, Al2O3, TiO2 and organic carbon) associated with clay and silt fractions were observed at high altitudes. Sandy soils presented larger concentrations at lower slope positions. In general, it was observed a gradual transition from clayey to sandy soils with decreasing elevation in the toposequences. The TIR ratio showed a high spectral contrast and allowed us to estimate the sand fraction, and to identify the sandy soils.
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m17@80/2008/01.21.15.43

Dados de reflectância, emissividade e elevação do sensor ASTER foram explorados para estudar solos tropicais e processos de arenização, tendo como área de estudo o município de Campo Verde - MT, cuja vocação é essencialmente agrícola. A metodologia foi baseada em trabalho de campo, medidas de laboratório e nas avaliações qualitativas e quantitativas dos espectros das imagens. A abordagem qualitativa teve por objetivo avaliar as relações entre os componentes de cena e os espectros de reflectância e emissividade de solo, vegetação verde e não fotossinteticamente ativa (NPV). A avaliação quantitativa partiu da discriminação dos talhões de solos expostos dos demais componentes de cena. Para tal finalidade, foi utilizada a fração solo limiarizada do modelo linear de mistura espectral e as normalizações de dados do infravermelho de ondas curtas (SWIR) e do infravermelho termal (TIR). Modelos de regressão da reflectância e emissividade com dados físico-químicos de amostras de solo foram elaborados e posteriormente aplicados às imagens. A variação dos parâmetros do solo em função da elevação foi analisada. Os solos quartzosos foram identificados a partir da razão da banda 10/14 do ASTER. A avaliação qualitativa mostrou que o sensor reproduz de forma consistente os espectros de vegetação verde, NPV e solo. A metodologia para discriminação de solo exposto dos outros componentes de cena foi eficaz, conforme demonstrado pela inspeção de campo. Os ajustes de regressão dos dados de reflectância com os parâmetros químicos e, de emissividade com os texturais do solo, em geral, apresentaram boas correlações. As maiores concentrações estimadas de constituintes do solo (SiO2 (fração argila), Fe2O3, Al2O3, TiO2 e carbono orgânico) foram encontrados nas áreas mais elevadas dos talhões, associadas às frações de silte e argila. Por outro lado, as maiores concentrações da fração areia foram encontradas nas áreas mais baixas dos talhões. Em geral, existe uma transição gradual de solos mais argilosos para solos mais arenosos das partes mais elevadas para as mais baixas das toposseqüências. A razão das bandas 10/14 do ASTER permitiu explorar o contraste espectral da emissividade e estimar a fração areia para identificar os solos quartzosos.