O que são Índices de Vegetação e qual seu uso prático?

Veja aqui a definição desse importante recurso de sensoriamento remoto e como ele pode fazer a diferença em suas análises.

Índices de Vegetação são modelos matemáticos, ou algoritmos, baseados no sensoriamento remoto, que avaliam e caracterizam a cobertura vegetal em uma determinada área de acordo com a capacidade de um objeto de interesse em refletir a luz solar (reflectância). As diferentes características e influências sob o desenvolvimento desse objeto irão alterar os padrões de absorção e reflexão de diferentes comprimentos de onda da luz (bandas espectrais), ao realizar uma manipulação aritmética destes, pode-se a gerar um indicador qualitativo ou quantificativo acerca do estado do objeto de interesse, que no caso são as plantas. 

Plantas irão mudar o comportamento de absorção de luz de acordo com a dinâmica de fluidos dentro de suas células e concentração de compostos como a clorofila. Em outras palavras, os índices permitem classificar aspectos como densidade foliar e nível de estresse da planta, que pode estar associado a doenças, pragas, deficiência de nutrientes ou hídrica, etc.


O ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO

A luz é composta de diversos comprimentos de ondas eletromagnéticas que são absorvidas e refletidas pelas plantas. Grande parte dessas ondas estão fora do que é possível observar apenas com os sentidos, isto é, está fora do espectro visível:

É possível observar sem auxílio de aparelhos apenas os comprimentos de onda presentes no espectro visível (V), porém alterações na fisiologia dos vegetais são muito mais expressivas ao analisar a interação do visível com ondas multiespectrais (Mp), que necessitam de câmeras com sensores multiespectrais, tipo o sensor Infravermelho. Comprimentos de onda hiper espectrais (Hp) são utilizados mais em estudos acadêmicos específicos e requerem câmeras com sensores únicos.


OS ÍNDICES DE VEGETAÇÃO COM IMPORTÂNCIA AGRONÔMICA

Visto que é possível obter mais informações utilizando relações matemáticas entre as bandas do espectro visível e multiespectral, ainda levando em conta que diferentes estágios evolutivos da vegetação irão alterar o comportamento de reflectância da mesma, podemos estabelecer uma relação entre os diferentes índices, as bandas envolvidas, os sensores necessários e o que pode-se inferir sobre os resultados:

ÍNDICE BANDAS SENSOR(ES) INDICAÇÕES

NDVI

Infravermelho próximo e Vermelho (NIR+R)

RGB + Multiespectral

Índice estrutural indicado para avaliar crescimento vegetativo e estrutura de dossel de plantas, assim como cloroses sutis, estando muitas vezes associado à biomassa. Em culturas anuais como a soja, o NDVI pode saturar e ficar menos sensível na fase reprodutiva da cultura.

NDRE

Infravermelho próximo e Vermelho Limítrofe (NIR+ Red Edge)

RGB + Multiespectral

Índice bioquímico indicado para avaliar a atividade fotossintética da planta, estando associado ao teor de clorofila no tecido foliar. Pelo fato da banda Red Edge estar localizada na “rampa” de transição do visível para o infravermelho, o NDRE não tende a saturar como o NDVI quando a estrutura vegetativa da planta se encontra estabelecida. 

VARI

Vermelho + Verde + Azul (R+G+B)

RGB

Índice indicado para análise de área e densidade foliar, assim como identificação de cloroses avançadas. Classifica a variação do verde visível.


ÍNDICES DE VEGETAÇÃO: IMAGENS DE SATÉLITE VS. IMAGENS DE DRONE

Os índices de vegetação são calculados à partir de dados do tipo raster, isto é, imagens digitais, onde cada pixel dessa imagem traz consigo os valores das diferentes bandas do espectro visível e multiespectral. As duas grandes fontes de imagens dentro de sensoriamento remoto e agricultura de precisão, são os Satélites e drones.

Veja aqui abaixo uma relação entre estas duas diferentes fontes de imagens, resoluções, periodicidade e quais índices podem ser calculados sobre eles, utilizando o FieldScan:

FONTES BANDAS PERIODICIDADE ÍNDICES CALCULÁVEIS
SATÉLITE SENTINEL RGB + Multi a cada 5 dias VARI, NDVI (10 metros) e  NDRE (20 metros)
SATÉLITE PLANET  RGB + Multi diariamente VARI, NDVI (3 metros)  e NDRE (3 metros)
DRONE COM CÂMERA RGB RGB por voo VARI (com resolução variável)
DRONE COM CÂMERA MULTIESPECTRAL RGB + Multi por voo VARI, NDVI, NDRE com resoluções variáveis

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Até a próxima!