Analise de assinatura espectral com indices derivados

Este post demonstra o uso de figuras e equacoes. O objeto de estudo e a assinatura espectral de vegetacao e os indices derivados de bandas de reflectancia.

Assinatura espectral

A curva de reflectancia de vegetacao apresenta baixa reflectancia no visivel, uma transicao acentuada na regiao do red edge e um plato no infravermelho proximo.

A posicao e a inclinacao do red edge relacionam-se ao teor de clorofila e ao indice de area foliar.

Indices de vegetacao

O NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) e definido pela diferenca normalizada entre as bandas do infravermelho proximo ($\rho_{NIR}$) e do vermelho ($\rho_{RED}$):

$$\mathrm{NDVI} = \frac{\rho_{NIR} - \rho_{RED}}{\rho_{NIR} + \rho_{RED}}$$

O valor resultante e limitado ao intervalo $-1 \leq \mathrm{NDVI} \leq 1$. Para dosseis densos, o NDVI satura, o que motiva o uso do EVI (Enhanced Vegetation Index):

$$\mathrm{EVI} = G \cdot \frac{\rho_{NIR} - \rho_{RED}}{\rho_{NIR} + C_1 \rho_{RED} - C_2 \rho_{BLUE} + L}$$

onde $G$ e o fator de ganho, $C_1$ e $C_2$ sao coeficientes de correcao atmosferica, e $L$ e o fator de ajuste do fundo do dossel. Valores tipicos: $G = 2.5$, $C_1 = 6$, $C_2 = 7.5$, $L = 1$.

Posicao do red edge

A posicao do red edge (REP) pode ser estimada por interpolacao linear entre bandas na regiao 680-750 nm:

$$\mathrm{REP} = 700 + 40 \cdot \frac{\rho_{700+\Delta} - \rho_{700}}{\rho_{740} - \rho_{700}}$$

O termo $\rho_{700+\Delta}$ corresponde a reflectancia no ponto de inflexao interpolado.

Observacao

Os indices apresentados dependem da calibracao radiometrica das bandas. A comparacao entre sensores requer harmonizacao espectral, dado que as funcoes de resposta espectral $S(\lambda)$ diferem entre instrumentos.