Aplicação do modelo Sail no estudo da reflectancia espectral de dosseis de mudas de eucalyptus Sp. e de aspidosperma Sp.

Orientador: Attilio Antonio DisperatiTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências AgráriasÁrea de concentração: Manejo florestalO modelo SAIL ("Scattering by Arbitrarily Inclined Leaves") foi aplicado ao estudo da reflectância espectral de dosséis constituídos por mudas de Eucalyptus sp. (Eucalipto) e de Aspidosperma sp. (Peroba) produzidas no viveiro de mudas da DURAFLORA S/A, localizado no município de Lençóis Paulista SP. Foram elaborados três diferentes dosséis, sendo um constituído por mudas de Eucalipto, outro por mudas de Peroba e finalmente um terceiro dossel constituído por mudas de ambas as espécies na proporção de 50% cada. Medições radiométricas foram realizadas em cada um destes dosséis em diferentes horários do dia, os quais caracterizaram diferentes condições de iluminação. Nestas medições foram abnda considerados' os ângulos zenitais de visada de O, 15 e 30 e o uso do radiômetro SPECTRON SE-590 que atua dentro do intervalo espectral compreendido entre 0,4 um à 0,9 um. Através destas medições radiométricas foram determinados os Valores Medidos de Reflectância (VMRs). Foram determinados os parâmetros biofísicos (IAF e DAF) destes dosséis, os parâmetros espectrais das folhas de ambas as espécies e do solo e ainda os parâmetros geométricos de iluminação. Estes parâmetros foram submetidos ao processamento do modelo SAIL para a determinação dos Valores Calculados de Reflectância (VCRs). Estes VCRs foram então comparados com seus respectivos VMRs para a avaliação da dinâmica dos VMRs, em relação às condições de iluminação e de visada consideradas, e do desempenho do modelo. Verificou-se que com o aumento do IAF, houve a diminuição dos VCRs na região do visível e seu aumento na região do infravermelho. Esta dinâmica não foi tão evidente nos VMRs devido à influência de fatores como sombras (na região espectral do visível) e orvalho (na região espectral do infravermelho). A ação da DAF sobre os VMRs deve ser analisada conjuntamente com a densidade do dossel e com as geometrias de iluminação e de visada. Os parâmetros espectrais das folhas (p e t) exerceram influência sobre os VCRs. A análise da influência dos parâmetros geométricos da fonte e do sensor sobre os VMRs deve levar em consideração a densidade do dossel, a disposição ou não das plantas em fileiras, bem como a orientação espacial destas fileiras. Para dosséis densos e ,visada vertical, a diminuição do valor do ângulo zenital solar, acarretou o aumento dos VMRs, principalmente na região do visível. Na região do infravermelho a comprovação deste efeito foi prejudicada pela presença do orvalho e dé sua evaporação coincidente com a diminuição do ângulo zenital solar. Para dosséis menos densos a plantas dispostas em fileiras, o aumento dos VMRs na região do visível com a diminuição do ângulo zenital solar foi atribuído à diminuição do sombreamento mútuo das plantas e do solo. Na região do infravermelho, houve também o aumento dos VMRs com a diminuição do ângulo zenital solar. O efeito do ângulo zenital de visada sobre os VMRs deve ser analisado conjuntamente com o valor do azimute relativo (w). As diferenças entre os VMRs e seus respectivos VCRs foram freqüentemente superiores à 10%.Foi ainda viabilizado o procedimento de inversão do modelo visando a estimativa do IAF, sem a obtenção de resultados satisfatórios.A canopy reflectance model called scattering by Arbitrarily Inclined Leaves (SAIL) was applied to a spectral reflectance study of Eucalyptus sp. (Eucalipto) and Aspidosperma sp. (Peroba) seedling canopies, which have been cultivated in a forestry nursery of DURAFLORA S/A, located in Lençóis Paulista (SP) town. Three different canopies were studied. The first one was composed by Eucalipto seedlings, the second one by Peroba seedlings and the third one was composed by seedlings of these two species (50% of each one). Radiometric measurements were carried out considering different times of day, exploring several illumination conditions. The view zenith angle was also changed during these measurements. It was used the SPECTRON SE-590 radiometer with the spectral range from 0.4 um to 0.9 um. Through these radiometric data the Observed Reflectance Value (VMRs) were determined. The biophysical parameters (IAF and DAF), the leaves and soil spectral properties and the illumination/ view geometry were used in the model processing in order to determine the Calculated Reflectance Values (VCRs). These VCRs were compared with the VMRs to evaluate the canopy reflectance dynamic and the model performances. The increase in IAF caused a decrease in the VCRs in visible region and a VCRs increase in infrared region. That dynamic was not so easily observed in the VMRs due shadow (in the visible region) and dew (infrared spectral range) influence. The DAF influence has to be analised considering both canopy density and illumination/view geometry. The leaves spectral parameters (p and t) were the most VCRs influential. The analysis of the influence of source and sensor geometric parameters in the VMRs has to consider the canopy density and the row orientation. Considering compact canopies and vertical view, as sun zenith angle decreased, the VMRs increased, mainly in the visible region. In infrared region this dynamic was not confirmed due dew and its evaporation during the day. For sparse canopies and plants oriented by rows, the increase of VMRs, in the visible region, with the decrease of zenith solar angle was attributed to plants and soil shadowing decrease. In infrared region, the VMRs increased as sun zenith angle decreased. The view zenith angle effetc must be analised considering the related azimuth angle (w) values. Differences between VMRs and VCRs were frequentely greater than 10%. A model invertion procedure was developed in order to estimate IAF values, but with not sucessfull results

Technique for determining the digital camera response function of the visible radiation filters

To effect the radiometric calibration of an imaging sensor system which is basic to study the response function of the filters, contained in the same. Given the importance of the subject, in this work a technique is proposed to determine the response function of visible radiation filters using: an  integration sphere - model 2500; and one spectrophotometer - model Beckman Acta MIV (UV - Visible Spectrophotometer). To evaluate the proposed technique, were conducted experiments in laboratory with camera SONY DSC - F828. The gotten results were analyzed with use of graphs of frequency of registered gray levels and with the nominal spectral width of the filters defined by the criterion of the Full Width at Half Maximum (FWHM). The gotten results showed the proposed technique; it has  potential for determine the response function of the visible radiation filters for digital camera.Para efetuar a calibração radiométrica  de um sistema sensor imageador é fundamental estudar a função de resposta dos filtros (FRF), contidos no mesmo. Dada à importância do tema, neste trabalho é proposta uma técnica para determinar a FRF de radiação visível utilizando: uma esfera integradora - modelo 2500; e um espectrofotômetro - modelo Beckman Acta MIV (UV – Visible Spectrophotometer). Para avaliar a técnica proposta, foram conduzidos experimentos em laboratório com a câmara SONY DSC – F828. Os resultados obtidos foram analisados com uso de gráficos de freqüência de níveis de cinza registrados e com a largura espectral nominal dos filtros definida pelo critério da Largura Completa na Metade do Máximo (FWHM – em inglês, Full Width at Half Maximum). Os resultados obtidos mostraram sua aplicabilidade, apontando seu potencial e eficiência no processo de determinação da FRF de radiação visível de câmaras digitais

Very high resolution satellite images for parameterization of tree-scale forest process-based model

International audienceVery high spatial resolution (VHSR) satellite images provide interesting information for parameterizing tree-scale forest process-based models, and in particular their light absorption submodels, which is at the basis of photosynthesis calculation. Such tree-scale models require a large amount of field measurements to describe the forest ecosystems, i.e. all tree positions, their sizes and shapes, their leaf areas, etc. These data are generally measured directly in the field, which can be tedious for large areas like a forest stand. In this study, we explore the possibility to parameterize such tree-scale models directly or indirectly from panchromatic and multispectral very high resolution images

CARACTERIZAÇÃO ESTRUTURAL DE DOSSÉIS DE EUCALYPTUS SPP. MEDIANTE DADOS RADIOMÉTRICOS TM/Landsat 5

Empirical approaches and, more recently, physical approaches, have grounded the establishment of logical connections between radiometric variables derived from remote data and biophysical variables derived from vegetation cover. This study was aimed at evaluating correlations of dendrometric and density data from canopies of Eucalyptus spp., as collected in Capao Bonito forest unit, with radiometric data from imagery acquired by the TM/Landsat-5 sensor on two orbital passages over the study site (dates close to field data collection). Results indicate that stronger correlations were identified between crown dimensions and canopy height with near-infrared spectral band data (rho(s)4), irrespective of the satellite passage date. Estimates of spatial distribution of dendrometric data and canopy density (D) using spectral characterization were consistent with the spatial distribution of tree ages during the study period. Statistical tests were applied to evaluate performance disparities of empirical models depending on which date data were acquired. Results indicated a significant difference between models based on distinct data acquisition dates.Abordagens empíricas e, mais recentemente, abordagens físicas têm fundamentado o estabelecimento de conexões lógicas entre variáveis radiométricas provenientes de dados remotamente coletados e outras de caráter biofísico provenientes da cobertura vegetal. Nesse sentido, foram avaliadas correlações entre dados dendrométricos e de densidade de dosséis de Eucalyptus spp. coletados na Unidade Florestal de Capão Bonito da empresa FIBRIA S/A e dados radiométricos extraídos de imagens do sensor TM/Landsat 5, provenientes de duas passagens (datas próximas à coleta de dados em campo) sobre a área de estudo. Os resultados indicaram que as maiores correlações foram identificadas nas relações estabelecidas entre as dimensões da copa e a altura dos dosséis com dados da banda espectral do infravermelho próximo (ρs4), independentemente da data de passagem do satélite. As estimativas da distribuição espacial de dados dendrométricos e de densidade do dossel (D) fundamentadas na caracterização espectral foram consistentes em relação à distribuição espacial das idades dos plantios para o período de realização do trabalho. Foram aplicados testes estatísticos para avaliar diferenças de desempenho de modelos empíricos definidos a partir de dados radiométricos de datas diferentes. Os resultados indicaram que houve diferença significativa entre os modelos estabelecidos a partir de dados provenientes de datas diferentes

Very high resolution satellite images for parameterization of tree-scale forest process-based model

International audienceVery high spatial resolution (VHSR) satellite images provide interesting information for parameterizing tree-scale forest process-based models, and in particular their light absorption submodels, which is at the basis of photosynthesis calculation. Such tree-scale models require a large amount of field measurements to describe the forest ecosystems, i.e. all tree positions, their sizes and shapes, their leaf areas, etc. These data are generally measured directly in the field, which can be tedious for large areas like a forest stand. In this study, we explore the possibility to parameterize such tree-scale models directly or indirectly from panchromatic and multispectral very high resolution images

Aplicação do modelo Sail no estudo da reflectancia espectral de dosseis de mudas de eucalyptus Sp. e de aspidosperma Sp.

Orientador: Attilio Antonio DisperatiTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências AgráriasÁrea de concentração: Manejo florestalO modelo SAIL ("Scattering by Arbitrarily Inclined Leaves") foi aplicado ao estudo da reflectância espectral de dosséis constituídos por mudas de Eucalyptus sp. (Eucalipto) e de Aspidosperma sp. (Peroba) produzidas no viveiro de mudas da DURAFLORA S/A, localizado no município de Lençóis Paulista SP. Foram elaborados três diferentes dosséis, sendo um constituído por mudas de Eucalipto, outro por mudas de Peroba e finalmente um terceiro dossel constituído por mudas de ambas as espécies na proporção de 50% cada. Medições radiométricas foram realizadas em cada um destes dosséis em diferentes horários do dia, os quais caracterizaram diferentes condições de iluminação. Nestas medições foram abnda considerados' os ângulos zenitais de visada de O, 15 e 30 e o uso do radiômetro SPECTRON SE-590 que atua dentro do intervalo espectral compreendido entre 0,4 um à 0,9 um. Através destas medições radiométricas foram determinados os Valores Medidos de Reflectância (VMRs). Foram determinados os parâmetros biofísicos (IAF e DAF) destes dosséis, os parâmetros espectrais das folhas de ambas as espécies e do solo e ainda os parâmetros geométricos de iluminação. Estes parâmetros foram submetidos ao processamento do modelo SAIL para a determinação dos Valores Calculados de Reflectância (VCRs). Estes VCRs foram então comparados com seus respectivos VMRs para a avaliação da dinâmica dos VMRs, em relação às condições de iluminação e de visada consideradas, e do desempenho do modelo. Verificou-se que com o aumento do IAF, houve a diminuição dos VCRs na região do visível e seu aumento na região do infravermelho. Esta dinâmica não foi tão evidente nos VMRs devido à influência de fatores como sombras (na região espectral do visível) e orvalho (na região espectral do infravermelho). A ação da DAF sobre os VMRs deve ser analisada conjuntamente com a densidade do dossel e com as geometrias de iluminação e de visada. Os parâmetros espectrais das folhas (p e t) exerceram influência sobre os VCRs. A análise da influência dos parâmetros geométricos da fonte e do sensor sobre os VMRs deve levar em consideração a densidade do dossel, a disposição ou não das plantas em fileiras, bem como a orientação espacial destas fileiras. Para dosséis densos e ,visada vertical, a diminuição do valor do ângulo zenital solar, acarretou o aumento dos VMRs, principalmente na região do visível. Na região do infravermelho a comprovação deste efeito foi prejudicada pela presença do orvalho e dé sua evaporação coincidente com a diminuição do ângulo zenital solar. Para dosséis menos densos a plantas dispostas em fileiras, o aumento dos VMRs na região do visível com a diminuição do ângulo zenital solar foi atribuído à diminuição do sombreamento mútuo das plantas e do solo. Na região do infravermelho, houve também o aumento dos VMRs com a diminuição do ângulo zenital solar. O efeito do ângulo zenital de visada sobre os VMRs deve ser analisado conjuntamente com o valor do azimute relativo (w). As diferenças entre os VMRs e seus respectivos VCRs foram freqüentemente superiores à 10%.Foi ainda viabilizado o procedimento de inversão do modelo visando a estimativa do IAF, sem a obtenção de resultados satisfatórios.A canopy reflectance model called scattering by Arbitrarily Inclined Leaves (SAIL) was applied to a spectral reflectance study of Eucalyptus sp. (Eucalipto) and Aspidosperma sp. (Peroba) seedling canopies, which have been cultivated in a forestry nursery of DURAFLORA S/A, located in Lençóis Paulista (SP) town. Three different canopies were studied. The first one was composed by Eucalipto seedlings, the second one by Peroba seedlings and the third one was composed by seedlings of these two species (50% of each one). Radiometric measurements were carried out considering different times of day, exploring several illumination conditions. The view zenith angle was also changed during these measurements. It was used the SPECTRON SE-590 radiometer with the spectral range from 0.4 um to 0.9 um. Through these radiometric data the Observed Reflectance Value (VMRs) were determined. The biophysical parameters (IAF and DAF), the leaves and soil spectral properties and the illumination/ view geometry were used in the model processing in order to determine the Calculated Reflectance Values (VCRs). These VCRs were compared with the VMRs to evaluate the canopy reflectance dynamic and the model performances. The increase in IAF caused a decrease in the VCRs in visible region and a VCRs increase in infrared region. That dynamic was not so easily observed in the VMRs due shadow (in the visible region) and dew (infrared spectral range) influence. The DAF influence has to be analised considering both canopy density and illumination/view geometry. The leaves spectral parameters (p and t) were the most VCRs influential. The analysis of the influence of source and sensor geometric parameters in the VMRs has to consider the canopy density and the row orientation. Considering compact canopies and vertical view, as sun zenith angle decreased, the VMRs increased, mainly in the visible region. In infrared region this dynamic was not confirmed due dew and its evaporation during the day. For sparse canopies and plants oriented by rows, the increase of VMRs, in the visible region, with the decrease of zenith solar angle was attributed to plants and soil shadowing decrease. In infrared region, the VMRs increased as sun zenith angle decreased. The view zenith angle effetc must be analised considering the related azimuth angle (w) values. Differences between VMRs and VCRs were frequentely greater than 10%. A model invertion procedure was developed in order to estimate IAF values, but with not sucessfull results