Airborne hyperspectral remote sensing applied to determine the texture of a Cambisol in the Chapada do Apodi, Ceará

Autor: Eurileny Lucas de Almeida, Marcio Regys Rabelo de Oliveira, Odílio Coimbra da Rocha Neto, Luís Clenio Jário Moreira, Adunias dos Santos Teixeira
Rok vydání: 2021
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Zdroj: Revista Ciência Agronômica v.52 n.2 2021
Revista ciência agronômica
Universidade Federal do Ceará (UFC)
instacron:UFC
Revista Ciência Agronômica, Vol 52, Iss 2 (2021)
Revista Ciência Agronômica, Volume: 52, Issue: 2, Article number: e20207238, Published: 16 JUL 2021
ISSN: 1806-6690
Popis: Texture is of great importance in soil management, as it strongly influences the physical, hydraulic and chemical behaviour of soils. It is therefore necessary to determine texture, with the spectral band ratio being a fast and precise alternative method for this purpose. The aim of this study was to evaluate the use of spectral data, acquired by the ProSpecTIR-VS airborne sensor with a spatial resolution of 1 m, in selecting two bands for building a Normalised Difference Index that allows the textural attributes of the soil to be estimated, besides preparing a texture map of the soil in the image. Sixty-four samples were collected from several areas inserted in the Jaguaribe-Apodi irrigated perimeter, which is located in the Chapada do Apodi, in the Lower Jaguaribe Basin, where the predominant soil classes are Cambisols. The samples were collected from exposed soil, based on the hyperspectral images of the ProSpecTIR-VS airborne sensor. The Normalised Difference Index (NDI) was constructed, carrying out all possible normalised band ratios, with the best indices selected based on the coefficient of determination (R²). The most promising results for R² were obtained when estimating sand in the 1045 and 1323 nm bands, with an R² of 0.5. The low values for R² can be explained by interference in the spectral response from materials on the soil surface, such as crop residue, gravel and vegetation. Preparing the sand map using the best model resulted in 82.1% of the pixels having values between 20 and 60% sand, falling between the minimum and maximum sand content of the soil samples. RESUMO A textura tem grande importância no manejo dos solos, pois influencia fortemente o comportamento físico-hídrico e químico dos solos. É necessário, portanto, a determinação de tal textura, sendo a razão de bandas espectrais, uma alternativa rápida e precisa para este fim. O objetivo deste trabalho foi avaliar o uso de dados espectrais, adquiridos pelo sensor aerotransportado ProSpecTIR-VS, com resolução espacial de 1 m, na seleção de duas bandas para composição de um Índice por Diferença Normalizada, que permita estimar os atributos texturais do solo, além de elaborar o mapa textural do solo na imagem. Foram coletadas 64 amostras em áreas inseridas no perímetro irrigado Jaguaribe-Apodi, que se localiza na Chapada do Apodi, Bacia do Baixo Jaguaribe, cujas classes predominantes são Cambissolos. As amostras foram coletadas em solo exposto, tendo como base as imagens hiperespectrais do sensor aerotransportado ProSpecTIR-VS. O Índice por Diferença Normalizada (NDI) foi construído, realizando-se todas as possíveis relações normalizadas de bandas e os melhores índices foram selecionados com base no coeficiente de determinação (R²). Os resultados mais promissores de R² foram obtidos na estimativa da areia, com as bandas 1045 e 1323 nm, com R² de 0.5. Os baixos valores de R² podem ser explicados pela interferência na resposta espectral por materiais que estavam na superfície do solo, como resto de cultura, cascalho e da vegetação. A elaboração do mapa de areia utilizando o melhor modelo resultou em 82.1% dos pixels com valores entre 20 e 60% de areia, enquadrando-se entre mínimo e máximo dos teores de areia das amostras de solos.
Databáze: OpenAIRE
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