Comparação de sensores hiperespectrais para análise do comportamento espectral de folhas de soja / Comparison of hyperspectral sensors to analyze the spectral behavior of soybean leaves

Authors

  • Fernando Henrique Iost Filho
  • Érica Silva Nakai
  • Pedro Paulo da Silva Barros
  • Caroline Américo da Silva
  • Mário Tomazello Filho
  • Peterson Ricardo Fiorio

DOI:

https://doi.org/10.34117/bjdv6n6-057

Keywords:

Sensoriamento Remoto, FieldSpec®3, Analisador FIT-NIR Multi-Propósito MPA, Agricultura de Precisão, Curva Espectral.

Abstract

RESUMO

Sensores hiperespectrais apresentam alta resolução espectral, com centenas de bandas, possibilitando observar comportamentos e variações espectrais dos alvos de forma mais detalhada quando comparada com sensores multiespectrais. Diferentes sensores hiperespectrais estão disponíveis, sendo que cada um possui faixas e intervalos de comprimentos de onda específicos. Diante disso, o objetivo do presente trabalho é avaliar a resposta espectral de folhas de soja, utilizando dois sensores hiperespectrais distintos e, comparar as respostas espectrais dos mesmos. Foram utilizados os sensores FieldSpec®3 e Analisador FIT-NIR Multi-Propósito MPA analisando a faixa compreendida entre 800 e 2210 nm. Depois, foram comparados diferentes acessórios do sensor FieldSpec®3, “Leaf Clip” e “Esfera Integradora”. Para tanto, um trifólio no estágio fenológico V3 foi retirado de cada planta de soja, variedade BRS232 (n=20), e levado ao laboratório para coleta dos dados de absortância foliar nos sensores. Os dados foram submetidos ao teste de normalidade de Shapiro-Wilk e Análise de Componentes Principais (ACP). Os sensores apresentaram curvas espectrais com feições semelhantes, mas intensidades diferentes. A ACP diferenciou os sensores sendo as curvas do FieldSpec®3 mais dispersas devido à luz difusa da esfera integradora. Os diferentes acessórios conectados ao sensor FieldSpec®3 resultaram em curva espectral com forma semelhante, mas menor quantidade de variância no acessório “Leaf Clip”.

References

ASD. FieldSpec® 3 User Manual, ASD Document 600540. Boulder: ASD Inc 2010.

BATISTA, G.T.; RUDORFF, B. F. T.; OVIEDO, A. F. P. Resposta espectral da soja e sua relação com parâmetros agronômicos. São José dos Campos: INPE, 1989.

BEN-DOR, E., PIMSTEIN, A., & NOTESCO, G. Variation and stability of soil reflectance measurements with different ASD spectrometers under different conditions. Proceedings of the ASD and IEEE GRSS; art, science and applications of reflectance spectroscopy symposium. Boulder, CO, USA, 2010.

BEN-DOR, E.; HELLER, D.; CHUDNOVSKY, A. A novel method of classifying soil profiles in the field using optical means. Soil Science Society of America Journal, 72, n. 4, p. 1113-1123, 2008.

BEN-DOR, E.; ONG, C.; LAU, I. C. Reflectance measurements of soils in the laboratory: Standards and protocols. Geoderma, 245, p. 112-124, 2015.

CONAB – Companhia Nacional de Abastecimento. Boletim Grãos Abril 2020. Disponível em: https://www.conab.gov.br/info-agro/safras/graos. Acesso em 07 de maio de 2020.

CRUSIOL, L. G. T.; NANNI, M. R.; FURLANETTO, R. H.; CEZAR, E. SIBALDELLI, R. N. R., MERTZ-HENNING, L. M.; NEPOMUCENO, A. L.; NEUMAIER, N. FARIAS, J. R. B. Assinatura espectral de cultivares de soja submetidas a diferentes níveis de disponibilidade hídrica. Anais VIII Congresso Brasileiro de soja, p. 293-295, 2018.

GASQUES, J.G.; BACCHI, M.R.P.; BASTOS, E. T. Crescimento e produtividade da agricultura brasileira de 1975 a 2016. IPEA, 38, p.1-9, 2018.

GE, Y., MORGAN, C. L.; GRUNWALD, S.; BROWN, D. J.; SARKHOT, D. V. Comparison of soil reflectance spectra and calibration models obtained using multiple spectrometers. Geoderma, 161, n. 3, p. 202-211, 2011.

KNADEL, M.; STENBERG, B.; DENG, F.; THOMSEN, A. et al. Comparing predictive abilities of three visible-near infrared spectrophotometers for soil organic carbon and clay determination. Journal of Near Infrared Spectroscopy, 21, n. 1, p. 67-80, 2013.

LILLESAND, T. M.; KIEFER, R. W. Remote sensing and image interpretation. 3rd. ed. New York: John Wiley and Sons, 750 p., 1994.

LILLESAND, T. M.; KIEFER, R. W.; CHIPMAN, J. W. Remote sensing and image interpretation. Hoboken, USA: Wiley, 2004.

MOREIRA, M. Fundamentos do Sensoriamento Remoto e Metodologias de Aplicação. Viçosa: Ed. UFV, 2011.

MULLA, D. J. Twenty five years of remote sensing in precision agriculture: Key advances and remaining knowledge gaps. Biosystems Engineering, 114, n. 4, p. 358-371, Apr 2013.

NANSEN, C.; ELLIOTT, N. Remote Sensing and Reflectance Profiling in Entomology. Annual Review of Entomology, 61, p. 139-158, 2016.

POT??KOVÁ, M.; ?ERVENÁ, L.; KUPKOVÁ, L.; LHOTÁKOVÁ, Z.; LUKEŠ, P.; HANUŠ, J.; NOVOTNÝ, J.; ALBRECHTOVÁ, J. Comparison of reflectance measurements acquired with a contact probe and an integration sphere: implications for the spectral properties of vegetation at a leaf level. Sensors, v. 16, n. 11, p. 1801, 2016.

PRABHAKAR, M.; PRASAD, Y. G.; RAO, M. N. Remote Sensing of Biotic Stress in Crop Plants and Its Applications for Pest Management. In: Crop stress and its management: Perspectives and strategies. Netherlands: Springer, 2012. p. 517-545.

ROMERO, D. J.; BEN-DOR, E.; DEMATTÊ, J. A.; E SOUZA, A. B. et al. Internal soil standard method for the Brazilian soil spectral library: Performance and proximate analysis. Geoderma, 312, p. 95-103, 2018.

ROSERO-VLASOVA, O. A.; PÉREZ-CABELLO, F; LLOVERÍA, R. M.; VLASSOVA, L. Assessment of laboratory VIS-NIR-SWIR setups with different spectroscopy accessories for characterization of soils from wildfire burns. Biosystem engineering, 152, p. 51-67, 2016.

SANTOS JR., R. F.; RUDORFF, B. F. T.; SANTOS, J. M.; MARCHIORATO, I. A. Comportamento espectral de soja (BRS 133) infestada por Meloidogyne javanica. Nematologia Brasileira, 25, n. 1, p. 53-61, 2001.

SILVA JUNIOR, C. A. DA; NANNI, M. R.; SHAKIR, M.; TEODORO, P. E.; OLIVEIRA-JÚNIOR, J. F. DE; CEZAR, E.; GOIS, G. DE; LIMA, M.; WOJCIECHOWSKI, J.C.; SHIRATSUCHI, L. S. Soybean varieties discrimation using non-imaging hyperspectral sensor. Infrared Physics & Technology, 89, página 338-350, 2018.

ZUMAETA, L.E.C. ; TOMAZELLO FILHO, M. ; VIANA, L.C. ; CASTILLO, D. ; ALZA, F.Y. ; TORRES, G. . Uso de la densitometría de rayos X y de la espectroscopia en el infrarrojo cercano para predecir las propiedades tecnológicas de la madera en especies forestales. Xilema, v. 1, p. 81-86, 2009.

Agricultura de precisão: resultados de um novo olhar. / Alberto Carlos de Campos Bernardi, [et al.], editores técnicos. – Brasília, DF : Embrapa, 2014. 596 p. ; II. color. ; 21 cm x 29,7 cm. ISBN 978-85-7035-352-8

Published

2020-06-03

How to Cite

Filho, F. H. I., Nakai, Érica S., Barros, P. P. da S., Silva, C. A. da, Filho, M. T., & Fiorio, P. R. (2020). Comparação de sensores hiperespectrais para análise do comportamento espectral de folhas de soja / Comparison of hyperspectral sensors to analyze the spectral behavior of soybean leaves. Brazilian Journal of Development, 6(6), 33563–33574. https://doi.org/10.34117/bjdv6n6-057

Issue

Section

Original Papers