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

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

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”.


Keywords


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

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.

POTŮČKOVÁ, M.; ČERVENÁ, 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




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

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