6 McDowell and Cognitivism
6.5 The kind student
O registro do fluxo de radiação eletromagnética refletida pelos diversos alvos – nesse caso, o solo – é denominado espectroradiometria ou espectroscopia de reflectância em que, por via de regra do SR, não ocorre contato físico entre sensor e o objeto (CLARK,1999; MADEIRA NETTO, 2001). O espectro eletromagnético corresponde à Radiação eletromagnética (REM) distribuída em determinado comprimento de onda (JENSEN, 2009). Ao atingir um alvo, ela pode ser transmitida, absorvida ou refletida por esse alvo. A espectrorradiometria de reflectância é umas das principais técnicas do SR; pode ser definida como a medida da distribuição da energia radiante – nesse caso, refletida – de um determinado alvo. A espectrorradiometria de reflectância pode ser realizada em experimentos de laboratório ou de campo (MENESES E ALMEIDA, 2012). Dessa forma, é possível obter o comportamento de diferentes alvos com relação à REM incidente em diferentes comprimentos de onda do espectro. A reflectância é detectada por espectrorradiômetros ou radiômetros e pode ser representada na forma de imagens, tabelas e gráficos. No caso de sensores orbitais, a grandeza radiométrica medida é a radiâncias (SPRINGSTEEN, 1998). De acordo com Meneses (2001), a espectrorradiometria é definida como a medida de distribuição da energia radiante
45 proveniente de um objeto. Como a energia incidente e a refletida têm a mesma unidade de medida (watts/cm2 ), a medida de reflectância pode ser expressa graficamente em porcentagem na forma de curvas denominadas de espectros de reflectância (STONER; BAUMGARDNER, 1981). A reflectância (𝜌) em determinado comprimento de onda () é expressa pela razão entre a quantidade de energia radiante que deixa uma unidade de área no terreno (Radiância) e a quantidade de energia incidente naquela área (Irradiância), medida no mesmo instante de tempo (Equação 3).
𝜌 =
∅𝑟∅𝑖 Eq. 3
No processo de aferição da radiação incidente, utilizam-se placas de referência padronizadas, de modo que apresentem reflectâncias conhecidas. As placas podem ser revestidas de óxido de magnésio, sulfato de bário e outros tantos materiais com o albedo elevado (MENESES; ALMEIDA, 2012). A reflectância bidirecional é o termo utilizado quando se aborda os aspectos relacionados às medidas entre o sensor, a fonte e o alvo, suas respectivas disposições e configurações, além das interações de suas posições, onde esses passam a influenciar negativa ou positivamente nos resultados, servindo como parâmetros de avaliação da espectroscopia de reflectância (equação 4), onde o fator de reflectância bidirecional (FRB) é a razão entre a radiância do alvo (𝑑𝐿𝑎) e a radiação da placa de referência que apresenta comportamento lambertiano (𝑑𝐿𝑝), multiplicado por um fator de correção da placa (𝑘). A radiância de uma superfície permanece constante em qualquer direção observada – um difusor perfeito, na medida em que não existam superfícies lambertianas.
𝐹𝑅𝐵 =
𝑑𝐿𝑎𝑑𝐿𝑝
𝑘
Eq. 4 O ângulo de posição da fonte de luz (natural ou artificial) e o ângulo de posição do sensor são responsáveis pela bidirecionalidade conferida a essa técnica. As46 medidas de reflectância do alvo e da placa de referência devem estar na mesma posição em relação à fonte de luz e ao sensor (MADEIRA NETTO, 2001).
Para a avaliação do comportamento espectral do solo são empregados outros métodos no processamento dos dados espectrorradiométricos (FIORIO et al., 2010; RIZZO et al., 2016). Como exemplo, a técnica de remoção do espectro contínuo, ao objetivar normalizar espectros de reflectância, possibilita a equiparação de feições de absorção individualmente, com base em valor de base comum, realçando as feições de absorção do solo em determinadas faixas do espectro eletromagnético, mediante à normalização das reflectâncias, o que facilita sua análise (DALMOLIN et al., 2005). Outro tratamento aplicado aos dados espectrais dos alvos é o método MESMA (Multiple Endmember Spectral Mixture Analysis), cujo objetivo é suavizar o efeito que a mistura espectral, advinda dos vários componentes do solo, exerce sobre a assinatura espectral. Cada componente é individualizado para uma análise mais detalhada (GENÚ et al., 2013) e podem consistir de material orgânico, minerais primários e de argila, sais, óxidos e materiais parcialmente intemperizados, que formam a base da classificação dos solos (Embrapa, 2014).
Segundo Mendonça-Santos (2008), a existência de variações espectrais intrínsecas a fenômenos de absorção em sítios de coordenação iônica, o que confere à espectroscopia de reflectância a posição de importante meio para a obtenção de informações sobre os solos e seus constituintes. A aquisição desses dados pode ocorrer em laboratório, em campo ou mesmo mediante análise de imagens de satélite. As respostas espectrais comportam-se de maneira distinta – em caráter qualitativo e quantitativo –ao atingirem alvos terrestres, de acordo com seus constituintes (MENESES, 2001). Em resumo, as particularidades da reflectância espectral das diferentes classes de solos são reflexos de interferências cumulativas de seus atributos, tais como a textura do solo, água, teor de matéria orgânica, óxidos dispostos na solução do solo, inclusive a rugosidade superficial (JENSEN, 2009). Vale ressaltar que esses sítios específicos ao longo do espectro (bandas de absorção) decorrem de processos eletrônicos e vibracionais sofridos pelas moléculas de cada material acometido pela energia eletromagnética (HUNT, 1980).
Desse modo, justifica-se a importância da análise acerca da influência que cada propriedade exerce sobre a resposta espectral de um solo, que é avaliado em diferentes comprimentos de onda (FRANCESCHINI et al., 2013). O uso dessas
47 técnicas ocupa um campo complementar de subsídio aos métodos convencionais de análise do solo (DEMATTÊ et al., 2004c). Trata-se de uma ferramenta promissora, dada sua capacidade de otimização das análises laboratoriais de diversos parâmetros do solo (BROWN et al., 2006). Seu potencial tem sido evidenciado por vários autores em várias partes do mundo desde a segunda metade do século XX (BOWERS; HANKS, 1965; HUNT; SALISBURY, 1970; STONER; BAUMGARDNER, 1981; CLARK;ROUSH, 1984; BAUMGARDNER et al., 1985; SPRINGSTEEN, 1998; DAVIES, 1998; BEN-DOR et al., 1999; SHEPHERD; WALSH, 2002; DEMATTÊ et al., 2004a, GOLDSHLEGER et al., 2004; BEN-DOR et al., 2008; DEMATTÊ; TERRA, 2010; VISCARRA ROSSEL et al., 2011; VISCARRA ROSSEL; CHEN, 2011; CEZAR et al., 2013; RIZZO et al., 2016). À medida que trabalhos voltados a esta finalidade são publicados, bibliotecas espectrais são alimentadas, o que proporciona aos levantamentos subsídios que possibilitam a formação de padrões de reflectância que contribuem na diferenciação de solos (BELLINASO et al., 2010).
Estudos de Stoner e Baumgardner, (1981) e Madeira Netto (2001) demonstram que a resposta espectral dos solos é resultante das propriedades acumulativas proveniente das interações dos diferentes constituintes que os integra. Estes incluem aspectos como: granulometria, matéria orgânica, umidade, óxidos de ferro (goethita e hematita) e os argilominerais 1:1 (caulinita) e 2:1 (montmorilonita, vermiculita e ilita), que têm influência direta no comportamento espectral do solo, o que possibilita sua distinção e, por conseguinte, sua classificação (EPIPHANIO et al., 1992; FORMAGGIO et al., 1996; MADEIRA NETTO, 2001; DALMOLIN et al., 2005; DEMATTÊ et al., 2014).
Nesse aspecto, Madeira Netto e Baptista (2000) destacam a existência de especificidade em relação a sua assinatura espectral, na qual cada amostra de solo apresenta um caráter cumulativo, derivado do organização e composição de seus constituintes, o levantamento, classificação mediante a discriminação e identificação de solos relacionando seus atributos com a curva espectral exibidas por eles tem justificado o surgimento de vários estudos relacionados ao MDS (FIORIO et al., 2010; MULDER et al., 2011; FRANCESCHINI et al., 2013; DEMATTÊ et al., 2014; NAWAR et al., 2015; RIZZO et al., 2016).
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