Resposta espectral de solos em razão do ângulo de visada, da umidade e da rugosidade superficial

Abstract

Este trabalho teve por objetivo avaliar as variações do fator de refletância bidirecional (FRB) de três séries de solo (McAllister, Stronghold e Epitaph) da microbacia experimental de Walnut Gulch (Arizona, EUA) em razão do ângulo de visada, da rugosidade superficial e do teor de umidade. Foram consideradas as faixas espectrais do visível e do infravermelho próximo e médio presentes no sensor TM, e os resultados foram expressos em termos de FRB em relação à resposta no Nadir (FRB relativo). O anisotropismo variou de solo para solo e foi maior nas menores faixas espectrais, nos ângulos de visada maiores localizados na direção do retroespalhamento, nos ângulos solar-zenitais maiores, e na condição de solo seco. No solo Epitaph (único solo submetido ao estudo de rugosidade) o anisotropismo foi também maior na superfície mais rugosa. Entretanto, uma melhor diferenciação entre as superfícies lisa e rugosa do solo Epitaph foi obtida na direção do espalhamento da energia refletida. Diferenças na escala e nos métodos de obtenção dos dados são apontadas como causas do realce do comportamento anisotrópico dos dados obtidos em condições de laboratório, em comparação com os dados de campo.The objective of this study was to characterize the bi-directional reflectance factor (BRF) of three soil series (McAllister, Stronghold, and Epitaph) located at the Walnut Gulch Experimental Watershed (Arizona, USA) as a function of the viewing angle, soil moisture and surface roughness. Soil spectra were taken in the visible, near and mid-infrared regions, convolved to match the Landsat-TM bands, and the results were normalized to the Nadir response and expressed as relative BRF. The anisotropic behavior varies from soil to soil and it was higher when the following conditions were taken combined or individually: shorter wavelengths, higher viewing and solar zenith angles, in the backscattering direction, soil in the dry condition as opposed to wet condition, and in the rough surface as compared to the smooth surface of Epitaph soil series (the only soil tested for the effect of roughness). Rough and smooth surfaces of Epitaph soil, however, were better discriminated in the forward scattering direction. Differences in scale and methods used to obtain the spectral curves were pointed out as responsible for the enhancement of the anisotropic behavior of the soils for lab results as compared to field results.