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Para analisar a saúde de uma planta é fundamental pensar como planta e saber como ela interage com a REM (Radiação Eletromagnética). No processo de fotossíntese essa radiação chega por meio do sol e os fótons presentes nela excitam os elétrons dentro da estrutura celular da planta e assim começa o processo de síntese da cadeia de produção dos açúcares e assimilados.
Essa interação REM x Planta tem três ações específicas, como é apresentado na imagem a seguir:
- Absortância: é o processo de absorção da radiação eletromagnética da planta, nesta etapa são absorvidas as bandas azul e vermelho do espectro visível para o processo de fotossíntese da planta.
- Reflectância: a planta não absorve toda a radiação eletromagnética, apenas uma parte, o restante é refletido, essa é a etapa mais importante do sensoriamento remoto, pois não é possível mensurar o quanto uma planta está absorvendo, porém, é possível medir quanto ela está refletindo que está ligado ao seu consumo, se está consumindo muito reflete pouco, se está consumindo pouco, reflete muito.
- Transmitância: é o processo onde as folhas superiores da planta transmitem REM para as folhas que estão nos terços médios e abaixo da planta.
Aprofundando na reflectância, a imagem abaixo mostra o processo de absorção da REM na estrutura celular da planta:
A imagem acima representa uma folha cortada na transversal. Inicialmente a REM (Luz Incidente) chega até a planta e nesse momento ela decide se a luz irá penetrar ou não na sua estrutura. Quando a luz penetra a planta, ela é absorvida dentro dos cloroplastos pelos pigmentos de clorofila que estão dentro dos tilacóides e parte dela é transmitida para os terços médios e abaixo da planta.
Agora que você já sabe como é a interação entre a REM e a planta e como isso se dá dentro da sua estrutura celular, vamos analisar a reflectância (resposta espectral ou assinatura espectral) através do gráfico abaixo:
Na imagem acima temos dois gráficos: o vermelho representa a resposta espectral da vegetação, repare que o seu consumo varia de acordo com a banda espectral apresentada na parte superior do gráfico, já o gráfico azul que representa a resposta espectral do solo exposto (sem vegetação) já é mais homogênea não sofrendo alterações significativas em relação às bandas espectrais.
Por meio desse gráfico podemos ver que é possível distinguir a resposta de uma planta de um solo exposto, isso é importante para separar as respostas e identificar a atividade fotossintética da planta para então analisar o seu consumo e consequentemente seu estado nutricional.
Índices de vegetação
Na imagem abaixo é exemplificado de forma visual quais bandas espectrais são consumidas pela planta em diferentes estágios nutricionais:
Conforme visto acima, é analisado o consumo das bandas do espectro visível (R = Red (vermelho), G = Green (verde) e B = Blue (Azul)) e a banda NIR (Infravermelho próximo). Repare que um planta sadia (Healthy Leaf) consome as bandas vermelha e azul do espectro visível, logo a sua resposta (reflectância) é baixa, já a banda verde seu consumo é menor e consequentemente sua resposta é maior, por isso que sua coloração é verde.
Agora a reflectância da banda NIR é maior, pois, uma planta saudável não consome a banda NIR, porém, repare na planta estressada (Stressed Leaf) e na planta morta (Dead Leaf), a resposta da banda NIR é menor, isso quer dizer que a planta está consumindo essa banda.
Em resumo, uma planta saudável consome as bandas vermelho e azul do espectro visível e não consome a banda infravermelho próximo, através desses dados são gerados os índices de vegetação, por exemplo, o NDVI índice mais conhecido do mercado, no qual é analisado a resposta espectral da planta nas bandas vermelho e infravermelho próximo.
Quanto maior a discrepância (diferença) entre a reflectância das bandas, mais saudável a planta está, quando essa discrepância começa a diminuir é sinal de que a planta está estressada e, se a discrepância for praticamente nula, é sinal de que a planta está morta. O índice de vegetação é uma operação aritmética com as bandas.
Por meio dessa operação é estabelecido um índice para esta discrepância. Então, uma cor, por exemplo, se em determinada região da imagem a discrepância for alta é atribuído a cor verde, se ela é média é atribuída a cor amarela, já se a discrepância é baixa ou nula é atribuído a cor vermelha. Veja um exemplo na imagem abaixo:
A partir do índice de vegetação são identificadas as regiões onde a atividade fotossintética está baixa e então são direcionadas equipes em campo para verificar o porquê desse resultado. Através desse diagnóstico o produtor ou agrônomo decide quais ações serão tomadas para sanar o problema, como por exemplo, aplicação de algum nutriente ou defensivo.
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