Este trabalho teve como objetivo principal analisar, em condições de campo, o efeito de lâminas de irrigação e de doses de nitrogênio sobre o comportamento espectral da cultura do feijão, a partir de medidas de reflectância hiperespectral, na faixa de 350 a 1150 nm, e da correlação entre os parâmetros biofísicos e as variáveis agronômicas da cultura, nessas condições. O experimento foi conduzido na área experimental de Agricultura Irrigada da Fazenda Areão, sob a responsabilidade do Departamento de Engenharia Rural da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz DER/ESALQ/USP, localizada no município de Piracicaba, SP, de setembro a dezembro de 2007. O delineamento experimental foi em blocos casualizados com parcelas subdivididas, alocando-se, nas parcelas, os tratamentos relacionados aos níveis de irrigação ((179,5; 256,5; 357,5 e 406,2 mm) e nas subparcelas os tratamentos relativos às doses de nitrogênio (0; 80 e 160 kg ha-1), totalizando doze tratamentos em cada bloco. Como os tratamentos foram dispostos em quatro blocos (repetições), o total de parcelas experimentais foi de 48. As medidas radiométricas de campo foram adquiridas por meio do espectrorradiômetro SPECTRON SE-590, em sete datas, durante o ciclo da cultura. Foram coletados, ainda, a altura das plantas, o índice de área foliar, a produtividade de grãos, o número de grãos por vagem e o número de vagens por planta. Os índices espectrais calculados foram o NDVI e o NB_NDVI. Foi aplicada a remoção do contínuo nos espectros de reflectância para analisar a profundidade da banda e a área da banda de absorção, centrada em 665 nm. O fator água influenciou as variáveis biofísicas (IAF, altura da planta, produtividade, número de vagens por planta e número de grãos por vagem), sendo maiores os valores encontrados nas plantas que receberam maiores quantidades de água. O aumento da dose de nitrogênio não influenciou as variações das variáveis biofísicas, devido, possivelmente, ao processo de lixiviação desse nutriente para as camadas abaixo do sistema radicular da cultura. As análises dos índices de vegetação e dos parâmetros da remoção do contínuo (área e profundidade da banda de absorção) mostraram que as lâminas de irrigação afetaram o comportamento espectral do feijão no comprimento de onda de 665 nm, e que esses parâmetros não foram influenciados pelas doses de N. Os índices de vegetação (NDVI e NB_NDVI) e os parâmetros da remoção do contínuo (a profundidade da banda e a área da banda de absorção) foram eficientes na estimativa do IAF, da altura de plantas e da produtividade de grãos. Durante todo o desenvolvimento da cultura, as melhores correlações entre as variáveis biofísicas e as variáveis espectrais foram observadas nos estádios V4 e R6 de acordo com a variável analisada, sendo, portanto, estes os melhores estádios para monitorar espectralmente a cultura. Diante das metodologias utilizadas, as variáveis biofísicas foram mais bem estimadas pelo índice NB_NDVI, nos estádios V4 e R6, quando comparado ao índice NDVI e aos parâmetros da remoção do contínuo (profundidade e área da banda de absorção). / The objective of this research was to analyze the effect of irrigation levels and nitrogen fertilization on the spectral behavior, in the wavelength range of 350 to 1150 nm, of bean crop and the correlation between biophysical parameters and agronomical variables. The experiment was carried on at the Fazenda Areão, located at the University of São Paulo (ESALQ/USP) campus, Piracicaba, São Paulo, Brazil, from September to December, 2007. The experimental design was the randomized blocks, with split plots, with 12 treatments, 4 irrigation levels (179,5; 256,5; 357,5 e 406,2 mm) and 3 nitrogen rates (0; 80 e 160 kg ha-1), and four blocks. The field radiometric data were acquired with the SPECTRON-SE 590 spectroradiometer for seven dates during the crop growing season. Plant height, leaf area index (LAI), grain yield, the pod number per plant and the grain number per pod were also acquired. The spectral indices used were NDVI and NB_NDVI. The continuum removal was applied for the reflectance spectrum, on visible region centered on 665 nm, to analyze the band area and band depth. The irrigation also influenced the biophysical variables, so the largest medium values were observed in the treatments that used the largest irrigation levels. The nitrogen fertilization did not interfere on the biophysical variables, probably due to the leaching process. The vegetation indices and continuum removal analysis showed that irrigation levels affected the spectral behavior of bean crop on 665 nm and this parameters had not been influenced by nitrogen levels. The vegetation indices (NDVI and NB_NDVI) and the continuum removal parameters (band area and band depth) were efficient in the estimate of IAF, plant height and grain yield. During all the crop development, the best correlations between biophysical variables and spectral variables were observed on V4 and R6 stages, according to the variable analized. In face of the methodologies used, the biophysical variables were better estimated by NB_NDVI, on V4 and R6 stages, when compared with NDVI and the continuum removal parameters.

Este trabalho teve como objetivo principal analisar, em condições de campo, o efeito de lâminas de irrigação e de doses de nitrogênio sobre o comportamento espectral da cultura do feijão, a partir de medidas de reflectância hiperespectral, na faixa de 350 a 1150 nm, e da correlação entre os parâmetros biofísicos e as variáveis agronômicas da cultura, nessas condições. O experimento foi conduzido na área experimental de Agricultura Irrigada da Fazenda Areão, sob a responsabilidade do Departamento de Engenharia Rural da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz DER/ESALQ/USP, localizada no município de Piracicaba, SP, de setembro a dezembro de 2007. O delineamento experimental foi em blocos casualizados com parcelas subdivididas, alocando-se, nas parcelas, os tratamentos relacionados aos níveis de irrigação ((179,5; 256,5; 357,5 e 406,2 mm) e nas subparcelas os tratamentos relativos às doses de nitrogênio (0; 80 e 160 kg ha-1), totalizando doze tratamentos em cada bloco. Como os tratamentos foram dispostos em quatro blocos (repetições), o total de parcelas experimentais foi de 48. As medidas radiométricas de campo foram adquiridas por meio do espectrorradiômetro SPECTRON SE-590, em sete datas, durante o ciclo da cultura. Foram coletados, ainda, a altura das plantas, o índice de área foliar, a produtividade de grãos, o número de grãos por vagem e o número de vagens por planta. Os índices espectrais calculados foram o NDVI e o NB_NDVI. Foi aplicada a remoção do contínuo nos espectros de reflectância para analisar a profundidade da banda e a área da banda de absorção, centrada em 665 nm. O fator água influenciou as variáveis biofísicas (IAF, altura da planta, produtividade, número de vagens por planta e número de grãos por vagem), sendo maiores os valores encontrados nas plantas que receberam maiores quantidades de água. O aumento da dose de nitrogênio não influenciou as variações das variáveis biofísicas, devido, possivelmente, ao processo de lixiviação desse nutriente para as camadas abaixo do sistema radicular da cultura. As análises dos índices de vegetação e dos parâmetros da remoção do contínuo (área e profundidade da banda de absorção) mostraram que as lâminas de irrigação afetaram o comportamento espectral do feijão no comprimento de onda de 665 nm, e que esses parâmetros não foram influenciados pelas doses de N. Os índices de vegetação (NDVI e NB_NDVI) e os parâmetros da remoção do contínuo (a profundidade da banda e a área da banda de absorção) foram eficientes na estimativa do IAF, da altura de plantas e da produtividade de grãos. Durante todo o desenvolvimento da cultura, as melhores correlações entre as variáveis biofísicas e as variáveis espectrais foram observadas nos estádios V4 e R6 de acordo com a variável analisada, sendo, portanto, estes os melhores estádios para monitorar espectralmente a cultura. Diante das metodologias utilizadas, as variáveis biofísicas foram mais bem estimadas pelo índice NB_NDVI, nos estádios V4 e R6, quando comparado ao índice NDVI e aos parâmetros da remoção do contínuo (profundidade e área da banda de absorção). / The objective of this research was to analyze the effect of irrigation levels and nitrogen fertilization on the spectral behavior, in the wavelength range of 350 to 1150 nm, of bean crop and the correlation between biophysical parameters and agronomical variables. The experiment was carried on at the Fazenda Areão, located at the University of São Paulo (ESALQ/USP) campus, Piracicaba, São Paulo, Brazil, from September to December, 2007. The experimental design was the randomized blocks, with split plots, with 12 treatments, 4 irrigation levels (179,5; 256,5; 357,5 e 406,2 mm) and 3 nitrogen rates (0; 80 e 160 kg ha-1), and four blocks. The field radiometric data were acquired with the SPECTRON-SE 590 spectroradiometer for seven dates during the crop growing season. Plant height, leaf area index (LAI), grain yield, the pod number per plant and the grain number per pod were also acquired. The spectral indices used were NDVI and NB_NDVI. The continuum removal was applied for the reflectance spectrum, on visible region centered on 665 nm, to analyze the band area and band depth. The irrigation also influenced the biophysical variables, so the largest medium values were observed in the treatments that used the largest irrigation levels. The nitrogen fertilization did not interfere on the biophysical variables, probably due to the leaching process. The vegetation indices and continuum removal analysis showed that irrigation levels affected the spectral behavior of bean crop on 665 nm and this parameters had not been influenced by nitrogen levels. The vegetation indices (NDVI and NB_NDVI) and the continuum removal parameters (band area and band depth) were efficient in the estimate of IAF, plant height and grain yield. During all the crop development, the best correlations between biophysical variables and spectral variables were observed on V4 and R6 stages, according to the variable analized. In face of the methodologies used, the biophysical variables were better estimated by NB_NDVI, on V4 and R6 stages, when compared with NDVI and the continuum removal parameters.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:26Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-05-23Bitstream added on 2014-06-13T18:49:06Z : No. of bitstreams: 1 ennes_r_me_prud.pdf: 1370679 bytes, checksum: eb4f2a4378f82b93f832cc48f75c59ef (MD5) / Os recentes avanços na tecnologia de Sensoriamento Remoto proporcionaram o desenvolvimento de sensores orbitais com altíssima resolução espectral, capazes de fornecer medidas radiométricas em bandas estreitas e contínuas para cada pixel da imagem, definindo curvas espectrais com potencial de discriminar diferentes componentes da matéria. Diante disso, o objetivo geral deste trabalho foi de avaliar a contribuição de imagens hiperespectrais na identificação de componentes opticamente ativos presentes em um corpo d’água, considerado de boa qualidade. Para tanto, uma imagem hiperespectral Hyperion foi adquirida simultaneamente com variáveis limnológicas coletadas em alguns pontos georreferenciados no reservatório de Itupararanga. Após a correção atmosférica da imagem, extraíram curvas espectrais nos locais geográficos dos pontos, nos quais se aplicaram técnicas de análise de espectros, tais como, remoção do contínuo, razão de bandas e análise derivativa. Os dados hiperespectrais originais e os resultantes da aplicação de técnicas foram correlacionados com algumas variáveis limnológicas... / The recent improvements in the technology of Remote Sensing are providing the development of sensors with high spectral resolution that can supply radiometric measurements in narrow and continuous bands for each pixel of the image, defining spectral curves with potential of separating several components of the matter. Due to that, the general objective of this work was evaluating the contribution of hyperspectral images in the identification of optically active constituents present in a body of water, considered good quality. To reach the proposed objective, a hyperspectral imagery of EO-1/Hyperion orbital sensor was acquired simultaneously with limnological variables collected in some points in the body of water. After correcting the atmospheric effects, in the geographical locations of those points, spectral curves of the hyperspectral image were extracted, in which techniques of spectral analysis were applied, such as, continuum removal, derivative analysis and ratio analysis. The hyperspectral original data and the resultants of the application of techniques were correlated with some limnological variables. Of the applied techniques, the derivative analysis provided better differentiation among the optically active constituents... (Complete abstract, click electronic access below)

There are considerable expenditures by government and private forest industry to enhance the growth of forests and reduce time required for crop rotation. The effectiveness of some of these treatments is dependent on site productivity. In addition, as responsible stewards of the forest resource and habitat, it is important that the state of forests are actively monitored, especially in the face of a changing climate and increased rates of disturbance. This dissertation reports on the development of a method for estimating and mapping forest productivity. The Shawnigan Lake thinning and fertilization forest installation, established in 1971 by CFS, was selected as the study site largely for its rich mensuration history. Square treatment plots were 0.04ha in area and included two thinning levels (1/3 & 2/3 of the basal area), two fertilization treatments (224kg & 448kg N/ha) with repeated fertilizations and macronutrient experiments (S, P) and control plots. A sample of plots was selected for high precision ground based lidar reference surveys. In September of 2012 a multi-sensor airborne survey of SLP was conducted that collected high-density lidar (up to ~70pnts/m2) and VNIR imaging spectroscopy. A thorough empirical radiometric calibration was conducted in addition to a spatial calibration at the Victoria International Airport. A combination of area based height percentile, point density ratios and statistical moments with individual lidar tree metrics including height distribution and proximity metrics were generated. Topographic metrics were also generated from the lidar ground classified point cloud. A library of spectral indices was computed from the imaging spectrometer data, with an emphasis on those indices known to be associated with vegetation health. These metrics were summarized to the plot level for a coarse scale regression analysis. A control survey and ground based lidar was used to facilitate an individual tree based fine scale of analysis, where reference data could unambiguously be matched to airborne collected data through the projected positions. Regression analysis was conducted applying the best subset regression with exhaustive feature selection search criteria and included a critical evaluation of the resulting selected features. Models were investigated considering the data source and in combination, that is, lidar metrics were considered independent of spectroscopy as well as the converse, and lidar metrics in combination with spectral metrics. The contribution of this study is the revelation that existing area based point cloud metrics are highly correlated, potentially noisy and sensitive to variations in point density, resulting in unstable feature selection and coefficients in model building. The approach offered as an alternative is the gridded lidar treetops method, which is evidently lacking within the literature and which this study overwhelmingly advocates. Additionally, the breadth and diversity of metrics assessed, the size and quality of the reference data applied, and the fine spatial scale of analysis are unique within the research area. This study also contributes to the knowledge base, in that, productivity can be estimated by remote sensing technologies. The use of gridded generalizations of the individual tree approach reduced estimation errors for both structural and productivity attributes. At the plot-level, crown structure and crown health features best estimated productivity. This study emphasizes the dangers of empirical modeling; at the even-aged SLP installation, growth is strongly tied to structure and the extrapolation to other sites is expected to provide biased values. It is my perspective that physical lidar structural models of the dominant and co-dominant crown classes be used to augment spatially explicit tree and stand growth models. In addition, direct measures should be obtained by multi-temporal lidar surveys or as an alternative photogrammetric point clouds after an initial lidar survey to quantify growth and aid in calibrating growth models. / Graduate

Orientador: Maria de Lourdes Bueno Trindade Galo / Banca: Renata Ribeiro de Araújo Rocha / Banca: Waterloo Pereira Filho / Resumo: Os recentes avanços na tecnologia de Sensoriamento Remoto proporcionaram o desenvolvimento de sensores orbitais com altíssima resolução espectral, capazes de fornecer medidas radiométricas em bandas estreitas e contínuas para cada pixel da imagem, definindo curvas espectrais com potencial de discriminar diferentes componentes da matéria. Diante disso, o objetivo geral deste trabalho foi de avaliar a contribuição de imagens hiperespectrais na identificação de componentes opticamente ativos presentes em um corpo d'água, considerado de boa qualidade. Para tanto, uma imagem hiperespectral Hyperion foi adquirida simultaneamente com variáveis limnológicas coletadas em alguns pontos georreferenciados no reservatório de Itupararanga. Após a correção atmosférica da imagem, extraíram curvas espectrais nos locais geográficos dos pontos, nos quais se aplicaram técnicas de análise de espectros, tais como, remoção do contínuo, razão de bandas e análise derivativa. Os dados hiperespectrais originais e os resultantes da aplicação de técnicas foram correlacionados com algumas variáveis limnológicas... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The recent improvements in the technology of Remote Sensing are providing the development of sensors with high spectral resolution that can supply radiometric measurements in narrow and continuous bands for each pixel of the image, defining spectral curves with potential of separating several components of the matter. Due to that, the general objective of this work was evaluating the contribution of hyperspectral images in the identification of optically active constituents present in a body of water, considered good quality. To reach the proposed objective, a hyperspectral imagery of EO-1/Hyperion orbital sensor was acquired simultaneously with limnological variables collected in some points in the body of water. After correcting the atmospheric effects, in the geographical locations of those points, spectral curves of the hyperspectral image were extracted, in which techniques of spectral analysis were applied, such as, continuum removal, derivative analysis and ratio analysis. The hyperspectral original data and the resultants of the application of techniques were correlated with some limnological variables. Of the applied techniques, the derivative analysis provided better differentiation among the optically active constituents... (Complete abstract, click electronic access below) / Mestre