The soil color is a characteristic easily determined, through the visual comparison with the Munsell Charts and is related to the presence of iron oxide and organic matter in the soil. The obtention of the color trough instruments as colorimeters and spectroradiometers tend to increase precision since are done under controlled conditions. The objective of study 1 of this work was to compare the color of different soils of the Rio Grande do Sul, determined through the Munsell Charts with the measures made by colorimetry. The coefficients of correlation obtained had indicated that coherence between the color measures carried through for different observers (Munsell Charts) and the colorimeter. The precision of the observers in the determination of the color for the same soil sample was evaluated, with lesser variability for the component shade and greater difficulty in the evaluation of chromes. The colorimeter showed to be efficient when used to quantify the color, eliminating possible psychophysical errors attributed to the visual method. Radiometers or spectroradiometers record the energy reflected from the soil in the wavelengths of visible and the infrared region of the electromagnetic specter, in a numerical or graphical data sets called spectral curves. The existing relations between the spectral behavior and the specific soil characteristics, as texture, content organic matter and iron oxides, allow distinguishing soils classes and the quantification of some characteristics through the spectral curves. The objective of study 2 was to relate the physical, chemical, and mineralogical characteristics with the spectral behavior of different soils classes of the RS in the 400 to 2500 nm interval of the optic specter to seek an agreement of the effect of the spectral interaction with the different soil components. The results obtained in study 2 had shown that it is possible to identify and to correlate the soil haracteristics as the content organic matter, iron oxides, color and granulometry through the soil spectroradiometry. / A cor do solo é uma característica facilmente determinada, através da comparação visual com a carta de Munsell e está relacionada à presença de óxidos de ferro e matéria orgânica no solo. A obtenção da cor via instrumentos como colorímetros e espectrorradiômetros tende a maior precisão por apresentar condições controladas. O objetivo do estudo 1 deste trabalho foi comparar a cor de diferentes solos do Rio Grande do Sul determinada através da carta de Munsell com as medidas feitas por colorimetria. Os coeficientes de correlação obtidos indicaram haver coerência entre as medidas de cor realizadas por diferentes observadores (carta de Munsell) e o colorímetro. A precisão dos observadores na determinação da cor para uma mesma amostra de solo foi avaliada, com menor variabilidade para o componente matiz e maior dificuldade na avaliação do croma. O colorímetro mostrou ser eficiente quando pretende-se quantificar a cor, eliminando possíveis erros psicofísicos atribuídos ao método visual. Já os radiômetros ou espectrorradiômetros captam a energia refletida pelo solo nos comprimentos de onda do visível e infravermelho do espectro eletromagnético, sendo que o resultado é um conjunto de dados numéricos ou gráficos chamados curvas espectrais. As relações existentes entre o comportamento espectral e as características específicas do solo, como textura, teor de matéria orgânica e óxidos de ferro, permitem distinguir classes de solos e muitas vezes a quantificação destas características através das curvas espectrais. O objetivo do estudo 2 foi relacionar as características físicas, químicas e mineralógicas com o comportamento espectral de diferentes classes de solos do RS no intervalo de 400 a 2500 nm do espectro óptico procurando um entendimento dos efeitos da interação espectral entre os diferentes componentes do solo. Os resultados obtidos no estudo 2 mostraram que é possível identificar e correlacionar características do solo como o teor de matéria orgânica, óxidos de ferro, cor e granulometria por meio da espectrorradiometria de solos.

O Lago Guaíba é um importante corpo d’água localizado na porção leste do estado do Rio Grande do Sul. É a principal fonte de abastecimento de água para a região metropolitana de Porto Alegre, além de exercer outras funções sociais primordiais, como de estocar água para usos futuros, abastecimento agrícola e industrial, navegação, entre outros. Com os recentes avanços na tecnologia de Sensoriamento Remoto, espectrorradiômetros com altíssima resolução espectral e radiométrica são cada vez mais utilizados na discriminação de diferentes elementos presentes na natureza. Paralelamente, estão os sensores orbitais que possibilitam, por meio de sua visão sinótica, ampliar a representatividade espacial dos elementos na superfície terrestre. Este trabalho tem como objetivo caracterizar as águas do Lago Guaíba, quanto as suas propriedades ópticas, a partir da integração de dados de sensoriamento remoto orbital e de espectrorradiometria de campo. Para tanto foram coletadas variáveis limnológicas (totais de sólidos em suspensão, clorofila-a, turbidez) e espectrais em 9 de fevereiro de 2015, utilizando uma rede de 25 estações de coleta sobre o Lago, e adquiridos dados complementares: precipitação pluviométrica e direção de ventos. Foi utilizada uma série temporal da banda 4, sensor OLI/Landsat-8, e estabelecida correlação entre precipitação e reflectância. Foram adquiridos espectros com o espectrorradiômetro e aplicadas técnicas de suavização, derivada e remoção do contínuo, buscando identificar os constituintes opticamente ativos que determinam as características da água. As variáveis limnológicas foram espacializadas e relacionadas com os dados espectrais por meio de correlações e modelos de dispersão. Uma imagem do sensor LISS-III/ResourceSat-2 foi utilizada para estimativa empírica dos parâmetros limnológicos. Os resultados mostraram que a precipitação de 16 dias anteriores à aquisição da imagem influência de forma significativa nas características ópticas da água em diferentes épocas do ano. A máxima reflectância da água foi na faixa espectral do verde (0,18%). As regiões onde se observou as maiores reflectâncias na série estão ligadas aos ambientes onde predominam condições de erosão ou não deposição de sedimentos finos. Regressões empíricas explicaram que 23% da reflectância em 708 nm é devida a presença de sólidos na água. A concentração de Chl-a não apresentou correlações significativas (α = 0,05) com a reflectância. A análise dos dados espectrais demonstrou que os dois métodos de derivada e remoção do contínuo apresentaram bons resultados. Observou-se o aumento das correlações após a derivação evidenciando que esta técnica aumenta o contraste espectral e assim a precisão das estimativas. A primeira derivada em 772 nm explicou 44% da variação devido ao totais de sólidos em suspensão. Já em 690 nm, a primeira derivada explicou 32% da variação na concentração de clorofila-a. Os melhores resultados foram observados nas variáveis turbidez e transparência. A partir da remoção do contínuo se verificou as maiores profundidades de bandas em comprimentos de onda mais longos. Correlações fortes foram encontradas para as variáveis turbidez e transparência (r = 0,86 e -0,86, respectivamente) na faixa de 690-750 nm. Devido à baixa concentração tanto de sólidos em suspensão quanto de clorofila-a, houve dificuldade no estabelecimento de relações fiáveis entre parâmetros espectrais e a qualidade da água do Lago Guaíba. As imagens LISS-III mostraram-se potenciais para mapear a composição da água do Lago Guaíba. / Guaíba Lake is an important body of water located in the east portion of Rio Grande do Sul. It is the main source of water supply to Porto Alegre metropolitan region, besides exercising other primary social functions such as storing water for future use, agricultural and industrial supply, shipping, among others. With the recent advancements in technology of Remote Sensing, spectroradiometers with the highest spectral and radiometric resolution are each time more used to the distinction of different elements presented in nature. In parallel, there are the orbital sensors, which allow, through it’s synoptic view, to amplify the spatial representativity of the elements on earth’s surface. This work aims to characterize the waters of Guaíba Lake- RS, in terms of its optical properties, from the data integration of remote orbital sensing and spectroradiometry of the area. To achieve this, limnologic (total of suspended solids, chlorophyll-a, and turbidity) and spectral variables were collected on February 9th 2015, by the use of a 25 station collection network on the lake, and acquired complementary data: rain fall and wind direction. One temporal series of band 4 and sensor OLI/Landsat 8 were used, and the correlation between rain falls and reflectance was established. Spectra were acquired with the spectroradiometer and smoothing, derivation and continuum removal techniques were applied in order to identify the optically active constituents which determine the characteristics of the water. The limnologic variables were spatialized and related to the spectral data by correlations and dispersion models. An image of the sensor LISS-III/ResourceSat-2 was used for the empirical estimation of the limnologic parameters. The results showed that the 16 days rain falls previous to the image acquisition influenced in a significant way in the optical characteristics of the water in different seasons of the year. The maximum reflectance of water was in the green spectral range (0, 18%). The regions where the highest reflectance in the series was observed are connected to the environments where prevail the erosion conditions or nondeposition of fine sediments. Empirical regressions explained that 23% of the reflectance in 708 nm is due to the presence of solids in the water. The concentration of Chl-a did not present significant correlations (α = 0, 05) with the reflectance. The analysis of spectral data showed that the two methods of derivation and continuum removal presented positive results. The increase of correlations after the derivation was observed, highlighting the fact that this technique increases the spectral contrast and so the estimation accuracy. The first derivation in 772 nm explained 44% of the variation in the concentration of chlorophyll-a. The best results were observed in the variables TUR and DS. From the removal of the continuum, the highest band depth was verified in longer wavelength. Strong correlations were found to the turbidity and transparency variables (r = 0,86 and -0,86, respectively) in the range of 690-750 nm. Due to low concentration of suspended solids as much as chlorophyll-a, there was difficulty in the establishment of reliable relations between the spectral parameters and the quality of water in Guaíba River. The images LISS-III showed themselves to be potentials to map Guaíba River’s composition.

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.

O estudo do comportamento espectral de culturas agrícolas, por meio da radiometria de campo, contribui para a obtenção de uma maior precisão nos modelos gerados pelo sensoriamento remoto, quando utilizados na estimativa e análise de variáveis agronômicas de culturas. Tendo em vista que os sensores a bordo de satélites podem adquirir imagens sob diferentes ângulos de visada e em diferentes horários de passagem, torna-se necessário o conhecimento do efeito dessas variáveis sobre a resposta espectral das culturas. A presente pesquisa teve como objetivo avaliar a influência de três ângulos de visada (0º, 30º e 45º) e três horários de medição (10 horas, 12 horas e 14 horas), o que implica em diferentes ângulos de elevação solar, na resposta espectral da cultura de feijão, como também nas relações entre o índice de área foliar (IAF) e o Índice de Vegetação Diferença Normalizada (NDVI). O experimento foi conduzido na “Fazenda Areão”, pertencente à Escola Superior de Agricultura 'Luiz de Queiroz' (ESALQ/USP), Piracicaba, SP, de março a junho de 2005. O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso, com parcelas subdivididas, constituído de três blocos, três tratamentos primários referentes aos horários de leitura e três tratamentos secundários relacionados ao ângulo de visada. Foram realizadas nove campanhas de medição no campo, com o espectroradiômetro SPECTRON SE-590. Dos fatores de reflectância (FR) determinados, simularam-se as bandas TM3 e TM4 e, a partir destes, foram gerados os índices de vegetação. De acordo com os resultados obtidos, concluiu-se que a variação do horário de medição não proporcionou variação significativa sobre os valores do FR nas bandas TM3 e TM4. Já a variação do ângulo zenital de visada influenciou significativamente, ao nível de 5 % de probabilidade, o FR nas bandas TM3 e TM4, para todos os dias de leitura. Quanto às relações IAF e NDVI, o modelo linear apresentou melhores ajustes, estatisticamente significativos (p≤0,05). / The study of the spectral behavior of crops, through field radiometry, contributes to a better precision in models generated by remote sensing, when they are used to estimate and analyze crops’ agronomic variables. Once sensors aboard of satellites are able to acquire images under different viewing angles and at different times of the day, it is necessary to understand the effect of such variables on the crops’ spectral response. The objective of this research was to evaluate the influence of the viewing angles (0º, 30º and 45º) and three radiometric acquisition times (10:00 a.m, 12:00 a.m and 2:00 p.m), related to different sun elevation angles, on the spectral behavior of bean crop, as well as on the relationship between Leaf Area Index (LAI) and Normalized Difference Vegetation Index (NDVI). The experiment was installed in the “Fazenda Areão”, of the ESALQ/USP, in Piracicaba, SP, from March to June, 2005. The experimental design was the randomized blocks, with split plots, with three blocks, three primary treatments (acquisition times) and three secundary treatments (viewing angles). Nine field campaigns were carried out with the SPECTRON SE-590 spectroradiometer. Bands TM3 e TM4 were simulated from the determined reflectance factors and, with these bands, vegetation indices were generated. According to the results, it was concluded that the variation on acquisition time did not lead to a significant variation on the reflectance factors in the TM3 and TM4 bands. On the other hand, the variation in the viewing angle significantly affected (p≤0,05) the reflectance factor in the TM3 and TM4 bands, for every day of measurement. Regarding the relationships between LAI and NDVI, the linear model showed the best fit (p≤0,05).

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Eucalyptus globulus one of the most important species for paper and pulp industries, nowadays faces development problems in several countries due to its susceptibility to the fungus Mycosphaerella spp., which causes leaf spots that may cause the crown defoliation. The study aims at analyzing the spectral behavior of E. globulus leafs in response to the severity of the disease caused by the fungus Mycosphaerella spp. The stand evaluated is located at Herval - RS. Four collections were performed during the different climate seasons. In each collection, with the aid of a spectroradiometer, we carried out the reading of the foliar reflectance with different severity levels (healthy, little affected, median attack and severely attacked) in leafs from the lower, medium and higher part of the crown. The reflectance values were then analyzed according to two divisions of the electromagnetic spectrum (visible and proximal infrared). The results obtained through ANOVA for the mean value of foliar reflectance in the visible band of the electromagnetic spectrum indicate the existence of differences between levels of severity, between the positions of collection, as well as interaction between two factors: position in the tree collection and disease severity. In the part of the electromagnetic spectrum that corresponds to proximal infrared, we verified significant differences between climate seasons, collection positions and severity level. It was found interaction between collection positions and climate seasons as well as among the three factors, climate seasons, and collection positions in the tree and disease severity. It was then possible to conclude that there are variations in the spectral behavior of severity levels according to leaf position in the tree and to the climate season. The reflectance of severely attacked leafs is clearly distinguished from leafs in the healthy and little affected levels. / Eucalyptus globulus uma das espécies mais importantes para a indústria do papel e celulose, atualmente enfrenta problemas de desenvolvimento em diversos países por ser suscetível ao ataque de Mycosphaerella spp., fungo causador de manchas foliares às quais sucedem o desfolhamento das copas. O estudo tem como objetivo analisar o comportamento espectral de folhas de E. globulus em resposta à severidade da doença causada pelo fungo Mycosphaerella spp. O povoamento avaliado localiza-se no município de Herval-RS. Foram realizadas quatro coletas nas diferentes estações climáticas. Em cada coleta, com auxílio de espectrorradiômetro, efetuaram-se as leituras de reflectância das folhas classificadas em diferentes níveis de severidade (sadio, pouco atacado, medianamente atacado e muito atacado) presentes na base, no meio e na parte superior da copa. Os valores de reflectância foram então analisados segundo duas subdivisões do espectro eletromagnético (visível e infravermelho próximo). Os resultados obtidos através da ANOVA, para os valores médios de reflectância foliar na faixa do visível do espectro eletromagnético, indicam a existência de diferenças entre os níveis de severidade, entre as posições de coleta, bem como interação entre os dois fatores: posição de coleta na árvore e severidade da doença. Na porção do espectro eletromagnético correspondente ao infravermelho próximo, também foram verificadas diferenças significativas entre as posições de coleta e entre os níveis de severidade. Constatou-se a interação entre as posições de coleta na árvore e a severidade da doença. Foi possível concluir que existem variações no comportamento espectral dos níveis de severidade de acordo com a posição das folhas na árvore nas diferentes estações climáticas. Na resposta espectral das folhas de Eucalyptus globulus é detectada diferenças significativas entre os menores e maiores níveis de infecção por Mycosphaerella spp., tanto na região do visível quanto na do infravermelho.

The necessity to identify objects in the ground constituted by several types of materials became a challenge to the remote sensing researchers. This situation promoted new researches about sensors development and stimulated the improvement and the creation of new techniques and tools that assist in characterization of the targets. Following this necessity this research was developed with the objective of characterize urban targets in multispectral images, by means multivariated statistical analysis and supported by ground spectroradiometry. It was used the sensor MSS EPS A 31T, the spectroradiometer FieldSpec Pro FR and the softwares R 2.7 and ERDAS 8.7. It was realized a sensing in a continuous strip over the Federal University of Santa Maria RS in three distinct schedules, at 12:00 pm HBV and 04:00 pm HBV in 17/12/2008 and at 09:00 am HBV in 27/12/2007. The MSS sensor was operated from the R-99B, a FAB aircraft, on 31 channels mode, in the spectral interval of 0,42μm and 12,5μm and space resolution of 2,5m. parallel to the flight it was realized the reading of the radiation reflected by the targets on ground using the spectroradiometer, which operate in the continuous interval from 0,35 μm to 2,5 μm. A methodology allied with the photo interpretation is the analytic statistic, therefore with the technological evolution it became to associate the panchromatic aerial photographic with multispectrals images. The data obtained in the research were recorded and treated in their respective interfaces and converted to mains. The MSS 3 digital values were rejected from the research because of treatment incompatibility. Initially it was made the analysis of the main components, identifying the three main components (MSS sensor channels 7, 3 and 30), answering them for 99,947% and 99,948% of the originals variables variability to MSS 1 and MSS 2 respectively. From that was generated a high contrast image among the constituent materials of the proposed targets. The wavelength intervals of the three main components were retaken to mains structuring to the execution of the regression analysis. The main components were linked with the ground spectroradiometry realized readings, in their respective spectral intervals. The regression coefficients found had answered respectively for 76,99% of the MSS1 depended variables variability and 85,40% of the MSS 2. These percentages had expressed a better adjust in the second regression and in a smaller variability of the residual errors. The residual error s median to MSS 1 was - 0,2869 and to MSS 2 was 0,0851. The model validity verification was executed with the application of the variance analysis (ANOVA) that showed in F test the values: MSS 1= 66,91 e MSS 2 = 116,99. As the values of Ftab (F 5%;3;60) is equal 2,76, it is noticed that the values of Fcalc is bigger than Ftab , (Fcalc > Ftab), to both analysis. Through the obtained results it is concluded that the employed methodology is valid to characterize the proposed targets and the model contribute to distinguish among them in the MSS image analysis. / A necessidade de identificar objetos no solo constituídos por diversificados tipos de materiais tornou-se um desafio aos pesquisadores na atividade de sensoriamento remoto. Esta situação alavancou novas pesquisas na área de desenvolvimento de sensores e estimulou o aprimoramento e criação de novas técnicas e ferramentas que auxiliem na caracterização dos alvos. Acompanhando esta necessidade foi desenvolvida esta pesquisa, com o objetivo de caracterizar alvos urbanos em imagens multiespectrais, por meio de estatística multivariada, apoiado em espectroradiometria de solo. Foi utilizado o Sensor MSS EPS-A 31T, o espectroradiômetro FieldSpec Pro FR e os softwares R 2.7© e ERDAS 8.7®. Foi realizado o sensoriamento em uma faixa contínua sobre a Universidade Federal de Santa Maria-RS em três horários distintos, as 12:00HBV (MSS1) e 16:00HBV (MSS2) do dia 17/12/2007 e as 09:00HBV (MSS3) do dia 27/12/2007. O sensor MSS foi operado na aeronave R-99B, no modo 31 canais no intervalo espectral entre 0,42μm a 12,5μm, com uma resolução espacial de 2,5m. Paralelo ao vôo foi efetuado a leitura da radiação refletida pelos alvos no solo com o espectroradiômetro que opera na faixa de 0,35μm a 2,5μm. Uma metodologia que se alia a fotointerpretação é a da estatística analítica, pois com a evolução tecnológica passou-se a associar fotografias aéreas pancromáticas e imagens multiespectrais. Os dados gerados na pesquisa foram transferidos e convertidos em matrizes de dados. Os valores digitais de MSS3 foram descartados do trabalho por incompatibilidade no tratamento. Inicialmente foi executada a análise de componentes principais identificando-se as três principais componentes (canais 7, 3 e 30 do sensor MSS), respondendo estas por 99,947% e 99,948% da variabilidade das variáveis originais para MSS1 e MSS2, respectivamente. A partir desta gerou-se uma imagem de alto contraste entre os materiais constituintes dos alvos propostos. Os intervalos de comprimento de onda da análise de componentes principais foram retomados para a estruturação de matrizes que permitissem uma análise de regressão. As principais componentes foram, então, relacionadas com as leituras efetuadas na espectroradiometria de solo, em seus referidos intervalos espectrais. Os coeficientes de regressão encontrados responderam respectivamente por 76,99% da variação da variável dependente em MSS1 e por 85,40% em MSS2. Estes percentuais traduziram-se em um melhor ajuste na segunda regressão e uma menor variabilidade dos erros residuais. A média dos erros residuais para MSS1 foi -0,2869, enquanto que em MSS2 foi -0,0851. A verificação da validade do modelo foi efetuada com a aplicação da análise de variância (ANOVA) que retratou no teste F os valores: MSS1= 66,91 e MSS2= 116,99. Como o valor do Ftab (F 5%;3;60) é igual a 2,76, percebe-se que o valor de Fcalc é maior que o valor do Ftab , (Fcalc > Ftab) para as duas análises. Pelos resultados alcançados conclui-se que a metodologia empregada é valida para a caracterização dos alvos propostos e o modelo contribui para a distinção entre estes na análise de imagens MSS.

[pt] A avaliação e a caracterização da cor constituem fatores críticos do processo de controle de qualidade de produtos, que também devem atender exigências dos clientes e consumidores finais. A cor de um objeto depende fortemente das características da iluminação. Nesse contexto, a presente pesquisa analisou e comparou os diferentes métodos especificados em normas internacionais, que qualificam o desempenho dos simuladores de luz do dia utilizados em avaliações visuais (cabines de luz) e instrumentais (espectrofotômetros). Para alcançar tais objetivos, foram verificadas as condições de medição estabelecidas pela CIE (intervalo de medição e largura de banda espectral) e elaborados e validados procedimentos de medição de diferentes fontes luminosas. Com base nestes procedimentos, foram realizadas medições de simuladores de luz do dia para adquirir as suas distribuições espectrais de potência, as quais foram utilizadas para avaliá-los e para comparar os métodos especificados em normas. Como principais resultados da pesquisa destacam-se: (i) a constatação de que, de fato, as recomendações da CIE para medição de fontes luminosas devem ser incorporadas ao processo de medição; (ii) o aumento da confiabilidade metrológica através da validação dos procedimentos espectroradiométricos com base em análises de repetitividade das medições; e (iii) a comparação realizada entre os diferentes métodos de avaliação de simuladores de luz do dia, o que permitiu documentar para os casos estudados a presença ou a falta de correlação entre os mesmos. O trabalho contribuiu também ao introduzir uma sistemática normalizada de rotinas para se expressar a incerteza associada à medição espectroradiométrica. / [en] The evaluation and the characterization of the colour constitute critical factors of the process of quality control of products, that also must take care of requirements imposed by customers and final consumers. The colour of an object depends greatly on the characteristics of the illumination. In this context, this research is aimed at discussing the different international standards that characterize the performance of the daylight simulators used in instrumental (spectrophotometers) and visual (light booths) evaluations and also at analysing the differences between the various methods specified in these standards. To reach these objectives the measurement conditions established by the CIE (interval and spectral band-width) were verified and elaborated and validated procedures for the measurement of different luminous sources. Based on these procedures, measurements of daylight simulators were carried out to acquire their spectral power distributions. The measurement results were then used to analyze the evaluations methods specified in standards. The following main results have been accomplished: (i) the CIE recommendations for the measurement of luminous sources must, in fact, be incorporated into the measurement process; (ii) the increase in the metrological reliability through the validation of the spectroradiometric procedures based on the analyses of the repeatability of the measurements; and (iii) the comparison established among the different evaluation methods of daylight simulators, leading to the distinction between the presence or the lack of correlation present in the different methods investigated. The work also contributed by the introduction of standard routines to express the uncertainty associated with spectroradiometric measurements.

Le Soleil est une étoile variable dont l’éclairement présente un large spectre de périodicités (de quelques minutes à plusieurs décennies). L’amplitude de ces variabilités présente une forte dépendance en longueur d’onde. La mesure précise de l’éclairement spectral hors atmosphère et de cette variabilité selon une échelle radiométrique absolue constituent une entrée fondamentale pour les domaines de recherche suivants :<p>- En physique solaire, ces mesures permettent de valider les modèles étudiant la composition de l’atmosphère solaire, les processus physiques internes et leur variabilité.<p>- La photochimie atmosphérique terrestre et les modèles climatiques. La composition, la structure thermique et la dynamique de l’atmosphère terrestre sont dépendantes du flux solaire incident, de sa distribution en longueur d’onde et de sa variabilité. Les mesures sont requises pour une validation des modèles de transfert radiatif et climatiques.<p>La nécessité d’une mesure continue dans le temps et hors atmosphère s’impose car chaque cycle solaire possède ses propres caractéristiques. Ces mesures sont réalisées depuis plus de 30 ans par des spectroradiomètres adaptés à l’environnement spatial. L’instrument SOLSPEC (SOLar SPECtrum) a apporté une contribution majeure à ces mesures.<p>Le travail présenté dans ce manuscrit est associé à la sélection de SOLSPEC pour une mission à bord de la Station Spatiale Internationale (ISS). Les objectifs ont consisté à adapter l’instrument pour une mission à long terme (2008-2016), à étendre la plage spectrale couverte par SOLSPEC et à réduire l’incertitude de mesures. Il est structuré en deux parties :<p>- La remise à niveau de l’instrumentation et son étalonnage radiométrique.<p>- Le traitement des données pour les premières mesures en orbite.<p>L’instrument a été modifié pour satisfaire de nouvelles exigences de dimensions et de masse. De nouveaux sous-systèmes optiques (unité interne d’étalonnage, pointeur solaire) ont été développés pour permettre la détection et la correction de toute dérive angulaire ou de réponse absolue de manière autonome. La plage spectrale de fonctionnement a été étendue entre 166 et 3088 nm. Une caractérisation radiométrique approfondie de SOLSPEC a été effectuée. L’étalonnage absolu a été réalisé à partir de l’étalon primaire en éclairement spectral (rayonnement du corps noir) du PTB (Physikalisch-Technische Bundesanstalt). Une estimation des incertitudes standard utilisant le formalisme mathématique appliqué en métrologie a été développée. Les résultats donnent une incertitude réduite entre 2 % à 4 % pour la plage 166-370 nm, inférieure à 2 % entre 370 et 2350 nm, comprise entre 2 et 5 % pour l’intervalle 2350-2580 nm et de 5 à 10 % entre 2580 et 2920 nm. Une valeur inférieure à 1 % est atteinte entre 500 et 1900 nm. Les mesures consécutives à la mise en orbite de SOLSPEC ont confirmé le maintien des performances radiométriques. Le spectre solaire hors atmosphère a été déterminé et comparé aux résultats antérieurs et actuels des missions respectives SOLSPEC ATLAS et SORCE. Il correspond à l’activité solaire du début de la mission SOLAR (mi-2008).<p><p>The Sun is a variable star. Its irradiance presents a wide range of periodicity varying from minutes to decades. The amplitude of this variability is strongly wavelength dependent. The accurate determination of the solar spectral irradiance above the atmosphere in absolute radiometric scale and the study of its variability are main issues for the following researches:<p>- In solar physics, these measurements are required for the validation of the models studying the composition of the solar atmosphere, the internal physical processes and their variability.<p>- For the photochemistry of the Earth’s atmosphere and the climate modeling. The composition, the thermal structure and the dynamics of the atmosphere are dependant on the incoming solar flux, its spectral distribution and variability. The measurements are required for the validation of radiative transfer and climate models.<p>As each solar cycle presents a different behavior, there was a need for continuous measurements above the atmosphere. Such measurements were performed since more than 30 years by means of space qualified spectroradiometers. The SOLSPEC (SOLar SPECtrum) instrument brought a major contribution in this respect. <p>The present work is devoted to the SOLSPEC instrument that was selected for a new mission on board the International Space Station (ISS). The objectives were to refurbish the instrument and to adapt it for a long term mission (2008-2016), to extend the wavelength coverage and to reduce the uncertainties on the measurements. This work is developed in two parts:<p>- The refurbishment and the radiometric characterization of the instrument.<p>- The data processing of the first results after the launch.<p>The instrument was modified in order to fulfill new requirements of dimensions and mass. Different optical sub-systems (internal lamp unit, passive solar sensor) were developed in order to obtain on board capabilities for the detection and the correction of any trend in the absolute response. The spectral range was extended to 166 - 3088 nm. A full radiometric characterization of SOLSPEC has been carried out and is presented in this work. The absolute calibration was performed using the primary standard of spectral irradiance (black-body radiation) of the PTB (Physikalisch-Technische Bundesanstalt). The evaluation of the standard uncertainties is presented using the mathematical methodology applied in metrology. The results provide an uncertainty limited to 2 % - 4 % between 166 and 370 nm, below 2 % from 370 to 2350 nm, between 2 and 5 % for the spectral range 2350 - 2580 nm and 5 % to 10 % between 2580 and 2900 nm. The uncertainty is below 1 % between 500 and 1900 nm. The stability of the radiometric performances was demonstrated from the analysis of the first measurements after the launch, at the beginning of the mission. The solar spectrum above the atmosphere was determined and compared to results obtained from the previous SOLSPEC ATLAS and ongoing SORCE missions. This spectrum corresponds to the solar activity at mid-2008.<p> / Doctorat en Sciences de l'ingénieur / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Dans la forêt boréale, l’augmentation de la fréquence et de la superficie d’îlots de pessières à lichens sur le territoire québécois a déjà été observée et pourrait résulter en une migration vers le sud de la limite nordique des pessières à mousses. Ce phénomène survient après des échecs de régénération, qui ont lieu lorsque le milieu est préalablement fragilisé lorsqu’une nouvelle perturbation affecte le peuplement. Avec la possibilité de détecter ce stress en analysant les propriétés spectrales de la végétation, les zones perturbées pourraient alors être identifiées. L’objectif principal de la présente étude est d’établir des liens entre d’une part, les informations extraites des signatures spectrales et d’autre part, les indices de végétation et les différents types de stress affectant les écosystèmes boréaux. Cela permettra de savoir s’il est possible d’identifier les pessières à mousses à risque de subir un accident de régénération en étudiant les propriétés spectrales de la végétation comme indicateur de stress. Pour répondre à cet objectif, des sites d’échantillonnage ont été positionnées aux 51e, 52e et 53e parallèles le long de la route de la baie James. Les placettes ont été regroupées en paires afin de faire des tests appariés et ainsi comparer les deux types de peuplements. Sur le terrain, les signatures spectrales ont été prises sur les feuilles aléatoirement prélevées sur cinq épinettes noires. Ces mesures ont été prises tout au long de la saison de croissance (3 campagnes d’échantillonnage). Quatre indices de végétation (NDVI, NDWI, PRI et SIPI) ont été extraits des signatures spectrales, et la pente moyenne du red-edge a été calculée. Les résultats obtenus ont permis de déterminer que certaines des pessières à mousses ont des valeurs très proches de celles des pessières à lichens, qui sont considérées comme des écosystèmes stressés. À partir de ces résultats, il est possible de supposer que le stress peut également être identifié à l’échelle du paysage (sur les images satellitaires) et ainsi permettre un suivi et une gestion après les feux et les épidémies afin de limiter les pertes de ce précieux écosystème. / In the boreal forest of northern Québec, the size and quantity of lichen woodlands patches is increasing, and taking over the spruce-moss forest territory. The phenomenon has been observed, and scientists now believe that the northern limit of the spruce-moss forest will slowly move south. This shift of ecosystem happens when the forest stand is already fragilized, and a perturbation occurs. Vegetation’s spectral properties can be used as a tool to assess and identify disturbed forest areas The main objective of this study is to establish relations between data extracted from spectral signatures, vegetation indexes and different types of stress that could affect boreal ecosystems. The identification spruce-moss woodlands prone to regeneration failure could be achieved with the study of spectral properties as stress indicators. In order to achieve this objective, sites from 3 latitudes (51, 52 and 53) have been sampled on James Bay Road. Plots have been regrouped in pairs for subsequent pairwise statistical tests to compare results from both forest stand types. Spectral signatures have been measured on 5 randomly chosen black spruces. These measurements were taken throughout the growing season (3 sampling campaigns). Four vegetation indexes have been extracted from spectral signatures (NDVI, NDWI, PRI and SIPI), and the mean slope of the red-edge area have been calculated. Results have shown that some of the spruce-moss stands have had very similar values to those from the lichen woodlands, that are considered as stressed ecosystems. From these results, it is possible to assume that stressed ecosystems can be detected at landscape level (on satellite images). Monitoring vegetation stress can help improve forest management after forest fires and insect’s epidemics to prevent the loss of this beautiful ecosystem.