diferentes características da superfície refletem e absorvem a radiação eletromagnética do sol de diferentes formas. As propriedades de refletância de um objeto dependem do material e seu estado físico e químico, a rugosidade da superfície, bem como o ângulo da luz solar. A refletância de um material também varia com o comprimento de onda da energia eletromagnética. A quantidade de refletância de uma superfície pode ser medida em função do comprimento de onda, isto é referido como refletância espectral. Refletância espectral é uma medida da quantidade de energia (em percentagem) que uma superfície reflete em um comprimento de onda específico. Muitas superfícies refletem diferentes quantidades de energia em diferentes porções do espectro. Estas diferenças na refletância tornam possível identificar diferentes características da superfície da terra ou materiais através da análise de suas assinaturas de refletância espectral. Curvas de refletância espectral grafo a refletância (em percentagem) de objetos como uma função de comprimentos de onda.

reflectância espectral das características da superfície da Terra

vegetação

em geral, a vegetação saudável absorve muito bem a energia electromagnética na região visível. A clorofila absorve fortemente a luz em comprimentos de onda em torno de 0,45 (azul) e 0,67 µm (vermelho) e reflete fortemente em luz verde, portanto os nossos olhos percebem a vegetação saudável como verde. As plantas saudáveis têm uma elevada reflectância no infravermelho próximo entre 0,7 e 1,3 µm. Isto é principalmente devido à estrutura interna saudável das folhas da planta. Como esta estrutura interna varia entre diferentes espécies de plantas, os comprimentos de onda infravermelhos próximos podem ser usados para discriminar entre diferentes espécies de plantas.

água

no seu estado líquido, a água tem uma reflectância relativamente baixa, com água límpida com a maior reflectância na porção azul da parte visível do espectro. A água tem alta absorção e praticamente nenhuma refletância em comprimentos de onda infravermelhos próximos e além. A água turva tem uma reflectância mais elevada na região visível do que a água límpida. Isto também se aplica às águas que contêm elevadas concentrações de clorofila.

gelo e neve

gelo e neve geralmente têm alta refletância em todos os comprimentos de onda visíveis, daí a sua aparência branca brilhante. A refletância diminui na porção infravermelha próxima e há uma refletância muito baixa no SWIR (infravermelho de onda curta). O baixo reflexo do gelo e da neve no remoinho está relacionado com o seu teor de água líquida microscópica. A reflectância difere para a neve e o gelo, dependendo da composição real do material, incluindo impurezas e tamanho dos grãos.

curvas de reflectância espectral de gelo glaciar, neve granulada e neve fina. Bandas espectrais de sensores selecionados em satélites orbitando a terra são mostradas em cinza. Os números nas caixas cinzentas referem-se aos números de banda associados de cada sensor. Crédito da imagem: USGS

Solo

solo nu tem geralmente uma refletância crescente, com maior refletância no infravermelho próximo e infravermelho de onda curta. Alguns dos factores que afectam a reflectância do solo são::textura do solo (proporção de areia, lodo e argila) rugosidade da superfície presença de óxido de ferro teor de matéria orgânica teor de matéria orgânica Medição da reflectância espectral

Existem muitas formas diferentes de registar o padrão de reflectância espectral de um objecto ou superfície.As medições de refletância podem ser feitas no laboratório, no campo usando um espectrômetro de campo ou capturadas por outros sensores remotos, incluindo os montados em aeronaves e satélites.

Collection of field spectral reflectance measurements for the USGS Spectral Library. Crédito da imagem: USGS

o nível de detalhe da curva de refletância (número de pontos de dados coletados) depende da resolução espectral do sensor. Espectrômetros de laboratório e de campo normalmente coletam centenas de pontos de dados, medindo a porcentagem de refletância de um material em centenas de comprimentos de onda. O Landsat 8 OLI (Operational Land Imager) mede apenas a reflectância em nove bandas diferentes (ou comprimentos de onda específicos) entre 400 e 2500 nanómetros, enquanto os sensores hiper espectrais avançados como o espectrómetro de imagem visível no Ar/Infravermelho (AVIRIS) medem 224 bandas na mesma faixa ondulatória.

Comparação de reflectância espectral curvas para alunite de quatro sensores (Landsat TM, MODIS, AVIRIS e laboratório do sensor) com diferentes resoluções espectrais. Crédito Da Imagem: USGS

na imagem acima, o mapeador Temático Landsat (TM) tem apenas seis faixas no espectro visível para ondas curtas-infravermelho que não é resolução suficiente para detectar quaisquer absorvências típicas em minerais. O ÁVIRIS, no entanto, tem suficiente alcance espectral e resolução para resolver muitas bandas de absorção comuns encontradas em uma grande variedade de minerais e outros compostos.

U. S. Geological Survey Digital Spectral Library

The objective of the U. S. Geological Survey (USGS) spectral library is to provide reference spectra of minerals and other materials that could be encountered in nature and need to be distinguished in remote-sensing data. A biblioteca espectral é incluída como uma biblioteca de referência chave em pacotes de software de processamento de imagens espectrais comerciais, incluindo ENVI.

Explore the USGS Spectral Library ”

Interactive Spectral Reflectance Graph

Use the below interactive graph to look at the spectral profiles of common surface materials. Dados da biblioteca espectral da USGS.

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