WDRVI: o que é a sigla que te ajuda a aumentar sua rentabilidade!

O índice de vegetação usa modelos matemáticos para averiguar a quantidade de luz que as plantas refletem, definindo a taxa fotossintética da planta. Um indicativo valioso do progresso da lavoura, talhão por talhão. E na elaboração desse índice, usa-se dados precisos captados a partir de sensores instalados em equipamentos como drones, aviões ou satélites como o Granular Insights, que depois são analisados por softwares. Com essas informações, é possível monitorar a lavoura; identificando pragas, plantas daninhas, além de um eventual desequilíbrio de nutrientes.

Quando se fala em dados preciso e fidedignos um índice valioso é o WDRI (sigla em inglês para Índice de Vegetação de Faixa Dinâmica Ampla), que mede níveis de luz infravermelha próximos à luz vermelha com precisão até três vezes maior quando associado a pixels, pois captura diferenças sutis na densidade vegetativa (sendo mais sensível ao verde da área superior das plantas),  diferença significativa, especialmente para culturas maduras e de alta densidade.

Vale lembrar que o infravermelho é uma radiação eletromagnética com frequência menor do que a da luz vermelha, fora do espectro eletromagnético visível, não sendo percebida pelo olho humano. E o NIR (Near Infrared), ou Infravermelho Próximo é o nome dado à região do espectro eletromagnético imediatamente superior à região visível do comprimento de onda, a região do infravermelho “mais próxima” da região visível.

Imagem apresenta o espectro eletromagnético, composto por sete tipos de ondas eletromagnéticas: ondas de rádio, micro-ondas, infravermelho, luz visível, ultravioleta, raios x e raios gama. Com exceção da luz visível, são todas invisíveis a olho nu.

Como o satélite capta a reflectância?

A captação de reflectância é realizada via um único sensor ou um conjunto de
sensores, isso varia segundo as necessidades de aplicação. Na agricultura, diversos sensores são utilizados, porém os mais comuns são chamados de sensores CCD e sensores multiespectrais regulares, que são câmeras que capturam imagens de alta resolução. E é por meio dessas câmeras que a refletância das plantas é capturada para geração dos índices vegetativos.

Em aspectos financeiros, tais sensores são a opção mais viável na obtenção das imagens da superfície terrestre se comparados a sensores em drones, balões ou aeronaves, pois satélites orbitam o planeta por longos períodos e em altitudes que proporcionam imagens de grandes extensões de maneira programada e repetitiva.

Como nossas câmeras captam o infravermelho e NIR?

Câmeras ou sensores capturaram imagens em diversas bandas espectrais, podendo elas serem visíveis ao olho humano ou não, que é o caso da faixa espectral infravermelho. Os sensores utilizados pela Granular são do modelo CCD (Câmera Imageadora de Alta Resolução), que possuem a capacidade capturar as imagens infravermelho próximo (NIR) e de maneira separada.

Exemplo disto pode ser percebido na figura abaixo é possível. Na primeira imagem a vegetação aparece mais escurecida, pois demonstra a absorção da luz Azul (“Blue”); na segunda imagem onde a reflectância do verde (Green) é maior, a mesma se mostra em tonalidade mais clara; na terceira e última imagem à direita, onde a clorofila absorve a radiação vermelha, a vegetação novamente aparece mais escura.

Três imagens da mesma área de vegetação de acordo com a reflectância e absorção do Azul, Verde e Vermelho, respectivamente. Imagem via INPE.

WDRI na prática

Duas áreas iguais medidas usando diferentes índices, WDRVI a esquerda e NDVI a direita.

Graças à maior precisão do índice WDRVI, percebe-se à esquerda em amarelo e laranja que a quantidade de plantas afetadas na lavoura era muito maior do que a registrada no NDVI.

Para calcular o WDRVI é necessário calcular o fator de ajuste “alpha” para a banda NIR. Trata-se de um fator de correção que pode variar conforme a aplicação.

WDRVI = (alpha * NIR – Vermelho) / (alpha * NIR + Vermelho)

NIR é a frequência de Infravermelho Próximo e Vermelho é a frequência vermelha.

Imagem de um celular com um print do Granular Insights na tela, mostrando o Índice Vegetativo de um talhão de Soja, em Não-Me-Toque, no Rio Grande do Sul. O Índice Vegetativo aponta áreas com maior e menor níveis de vegetação através das cores, que vão do amarelo ao roxo, conforme escala indicativa.

Os mapas de Índice de Vegetação da Granular vão do amarelo para o roxo, pois busca-se a inclusão de pessoas com daltonismo, que têm dificuldades para enxergar certos tipos de cores e, portanto, não conseguem visualizar os mapas de NDVI e WDRVI da mesma forma.

Como plantas absorvem e refletem a luz?

Quando a luz solar ao atingir as folhas, alguns comprimentos de onda são absorvidos enquanto outros são refletidos (neste último caso, o verde que percebemos), mas os componentes de plantas também refletem, transmitem e absorvem diferentes partes do infravermelho próximo que não podemos ver a olho nu. Entretanto essa radiação infravermelha refletida pode ser detectada por satélites, permitindo a análise da vegetação à distância.

Vegetações saudáveis absorvem energia das luzes azul e vermelha para realizar a fotossíntese – que depende da clorofila para acontecer – e consequentemente produzir seu alimento. Plantas com mais clorofila refletem mais energia do infravermelho próximo do que uma planta deficiente: quanto mais verde, maior será o índice vegetativo daquela planta. A estrutura celular das folhas reflete fortemente o infravermelho próximo (NIR).

Imagem com três folhas, refletindo os níveis de RGB (Red, Green, Blue ou Vermelho, Verde e Azul em português) e NIR (Near-infrared, ou próximo ao infravermelho em português). Uma folha morta, com os índices todos iguais, uma folha sob estresse com os índices Verde (G) e NIR mais altos que Azul (B) e Vermelho (R); uma folha sadia, apontando os índices  Vermelho e Azul  em níveis iguais, Verde um pouco mais alto e NIR ainda mais alto que todos.

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