RESUMO Este estudo teve por objetivo aumentar a sensibilidade do NDVI, derivado de imagem de satélite, às variações de parâmetros biofísicos através do uso de um fator de ajuste baseado na idade da floresta. Este fator é definido como a razão entre a idade do povoamento e a idade de rotação, cujo valor multiplicado pelo NDVI (derivado de imagens Landsat-5/TM) gerou um índice ajustado chamado NDVI_a. SAVI também foi calculado. A relação entre estes índices de vegetação com volume de madeira de Eucalyptus e Pinus foi investigada. O fator de ajuste fez com que ocorresse um aumento no intervalo dinâmico do NDVI, uma vez que povoamentos mais velhos tenderam a assumir os valores mais altos do NDVI, enquanto nos povoamentos mais novos o NDVI tendeu a assumir valores mais baixos. Desta maneira, relações diretas e significativas entre NDVI_a e volume de madeira puderam ser mantidas em intervalos mais amplos de volume de madeira. Contudo, se observou que NDVI_a só foi estatisticamente superior ao NDVI e SAVI quando se dispunha de dados com valores de idade detalhados. Conclui-se que, a idade do povoamento florestal tem potencial para melhorar a sensibilidade do NDVI aos parâmetros biofísicos permitindo que estimativas possam ser feitas desde povoamentos novos até povoamentos adultos.

ABSTRACT This study aimed to increase satellite-derived Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) sensitivity to biophysical parameters changes with aid of a forest age-based adjustment factor. This factor is defined as a ratio between stand age and age of rotation, which value multiplied by Landsat-5/TM-derived NDVI generated the so-called adjusted index NDVI_a. Soil Adjusted Vegetation Index (SAVI) was also calculated. The relationship between these vegetation indices (VI) with Eucalyptus and Pinus stands’ wood volume was investigated. The adjustment factor caused an increase in NDVI dynamic range values, since older stands tended to be assigned with highest NDVI values, while younger ones tended to be forced to assume lower NDVI values. As a result, direct and significant relationship between NDVI_a and wood volume could be maintained for wider ranges of wood volume. However, it was observed that NDVI_a was only statistically superior to NDVI and SAVI when a detailed age dataset is available. It is conclude that, the stand age has potential to improve NDVI sensitivity to biophysical parameters allowing that quantitative estimates could be made since young to adult stands.

O trabalho tem como objetivo analisar o comportamento espectral de folhas de Eucalyptus globulus atacadas em quatro diferentes níveis de severidade pelo fungo Mycosphaerella spp. em diferentes posições na copa da árvore, nas quatro estações climáticas, considerando duas regiões do espectro eletromagnético: visível e infravermelho próximo. Foram realizadas coletas de material vegetativo em todas as estações climáticas, em diferentes posições na árvore (base, meio e extrato superior da copa). Em laboratório, as folhas foram classificadas em quatro níveis de severidade (sadio, pouco, medianamente e muito atacado) e posteriormente efetuadas as medidas de reflectância espectral com auxílio de um espectrorradiômetro. O comportamento espectral das folhas de Eucalyptus globulus é característico de acordo com o nível de severidade da doença, diferindo dos demais principalmente em altos níveis de infecção por Mycosphaerella spp. e diferenciam-se principalmente de folhas sadias e de folhas pouco atacadas, em ambas as regiões do espectro eletromagnético, esse comportamento ocorre para as diferentes posições da copa e estações climáticas variando a quantidade de energia refletida. Conclui-se que a reflectância das folhas de Eucalyptus globulus atacadas por Mycosphaerella spp. difere de acordo com a posição na copa da árvore e a estação climática em que foram coletadas e níveis avançados da severidade da doença.

The study aims to analyze the spectral behavior of leaves of Eucalyptus globulus attacked in four different severity levels by Mycosphaerella spp. in different positions in the canopy of the tree in the four seasons, considering two regions of the electromagnetic spectrum: visible and near infrared. The plant material was collected in all seasons, in different positions in the tree (base, middle and top of the canopy extract). In the laboratory, leaves were classified into four levels of severity (healthy, little, medium and heavy fire) and then made measurements of spectral reflectance measured with a spectroradiometer. The spectral behavior of Eucalyptus globules leaves is characteristic according to the severity degree of the disease, differing primarily in the other high levels of infection by Mycosphaerella spp. and differ mainly of healthy leaves and leaves which are little attacked, in both regions of the electromagnetic spectrum, this behavior occurs for different treetop positions and climate seasons, varying the amount of reflected energy. It is concluded that the reflectance of the Eucalyptus globules leaves attacked by Mycosphaerella spp. differs according to the position in the tree crown and the weather station when they were collected and to the advanced levels of disease severity.

RESUMO Modelos relacionando respostas espectrais com parâmetros biofísicos visam estimar variáveis, tais como volume de madeira, sem a necessidade de avaliações constantes em campo. Objetivou-se desenvolver modelos estimadores de volume de madeira a partir de imagens TM do Landsat 5, com base em dados de inventário florestal regional. A imagem foi georreferenciada e convertida para imagem reflectância espectral. Em seguida, foram geradas as imagens índice NDVI (índice de vegetação da diferença normalizada) e SR (razão simples). Os valores das reflectâncias das bandas (TM1, TM2, TM3 e TM4) e dos índices (NDVI e SR) foram relacionados com os volumes de madeira. As maiores correlações com volume foram com os índices NDVI e SR. A seleção de variáveis foi feita pelo método Stepwise, o qual retornou três modelos de regressão como significativos para explicar a variação em volume. Por fim, selecionou-se o modelo com melhor ajuste (volume = -830,95 + 46,05 × (SR) + 107,47 × (TM2)), o qual foi aplicado sobre a imagem Landsat onde os pixels passaram a representar o volume estimado em m³/ha nas unidades de produção de Eucalyptus sp. Este modelo, significativo ao nível de 95 % de confiança, explica 68 % da variação de volume de madeira.

ABSTRACT Models relating spectral answers with biophysical parameters aim estimate variables, such as wood volume, without the necessity of frequent field measurements. The objective was to develop models to estimate wood volume by Landsat 5 TM images, supported by regional forest inventory data. The image was georeferenced and converted to spectral reflectance. After, the images-index NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) and SR (Simple Ratio) was generated. The reflectance values of both spectral bands (TM1, TM2, TM3 e TM4 ) and indices (NDVI and SR) was related with the wood volume. The biggest correlation with volume was with the NDVI and SR indices. The variables selection was made by Stepwise method, which returned three regression models as significant to explain the variation in volume. Finally, the best fitted model was selected (volume = -830,95 + 46,05 × (SR) + 107,47 × (TM2)), which was applied on the Landsat image where the pixels had started to represent the estimated volume in m³/ha on the Eucalyptus sp. production units. This model, significant at 95 % confidence level, explains 68 % of the wood volume variation.

RESUMO Leituras de reflectância em folhas de árvores de bordadura e de interior de um povoamento florestal de Eucalyptus grandis, no município de São Pedro das Missões - RS, foram analisadas nas regiões do espectro eletromagnético visível e do infravermelho próximo, utilizando-se espectrorradiometria. A área foi dividida em duas partes: bordadura e centro do povoamento. Para a coleta de material, a copa das árvores foi dividida em três partes (superior, média e inferior), de forma a diferenciar as posições de coleta de folhas, em cada uma das áreas. Foram amostradas três árvores em cada área, totalizando seis árvores, sendo que para cada árvore foram coletadas 60 folhas isoladas, 20 em cada posição. As leituras de reflectância foram realizadas através do espectrorradiômetro FieldSpec(r)3 e os resultados finais foram segmentados nas bandas espectrais do visível e do infravermelho próximo. A análise estatística valeu-se do teste Tukey HSD, para comparação das médias da região do visível, que de acordo com a ANOVA apresentaram diferenças significativas. Conclui-se que as classes indicadas de coleta de folhas para análise espectrorradiométrica na região do visível são preferencialmente a 5 (árvore de centro, leitura na parte mediana) e a 3 (árvore de bordadura, leitura parte superior).

ABSTRACT Reflectance readings in border and inner tree leaves in a Eucalyptus grandis stand, in São Pedro das Missões, Rio Grande do Sul state, were analyzed in the regions of the visible electromagnetic spectrum and the nearby infrared, by using spectrum radiometry. The area was divided in two parts: border and center stands. In order to collect the material, the crown was divided in three parts (superior, medium and inferior), so that it would be possible to differentiate the positions of leaf collections in each area. Three trees were sampled in each area, adding up to six trees, for each tree, 60 isolated leaves were collected, 20 in each position. The reflectance readings were carried out through FieldSpec(r)3 spectrum radiometer and the final results were segmented in the visible and nearby infrared spectral bands. The statistical analysis was made on the basis of several tests, among them Tukey HSD test, in order to compare the averages of the visible region, which, according to ANOVA, present significant differences. It is concluded that the collecting indicating class of leaves for the spectrum radiometric analysis in the visible region are preferably the 5 one (tree in the center, reading in the medium part) and #3 one (border tree, reading superior part).