Alcances y limitaciones de la información espectral multi-angular para la clasificación de la vegetación

Abstract

El uso de información espectral multi-angular se ha justificado como una estrategia para aumentar la precisión de los sistemas de clasificación de cultivos y vegetación natural. En este trabajo se discuten los esquemas de caracterización de la información espectral multi-angular asociada a la vegetación, así como su uso en los sistemas de clasificación. Los resultados mostraron que, dejando fijo el fondo de la vegetación, es posible discriminar sistemas arbolados y, cuando el fondo de la vegetación varía, existe confusión con coberturas aéreas bajas. Por lo tanto, se planteo un segundo experimento, presentando un modelo de los efectos del ángulo cenital de visión e iluminación en las reflectancias bi-cónicas (Conical-Conical Reflectance Factor, CCRF) de especies vegetales contrastantes y suelo desnudo. Los resultados analizados para el efecto del suelo y la densidad de plantas muestran que hay importantes zonas de confusión (traslape de información) entre las especies, al considerar efectos combinados, para diversas diferencias acimutales. Estos resultados ponen en duda el uso en forma generalizada de la información espectral multi-angular y solo justifican este enfoque de clasificación si se dejan fijos el fondo de la vegetación y la densidad de plantas (cantidad de follaje), situación irreal en un sistema operacional. Debido a esto se presentó un esquema de modelación global de los ángulos cenitales y acimutales en la reflectancia de la vegetación, extendiendo los desarrollos al caso de los efectos de cambios en las propiedades ópticas del fondo de la vegetación (suelos) y de la densidad de plantas (follaje), ratificándose el problema de confusión en la discriminación de especies. Para poder concluir de manera definitiva sobre el uso de la información multi-angular, se recomienda realizar otro tipo de modelaciones, relacionando los parámetros B y las reflectancias a nadir y el efecto multi-angular en las curvas iso-IAF. _____________The use of multi-angular spectral information has been justified like a strategy to increase the precision of vegetation classification systems. In this work the schemes of characterization of the multi-angular spectral information associated to the vegetation, as well as its use in the classification systems are discussed. The results showed that leaving the bottom of the vegetation unchanging, it is possible to discriminate tree systems and, when the bottom of the vegetation varies, exist confusion with low aerial covers. Therefore, a second experiment was considered to analyze the discrimination of the vegetation under different approaches of characterization, being presented a model of the effects of the zenithal angle of vision and illumination in biconical reflectances (Conical-Conical Reflectance Factor, CCRF) of contrast vegetal species and bare soil. The results analyzed for the effect of the ground and the density of plants show that there are important zones of confusion (overlaps of information) between the species, when considering combined effects, for diverse azimuth differences. These results put in doubt the use in a generalized form of the multi-angular spectral information and only justify its use if the bottom of the vegetation and the density of plants (amount of foliage) are left unchanging, unreal situation in an operational system. Due to this a scheme of global modeling of the zenith and azimuth angles in the reflectance of the vegetation appeared, extending the developments to the case of changes in the optical properties of the bottom of the vegetation (grounds) and the density of plants (foliage), ratifying the problem of confusion in the discrimination of species. In order to be able to conclude in a definitive way on the use of the multi-angular information, it is recommended to make another type of modeling, relating B parameters and nadir reflectance’s and the multi-angular effect in the iso-IAF curves.