Sensor system for acquisition of vegetation indexes

ABSTRACT Vegetation indexes are important indicators of the health and yield of agricultural crops. Among the sensors used to evaluate vegetation indexes, proximal sensors can be used for real-time decision-making. Thus, the objective of this study was to develop a proximal sensor system based on phototransistors to acquire and store the following vegetation indexes: normalized difference vegetation index, simple ratio, wide dynamic range vegetation index, soil-adjusted vegetation index, and optimized soil-adjusted vegetation index. The sensor system was developed using an analog circuit to acquire reflectance data from red and near-infrared bands. The sensor system was calibrated according to the results of a spectroradiometer, using Zoysia japonica grass as the target. An algorithm that calculates and stores vegetation indexes in a file was developed. The Pearson correlation between the vegetation indexes obtained with the sensor system and the spectroradiometer was evaluated. The vegetation indexes presented a Pearson correlation higher than 0.92 to the estimated values by the spectroradiometer. Under the evaluation conditions, the proposed sensor system could be used to determine all vegetation indexes evaluated. RESUMO Os índices de vegetação são importantes indicadores da saúde e produtividade das culturas agrícolas. Dentre os tipos de sensores, os sensores proximais podem ser utilizados para tomada de decisão em tempo real. Dessa forma, o objetivo deste estudo foi desenvolver um sistema sensor proximal, com base em fototransistor, para obtenção e armazenamento dos índices de vegetação: NDVI (Índice de Vegetação da Diferença Normalizada), SR (Razão Simples), WDRVI (Índice de Vegetação de Larga Escala Dinâmica), SAVI (Índice de Vegetação Ajustado ao Solo) e OSAVI (Índice de Vegetação Ajustado ao Solo Otimizado). O sistema sensor foi desenvolvido utilizando um circuito analógico para realizar a aquisição de dados de reflectância das bandas do vermelho e infravermelho próximo. O sistema sensor foi calibrado, utilizando grama Zoysia japonica, para ajustar seus valores aos de um espectroradiômetro. Desenvolveu-se um algoritmo que calcula os índices de vegetação e armazena os resultados em um arquivo. Avaliou-se a correlação de Pearson entre os índices de vegetação obtidos com o sistema sensor e o espectroradiômetro. Os índices de vegetação apresentaram correlação de Pearson superiores a 0,92 com os valores estimados pelo espectroradiômetro. Nas condições