A despeito dos diversos alvos presentes nos campos experimentais das unidades da Embrapa, optou-se pela escolha inicial de 2 alvos principais, soja e solo, os quais serão analisados integralmente no que é definido aqui como 3 níveis de abordagem: local, sub-orbital e orbital. Em ambos os alvos será realizada uma investigação completa e reamostragem de suas características espectrais com base em dados coletados em campo e laboratório utilizando métodos destrutivos tradicionais (Figura 1). Visando o aproveitamento da estrutura logística de campo para medidas espectrorradiométricas, também serão medidos o que chamaremos aqui de alvos correlatos. Esses alvos são constituídos de culturas como: cana-de-açúcar, milho, sorgo, citrus, etc, e apresentam proximidade espacial com os campos experimentais a serem utilizados. Ademais, são de importância estratégica tanto para a Embrapa, quanto para a agricultura tropical, ao ponto de estarem incluídos no projeto “Agricultura de Precisão para Sustentabilidade de Sistemas Produtivos do Agronegócio Brasileiro” (Macroprograma 1), liderado pela Embrapa CNPDIA, também parceira neste projeto. Assim, mesmo que a estrutura de processamento e validação de todos esses alvos citados não seja viável no momento, pretende-se realizar o registro de suas características espectrais e inclusão nas bibliotecas espectraisel 1 de abordagem.

Figura 1. Fluxograma da metodologia proposta

Nível 1 - Como base de coleta serão utilizados prioritariamente os sítios experimentais da Embrapa Soja (CNPS) e adjacências, perfazendo ao todo 65 ha. Neste local serão coletadas amostras de soja e solo, respeitando os limites de amostragem estatística para cada experimento da ordem de 30 amostras por ha, como sendo o ideal. As coletas de solo serão realizadas no horizonte 0-20 cm, visto que essa camada do solo apresenta relação direta com a REM registrada por sensores imageadores óticos. As amostras serão submetidas inicialmente a análises de: Difratometria de Raio X, Análise básica de fertilidade, Granulometria, Filossilicatos ordinários, Óxidos de Ferro e Combustão à seco, as quais fornecerão dados sobre composição mineralógica, textura, macronutrientes, teor  de matéria seca, verde e orgânica. Todos os pontos de coleta serão georreferenciados com GPS Trimble R3 de precisão centimétrica. A coleta de solo, também será considerada quanto a sua relação com práticas de manejo durante entre safras de forma sazonal e contabilizando a quantidade de matéria seca/verde residual e que possui franca relação com leituras espectrorradiométricas. No que se refere a soja, as coletas ocorrerão sazonalmente, respeitando os diferentes estágios fenológicos da planta e considerando os diversos cultivares disponíveis nos seguintes experimentos já em decurso nos campos experimentais: (i) fixação biológica de nitrogênio; (ii) Estado de sanidade (ataque de pragas); (iii) desenvolvimento fenológico da soja e (iv) fertilidade e manejo do solo. As medidas de campo se basearão inicialmente: em contagem direta e identificação de plantas infestadas por pragas, na taxa fotossintética, condutância estomática e concentração intercelular de CO2 (LICOR, Inc., LI-6400); na área foliar (Area Meter,  LI-3100); no teor de clorofila (SPAD-502) e na identificação de componentes bioquímicos (NIRS – Near Infrared Reflectance Spectroscopy). Neste caso também, cada amostra terá seu local de coleta registrado com GPS Trimble R3. Concomitantemente, nestes mesmos locais serão efetuadas medidas espectrorradiométricas utilizando ASD FieldSpec Max Resolution sobre os alvos, considerando a influência atmosférica e mistura de pixel, bem como laboratoriais das mesmas amostras, dessa forma desconsiderando o background e obtendo um espectro puro. Ambos os conjuntos de dados serão submetidos posteriormente a normalização e técnicas estatísticas de validação. Assim esta etapa será realizada considerando medidas laboratoriais tradicionais, conforme descrito anteriormente, associadas as feições espectrais diagnósticas, de forma a validá-la.

Níveis 2 e 3 - Os resultados da etapa anterior serão aplicados ao processamento de dados multisensor como base para o desenvolvimento de: (i) algoritmos de classificação para identificação de diferentes características de solo e soja; (ii) verdade de campo para correções atmosféricas e calibrações radiométricas; (iii) estabelecimento de constantes para equações empíricas, (iv) espectros de referência para modelos lineares de mistura espectral, (iv) mapeamento das áreas teste, entre outros. Esta etapa pressupõe o uso de diferentes sensores multiespectrais, como o ASTER, TM e ALOS, assim como hiperespectrais orbitais como o Hyperion e o EnMap, além dos aerotransportados disponíveis nos VANTs em desenvolvimento. De forma isonômica e para efeitos de validação os dados dos sensores imageadores serão coletados ou adquiridos ao mesmo tempo e nos mesmos locais dos registros de campo. Concomitantemente ocorrerão testes de campo e aprimoramento dos protótipos VANT, tanto em relação ao aperfeiçoamento de instrumentos de navegação semi-automática, quanto no que tange aos sistemas de coleta de dados dos sensores embarcados (Figura 1).