Use of digital images to estimate soil moisture/Uso de imagens digitais para estimar a umidade do solo

• Published in: Revista brasileira de engenharia agrícola e ambiental 2016-12, Vol.20 (12), p.1051
• Main Authors: dos Santos, Joao F.C, Silva, Heider R.F, Pinto, Francisco A.C, de Assis, Igor R
• Format: Article
• Language: English
• ISSN: 1415-4366
• DOI: 10.1590/1807-1929/agriambi.v20n12p1051-1056

The objective of this study was to analyze the relation between the moisture and the spectral response of the soil to generate prediction models. Samples with different moisture contents were prepared and photographed. The photographs were taken under homogeneous light condition and with previous correction for the white balance of the digital photograph camera. The images were processed for extraction of the median values in the Red, Green and Blue bands of the RGB color space; Hue, Saturation and Value of the HSV color space; and values of the digital numbers of a panchromatic image obtained from the RGB bands. The moisture of the samples was determined with the thermogravimetric method. Regression models were evaluated for each image type: RGB, HSV and panchromatic. It was observed the darkening of the soil with the increase of moisture. For each type of soil, a model with best fit was observed and to use these models for prediction purposes, it is necessary to choose the model with best fit in advance, according to the soil characteristics. Soil moisture estimation as a function of its spectral response by digital image processing proves promising. Key words: soil color image processing RGB HSV Objetivou-se, neste trabalho, analisar a relacao entre a umidade e a resposta espectral do solo para gerar modelos de predicao. Amostras com diferentes umidades foram preparadas e fotografadas. As fotografias foram tomadas em condicao de luz homogenea e com correcao previa do balanco de brancos na camera fotografica digital. As imagens foram processadas para extracao dos valores medianos nas bandas Vermelho, Verde e Azul do espaco de cores RGB; Matiz, Saturacao e Valor do espaco de cores HSV; e valores dos numeros digitais de uma imagem pancromatica obtida das bandas RGB. A umidade das amostras foi determinada com o metodo termogravimetrico. Modelos de regressao foram avaliados para cada tipo de imagem: RGB, HSV e pancromatica. Observou-se o escurecimento do solo com aumento da umidade. Para cada tipo de solo houve um modelo com melhor ajuste. Para que modelos de predicao possam ser utilizados e necessario escolher previamente o melhor modelo em funcao das caracteristicas do solo. A estimativa da umidade do solo em funcao de sua resposta espectral por meio do processamento de imagens digitais mostra-se promissora. Palavras-chave: cor do solo processamento de imagens RGB HSV