Spectral Reflectance of Selected Pennsylvania Soils

Abstract

Spectral reflectance curves of selected soil characterization samples and standard clay minerals were studied over the wavelength interval 0.5 to 2.6µm. Results reported include reflectance data from three Hagerstown profiles and the Ap horizons of a Berks, Penn, and Ellery profile. Hagerstown soils are developed from limestone while the Berks, Penn, and Ellery are developed from shale, sandstone, and glacial deposits, respectively. Spectral curves for standard clay mineral samples of nontronite, kaolinite, and illite are also included.Spectral reflectance data indicate that clay type and the amount of organic matter, free iron oxides and silt influence the intensity of energy reflected by soils in the 0.5 to 2.6µm range. High contents of organic matter and free iron oxides reduced reflectance intensity in the 0.5‐to‐1.2µm range while clay type influenced curve shape and intensity over the entire range studied. For the Hagerstown profiles silt is highly correlated with percent reflectance in the 0.8‐to‐2.5µm range.

Soil spectral library and its use in soil classification

“…Higher levels of clay and Fe 2 O 3 were found in the curves of the profiles with a lower intensity of reflectance and the presence of organic matter (OM) in surface horizons led to a reduction in the intensity of the curve, mainly in the 350-1,350 nm range, which agrees with Mathews et al (1973). Nitossolos showed spectral behavior similar to Latossolos.…”

“…However, it was also the region that had soils with higher clay and lower Fe 2 O 3 concentrations, due to the predominant source materials being claystone and siltstone. The absence of opaque minerals enables the high intensity of reflectance, although the intensity of reflectance is medium-high in all profiles, indicating that higher levels of clay have a lower intensity of reflectance and those with higher levels of the silt have a higher intensity of reflectance, as shown by Demattê et al (2000) and Mathews et al (1973). The region has soil surface horizons with high organic matter content, resulting in a lower intensity of spectral reflectance and smoothing the concave feature of iron oxides (850-900 nm).…”

Influência da matéria orgânica e de formas de ferro na reflectância de solos tropicais

“…MATHEWS et al (1973) observaram que em solos de clima temperado a matéria orgânica causava uma diminuição da reflectância e uma absorção da energia entre 400 e 1.300 nm. COURAULT e GIRARD (1988), HENDERSON et al (1992) e MADEIRA NETTO et al (1993) verificaram que tal diminuição abrangia todo o espectro óptico, como aqui observado.…”

“…No caso do LR, a proximidade estatística entre os dois tratamentos deve-se ao fato de que, embora tenha havido a remoção da matéria orgânica, outros componentes ainda permanecem contribuindo para manter uma baixa reflectância, particularmente os minerais de ferro (MATHEWS et al, 1973;STONER et al, 1980). Entre esses destacam-se a magnetita e a ilmenita, minerais pesados, abundantes em solos originados de eruptivas básicas e detectados nas análises de raios-X da fração mais grosseira (Figura 2e).…”

Variações espectrais em solos submetidos à aplicação de torta de filtro

“…Isso porque a decomposição de determinado material depende principalmente dos componentes presentes, dentre eles, lignina, celulose, cera e óleos. Mathews et al (1973) observaram, em solos de clima temperado, que a matéria orgânica tem como característica peculiar forte absorção de energia e com isso tende a reduzir a reflectância principalmente na faixa que vai de 400 a 1.300 nm. Essa alteração da reflectância com a remoção da matéria orgânica tende a ser perceptível nos solos de textura mais grosseira, quando comparados com solos mais argilosos, dada a formação de uma camada orgânica protetora ao redor das partículas grosseiras.…”