A study of the effects of cadaveric decomposition on hyperspectral signatures of soil and vegetation

Airborne hyperspectral imagery has shown promise as a viable method to discover clandestine graves in tropical moist forest ecosystems and on grass fields found in a humid continental climate (Kalacska 2009; Leblanc, Kalacska et al. 2012). Nevertheless, a better understanding of how decomposition affects the spectral signature of vegetation and soil is needed in order to minimize false positives. The main aim of the research was to test if the spectral signatures of plants grown in soil with fertilizer treatments such as manure, blood meal and bone meal can be differentiated from the spectral signatures of plants grown in soil with animal tissue (liver) undergoing decomposition. I also examined the effect of the fertilization treatments and common products of decomposition in comparison to the liver treatments on the spectral signature of soil. Results indicate that it is possible to distinguish between plants affected by the decomposition of the liver from fertilized soils. Changes within the spectral signature of soybean plants among the different treatments can be observed in the visible range around 500 to 650 nm. In soil, the greatest variation was found to be in the 450-900 nm and 2000-2400 nm ranges. As well differences in the leaf structure and soil microbial community were observed.Des études ont démontrées qu’il est possible d’identifier des tombeaux clandestins à partir d’images aériennes hyperspectrales (Kalacska 2009; Leblanc, Kalacska et al. 2012). On peut différencier les signatures spectrales provenant d’une tombe de celles des environs pour plusieurs mois (Kalacska 2009). Cette technique de recherche permettrait de découvrir des tombeaux clandestins qui sont tombées dans l’oubli de façon plus sécuritaire et rapide Cette étude vise à améliorer la compréhension des effets de la décomposition d’un cadavre sur les signatures spectrales de la végétation et du sol afin de déterminer s’il est possible de différencier les signatures spectrales de fertilisants comme la farine de sang, la farine d’os et du fumier de celle des environs d’un cadavre en voit de décomposition. Pour approfondir nos connaissances sur ce sujet, des expériences en serres, comprenant 100 plantes de soja et 100 plantes de blé sous différent traitement ont été menées à terme. Les résultats démontrent qu’il est possible de faire la distinction entre les différents traitements, des variations surviennent entre 500-650 nm dans les signatures spectrales des feuilles des plantes de soja. Entre les signatures spectrales du sol et des différents traitements des variations se présentent entre 450-900 nm et de 2000-2400 nm. Il est aussi possible de décelées des différences au niveau de la structure interne des feuilles et dans la composition bactérienne du sol