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Sensoriamento Remoto

O que é sensoriamento remoto?
  • Definição: "Utilização de sensores para aquisição de informações sobre objetos ou fenômenos sem que haja contato direto entre eles".
    • Sensores: são equipamentos capazes de coletar energia proveniente do objeto, convertê-la em sinal passível de ser registrado e apresentá-lo em forma adequada à extração de informações.
    • Energia: na grande maioria das vezes é a energia eletromagnética ou radiação eletromagnética.
  • Conceito mais específico: "Conjunto das atividades relacionadas à aquisição e a análise de dados de sensores remotos".
    • Sensores remotos: sistemas fotográficos ou óptico-eletrônicos capazes de detectar e registrar, sob a forma de imagens ou não, o fluxo de energia radiante refletido ou emitido por objetos distantes.
O que é radiação eletromagnética?
  • Toda matéria a uma temperatura superior à zero absoluto (0o K ou -273o C) emite radiação eletromagnética, como resultado de suas oscilações atômicas e moleculares.
  • A radiação emitida ao incidir sobre a superfície de outra matéria pode ser refletida, absorvida ou transmitida. Quando absorvida, a energia é geralmente reemitida, em diferentes comprimentos de onda.
  • Os processos de emissão, absorção, reflexão e transmissão ocorrem simultaneamente e suas intensidades relativas caracterizam a matéria em investigação. Dependendo das características físicas e químicas da mesma, os quatro processos ocorrem com intensidades diferentes em diferentes regiões do espectro.
  • Esse comportamento espectral das diversas substâncias é denominado assinatura espectral e é utilizado em Sensoriamento Remoto para distinguir diversos materiais entre si.
  • Qualquer fonte de energia eletromagnética é caracterizada pelo seu espectro de emissão, o qual pode ser contínuo ou distribuído em faixas discretas.
  • O campo elétrico e o campo magnético são perpendiculares entre si e ambos oscilam perpendicularmente à direção de propagação da onda, como mostra a figura abaixo, onde E é o campo elétrico e M o campo magnético.



  • A velocidade de propagação da onda eletromagnética no vácuo é a velocidade da luz (3 x 108 m/s). O número de ondas que passa por um ponto do espaço num determinado tempo define a freqüência (f) da radiação.
  • A onda eletromagnética pode também ser caracterizada pelo comprimento de onda (lâmbda) que pode ser expresso pela equação:
    • A faixa de comprimentos de onda ou freqüências em que se pode encontrar a radiação eletromagnética é ilimitada.
    • Este espectro é subdividido em faixas, representando regiões que possuem características peculiares em termos dos processos físicos geradores de energia ou dos mecanismos físicos de detecção desta energia.
    • As principais faixas do espectro eletromagnético estão descritas abaixo e representados na figura a seguir.



    • Ondas de rádio: baixas freqüências e grandes comprimentos de onda. São utilizadas para comunicação a longa distância.
    • Microondas: faixa de 1mm a 30cm ou 3x1011 a 3x109 Hz. Pode-se gerar feixes de radiação eletromagnética altamente concentrados, chamados radares. Por serem pouco atenuados pela atmosfera, ou por nuvens, permitem o uso de sensores de microondas em qualquer condição de tempo.
    • Infravermelho: grande importância para o Sensoriamento Remoto. Engloba radiação com comprimentos de onda de 0,75um a 1,0mm. A radiação I.V. é facilmente absorvida pela maioria das substâncias (efeito de aquecimento).
    • Visível: Radiação capaz de produzir a sensação de visão para o olho humano normal. Pequena variação de comprimento de onda (380 a 750nm). Importante para o Sensoriamento Remoto, pois imagens obtidas nesta faixa, geralmente, apresentam excelente correlação com a experiência visual do intérprete.
    • Ultravioleta: extensa faixa do espectro (10nm a 400nm). Películas fotográficas são mais sensíveis à radiação ultravioleta do que a luz visível. Uso para detecção de minerais por luminescência e poluição marinha. Forte atenuação atmosférica nesta faixa, se apresenta como um grande obstáculo na sua utilização.
    • Raios X: Faixa de 1Ao a 10nm (1Ao = 10-10m). São gerados, predominantemente, pela parada ou freamento de elétrons de alta energia. Por se constituir de fótons de alta energia, os raios-X são altamente penetrantes, sendo uma poderosa ferramenta em pesquisa sobre a estrutura da matéria.
    • Raios-GAMA: são os raios mais penetrantes das emissões de substâncias radioativas. Não existe, em princípio, limite superior para a freqüência das radiações gama, embora ainda seja encontrada uma faixa superior de freqüência para a radiação conhecida como raios cósmicos.
Como são os sistemas sensores?



  • Coletor: recebe a energia através de uma lente, espelho, antenas, etc...
  • Detetor: capta a energia coletada de uma determinada faixa do espectro;
  • Processador: Processa o sinal registrado (revelador, amplificação, etc...) através do qual se obtém o produto;
  • Produto: contém a informação necessária ao usuário.
Quais tipos de sensores existem?

Podem ser classificados em função da fonte de energia ou em função do tipo de produto que produz.
  • Em função da fonte de energia:
    • PASSIVOS: não possuem fonte própria de radiação. Mede radiação solar refletida ou radiação emitida pelos alvos. Ex.: Sistemas fotográficos.
    • ATIVOS: possuem sua própria fonte de radiação eletromagnética, trabalhando em faixas restritas do espectro. Ex.: Radares.
  • Em função do tipo de produto:
    • Não-imageadores: não geram imagem da superfície sensoriada. Ex.: Espectrorradiômetros (assinatura espectral) e radiômetros (saída em dígitos ou gráficos). Essenciais para aquisição de informações precisas sobre o comportamento espectral dos objetos.
    • Imageadores: obtém-se uma imagem da superfície observada como resultado. Fornecem informações sobre a variação espacial da resposta espectral da superfície observada.
    Os sistemas imageadores podem ser divididos em:
    • Sistema de quadro ("framing systems"): adquirem a imagem da cena em sua totalidade num mesmo instante. Ex.: RBV.
    • Sistema de varredura ("scanning systems"). Ex.: TM, MSS, SPOT.
    • Sistema fotográfico: Fácil de operar. Limitada capacidade de captar a resposta espectral (filmes cobrem somente o espectro entre ultravioleta próximo ao infravermelho distante). Limita-se as horas de sobrevôo e devido a fenômenos atmosféricos não permitem freqüentemente observar o solo a grandes altitudes.
  • A tabela abaixo apresenta uma análise comparativa dos sensores fotográficos e imageamentos por varredura.

 
Imageamento por
sensores fotográficos
Imageamento por
sensores de varredura
Resolução geométrica alta média
Resolução espectral média alta
Repetitividade baixa alta
Visão sinóptica baixa alta
Base de dados analógica digital

O que são os sistemas sensores orbitais? Quais são os principais?
  • Os sistemas sensores orbitais exploram as características de uma plataforma embarcada em uma órbita que deve ser:
    • Circular, para garantir que as imagens tomadas em diferentes regiões da Terra tivessem a mesma resolução e escala;
    • Permitir o imageamento cíclico da superfície, para garantir a observação periódica e repetitiva dos mesmos lugares;
    • Ser síncrona com o Sol (heliossíncrono), para que as condições de iluminação da superfície terrestre se mantivessem constantes;
    • Horário da passagem do satélite deve atender às solicitações de diferentes áreas de aplicação (geologia, geomorfologia, agricultura, etc..).
  • A tabela abaixo apresenta as características do Landsat, SPOT e ERS-1.
 
Landsat 4 e 5
SPOT 1 e 2
ERS-1
Órbita circular
98,2 graus
heliosincrono
circular
98,7 graus
heliosincrono
circular
98,5 graus
heliosincrono
Período 99 minutos 97 minutos 100,467 minutos
Altitude 705 km 832 km 785 km
Cruzamento 9:45 horas 10:39 horas 10:30 hoas (desc.)
Ciclo 16 dias 26 dias 35 dias (SAR)
Órbita adj. 172 km 108 km 100 km
Órbita suc. 2.750 km 2.700 km -

Quais são as características do LANDSAT?
  • Compõe-se até o momento de 5 satélites, que foram desenvolvidos pela NASA (National Aeronautics and Space Administration.
  • Landsat 1 e 2 com dois sistemas sensores com a mesma resolução espacial, mas diferentes concepções de imageamento: o sistema RBV, com imageamento instantâneo de toda a cena e o sistema MSS, com imageamento do terreno por varredura de linhas (line-scanner).
  • Landsat 3, com sistema RBV modificado, provendo dados com melhor resolução espacial em uma única faixa do espectro e uma faixa espectral adicionada ao sistema MSS, para operar na região do infravermelho termal.
  • A partir do Landsat 4 e 5, ao invés do sensor RBV, a carga útil do satélite passou a contar com o sensor TM (Thematic Mapper), operando em 7 faixas espectrais. Esse sensor conceitualmente é semelhante ao MSS mas incorpora aperfeiçoamentos nos componentes ópticos e nos componentes eletrônicos.
  • Imageador RBV(Return Beam Vidicon): sistema semelhante a uma câmera de televisão permitindo o registro instantâneo de uma certa área do terreno. A energia proveniente de toda a cena impressiona a superfície fotossensível do tubo da câmera e, durante certo tempo, a entrada de energia é interrompida por um obturador, para que a imagem do terreno seja varrida por um feixe de elétrons. O sinal de vídeo é então transmitido telemetricamente.
  • Imageador MSS (Multispectral Scanner): sistema sensor que permite o imageamento de linhas do terreno numa faixa de 185 km, perpendiculares à órbita do satélite. A varredura do terreno é realizada com auxílio de um espelho que oscila perpendicularmente ao deslocamento do satélite. Durante a oscilação do espelho, a imagem do terreno, ao longo da faixa, é focalizada sobre uma matriz de detetores. A dimensão de cada detetor é responsável pelo seu campo de visada instantâneo (área observada por cada detetor na superfície da Terra). A energia registrada por cada detetor é transformada em um sinal elétrico e este transmitido para as estações em terra. A cada oscilação do espelho, o satélite desloca-se ao longo da órbita, para proporcionar o imageamento contínuo do terreno. Entretanto, o movimento de rotação da Terra provoca um pequeno deslocamento do ponto inicial da varredura para oeste a cada oscilação do espelho, ou seja, a cada seis linhas imageadas. Se considerarmos o deslocamento de 185 km ao longo da órbita do satélite, há um deslocamento de 12,5 cm entre a primeira e a última coluna de pixels.
  • Imageador TM(Thematic Mapper): sistema de varredura multiespectral concebido para obter melhor resolução espacial, melhor discriminação espectral entre objetos da superfície terrestre, maior fidelidade geométrica e melhor precisão radiométrica em relação ao sensor MSS. A energia proveniente da cena atinge o espelho de varredura que oscila perpendicularmente à direção de deslocamento do satélite em sentido leste-oeste e oeste-leste. O sinal atravessa um telescópio e um conjunto de espelhos, cuja função principal é corrigir o sinal coletado pelo espelho de varredura. Dessa maneira, o sinal detectado em cada matriz de detetores de cada canal é transferido para um amplificador e convertido em sinal digital através de um sistema A/D (analógico/digital). A saída de dados é, então transmitida via telemetria.
Quais são as características do SPOT?
  • Programa francês semelhante ao programa Landsat, concebido pelo Centre National d'Etudes Spatiales (CNES) com dois sensores de alta resolução (HRV - HAUT Resolution Visible) a bordo. Estes sensores foram concebidos para operarem no modo multiespectral (aquisição de dados em três faixas do espectro eletromagnético com uma resolução espacial de 20 metros) e no modo pancromático com uma banda de resolução espacial de 10 metros.
  • Uma das características marcantes dos instrumentos a bordo do SPOT é a possibilidade de observação "off-nadir" (apontamento direcional). O sensor poderá ser direcionado de modo a observar cenas laterais à órbita em que se encontra inserido o satélite em dado momento. Esta possibilidade de observação "off-nadir" aumenta os meios de obter-se um aumento no recobrimento repetitivo de determinadas áreas. Outra vantagem da visada "off-nadir" é a possibilidade de serem obtidos pares estereoscópicos de determinadas áreas.
  • A luz proveniente da cena atinge um espelho plano, que pode ser controlado a partir das estações terrenas variando em ângulos de +/- 0,6 até 27o em relação ao eixo vertical. A energia que atinge o espelho plano é focalizada sobre uma matriz linear de detetores do tipo CCD (Charge-Coupled Device). Cada matriz consiste em 6000 detetores arranjados linearmente, formando o que se convenciona chamar de "push-broom scanner" ou sistema de varredura eletrônica. Este sistema permite o imageamento instantâneo de uma linha completa no terreno, perpendicularmente à direção de deslocamento do satélite em sua órbita.
Quais são as características do ERS-1?
  • Construído pela Agência Espacial Européia (ESA), o ERS-1 foi lançado do centro espacial da Guiana Francesa pelo foguete Ariane 4 em 16 de julho de 1991. Com uma missão noninal de dois anos, os objetivos são voltados principalmente para estudos oceânicos e de geleiras, nas várias áreas de ciências naturais.
  • Dentre os vários aparelhos a bordo do satélite, temos o AMI (Active Microwave Instruments), constituído por um radar de Abertura Sintética (SAR) e um escaterômetro (aparelho para medição de ventos). As imagens adquiridas pelo SAR, fornece dados de uma faixa de 100 x 100 km, com uma resolução espacial de 30 metros. Uma antena de 10 x 1 metros emite e recebe um feixe de microondas na faixa de 5,3 Ghz (banda C), com polarização VV e um ângulo de incidência de 23 graus. A operação do SAR no modo Imagem produz uma taxa de dados muito alta (105 Mbps), fazendo com que as imagens só possam ser geradas em zonas equipadas com estações receptoras. A superfície terrestre poderá ser inteiramente coberta e imageada em ciclos de 35 dias.
Sistemas de Aquisição de Imagens

O que é uma imagem digital?
  • Uma imagem digital pode ser definida por uma função bidimensional, da intensidade de luz refletida ou emitida por uma cena, na forma I(x,y); onde os valores de I representam, a cada coordenada espacial (x,y), a intensidade da imagem nesse ponto. Essa intensidade é representada por um valor inteiro, não-negativo e finito.
  • A cada ponto imageado pelos sensores, corresponde a uma área mínima denominada "pixel" (picture cell), que deve estar geograficamente identificado, e para o qual são registrados valores digitais relacionados a intensidade de energia refletida em faixas (bandas) bem definidas do espectro eletromagnético.
  • O processo de digitalização de uma imagem não-digital ("imagem contínua"), corresponde a uma discretização (ou amostragem) da cena em observação, através da superposição de uma malha hipotética, e uma atribuição de valores inteiros (os níveis de cinza) a cada ponto dessa malha (processo chamado de quantização).
  • Em satélites como o Landsat e SPOT, o sinal elétrico detectado em cada um de seus canais, é convertido ainda a bordo do satélite, por um sistema analógico/digital, e a saída enviada para as estações de recepção via telemetria. As imagens destes satélites são amostradas com um número grande de pontos (as imagens do sensor "Thematic Mapper" do satélite Landsat possuem mais de 6000 amostras por linha). Além disso, tais imagens têm a característica de serem multiespectrais, no sentido de constituírem uma coleção de imagens de uma mesma cena, num mesmo instante, obtida por vários sensores com respostas espectrais diferentes.
Quais características tem uma imagem?
  • Tem número finito de bits para representar a radiância da cena para cada "pixel".
  • Radiância é o fluxo radiante que provém de uma fonte, numa determinada direção, por unidade de área. A quantificação da radiância contínua de uma cena é representada pelos níveis de cinza discretos na imagem digital, é dada por um número de bits por "pixel" para produzir um intervalo de radiância. Os sensores da nova geração obtêm normalmente imagens em 8 ou 10 bits (equivalente a 256 ou 1024 níveis digitais). O nível de cinza é representado pela radiância média de uma área relativamente pequena em uma cena. Esta área é determinada pela altitude do sistema sensor a bordo do satélite e outros parâmetros como o IFOV (Instantaneous Field Of View), que é o ângulo formado pela projeção geométrica de um único elemento detetor sobre a superfície da Terra.
  • No caso das imagens multiespectrais, a representação digital é mais complexa, porque para cada coordenada (x,y), haverá um conjunto de valores de nível de cinza. Representa-se então cada "pixel" por um vetor, com tantas dimensões quantas forem as bandas espectrais.
  • Banda espectral é o intervalo entre dois comprimentos de onda, no espectro eletromagnético.
  • Resolução é uma medida da habilidade que um sistema sensor possui de distinguir entre respostas que são semelhantes espectralmente ou próximas espacialmente. A resolução pode ser classificada em espacial, espectral e radiométrica.
  • Resolução espacial: mede a menor separação angular ou linear entre dois objetos. Por exemplo, uma resolução de 20 metros implica que objetos distanciados entre si a menos que 20 metros, em geral não serão discriminados pelo sistema.
  • Resolução espectral: é uma medida da largura das faixas espectrais do sistema sensor. Por exemplo, um sensor que opera na faixa de 0.4 a 0.45 m tem uma resolução espectral menor do que o sensor que opera na faixa de 0.4 a 0.5 um.
  • Resolução radiométrica: está associada à sensibilidade do sistema sensor em distinguir dois níveis de intensidade do sinal de retorno. Por exemplo, uma resolução de 10 bits (1024 níveis digitais) é melhor que uma de 8 bits.

  • A tabela a seguir apresenta as características de resolução dos sistemas sensores Thematic Mapper (TM), Haute Resolution Visible (HRV) e Advanced Very Resolution Radiometer (AVHRR), a bordo dos satélites Landsat, SPOT e NOAA, respectivamente.

     
    TM
    HRV
    AVHRR
    Freqüência da aquisição
    de imagens
    16 dias 26 dias 2 vezes ao dia
    Resolução espacial 30 m
    120 m (Banda6)
    20 m (Banda1 a 3)
    10 m (Pan)
    1.1 Km (nominal)
    Resolução radiométrica 8 bits 8 bits (1-3)
    6 bits (Pan)
    8 bits
    Resolução espectral
    bandas espectrais
    (micrômetros)
    Banda1 - 0.45-0.52
    Banda2 - 0.52-0.60
    Banda3 - 0.63-0.69
    Banda4 - 0.76-0.90
    Banda5 - 1.55-1.75
    Banda6 - 10.74-12.5
    Banda7 - 2.08-2.35
    Banda1 - 0.50-0.59
    Banda2 - 0.61-0.68
    Banda3 - 0.79-0.89
    Pan - 0.51-0.73
    Banda 1 - 0.58-0.68
    Banda 2 - 0.725-1.1
    Banda 3 - 3.55-3.93
    Banda 4 - 10.30-11.30
    Banda 5 - 11.50-12.50

  • As diferentes bandas espectrais dos sensores têm aplicações distintas em estudos de sensoriamento remoto. Para orientar o usuário na seleção das melhores bandas a serem utilizadas no seu projeto, apresenta-se as tabelas a seguir:
Satélite Landsat - Sensor TM
Canal
Faixa Espectral (um)
Principais aplicações
1
0.45 - 0.52
Mapeamento de águas costeiras
Diferenciação entre solo e vegetação
Diferenciação entre vegetação coníferas e decídua
2
0.52 - 0.60
Reflectância de vegetação verde sadia
3
0.63 - 0.69
Absorção de clorofila
Diferenciação de espécies vegetais
4
0.76 - 0.90
Levantamento de biomassa
Delineamento de corpos d'água
5
1.55 - 1.75
Medidas de umidade da vegetação
Diferenciação entre nuvens e neve
6
10.4 - 12.5
Mapeamento de estresse térmico em plantas
Outros mapeamentos térmicos
7
2.08 - 2.35
Mapeamento hidrotermal


Satélite SPOT - Sensor HRV
Canal
Faixa Espectral (um)
Principais aplicações
1
0.50 - 0.59
Reflectância de vegetação verde sadia
Mapeamento de águas
2
0.61 - 0.68
Absorção da clorofila
Diferenciação de espécies vegetais
Diferenciação de solo e vegetação
3
0.79 - 0.89
Levantamento de fitomassa
Delineamento de corpos d'água
Pan
0.51 - 0.73
Estudo de áreas urbanas


Satélite NOAA - Sensor AVHRR
Canal
Faixa Espectral (um)
Principais aplicações
1
0.58 - 0.68
Mapeamento diurno de nuvem, gelo e neve
Definição de feições de solo e cobertura vegetal
2
0.725 - 1.1
Delineamento da superfície da água
Definição de condições de fusão de neve e gelo
Avaliação da vegetação e monitoramento metereológico (nuvens)
3
3.55 - 3.93
Mapeamento noturno e diurno de nuvens
Análise da temperatura (C) da superfície do mar
Detecção de pontos quentes (incêndios)
4 e 5
10.30 - 11.30 (4)
11.50 - 12.50 (5)
Mapeamento noturno e diurno de nuvens
Medição da superfície do mar, lagos e rios
Detecção de erupção vulcânica
Umidade do solo, atributos metereológicos das nuvens
Temperatura da superfície do mar e umidade do solo

Quais os formatos de imagens de sensores orbitais existem?
  • Os arquivos de imagens dos sensores podem estar disponíveis nos formatos superestrutura ou "fast format".
  • Formato superestrutura (padrão de fitas e CDROM): apresenta uma organização de dados em quatro níveis hierárquicos distintos: volume, o arquivo, o registro e o campo de dados. Um grupo de arquivos compõem um volume lógico, o qual pode ser armazenado em vários volumes físicos (fitas) e um volume físico pode armazenar vários volumes lógicos, isto é, podemos ter uma fita com vários arquivos (bandas), ou uma banda em mais de um volume físico. Os componentes básicos de uma superestrutura são: o arquivo diretório do volume e o arquivo descritor.
    • O arquivo diretório de volume define e identifica um volume lógico (por exemplo um conjunto de bandas). O arquivo descritor é o primeiro registro dentro de cada arquivo de dados (cada banda) e define a estrutura interna do arquivo fornecendo parâmetros para interceptar seu conteúdo.
  • Formato "fast format": contém uma quantidade mínima de dados gerais, compactando o máximo possível os dados em uma fita, facilitando assim a leitura e a escrita. Este formato está disponível somente para estrutura de imagem em banda seqüencial (BSQ), usado em imagens TM/Landsat. Os arquivos da imagem estão contidos em uma única fita e pode haver mais de um arquivo imagem por fita. Há dois tipos de arquivo em uma fita "fast format": o arquivo de "header" e os arquivos de imagens.
    • O arquivo de "header" é o primeiro de cada fita e contém dados de descrição como data, opções de processamento e informação de projeção para o produto.
    • Os arquivos de imagem contêm somente "pixels" de imagem. Estes dados podem ser blocados ou não. A blocagem é utilizada para condensar uma imagem, o máximo possível. Na maior parte das vezes, as imagens geocodificadas são blocadas.
Quais são os padrões de gravação da imagem do TM/Landsat?
  • A imagem TM/Landsat que o SPRING faz a leitura deve estar no padrão BSQ de bandas seqüenciais.
  • No padrão BSQ, a imagem é registrada na fita, banda a banda, conforme ilustra o esquema a seguir:

    Registro linhas colunas

    1 2 3 4 5 6

    1 1 B1 B1 B1 B1 B1 .

    2 2 B1 B1 B1 B1 B1 .

    3 3 B1 B1 B1 B1 B1 .

    . . .

    . 1 B2 B2 B2 B2 B2 .

    . 2 B2 B2 B2 B2 B2 .

    . 3 B2 B2 B2 B2 B2 .

  • O usuário pode escolher os produtos digitais das fitas TM-Landsat com níveis de correção geométrica. Os níveis possíveis são 4, 5 e 6:
    • Nível 4 - o produto padrão do INPE é gerado neste nível. São aplicados os cálculos de correção geométrica, utilizando-se os dados de efemérides e atitude obtidos do satélite.
    • Nível 5 - os procedimentos são idênticos aos aplicados no nível 4, com correção geométrica básica com reamostragem por "vizinho mais próximo" e pontos de controle adquiridos a partir de uma base cartográfica oficial.
    • Nível 6 - os procedimentos são semelhantes aos do nível 5, com reamostragem por convolução cúbica.
  • O tamanho de uma cena de uma imagem TM/Landsat é de 6177 linhas por 6489 colunas, a qual pode ser dividida em quadrantes de 3087 linhas e 3243 colunas. Os quadrantes encontram-se dispostos na cena conforme a figura a seguir:

    Quadrantes
    A= 1,2,5,6 N= 2,3,6,7
    B= 3,4,7,8 S= 10,11,14,15
    C= 9,10,13,14 W= 5,6,9,10
    D= 11,12,15,16 E= 7,8,11,12
    X= 6,7,10,11  


    5 6 7 8
    9 10 11 12
    13 14 15 16

  • Os dados Landsat TM em CD-ROM são distribuídos em forma de cenas inteiras (full frame - aproximadamente 185 x 185 km) ou quadrantes (aproximadamente 96 x 96 km), desde 1 até 7 bandas espectrais. Todas as cenas são fornecidas com o mesmo nível de correção radiométrica básica, que consiste na equalização da resposta dos sensores, de forma a eliminar o efeito de "stripping" dos dados Landsat-TM. Não são aplicadas equalizações de histogramas ou correções para o ângulo de elevação do sol. O CD-ROM é formatado no padrão IBM-DOS, podendo ser lido por qualquer unidade de leitura que aceite discos óticos em conformidade com o padrão ISO-9660. O disco está estruturado em subdiretórios:
    • no diretório-raiz, estão localizados alguns arquivos gerais, tais como esta documentação de formato e um programa de conversão do formato do CD-ROM para um arquivo formato TIFF.
    • um ou mais diretórios com a identificação WRS da cena. Por exemplo, uma imagem full frame sobre o Rio de Janeiro (base 217 ponto 76) estará localizada no diretório \217_076. Se a imagem for quadrante, a sigla do quadrante também fará parte do nome do diretório. Por exemplo, o quadrante A da mesma cena do exemplo acima estará localizada no diretório \216_076A.
    • em cada diretório, haverá um ou mais subdiretórios com a data de aquisição da cena. A forma geral do subdiretório é \aammdd, onde "aa" são os 2 últimos dígitos do ano, "mm" os dígitos do mês e "dd" os dígitos do dia da aquisição. Por exemplo, a mesma cena do exemplo acima que tenha sido adquirida em 31 de janeiro de 1994 estará localizada no subdiretório \940131.
    • nos subdiretórios respectivos encontram-se os arquivos de imagem, um para cada banda requisitada, e alguns arquivos de descrição do produto (similares aos arquivos da CCT Super-Estrutura), cujas descrições detalhadas são dadas mais adiante. Cada arquivo de imagem é nomeado simplesmente BANDAn.DAT, onde "n" é o número da banda.
  • Por exemplo, a banda 7 da mesma cena do Rio de Janeiro, quadrante A, adquirida pelo satélite em 31 de janeiro de 1994, deverá ser acessada com o nome:\217_076a\940131\banda7.dat
  • As imagens em CDROM são gravadas no formato superestrutura. eventualmente, poderá existir um subdiretório adicional, \DEMO, com algumas imagens de demonstração, em formato TIFF ou JPEG.
Quais são os padrões de gravação da imagem HRV/SPOT?
  • O programa de leitura de imagens do SPRING (IMPIMA), permite a leitura de imagem HRV/SPOT, onde esta deve estar no formato banda intercalada por linha (BIL), onde cada linha é gravada seqüencialmente para todas as bandas, conforme ilustra o esquema a seguir:

    Registro linhas colunas

    1 2 3 4 5 6

    1 1 B1 B1 B1 B1 B1 .

    2 1 B2 B2 B2 B2 B2 .

    3 1 B3 B3 B3 B3 B3 .

    4 2 B1 B1 B1 B1 B1 .

    5 2 B2 B2 B2 B2 B2 .

    6 2 B3 B3

Quais são as características do ERS-1?
  • O usuário pode escolher os produtos digitais das fitas HRV-SPOT com níveis de correção geométrica. Os níveis possíveis são 1A, 1B, 2A e 2B, descritos a seguir:
    • Nível 1A: a imagem contém dados originais com calibração radiométrica relativa e absoluta, através da normalização dos detetores, sem correção geométrica e calibração entre bandas.
    • Nível 1B: a correção radiométrica é a mesma de 1A, acrescida da reamostragem para compensação dos efeitos internos e externos do sistema e a correção geométrica, para os efeitos de perspectiva, rotação da Terra e variação da velocidade do satélite.
    • Nível 2A: a correção radiométrica é a mesma do nível 1B e apresenta um pré- processamento geométrico sobre um mapa com o uso de dados de atitude do satélite.
    • Nível 2B: a imagem possui correção geométrica sobre um mapa, com o uso de dados de atitude do satélite e pontos de controle do terreno.
  • A definição do formato de uma cena, em uma imagem SPOT, depende se esta possui informação multiespectral (bandas 1, 2 e 3) ou pancromática (pan), e ainda do nível de correção da imagem.
  • O tamanho das imagens SPOT é definido de acordo com o nível de correção, conforme mostra a tabela a seguir:

    Nível Modo Nº linhas Nº colunas
    1A P
    XS
    6.000
    6.000
    6.000
    3.000
    1B P
    XS
    6.000
    3.000
    6.400 a 8.500
    3.200 a 4.250
    2A/2B P
    XS
    7.200 a 10.200
    3.600 a 5.100
    7.500 a 10.200
    3.750 a 5.100



  • Uma cena da imagem SPOT pode também ser divida em quadrantes, conforme ilustra a figura ao lado. Cada quadrante representa uma área de aproximadamente 40 x 40 Km e o usuário tem a possibilidade de requisitar uma cena que esteja localizada entre quadrantes. Para isto, deve identificar a área desejada na imagem e definir um quadrado de 40 x 40 Km envolvendo-a.
Quais são os padrões de gravação da AVHRR/NOAA?
  • A imagem AVHRR/NOAA encontra-se no padrão banda intercalada por "pixel" (BIP). No formato BIP, cada "pixel" é gravado seqüencialmente para todas as bandas, conforme ilustra o esquema a seguir:

    Registro Linhas Colunas
    1 2 B1.1 B2.1 B3.1 B4.1 B5.1 B1.2 B2.2
    1 1 B1.n B2.n B3.n B4.n B5.n B1.n+1...



  • As fitas podem ser gravadas em 10 bits (full) ou 8 bits (compress). Uma fita gravada em 10 bits pode conter até as cinco bandas registradas e possui a seguinte configuração, como mostra a figura ao lado:
  • onde:
    • (1) "Header": apresenta as características do satélite, data de gravação, formato, etc.
    • (2) Matriz de Referência Geodésica (MRG): apresenta os dados de navegação da imagem.
    • (3) Dados TIP: dados de documento da imagem como linha, coluna, resolução, etc.
    • (4) Dados AHVRR: a imagem propriamente dita.
  • Uma fita gravada em 8 bits pode conter até três bandas registradas e possui a seguinte configuração:


  • O tamanho das imagens AVHRR é definido pelo ângulo de varredura do sensor, isto é, 2048 amostras ("pixels") por canal, para cada varredura na Terra. O número de colunas é definido pelo alcance da antena receptora.


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