20/03/2017 ORGANIZAÇÃO DE UMA IMAGEM DIGITAL: ESTRUTURA DE UMA IMAGEM E CALIBRAÇÃO RADIOMÉTRICA AULA 01 ESTRUTURA DAS IMAGENS MULTIESPECTRAIS

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1 ESTRUTURA DE UMA IMAGEM E CAIBRAÇÃO RADIOMÉTRICA AUA 01 Daniel C. Zanotta ESTRUTURA DAS IMAGENS MUTIESPECTRAIS Matriz-Imagem Exemplo andsat: Banda 1 Banda Banda 3 Banda 4 Banda 5 Banda 7? ORGANIZAÇÃO DE UMA IMAGEM DIGITA: Intervalo de variação de uma imagem 8 bits: 0 55 (56 níveis de cinza NC, CD, ND) 0 - Preto 55 - Branco (1,1) Colunas (X) inhas (Y) (nºlin, nº col) 1

2 ABRA UMA IMAGEM NO MATAB E VISUAIZE AS BANDAS DE 1 A 6 ABRA UMA IMAGEM NO MATAB E VISUAIZE AS BANDAS DE 1 A 6 PRIMEIRO CONVERTA A IMAGEM DE CASSE UINT8 PARA DOUBE >> IMG = DOUBE (IMG); % ISSO FARÁ COM QUE OS NÚMEROS NA IMAGEM POSSAM ASSUMIR VAORES FRACIONÁRIOS, PERMITINDO OS CÁCUOS NECESSÁRIOS. UTIIZE A FUNÇÃO: >> IMSHOW ( IMG (:, :, [1 3]) / 55 ); % MOSTRA COMPOSIÇÃO DE BANDAS DE 1 ATÉ USE O ; PARA IMPEDIR QUE O RESUTADO SEJA MOSTRADO NA TEA A FUNÇÃO IMSHOW MOSTRA APENAS IMAGENS QUE ESTÃO COM SEUS VAORES ENTRE 0 E 1. PARA POSSIBIITAR A VISUAIZAÇÃO DAS IMAGENS NA TEA, É NECESSÁRIO DIVIDIR A IMAGEM POR 55. ASSIM, TODOS OS VAORES FICARÃO ENTRE 0 E 1. ABRA UMA IMAGEM NO MATAB E VISUAIZE AS BANDAS DE 1 A 6 EXPERIMENTE FAZER OUTRAS COMPOSIÇÕES COMO: 3 1 >> IMSHOW ( IMG (:, :, [3 1]) / 55 ); >> IMSHOW ( IMG (:, :, [1 4 6]) / 55) ; >> IMSHOW ( IMG (:, :, [5 4 3]) / 55); EXPERIMENTE VISUAISAR BANDAS INDIVIDUAIS COM: >> IMSHOW ( IMG (:, :, 1) / 55) ; >> IMSHOW ( IMG (:, :, 5) / 55) ;

3 CAIBRAÇÃO RADIOMÉTRICA NECESSÁRIA PARA CONVERTER OS VAORES DE NÚMERO DIGITA (ND) PARA RADIÂNCIA [W/m ] É REAIZADA ATRAVÉS DE PARÂMETROS DO SENSOR QUE SÃO VARIÁVEIS COM O TEMPO É FEITA BANDA POR BANDA SEPARADAMENTE É UMA DAS ETAPAS DO PRÉ-PROCESSAMENTO DE IMAGENS USADAS PARA DETERMINAR CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DOS AVOS TESTE DE CAIBRAÇÃO EM ABORATÓRIO DO CBERS- (CHINA-000) TESTE DE CAIBRAÇÃO EM ABORATÓRIO DO CBERS- (CHINA-000) 3

4 TESTE DE CAIBRAÇÃO EM ABORATÓRIO DO CBERS- (BRASI-001) IRRADIÂNCIA (I ) [W/m ] ENERGIA EMITIDA PEO SO QUE CHEGA EM CADA m² NA TERRA: SO C P S POTÊNCIA TOTA DO SO [W] 3, W R A 4 R A ÁREA DA ESFERA [m ] R DISTÂNCIA CENTRO SO-SUP. TERRA [m] π 3,14 I ENERGIA SOAR NO TOPO DA ATMOSFERA (IRRADÂNCIA) COM O SO AO NADIR P s / I W m A A 4 R PARA CADA PIXE: P s I RES W / pixel A RES RESOUÇÃO ESPACIA DO SENSOR IRRADIÂNCIAS ESPECTRAIS (I ) [W/ m. µm] POR BANDA (ANDSAT 5) 4

5 IRRADIÂNCIAS ESPECTRAIS (I ) [W/ m. µm] POR BANDA (ANDSAT 5) RADIÂNCIA () [W/ m. sr. µm ] QUANTIDADE DE RADIAÇÃO SOAR REFETIDA DE VOTA PARA O ESPAÇO: SO I [W/m ] NADIR sr [W/ m. sr. µm] m Esterradiano (sr): Equivale ao ângulo sólido (Ω) formado por um volume tal que, em uma esfera de 1 m de raio, a área S da superfície formada pelo ângulo sólido tenha o valor de 1 m. CAIBRAÇÃO RADIOMÉTRICA CD INTERPOAÇÃO INEAR PARA TRANSFORMAR OS CONTADORES DIGITAIS (CD) EM RADIÂNCIA. I IRRADIÂNCIA (INCIDENTE) - VEM DO SO RADIÂNCIA (RETORNO) ρ REFECTÂNCIA (PROPORÇÃO REFETIDA %) CD Máx CD I CD 0 CD 0 Min Max Max Min CDMax Max Min CD Min min e máx Parâmetros do Sensor Offset 0 Min máx [W/pixel] Ruído CD Max = bits -1 5

6 TABEAS DE CAIBRAÇÃO ( ) TABEAS DE CAIBRAÇÃO (007 - ) CAIBRAÇÃO RADIOMÉTRICA EQUAÇÕES: CDMax Max Min CD Min P s I A I 6

7 EXEMPO: O PIXE DE UMA IMAGEM ANDSAT NA BANDA 1 APRESENTA CD = 37. DETERMINE A IRRADIÂNCIA, RADIÂNCIA E REFECTÂNCIA DO PIXE. 1MIN = W/ m. sr. µm 1MÁX = 193 W/ m. sr. µm SO I 1 = 1969W/m NADIR sr 1 = 6.7 W/ m. sr. µm ρ 1 =1.35 % m No entanto, apesar de ser a unidade padrão de radiância e ser necessária para a comparação entre satélites, esta não é a energia que chega em cada detector da banda 1. Como determinar esse valor? Altura órbita andsat: 705 km ado detector: 50 µm NÍVEIS DE PROCESSAMENTO GERAMENTE DADOS EM EVE 1A, 1B, 1R, 1G, ETC... EXEMPOS: ANDSAT ETM+ EVE 1R CD - ENVOVE REMOÇÃO DO RUÍDO COERENTE QUE AFETA OS 16 DETECTORES DE CADA BANDA (QUE PODEM PRODUZIR PADRÕES DE TONAIDADE REPETIDOS NA CENA (STRIPPING) EVE 1G CD - ENVOVE 1R ADICIONADO DE CORREÇÃO GEOMÉTRICA PEO MODEO ORBITA SPOT HRV EVE 1A CD - ENVOVE REMOÇÃO DO RUÍDO COERENTE QUE AFETA OS DETECTORES DE CADA BANDA (QUE PODEM PRODUZIR PADRÕES DE TONAIDADE REPETIDOS NA CENA (STRIPPING) EVE A CD - ENVOVE 1R ADICIONADO DE PROJEÇÃO CARTOGRÁFICA DOS PIXES DA IMAGEM EVE 1G CD - ENVOVE 1R ADICIONADO DE CORREÇÃO GEOMÉTRICA PEO MODEO ORBITA EXERCÍCIO tema 1) Determine o valor da radiância espectral, e logo após, da reflectância para um pixel na banda 3 com CD=34. Assuma a banda 3: I = 1551 w/m² min= -1,17 w/m² e máx= 64,0 w/m² ) Através de uma função e dos valores das tabelas dadas, determine, para cada pixel de uma imagem andsat 5 na banda 1, o valor da radiância espectral, e logo após, da reflectância. (acesse o video da aula sobre calibração radiométrica para auxiliar) 3) Repita o procedimento para o restante das bandas da imagem utilizando as tabelas dadas (com exceção da 6). 7