Características das Imagens de SAR

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1 Características das Imagens de SAR Natural Resources Ressources naturelles Canada Canada

2 Características das Imagens de SAR - Tópicos - Elementos de interpretação Tonalidade Textura Artefatos em imagens de SAR Ambigüidades Formas dentadas Efeitos de Controle de Ganho Automático

3 Variações e Interpretação do Brilho da Imagem Existem dois tipos principais de variações no brilho que são observáveis em uma imagem de radar: variações na tonalidade variações na textura Embora raro, os artefatos de radar são também uma fonte potencial de variação indesejada no brilho Computadores são usados para complementar e/ou estender a nossa interpretação visual das variações no brilho

4 Elemento de Interpretação Elementos de Interpretação Exemplo de Técnica de Interpretação por Computador tonalidade fatiamento da densidade cor classificação multiespectral textura análise da textura padrão transformações espaciais/classificação tamanho classificação do tamanho das feições forma classificação sintática associação Fonte: Manual of Remote Sensing, 1983 classificação contextual

5 Tonalidade da imagem Refere-se a cada nível de cinza distingüível entre o preto e o branco Proporcional à intensidade do retroespalhamento do radar Alvos relativamente lisos, como as águas calmas, aparecem com tonalidades escuras Alvos difusos, como alguns tipos de vegetação, aparecem com tonalidades intermediárias Alvos artificiais (edifícios, navios) podem produzir tonalidades claras, dependendo de sua forma, orientação e/ou materiais constituintes

6 Tonalidade da Imagem (cont.) ESCURO MEDIO CLARO Fonte: Centro Canadense de Sensoriamento Remoto

7 Textura da Imagem Refere-se ao padrão das variações espaciais da tonalidade Função da uniformidade espacial dos alvos de uma cena Em imagens de radar, a textura consiste da textura da cena multiplicada pelo speckle A textura pode ser classificada como fina, média ou rugosa

8 Textura da Imagem (cont.) Plantação de milho Alvo espacialmente homogêneo Textura Fina Floresta Alvo espacialmente heterogêneo Textura Rugosa 300 m Fonte: Ulaby e Dobson, m

9 Artefatos em Imagens de SAR Artefatos em imagens de SAR podem ocorrer devido a problemas na plataforma, no sensor e/ou no processamento Ambigüidades - Ambigüidade em azimute - Ambigüidade na direção de alcance - Ambigüidade a nadir Forma dentada Efeitos de Controle de Ganho Automático para o RADARSAT-1 A radiometria e a geometria da imagem podem ser afetadas Às vezes, o reprocessamento pode diminuir o problema Às vezes, é incorrigível Defn = Structure or phenomenon of artificial origin that occurs accidently during an observation (Estrutura ou fenômeno de origem artifical que ocorre acidentalmente durante uma observação)

10 Ambigüidades Cópia esmaecida de um alvo brilhante que aparece deslocada na direção de alcance e/ou em azimute (efeito fantasma) Artefatos serão visíveis se o fundo é escuro e invariável (por exemplo, águas calmas); serão difíceis de serem detectados se o fundo é variável (por exemplo, áreas arborizadas) O sinal desejado é contaminado pelos sinais de alvos adjacentes

11 Ambigüidades Ambigüidade em Azimute amostragem lenta demais dos sinais retroespalhados parâmetros incorretos de processamento Porto de Halifax, Nova Scotia. Uma frota fantasma de navios é vista na imagem RADARSAT, modo S7. Ambigüidade na Direção de Alcance retornos simultâneos de pulsos transmitidos sucessivamente em direção a uma região de interesse - Ex: retornos a nadir - retornos sob o satélite acompanham os retornos da faixa imageada

12 Ambigüidades a Nadir Aparecem com formas lineares brilhantes em direção de alcance aproximadamente constante Os retornos dos sinais a nadir são fortes devido à reflexão aproximadamente especular dos alvos situados a distâncias muito próximas no alcance inclinado tonalidade brilhante Devidoàcompressãodopulso, retornos muito fortes são restritos a um pequeno número de células na direção de alcance forma linear, aguda

13 Ambigüidades a Nadir e RADARSAT Produtos originalmente especificados como feixe único foram concebidos para evitar ambigüidades a nadir, sempre que possível Possível localização de ambigüidades a nadir em imagens de feixe único: Próximo das bordas de imagens obtidas no modo Largo 2, obtidas com transmissão descendente em tempo real No centro das imagens obtidas no modo Largo 3 Fonte: Luscombe, 1997

14 Ambigüidades a Nadir e RADARSAT (cont.) Possível localização de ambigüidades a nadir em produtos de feixes múltiplos: Dentro do feixe no modo Largo 3 do ScanSAR Largo A Na faixa de sobreposição entre os feixes Largo 1 e 2 do ScanSAR Largo A e B, e ScanSAR Estreito A Na faixa de sobreposição entre os feixes Standard 5 e 6 do ScanSAR Estreito B e ScanSAR Largo B Fonte: Luscombe, 1997

15 Forma dentada Causada pela estimativa inadequada do centróide de Doppler Vista como faixa radiométrica semelhante a veludo cotelê que atravessa a cena (na direção do alcance) Ocasionalmente visível em produtos RADARSAT no modo ScanSAR Imagem pode ser reprocessada utilizando estimativas mais precisas do centróide de Doppler RADARSAT-1 Largo 2 Órbita descendente ScanSAR Estreito A Ambiguidade a nadir Chile 23 de março de 1997 Veludo cotelê Largo 1

16 Efeitos de Controle de Ganho Automático do RADARSAT-1 A bordo do sensor, um ganho é aplicado aos sinais recebidos antes de passar pelo conversor analógico/digital (CAD) A escolha adequada do ganho melhora o uso do intervalo dinâmico limitado no CAD e minimiza saturação e escassez de fluxo dos sinais no CAD RADARSAT-1 utiliza um Controle de Ganho Automático (CGA) cujo valor é definido com base nos sinais recebidos da parte da faixa de imageamento correspondente à metade mais próxima, em relação ao satélite Se a cena é brilhante na alcance próximo e escuro no distante, o ganho pode ser baixo demais, causando escassez de fluxo nos alvos mais afastados

17 Efeitos de Controle de Ganho Automático (cont.) Se a cena é escura no alcance próximo e clara no alcance distante, o ganho pode ser alto demais, causando saturação nos alvos localizados no alcance distante Saturação é muitas vezes visível na forma de mudanças tonais que aparecem em faixas que atravessam a imagem na direção do alcance Efeitos de escassez de fluxo não são tão visíveis na imagem Tanto a saturação como a escassez de fluxo afetam a radiometria da imagem Para aplicações qualitativas, as faixas de CGA podem ser eliminadas encomendando-se imagens com ganho constante mesmo assim a saturação e a escassez de fluxo podem ainda aparecer na imagem

18 Efeitos de CGA RADARSAT-1 Modo S5 21 de agosto de 1996 Malásia trajetória do satélite direção de visada Resultado da Correção para Perda de Potência Com Correção Saturação do Coversor Analógico/Digital (ADC) Sem Correção Perda de Potência Corrigida

19 Efeitos de Controle de Ganho Automático (cont.) Para análises quantitativas Pré-aquisição - Escolher feixe e órbita (isto é, modo ascendente ou descendente) que coloca o alvo em análise aproximadamente no meio da faixa de imageamento - Forma dentada ainda pode aparecer em faixas correspondentes ao alcance distante Aquisição - Utilizar um ajuste apropriado de ganho fixo Pós-aquisição - Executar correção para perda de potência para corrigir o valor médio requer reprocessamento dos sinais