Calibração radiométrica de imagens Landsat no ArcGis 10.1

Transcrição

1 Elaboração: Osvaldo José Ribeiro Pereira. Calibração radiométrica de imagens Landsat no ArcGis Introdução Algo que as pessoas me perguntam com frequência em cursos de ArcGis é como proceder correções atmosféricas? Sempre respondo que o programa não oferece essa opção de forma automatizada, exigindo que o usuário desenvolva sua própria rotina através das opções de customização de ferramentas (Scripts, Modelbuilder, Java, VBA) ou com base na extensão Spatial Analyst (função Raster Calculator). Dessa forma pode-se transformar os NC das bandas em valores de reflectância aparente ou de superfície de acordo com os modelos implementados. Para a reflectância de superfície ainda é necessária a aplicação de cálculos de forma manual, porém, a conversão para reflectância aparente pode ser feita de forma totalmente automática na versão 10.1 do ArcGis. Tal função possibilita o ajuste dos valores dos pixels para uma condição padrão de iluminação teórica, sendo necessária em estudos que irão lidar com bandas coletadas em diferentes datas e/ou por diferentes sistemas sensores. Essa função pode ser aplicada para imagens Landsat, IKONOS e QuickBird e neste tutorial será descrita tendo-se como base imagens ETM Landsat baixadas na homepage da USGS ( Download dos dados. Este tutorial não tem como objetivo explicar como realizar o Download das cenas Landsat, porém, a página da USGS supracitada, oferece uma enorme gama de dados Landsat desde o início da missão até o presente. Os dados são gratuitos e podem ser obtidos mediante registro na própria página do Earth Explorer. Para que os passos descritos adiante sejam realizados com sucesso é importante que o usuário tenha todas as bandas Landsat em mãos e o arquivo metadata 2, como mostrado no exemplo da figura a seguir: 1 Aconselha-se baixar os dados por meio do Earth Explorer visto que já são disponibilizados todos os dados relativos aos metadatas das imagens, possibilitando a conversão para reflectância de superfície de forma 100% automatizada. 2 Atente-se para o nível de processamento dos dados. No caso usado como exemplo, foram adotadas imagens Landsat ETM 1 Gt.

2 Bandas ETM Landsat 7 no formato GeoTIFF Arquivo MTL legível no ArcGis 10.1 No ArcGis 10.1 o arquivo MTL pode ser aberto diretamente (exemplo: ) e possibilita a inserção das bandas Landsat e visualização do cabeçalho completo da cena. A inserção das bandas será explicada a seguir. 2 Abrindo a cena Landsat EMT+ no ArcGis Os dados baixados pela homepage da USGS são fornecidos compactados (.gz) e podem ser abertos com descompactadores gratuitos (ex: WinRAR). No ArcMap iremos abrir o arquivo MTL mostrado na figura anterior. 1. Abra o ArcMap 10.1

3 2. Adicione o arquivo MTL da cena Landsat, a partir da opção Add Data:. Essa opção irá adicionar uma composição Landsat com seis bandas (azul, verde, vermelho, infravermelho próximo, infravermelho próximo 2 e infravermelho médio) juntamente com um arquivo metadata descrevendo as características da cena. 3. Após adicionar o arquivo será aberta a seguinte janela: 4. Escolha a opção: Bilinear Interpolation e clique em Yes. Isso fará com que os pixels da imagem sejam interpolados melhorando a qualidade visual dos alvos imageados; 5. Será adicionada a composição Landsat e como default serão aplicados os filtros azul, verde e vermelho para as bandas 1, 2 e 3 respectivamente, possibilitando a visualização em cor real. Clique com o botão direito sobre a imagem e vá na opção Properties.

4 6. Vá na aba Symbology e escolha a opção de contraste Standard Deviations: Feito isso clique em aplicar e vá para a aba Functions. Nela será inserida a função de calibração radiométrica e geração de imagens de reflectância.

5 7. Clique com o botão direito na opção Strech Funtion e aparecerá a janela para a inserção de novas funções matemáticas que podem ser aplicadas sobre a composição multiespectral. Siga o caminho ilustrado na figura a seguir e escolha a opção Apparent Reflectance Function. 8. Será aberta a janela para escolher as opções de correção. Como os dados da cena Landsat já acompanham as imagens, todo o processo será feito de maneira automática.

6 Observe que os parâmetros de Ganho, Bias e Elevação Solar são preenchidos automaticamente. Isso ocorre porque o arquivo está acompanhado do metadata, porém, tais informações podem ser inseridas manualmente caso o usuário esteja operando bandas isoladas. 9. Clique OK. A função será adicionada. Clique em Apply e OK. A composição multiespectral Landsat está agora calibrada para reflectância aparente. OBS: O formato nativo de saída dos valores dos pixels varia de 0 a 1. Para efeitos de visualização tais dados são alocados no intervalo de 0 a 255 (8 bits), porém alguns estudos científicos (que irão lidar, por exemplo, com modelos de separabilidade espectral) exigem os dados de saída no formato nativo (0 a 1). Sendo assim, para que os valores dos pixels sejam apresentados de tal maneira é necessário, na aba General, a seleção da opção 32 Bits Unsigned e após a conversão deve ser adicionada uma função aritmética para a divisão dos valores por 255.

7 Referências: NASA; SDHU (2010). Landsat hand book. Página acessada em 13 de agosto de < > USGS (2010). Earth Resources Observation and Science (EROS) Center. Página consultada em 13 de agosto de 2012, < ArcGis Resource Centre. Apparent Reflectance Function.. Página consultada em 13 de agosto de 2012, < SADECK GEOTECNOLOGIAS Esta obra está licenciada sob uma Licença Creative Commons.