Capítulo 6.1 2014_pos

sensoriamento remoto
meteorologia

1. Prof.: Leonardo F. Peres
[email protected]
Prof.: Leonardo F. Peres
[email protected]

2. Resolução do Sensor RemotoResolução do Sensor Remoto
•Resolução–Éomáximopoderdeseparação
oudiscriminaçãodeumamedida
•Resolução–Éomáximopoderdeseparação
oudiscriminaçãodeumamedida

3. Resolução do Sensor RemotoResolução do Sensor Remoto
•Espectral-númeroedimensão(tamanho)deintervalosde
comprimentosdeondaespecífico(bandasoucanais)noespectro
eletromagnéticoaosquaisumsensorésensível,e.g.azul,verde,
vermelho,infravermelhopróximo,microondas.
•Espacial-otamanhodocampodevisãoinstantâneo(IFOV)
projetadonoterreno(GIFOV),e.g.10x10m.Éumamedidada
menorseparaçãoangularoulinearentredoisobjetosquepodeser
determinadapelosistemadesensoriamentoremoto.
•Temporal–oquãofrequenteosensorregistra
imagens/dados/informaçõesdeumaáreaparticular,e.g.acada30
dias.
•Radiométrica–sensibilidadedeumsensordesensoriamento
remotoemdetectarpequenasdiferençasnaenergiaeletromagnética
registrada.
•Espectral-númeroedimensão(tamanho)deintervalosde
comprimentosdeondaespecífico(bandasoucanais)noespectro
eletromagnéticoaosquaisumsensorésensível,e.g.azul,verde,
vermelho,infravermelhopróximo,microondas.
•Espacial-otamanhodocampodevisãoinstantâneo(IFOV)
projetadonoterreno(GIFOV),e.g.10x10m.Éumamedidada
menorseparaçãoangularoulinearentredoisobjetosquepodeser
determinadapelosistemadesensoriamentoremoto.
•Temporal–oquãofrequenteosensorregistra
imagens/dados/informaçõesdeumaáreaparticular,e.g.acada30
dias.
•Radiométrica–sensibilidadedeumsensordesensoriamento
remotoemdetectarpequenasdiferençasnaenergiaeletromagnética
registrada.
10 m
BG
RNIR
Jan
15
Feb
15
10 m

4. •Característicasdosistemadeobservação(radiômetro
esatélite)
–ResoluçãoEspectral

5. Resolução
Espectral
Resolução
Espectral

6. Marina na Bacia Ace, Carolina do SulMarina na Bacia Ace, Carolina do Sul
Resolução
Espectral
Resolução
Espectral

7. Airborne Visible
Infrared Imaging
Spectrometer
(AVIRIS) Cubo de
dados da Ilha de
Sullivan obtida em
26 de Outubro de
1998
Airborne Visible
Infrared Imaging
Spectrometer
(AVIRIS) Cubo de
dados da Ilha de
Sullivan obtida em
26 de Outubro de
1998
Color-infrared color
composite on top
of the datacube was
created using three
of the 224 bands
at 10 nm
nominal bandwidth.
Resolução
Espectral
Resolução
Espectral

8. •ResoluçãoEspectral
–4Bandas
–224Bandas

9. •ResoluçãoEspectral

10. •ResoluçãoEspectral
Bandas do Advanced Very
High Resolution
Radiometer (AVHRR)
Bandas do Advanced Very
High Resolution
Radiometer (AVHRR)

11. •ResoluçãoEspectral
Imagens do Advanced
Very High Resolution
Radiometer (AVHRR)
Imagens do Advanced
Very High Resolution
Radiometer (AVHRR)

12. Resolução
Espacial
Resolução
Espacial
Imagemdeumaárea
residencialpróximaa
Mechanicsville,Nova
Iorque,obtidaem1de
Julhode1998,comuma
resoluçãoespacialde0.3x
0.3mutilizandouma
câmeradigital.
Imagemdeumaárea
residencialpróximaa
Mechanicsville,Nova
Iorque,obtidaem1de
Julhode1998,comuma
resoluçãoespacialde0.3x
0.3mutilizandouma
câmeradigital.

13. Resolução
Espacial
Resolução
Espacial

14. GOES-8: ~1 km
Hurricane Erin
09/09/01 ~1530 Z
•ResoluçãoEspacial:1kmpara250m

15. Hurricane Erin
09/09/01 ~1530 Z
•ResoluçãoEspacial:1kmpara250m
MODIS: ~250 m

16. •ResoluçãoEspacialeEspectral
7 Bandas do Landsat
Thematic Mapper Data
7 Bandas do Landsat
Thematic Mapper Data

17. Resolução TemporalResolução Temporal
1 de Junho de
2006
1 de Junho de
2006
17 de Junho
de 2006
17 de Junho
de 2006
3 de Julho de
2006
3 de Julho de
2006
Aquisição de dados por um Sensor RemotoAquisição de dados por um Sensor Remoto
16 dias16 dias

18. •ResoluçãoTemporal
–Éafrequênciacomqueimagensdeumamesmaáreasãoobtidas

19. Existem considerações sobre resolução espacial e temporal que
precisam ser feitas para determinadas aplicações.
Existem considerações sobre resolução espacial e temporal que
precisam ser feitas para determinadas aplicações.

20. Resolução RadiométricaResolução Radiométrica
8-bit
(0 -255)
8-bit
(0 -255)
9-bit
(0 -511)
9-bit
(0 -511)
10-bit
(0 -1023)
10-bit
(0 -1023)
0
0
0
7-bit
(0 -127)
7-bit
(0 -127)
0

21. ResoluçãoRadiométrica
•Aresoluçãoradiométricadeumsensor(imagem)descrevea
suahabilidadeemdiscriminarvariaçõespequenasnaenergia
medida
•Quantomaioraresoluçãoradiométricadeumsensor,mais
sensíveleleseráparadetectarpequenasdiferençasna
energiarefletidaouemitidaqueelemede
•Osdadosregistradosporumsensor(imagem)sãogravados
embits(bitéasimplificaçãoparadígitobinárioecorresponde
amenorunidadedeinformaçãoutilizadaemcomputação)que
codificamosnúmerosemformatobinário
•Cadabitregistra2
1
=2níveisdeinformação.Onúmero
máximodeníveisdeinformaçãodisponíveldependedo
númerodebitsutilizadosnarepresentaçãodaenergia
registrada

22. ResoluçãoRadiométrica
•Portanto,seumsensorutiliza8bitspararegistrarosdados,então
haverá2
8
=256valoresdigitaisdisponíveis,variandode0até255.
Entretanto,sesomentesãoutilizados4bits,entãosomentehaverá
2
4
=16valoresdisponíveisvariandode0a15(aresolução
radiométricaébemmenor)
2 bits = 2
2
= 4 valores
8 bits = 2
8
= 256 valores

23. ResoluçãoRadiométrica

24. Relação entre as diferentes resoluçõesRelação entre as diferentes resoluções
•Dopontodevistadosensoriamentoremotoseriainteressante
terumagrandecobertura(grandeGFOV)eumaaltaresolução
espacial(pequenoGIFOV).Istoresultarianumaaltacobertura
temporaldaTerraemconjuntocomumaaltaresolução
espacial.
•Entretantohálimitaçõesqueprecisamserconsideradas,como
mostradasnapróximatabelacombasenosexercíciosque
fizemos.
•Dopontodevistadosensoriamentoremotoseriainteressante
terumagrandecobertura(grandeGFOV)eumaaltaresolução
espacial(pequenoGIFOV).Istoresultarianumaaltacobertura
temporaldaTerraemconjuntocomumaaltaresolução
espacial.
•Entretantohálimitaçõesqueprecisamserconsideradas,como
mostradasnapróximatabelacombasenosexercíciosque
fizemos.

25. Vernoquadroaimportânciadarazãosinalruídoeocusto
entreasdiferentesresoluções.Relaçãoentreasdiferentes
resoluções
Vernoquadroaimportânciadarazãosinalruídoeocusto
entreasdiferentesresoluções.Relaçãoentreasdiferentes
resoluções
Energia = SNR  Energia = SNR 
Tempo de permanência
por pixel alto
Tempo de permanência por
pixel baixo
Tamanho do pixel grandeTamanho do pixel pequeno
Largura da banda largaLargura da banda estreita

26. Relação entre as diferentes resoluçõesRelação entre as diferentes resoluções
Parâmetros Grande GFOV (1250 km)
e grande GIFOV (1 km)
Grande GFOV (1250 km)
e pequeno GIFOV (30 m)
Pequeno GFOV (170 km)
e pequeno GIFOV (30 m)
Número de pixels 1250 ≈42000 ≈6000
Tempo de permanência
por pixel
≈ 10
-4
s ≈ 10
-8
s ≈ 10
-7
s
Volume de dados -
armazenamento
Baixo Alto Médio
Distorção dos pixels
nas bordas
Alta Alta Baixa
Cobertura Temporal da
Terra
Alta (cobertura da Terra
em 1 dia)
Alta (cobertura da Terra
em 1 dia)
Baixa (cobertura da Terra
em 7 dias)
Energia captada de
acordo com o tempo de
permanência
Alta Baixa Média

27. Relação entre as diferentes resoluçõesRelação entre as diferentes resoluções
•Geralmentetemos2categoriasdesistemas
sensores:
•Altacoberturatemporalebaixaresolução
espacial;
•Baixacoberturatemporalealtaresolução
espacial.
•Geralmentetemos2categoriasdesistemas
sensores:
•Altacoberturatemporalebaixaresolução
espacial;
•Baixacoberturatemporalealtaresolução
espacial.

28. Relação entre as diferentes resoluçõesRelação entre as diferentes resoluções
•Alémdoscustosentreresoluçãoespaciale
coberturatemporal,hátambémcustosentreas
resoluçõesespacial,radiométricaeespectral:
•QUESTÃO:Paraumaaltaresoluçãoespacial,
qualdeveseracaracterísticadosensor?
•Paraumaaltaresoluçãoespacial,osensor
deveterumpequenoGIFOV.Entretanto,a
quantidadedeenergiaquepodesercaptada
pelosensordiminuiamedidaqueaáreado
pixeldiminui.Istoresultanumareduçãoda
resoluçãoradiométrica.
•Alémdoscustosentreresoluçãoespaciale
coberturatemporal,hátambémcustosentreas
resoluçõesespacial,radiométricaeespectral:
•QUESTÃO:Paraumaaltaresoluçãoespacial,
qualdeveseracaracterísticadosensor?
•Paraumaaltaresoluçãoespacial,osensor
deveterumpequenoGIFOV.Entretanto,a
quantidadedeenergiaquepodesercaptada
pelosensordiminuiamedidaqueaáreado
pixeldiminui.Istoresultanumareduçãoda
resoluçãoradiométrica.

29. Relação entre as diferentes resoluçõesRelação entre as diferentes resoluções
•QUESTÃO:Oquepodemosfazerparaaumentar
aquantidadedeenergiadetectada(epor
conseguintearesoluçãoradiométrica)sem
diminuiraresoluçãoespacial?
•Paraaumentaraquantidadedeenergia
detectada(eporconseguintearesolução
radiométrica)semdiminuiraresoluçãoespacial,
deveríamosalargarabandadeumdeterminado
canal(ointervalodecomprimentodeondade
umcanaloubanda).Infelizmente,istoresultaria
numareduçãodaresoluçãoespectral.
•QUESTÃO:Oquepodemosfazerparaaumentar
aquantidadedeenergiadetectada(epor
conseguintearesoluçãoradiométrica)sem
diminuiraresoluçãoespacial?
•Paraaumentaraquantidadedeenergia
detectada(eporconseguintearesolução
radiométrica)semdiminuiraresoluçãoespacial,
deveríamosalargarabandadeumdeterminado
canal(ointervalodecomprimentodeondade
umcanaloubanda).Infelizmente,istoresultaria
numareduçãodaresoluçãoespectral.

30. •ResoluçãoEspacialeEspectral