PLANILHA ELETRÔNICA PARA O CÁLCULO DA REFLECTÂNCIA EM IMAGENS TM E ETM+ LANDSAT Electronic spreadsheet to acquire the reflectance from the TM and ETM+ Landsat images (original) (raw)
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PLANILHA ELETRÔNICA PARA O CÁLCULO DA REFLECTÂNCIA EM IMAGENS TM E ETM+ LANDSAT
A reflectância de culturas agrícolas e de outros "alvos" da superfície terrestre é um parâmetro intrínseco dos objetos sensoriados e, assim, em muitas situações, deve ser utilizada em lugar dos valores de "níveis de cinza" normalmente encontrados nas imagens de satélite. Para obter a reflectância de alvos de imagens de satélite é necessário eliminar a interferência atmosférica e realizar uma série de cálculos que envolvem parâmetros do sensor e informações da própria imagem. Automatizar esse procedimento tem como vantagens a agilização do processo e a redução dos riscos de erros durante os cálculos. O objetivo do presente artigo é apresentar uma planilha eletrônica que simplifica e automatiza a transformação dos números digitais das imagens TM e ETM+ dos satélites Landsat 5 e 7 em valores de reflectância, isto é, um parâmetro intrínseco dos objetos sensoriados e, portanto, com significado físico. O método de correção atmosférica empregado é o da subtração de objeto escuro ou DOS. A planilha eletrônica aqui descrita pode ser encontrada no endereço eletrônico http://www.dsr.inpe.br/Calculo\_Reflectancia.xls e pode ser utilizada para calcular valores de reflectância em imagens dos sensores Landsat TM e ETM+.
The images acquired by remote sensors are the product of interactions of radiation with the Earth's surface and the atmosphere. Information extraction from the Earth's surface is the main objective of remote sensing applications, and atmospheric effects on images hinder the correct identification of certain objects in satellite imagery. The atmospheric effects are caused by scattering and absorption of radiation by atmospheric gases and the aerosols, a set of solid or liquid particles present in the atmosphere that can be of natural origin or produced as a result of human activities. Thus, the atmospheric correction of images is recommended using radiative transfer models is a way to eliminate or minimize this problem. The objective of this paper is to present a model for atmospheric correction of images from the OLI sensor of Landsat 8 and to evaluate the differences between apparent reflectance (at satellite level) and surface reflectance with regards to studies of land cover and use through OLI images. The results were performed on samples of water, forest and urban areas and demonstrated that the radiative transfer model shows differences between apparent reflectance and surface reflectance. Thus, the use of AtmCor4OLI showed satisfactory results demonstrating the necessity of atmospheric correction in images of OLI sensor.
REFLECTÂNCIA A PARTIR DO NÚMERO DIGITAL DE IMAGENS ETM
2003
For each scene of ETM+ a simple linear regression model can be applied over the original digital number, with only two constant parameters by spectral band, resulting in the reflectance value. When a correction for atmospheric scattering is done with any dark-object subtraction technique, only one constant is needed by band and the process is easier. The process is explained in detail and a simp le algorithm is proposed. An example of application is fully described with the constants for a scene over Northern São Paulo State (WRS 220/74) from January/05/2002. Care with the reflectance image construction is highlighted and a new method for it is presented.
Reflect�ncia a Partir Do N�mero Digital De Imagens Etm
2003
For each scene of ETM+ a simple linear regression model can be applied over the original digital number, with only two constant parameters by spectral band, resulting in the reflectance value. When a correction for atmospheric scattering is done with any dark-object subtraction technique, only one constant is needed by band and the process is easier. The process is explained in detail and a simp le algorithm is proposed. An example of application is fully described with the constants for a scene over Northern São Paulo State (WRS 220/74) from January/05/2002. Care with the reflectance image construction is highlighted and a new method for it is presented.
Resumo: O conjunto das técnicas que estudam sistemas, componentes e produtos buscando o entendimento do projeto visando a sua otimização é conhecido como Engenharia Reversa. Aplicada de forma ampla nos setores de pesquisa e desenvolvimento de produtos, é indispensável na Bioengenharia, principalmente no projeto de próteses e implantes. A micro-tomografia computadorizada e o escaneamento tridimensional são exemplos de processos aplicados à Indústria Biomecânica. Com eles é possível adquirir, por exemplo, imagens de tecidos ósseos, pinos, parafusos, placas osso integradoras e implantes dentários. A obtenção das imagens não é considerada um fator de complicação, porém o mesmo não se pode dizer para o tratamento dessas imagens. É comum surgirem, durante a coleta dos dados, defeitos chamados artefatos e contornos pouco definidos, os quais prejudicam a reconstrução ou tornam-na um processo lento. Buscando a solução desses problemas de forma simplificada e eficiente, este trabalho apresenta dois procedimentos de reconstrução volumétrica de um modelo biomecânico, descrito por parte de um implante dentário de hexágono externo com intermediário multi-unit e parafusada uma coroa fundida em liga de CoCr revestida por porcelana feldespática. Ambas as técnicas aplicadas voltam-se para a geração de um modelo volumétrico que possa ser discretizado em elementos finitos. Dessa forma é possível calcular esforços na estrutura baseando-se em sua geometria e suas condições de contorno. O primeiro procedimento apresenta a aquisição das imagens da camada de porcelana por escaneamento tridimensional, gerando assim uma nuvem de pontos que pode ser tratada e ter sua superfície reconstruída pelo Método de Poisson. O segundo procedimento toma como base a micro tomografia computadorizada para geração das imagens da coroa metálica, redução de artefatos, tratamento de imagem e binarização, geração da superfície tridimensional e remodelamento volumétrico. Palavras-chave: Escaneamento 3D, Microtomografia, Processamento de Imagens, Remodelagem, Elementos Finitos 7. RESPONSABILIDADE AUTORAL "O autores são os únicos responsáveis pelo conteúdo deste trabalho". V I I I C o Abstract. The set of techniques to study systems, components and products looking for the understanding of the project to its optimization is known as Reverse Engineering. Applied broadly in research and product development sectors, it is essential in Bioengineering, especially on the prostheses and implants design. The micro-computed tomography and three-dimensional scanning are examples of processes applied to biomechanical industry. With them it is possible to acquire, for example, images of bone tissues, pins, screws, bone plates and integrative dental implants. The image acquisition is not considered a complicating factor, however the same cannot be said to treating these images . It often arises during data collection, defects called artifacts and poorly defined contours, which preclude the reconstruction or make it a slow process. Seeking the solution of these problems in a simplified and efficient way, this work presents two procedures for volumetric reconstruction of a biomechanical model, described by a dental implant with external hexagon and multi-unit intermediate and screwed in molten CoCr alloy crown coated by feldspathic porcelain. Both techniques applied have aim in to generate a volumetric model that can be discretized into finite elements. Thus it is possible to calculate stresses in the structure based on its geometry and its boundary conditions. The first procedure includes the acquisition of images of porcelain by three-dimensional scanning layer, thus generating a point cloud that can be treated and have their surface reconstructed by Poisson's Method. The second procedure builds on micro computed tomography to generate images of the metal crown, noise reduction, image processing and binarization, making of three-dimensional surface and volumetric remodeling.
With the closure of the Landsat 5 satellite activities, many interests has been raised about fi nding a sensor with similar characteristics to the ones onboard Landsat series. In this context, the sensors onboard the IRS (Indian Remote Sensing) satellites emerged as an option. The aim of this study was to conduct a comparison of equivalent bands and NDVI from LISS-III (Linear Imaging Self Scanner III onboard ResourceSat-1) and TM (Thematic Mapper onboard Landsat 5) sensors with order to assess the capability of integrating sensors. The comparison was made based on pixels located within forest stands of Pinus elliottii. The selected pixels were the ones coincident with geographic coordinates measured during a forest inventory. Scenes were acquired with a difference of 17 days between the two sensors. Surface refl ectance values were retrieved from them and NDVI was calculated. Scatter plots with adjusted regression curves and coeffi cients of determination of the equivalent data from the two sensors were generated to quantify the uncertainties and provide an evaluation of the differences between the sensors. The adjusted regressions pointed the medium infrared bands as those of greater similarity (r² = 0.90 and angular coeffi cient of 0.91) and green bands as having the lower similarity (r² = 0.67 and angular coeffi cient of 0.63). With R² of 0.86 and angular coeffi cient of 0.92 the NDVI showed the lowest relative differences between the sensors. It is concluded that LISS-III is a valid alternative to TM data, however, one should bear in mind the occurrence of differences due to intrinsic characteristics arising from each sensor and study area.
bibdigital.sid.inpe.br
The present study has compared three methods of atmospheric correction, two dark object subtraction (DOS) methods and one method based on the fourth component of the tasseled cap transformation (TC4), to obtain reflectance and NDVI values of Landsat 5 -TM satellite images. For each atmospheric correction method, reflectance and NDVI values of five targets (crop/pasture, forest, straw, bare soil and water) were analyzed in three images (Landsat path-row 222-75). The study area is localized in the west of Sao Paulo State, Brazil. The images were acquired on 29/10/2009, 02/02/2010 and 26/06/2010 with solar zenith angles of 28°, 34° and 55°, correspondingly. The TC4 was the only method which eliminated the haze in the image, but it is not recommended if the objective is to obtain reflectance values. The DOS methods did not removed the image haze but performed reasonably to obtain reflectance values. For the visible bands, both DOS methods analyzed performed well. The DOS method which considered the atmospheric transmittance (DOS2), although more indicated to correct the infrared bands, it is dependent of the image solar zenith angle. The image acquired under a zenith angle of 55°, after been corrected using the DOS2 method, presented reflectance values overestimated. Without the atmospheric correction the NDVI of vegetation targets tended to be underestimated.
Revista Brasileira de Geografia Física, 2021
A obtenção dos valores de reflectância se mostra imprescindível para se calcular índices de vegetação, como o NDVI (Normalized Difference Vegetation Index). Este índice é utilizado para classificar a distribuição global da vegetação e para inferir variáveis ecológicas e ambientais, como a produção de fitomassa. Apesar disso, não é incomum encontrar trabalhos que utilizam os números digitais (ND) para a obtenção direta dos índices de vegetação; entretanto, tais números digitais não representam valores físicos reais e, portanto, não podem ser utilizados diretamente para o cálculo do NDVI. Assim, o objetivo deste artigo é demonstrar um protocolo metodológico para a conversão dos ND das imagens Landsat 8/OLI em valores de reflectância e a subsequente obtenção do NDVI, através da LEGAL (Linguagem Espacial para Geoprocessamento Algébrico), e, dessa forma, possibilitar a replicação e execução de outras pesquisas que visem obter esse índice de vegetação no software SPRING. Além disso, objetivou-se também demonstrar a importância da conversão dos ND em reflectância, a partir da comparação de uma imagem NDVI gerada através da reflectância com a mesma imagem NDVI gerada por meio dos dados brutos. Os resultados apontaram que a obtenção do NDVI através dos valores brutos de imagens de sensoriamento remoto, sem a necessária conversão dos números digitais em valores reais de reflectância, leva a resultados incorretos na estimativa de dados ecológicos da vegetação, subestimando a fitomassa. Dessa forma, esse trabalho ressalta a importância de se seguir um protocolo metodológico para a estimativa correta da fitomassa, produtividade e outros parâmetros da vegetação.
Revista Brasileira de Geografia Física, 2022
Considerando-se a importância do sensoriamento remoto térmico, pesquisadores vêm atuando no desenvolvimento de diversos algoritmos que contribuam na determinação da temperatura de superfície com a utilização de dados orbitais. Tais algoritmos podem ser utilizados em estudos que objetivam avaliar o fenômeno de ilha de calor urbana, em estudos de microclimas habitacionais, no entendimento térmico do fluxo de energia em paisagens urbanas e para a compreensão da interação da temperatura superficial com diferentes alvos de superfície terrestre. Diante do exposto, o objetivo deste artigo é o de divulgar um protocolo metodológico para obtenção dos valores reais de temperatura de superfície de imagens Landsat 8, a partir da criação de algoritmos em LEGAL e, dessa forma, possibilitar a replicação e execução de outras pesquisas que visem à obtenção desses dados através do SPRING, um software brasileiro gratuito e de livre acesso. A elaboração deste protocolo é justificada pela quase completa ausência de trabalhos que descrevam a obtenção da temperatura de superfície e outros parâmetros físicos (radiância, reflectância, emissividade) ou ecológicos (NDVI, SAVI, IAF) através do SIG mencionado. Trata-se de um protocolo inédito, que poderá constituir base de referência para pesquisadores, estudantes e gestores não familiarizados com o desenvolvimento de algoritmos, mas que visem à obtenção correta e adequada de dados de sensoriamento remoto térmico. Também fica evidenciado que é extremamente viável a utilização de ambientes livres para trabalhos com álgebras de mapas, ambientes estes que podem demonstrar robustez de processamento igual a versões de softwares pagos.
1998
Land conversion of forest to agricultural use, especially for the establishment of pasture contributes to the increasing of atmospheric CO 2 concentration. Landsat Thematic Mapper imagery has potential to characterize land cover classes in the Amazon even in a subpixel basis if appropriate methods are used. This work had the objective to characterize several cover classes such as: forest, forest dominated by babaçu, secondary growth forest (capoeiras) and several classes of pastures using fractional images derived from Landsat TM images by using a linear spectral mixture analysis model taking into account four endmembers: green vegetation, nonphotosynthetic material, shade and soil. Areas with dominance of babaçu were characterized by high shade content (65.6%); areas with vigorous pastures had high green vegetation proportions (60.8%) and low proportions of non-photosynthetic material (-1.4%). Primary forests were distinguishing from secondary growth forest due to the shade proportions (55.4% vs. 38.6%).