Prof.: Leonardo F. Peres
leonardo.peres@igeo.ufrj.br
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Resolução do Sensor RemotoResolução do Sensor Remoto
• Resolução – É o máximo poder de separação
ou discriminação de uma m...
Resolução do Sensor RemotoResolução do Sensor Remoto
• Espectral - número e dimensão (tamanho) de intervalos de
compriment...
• Características do sistema de observação (radiômetro
e satélite)
– Resolução Espectral
Resolução
Espectral
Resolução
Espectral
Marina na Bacia Ace, Carolina do SulMarina na Bacia Ace, Carolina do Sul
Resolução
Espectral
Resolução
Espectral
Airborne Visible
Infrared Imaging
Spectrometer
(AVIRIS) Cubo de
dados da Ilha de
Sullivan obtida em
26 de Outubro de
1998
...
• Resolução Espectral
– 4 Bandas
– 224 Bandas
• Resolução Espectral
• Resolução Espectral
Bandas do Advanced Very
High Resolution
Radiometer (AVHRR)
Bandas do Advanced Very
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• Resolução Espectral
Imagens do Advanced
Very High Resolution
Radiometer (AVHRR)
Imagens do Advanced
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Resolução
Espacial
Resolução
Espacial
Imagem de uma área
residencial próxima a
Mechanicsville, Nova
Iorque, obtida em 1 de...
Resolução
Espacial
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Espacial
GOES-8: ~1 km
Hurricane Erin
09/09/01 ~1530 Z
• Resolução Espacial: 1km para 250m
Hurricane Erin
09/09/01 ~1530 Z
• Resolução Espacial: 1km para 250m
MODIS: ~250 m
• Resolução Espacial e Espectral
7 Bandas do Landsat
Thematic Mapper Data
7 Bandas do Landsat
Thematic Mapper Data
Resolução TemporalResolução Temporal
1 de Junho de
2006
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2006
17 de Junho
de 2006
17 de Junho
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• Resolução Temporal
– É a frequência com que imagens de uma mesma área são obtidas
Existem considerações sobre resolução espacial e temporal que
precisam ser feitas para determinadas aplicações.
Existem co...
Resolução RadiométricaResolução Radiométrica
8-bit
(0 - 255)
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(0 - 255)
9-bit
(0 - 511)
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Resolução Radiométrica
• A resolução radiométrica de um sensor (imagem) descreve a
sua habilidade em discriminar variações...
Resolução Radiométrica
• Portanto, se um sensor utiliza 8 bits para registrar os dados, então
haverá 28 = 256 valores digi...
Resolução Radiométrica
Relação entre as diferentes resoluçõesRelação entre as diferentes resoluções
•Do ponto de vista do sensoriamento remoto se...
Ver no quadro a importância da razão sinal ruído e o custo
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•Geralmente temos 2 categorias de sistemas
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Capítulo 6.1 2014_pos

  1. 1. Prof.: Leonardo F. Peres leonardo.peres@igeo.ufrj.br Prof.: Leonardo F. Peres leonardo.peres@igeo.ufrj.br
  2. 2. Resolução do Sensor RemotoResolução do Sensor Remoto • Resolução – É o máximo poder de separação ou discriminação de uma medida • Resolução – É o máximo poder de separação ou discriminação de uma medida
  3. 3. Resolução do Sensor RemotoResolução do Sensor Remoto • Espectral - número e dimensão (tamanho) de intervalos de comprimentos de onda específico (bandas ou canais) no espectro eletromagnético aos quais um sensor é sensível, e.g. azul, verde, vermelho, infravermelho próximo, microondas. • Espacial - o tamanho do campo de visão instantâneo (IFOV) projetado no terreno (GIFOV), e.g. 10 x 10 m. É uma medida da menor separação angular ou linear entre dois objetos que pode ser determinada pelo sistema de sensoriamento remoto. • Temporal – o quão frequente o sensor registra imagens/dados/informações de uma área particular, e.g. a cada 30 dias. • Radiométrica – sensibilidade de um sensor de sensoriamento remoto em detectar pequenas diferenças na energia eletromagnética registrada. • Espectral - número e dimensão (tamanho) de intervalos de comprimentos de onda específico (bandas ou canais) no espectro eletromagnético aos quais um sensor é sensível, e.g. azul, verde, vermelho, infravermelho próximo, microondas. • Espacial - o tamanho do campo de visão instantâneo (IFOV) projetado no terreno (GIFOV), e.g. 10 x 10 m. É uma medida da menor separação angular ou linear entre dois objetos que pode ser determinada pelo sistema de sensoriamento remoto. • Temporal – o quão frequente o sensor registra imagens/dados/informações de uma área particular, e.g. a cada 30 dias. • Radiométrica – sensibilidade de um sensor de sensoriamento remoto em detectar pequenas diferenças na energia eletromagnética registrada. 10 m B G R NIR Jan 15 Feb 15 10 m
  4. 4. • Características do sistema de observação (radiômetro e satélite) – Resolução Espectral
  5. 5. Resolução Espectral Resolução Espectral
  6. 6. Marina na Bacia Ace, Carolina do SulMarina na Bacia Ace, Carolina do Sul Resolução Espectral Resolução Espectral
  7. 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. 8. • Resolução Espectral – 4 Bandas – 224 Bandas
  9. 9. • Resolução Espectral
  10. 10. • Resolução Espectral Bandas do Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR) Bandas do Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR)
  11. 11. • Resolução Espectral Imagens do Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR) Imagens do Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR)
  12. 12. Resolução Espacial Resolução Espacial Imagem de uma área residencial próxima a Mechanicsville, Nova Iorque, obtida em 1 de Julho de 1998, com uma resolução espacial de 0.3 x 0.3 m utilizando uma câmera digital. Imagem de uma área residencial próxima a Mechanicsville, Nova Iorque, obtida em 1 de Julho de 1998, com uma resolução espacial de 0.3 x 0.3 m utilizando uma câmera digital.
  13. 13. Resolução Espacial Resolução Espacial
  14. 14. GOES-8: ~1 km Hurricane Erin 09/09/01 ~1530 Z • Resolução Espacial: 1km para 250m
  15. 15. Hurricane Erin 09/09/01 ~1530 Z • Resolução Espacial: 1km para 250m MODIS: ~250 m
  16. 16. • Resolução Espacial e Espectral 7 Bandas do Landsat Thematic Mapper Data 7 Bandas do Landsat Thematic Mapper Data
  17. 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. 18. • Resolução Temporal – É a frequência com que imagens de uma mesma área são obtidas
  19. 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. 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. 21. Resolução Radiométrica • A resolução radiométrica de um sensor (imagem) descreve a sua habilidade em discriminar variações pequenas na energia medida • Quanto maior a resolução radiométrica de um sensor, mais sensível ele será para detectar pequenas diferenças na energia refletida ou emitida que ele mede • Os dados registrados por um sensor (imagem) são gravados em bits (bit é a simplificação para dígito binário e corresponde a menor unidade de informação utilizada em computação) que codificam os números em formato binário • Cada bit registra 21 = 2 níveis de informação. O número máximo de níveis de informação disponível depende do número de bits utilizados na representação da energia registrada
  22. 22. Resolução Radiométrica • Portanto, se um sensor utiliza 8 bits para registrar os dados, então haverá 28 = 256 valores digitais disponíveis, variando de 0 até 255. Entretanto, se somente são utilizados 4 bits, então somente haverá 24 = 16 valores disponíveis variando de 0 a 15 (a resolução radiométrica é bem menor) 2 bits = 22 = 4 valores 8 bits = 28 = 256 valores
  23. 23. Resolução Radiométrica
  24. 24. Relação entre as diferentes resoluçõesRelação entre as diferentes resoluções •Do ponto de vista do sensoriamento remoto seria interessante ter uma grande cobertura (grande GFOV) e uma alta resolução espacial (pequeno GIFOV). Isto resultaria numa alta cobertura temporal da Terra em conjunto com uma alta resolução espacial. •Entretanto há limitações que precisam ser consideradas, como mostradas na próxima tabela com base nos exercícios que fizemos. •Do ponto de vista do sensoriamento remoto seria interessante ter uma grande cobertura (grande GFOV) e uma alta resolução espacial (pequeno GIFOV). Isto resultaria numa alta cobertura temporal da Terra em conjunto com uma alta resolução espacial. •Entretanto há limitações que precisam ser consideradas, como mostradas na próxima tabela com base nos exercícios que fizemos.
  25. 25. Ver no quadro a importância da razão sinal ruído e o custo entre as diferentes resoluções. Relação entre as diferentes resoluções Ver no quadro a importância da razão sinal ruído e o custo entre as diferentes resoluções. Relação entre as diferentes resoluções Energia  = SNR  Energia  = SNR  Tempo de permanência por pixel alto Tempo de permanência por pixel baixo Tamanho do pixel grande Tamanho do pixel pequeno Largura da banda larga Largura da banda estreita
  26. 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. 27. Relação entre as diferentes resoluçõesRelação entre as diferentes resoluções •Geralmente temos 2 categorias de sistemas sensores: •Alta cobertura temporal e baixa resolução espacial; •Baixa cobertura temporal e alta resolução espacial. •Geralmente temos 2 categorias de sistemas sensores: •Alta cobertura temporal e baixa resolução espacial; •Baixa cobertura temporal e alta resolução espacial.
  28. 28. Relação entre as diferentes resoluçõesRelação entre as diferentes resoluções • Além dos custos entre resolução espacial e cobertura temporal, há também custos entre as resoluções espacial, radiométrica e espectral: •QUESTÃO: Para uma alta resolução espacial, qual deve ser a característica do sensor? • Para uma alta resolução espacial, o sensor deve ter um pequeno GIFOV. Entretanto, a quantidade de energia que pode ser captada pelo sensor diminui a medida que a área do pixel diminui. Isto resulta numa redução da resolução radiométrica. • Além dos custos entre resolução espacial e cobertura temporal, há também custos entre as resoluções espacial, radiométrica e espectral: •QUESTÃO: Para uma alta resolução espacial, qual deve ser a característica do sensor? • Para uma alta resolução espacial, o sensor deve ter um pequeno GIFOV. Entretanto, a quantidade de energia que pode ser captada pelo sensor diminui a medida que a área do pixel diminui. Isto resulta numa redução da resolução radiométrica.
  29. 29. Relação entre as diferentes resoluçõesRelação entre as diferentes resoluções • QUESTÃO: O que podemos fazer para aumentar a quantidade de energia detectada (e por conseguinte a resolução radiométrica) sem diminuir a resolução espacial? • Para aumentar a quantidade de energia detectada (e por conseguinte a resolução radiométrica) sem diminuir a resolução espacial, deveríamos alargar a banda de um determinado canal (o intervalo de comprimento de onda de um canal ou banda). Infelizmente, isto resultaria numa redução da resolução espectral. • QUESTÃO: O que podemos fazer para aumentar a quantidade de energia detectada (e por conseguinte a resolução radiométrica) sem diminuir a resolução espacial? • Para aumentar a quantidade de energia detectada (e por conseguinte a resolução radiométrica) sem diminuir a resolução espacial, deveríamos alargar a banda de um determinado canal (o intervalo de comprimento de onda de um canal ou banda). Infelizmente, isto resultaria numa redução da resolução espectral.
  30. 30. • Resolução Espacial e Espectral

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