Área educativa - SATÉLITES METEOROLÓGICOS

3.3 Imagens de Satélite – Visualização

Os instrumentos (radiómetros e/ou espectro - radiómetros) a bordo de satélites de observação da Terra captam a energia em várias bandas (ou canais) do espectro eletromagnético, podendo medir a energia solar refletida ou a energia infravermelha emitida pelos corpos. Para cada banda é produzida uma imagem (uma matriz de valores) que é estruturada em pixels (elementos da matriz que representam os elementos de imagem), Fig 3.3.1. Cada pixel corresponde a uma área do objeto também chamada cena, relacionada com o IFOV (Instantaneous Field of View, isto é, campo de visão instantânea), com a altitude do satélite e com a inclinação do angulo de observação, (Fig.3.3.2).

O valor de um pixel numa determinada banda é designado por número digital (ND). O ND é a conversão da radiância que chega ao sensor numa gama de valores inteiros. O número de níveis em que a radiância pode ser traduzida, i.e. o número de ND, é frequentemente designado por resolução radiométrica e depende do número de bits da representação dos números. As imagens de satélite/radiómetro são adquiridas em formato digital. O termo imagem é, na verdade, um conjunto de matrizes, uma por cada banda do sensor. O ND de um determinado pixel, de uma determinada banda, traduz a quantidade de energia do espectro eletromagnético captada pelos sensores dessa banda, e que é refletida/emitida pelos corpos.

As imagens obtidas por observação remota (os pixels da matriz imagem) apresentam distorções geométricas As distorções geométricas das imagens podem ter origem numa grande diversidade de fatores, tais como:

» Em satélites de órbita polar, a combinação da rotação da terra com a deslocação do satélite sobre uma região, apresenta uma imagem com desvios das posições relativas dos pixels à medida que o varrimento tem lugar.

» A distorção devida ao varrimento que provoca na imagem uma alteração da representação do valor do pixel quando se vai do centro da imagem (nadir) para a periferia, onde o pixel corresponde a uma maior área.

» A curvatura da terra pode afetar a geometria de imagens para sensores como o NOAA/AVHRR.

» As variações na altitude, velocidade e posição da plataforma podem causar distorções acentuadas, especialmente se nas imagens que são obtidas por avião

As técnicas usadas para reduzir distorções geométricas são essencialmente de dois tipos:

» Modelar os fatores de distorção e deduzir as correções a efetuar.

» Transformações polinomiais (polinómios lineares, quadráticos ou cúbicos) e pontos de controlo. Este processo consiste em criar uma nova imagem, num sistema de referência escolhido, e “projetar” a imagem original sobre esse sistema de referência. Para estabelecer a transformação é necessário identificar, na imagem a corrigir, um conjunto de pontos de controlo e identificar as coordenadas originais e as coordenadas no sistema de referência. Os pontos de controlo são usualmente objetos que podem ser facilmente identificados na imagem de satélite, como por exemplo, cruzamentos de estradas, zonas de água ou outros.

3.4. Resolução das imagens

As imagens obtidas são caracterizadas por quatro tipos diferentes de resolução:

Resolução espacial
Uma imagem digital obtida por um sensor a bordo de satélite é representada por uma matriz de elementos de imagens (pixels - "picture elements"). Portanto, o pixel é o menor elemento que o sensor pode identificar/medir.