Correção atmosférica : conceitos e fundamentos

Para a realização de uma análise espectral a partir de sensores remotos é fundamental que se realize uma adequada correção atmosférica. O presente trabalho tem como propósito realizar uma revisão sobre os conceitos e fundamentos da correção atmosférica. Neste propósito, realiza-se uma descrição dos constituintes (gases e particulados) e propriedades ópticas da atmosfera (espalhamento e absorção). Por fim é realizada uma síntese dos principais métodos para a correção atmosférica utilizados no tratamento de imagens de sensores remotos. _________________________________________________________________________________ ABSTRACTFor the accomplishment of a spectral analysis from remote sensors it isnecessary to do an adequate atmospheric correction. The present work aims to be abibliographical revision of the atmospheric correction concepts. Thus, a description of the constituent and optic properties of the atmosphere was made. Finally was describeda synthesis of the main methods for the atmospheric correction used in the treatment ofimages of remote sensors

DINÂMICA DOS PRINCIPAIS DOMÍNIOS FITOGEOGRÁFICOS DO NORDESTE BRASILEIRO E SUAS CONEXÕES COM A PRECIPITAÇÃO

his study deals with the temporal variability of Normalized DifferenceVegetation Index (NDVI) for four main vegetation types in the brazilian northeast region: caatinga, cerrado, seasonal forest and ombrophilous forest. The data set used consists of images from the Advanced Very High Resolution Radiometer/National Oceanic and Atmospheric Administration (AVHRR/NOAA) for the 1982-1998 period and rainfall observations from Superintendência para o Desenvolvimento do Nordeste (SUDENE) network. The analyzes were done using monthly rainfall, NDVI composites and their annual amplitude and phase, both in normal and El Niño years. Seasonal and annual rainfall distribution and NDVI time series show distinct behaviour particularly in El Niño years. Also, the amplitude of the NDVI is related to seasonal cycles of rainfall and vegetation cover, being sensitive to climatic anomalies. In northern Ceará state, backlands of Pernambuco state and central Maranhão state, the phase of the first harmonic shows that the timing of the growing season during EN years occurs one month later than the observed one in normal years. Key-words: NDVI; rainfall.Este trabalho analisa a variabilidade temporal do Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) para os quatro principais domínios fitogeográficos do Nordeste brasileiro: caatinga, cerrado, floresta estacional e floresta ombrófila. Foram utilizados dados NDVI obtidos pelo sensor Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR) a bordo do satélite National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) e de precipitação da Superintendência para o Desenvolvimento do Nordeste (SUDENE) para o período de 1982-1998. As análises foram feitas caracterizando-se o comportamento médio, amplitude e fase do NDVI em anos normais e de El Niño (EN). Os resultados obtidos mostram que o NDVI e o regime pluviométrico dos quatro tipos de vegetação apresentam comportamento distinto em função da variabilidade sazonal e interanual, principalmente em anos de EN. Observou-se também que a amplitude do primeiro harmônico do ciclo anual é sensível às anomalias climáticas, reflete o regime pluviométrico e caracteriza a variabilidade sazonal da cobertura vegetal no Nordeste. Por outro lado, a fase do ciclo anual sugere que em anos de EN o período de máxima variabilidade sazonal no norte do Ceará, interior de Pernambuco e centro do Maranhão, antecipa-se um mês em relação ao observado em anos normais. Palavras-chave: NDVI; precipitação

Mistura espectral : (II) classificadores espectrais para identificação

O presente trabalho possui como objetivo apresentar uma revisão sobre os métodos desenvolvidos para classificação espectral. Os classificadores espectrais que visam à identificação realizam uma comparação do espectro da imagem (EI) com um espectro de referência (ER), proveniente de bibliotecas espectrais ou de membros finais das imagens. As principais diferenças entre os métodos são basicamente duas: (a) opção do emprego da remoção do contínuo e (b) o critério de similaridade a partir do ajuste linear. A remoção do contínuo tem como propósito enfatizar as feições de absorção a partir da retirada do background utilizando uma função matemática, geralmente, ospline cúbico. Os critérios de similaridade são oriundos da regressão linear e do ajuste por mínimos quadrados sendo assim utilizadas formulações do coeficiente de correlação e do erro padrão. Serão descritos os algoritmos dos principais métodos existentes: Spectral Angle Mapper (SAM), Spectral Feature Fitting (SFF), Spectral CorrelationMapper (SCM) e o coeficiente de determinação utilizado pelo Tricorder e Tetracorder. _________________________________________________________________________________ ABSTRACTThis present work has as objective to present a review about the methods developed for spectral classification. The spectral classifiers that focus in the identification perform a comparison of spectrum (EI) of the image with a referencespectrum (ER), obtained from the spectral library or the image endmembers. The maindifferences between these methods are basically two: (a) the option to employ continuum removal, and (b) the similarity criterion based on linear fitting. Continuum removal hasas purpose to emphasize the absorption features from the background removal utilizing a mathematical function, generally, the cubic spline. The similarity criteria are originatedfrom linear regression and by minimum squares fitting so utilizing formulations of thecorrelation coefficient and the standard error. It will be described the algorithms of the main existing methods: Spectral Angle Mapper (SAM), Spectral Feature Fitting (SFF), Spectral Correlation Mapper (SCM), and coefficient of determination utilized by Tricorderand Tetracorder

Mistura espectral : (i) detecção dos membros finais utilizando a geometria do simplex

O conceito de mistura espectral permitiu uma nova abordagem nos procedimentos de classificação de imagens. Esse procedimento busca identificar e quantificar os constituintes que compõem os pixels. Para tanto é necessário estabelecer três etapas de processamento: (a) detecção dos membros finais, (b) localização dos elementos e (c) quantificação. O presente trabalho possui como objetivo discutir e sintetizar as principais abordagens para a detecção dos membros finais utilizando a geometria do simplex. Para tanto são definidos três tipos de simplex: (a) mínimo volume,(b) máximo volume e (c) volume intermediário. Cada modelo é discutido enfocando-se sua importância para o estabelecimento dos membros finais. _________________________________________________________________________________ ABSTRACTThe spectral mixture concepts allowed a new approach in the image classification procedures. This procedure searches to identify and to quantify the constituents that compose the pixels. Thus it is necessary to establish three processing stages: (a) endmembers detection, (b) elements location and (c) quantification. The present work has as objective to discuss and to synthesize the main approaches to endmembers detection using simplex geometry. For this, it was defined three simplex types: (a) simplex of minimum volume (b) maximum volume and (c) intermediate volume. Each model is discussed focusing on its importance to the establishment of the endmembers

CORREÇÃO ATMOSFÉRICA: CONCEITOS E FUNDAMENTOS

For the accomplishment of a spectral analysis from remote sensors it is necessary to do an adequate atmospheric correction. The present work aims to be a bibliographical revision of the atmospheric correction concepts. Thus, a description of the constituent and optic properties of the atmosphere was made. Finally was described a synthesis of the main methods for the atmospheric correction used in the treatment of images of remote sensors.Para a realização de uma análise espectral a partir de sensores remotos é fundamental que se realize uma adequada correção atmosférica. O presente trabalho tem como propósito realizar uma revisão sobre os conceitos e fundamentos da correção atmosférica. Neste propósito, realiza-se uma descrição dos constituintes (gases e particulados) e propriedades ópticas da atmosfera (espalhamento e absorção). Por fim é realizada uma síntese dos principais métodos para a correção atmosférica utilizados no tratamento de imagens de sensores remotos

Classificação de padrões de savana usando assinaturas temporais NDVI do sensor MODLS no Parque Nacional Chapada dos Veadeiros

A savana é o principal tipo de vegetação no Brasil Central, cobrindo aproximadamente 23% do território nacional. Localmente é conhecido como Cerrado, sendo formado por um mosaico de fisionomias tais como Campo, Campo Cerrado e Cerrado que possuem um ciclo fenológico típico. Neste contexto, os dados do MODIS fornecem medidas diárias que permitem monitorar a fenologia sazonal da vegetação. O presente trabalho objetiva avaliar o emprego de assinaturas temporais para detectar tipos de savanas no Parque Nacional da Chapada dos Veadeiros. A metodologia adotada pode ser subdividida nos seguintes passos: (a) elaboração do cubo 3D das imagens temporais NDVI-MODIS, onde o perfil em z corresponde à assinatura temporal, (b) tratamento do ruído pela combinação das técnicas de Filtro de mediana e o Minimum Noise Fraction, (c) detecção dos membros finais utilizando o invólucro convexo, e(d) classificação espectral usando o método Spectral Correlation Mapper. Os resultados demonstram que as fisionomias do Cerrado apresentam assinaturas temporais típicas. Os membros finais correspondem aos três maiores domínios fisionômicos: (a) Campo, região com dominio do extrato herbáceo; (b) Cerrado, uma mistura de campo e arbustos; e (c) Cerrado Denso, densamente coberto por árvores. Comparações com imagem Landsat 7/ETM+ demonstram a eficiência da classificação das séries temporais. O estudo concluiu que as séries NDVI são úteis na diferenciação dos tipos de vegetação. A eficiência da metodologia tem sido provada para delimitação regional das fisionomias de savana, mesmo considerando abaixa resolução espacial de 250m do sensor MODIS e a alta mistura espectral. _______________________________________________________________________________ ABSTRACTSavannas are the main vegetation type in Central Brazil, covering approximately 23% of the national territory. Locally known as Cerrado, Brazilian Savannas are formed by amosaic of different physiognomies such as grassland, shrubland and woodland that have atypical phenological cycle. ln this context, the MODIS data provide daily measurements well suited to monitor the seasonal phenology of vegetation. The present work aims to evaluate the advantages of the temporal signatures to detect Brazilian Savanna vegetation types in the Chapada dos Veadeiros National Park, Brazil. The adopted methodology may be subdivided into the following steps: (a) elaboration of the 3D cube of NDVI from temporal MODIS images, where the z profile corresponding to temporal signature, (b) noise elimination by combining Median Filter and Minimum Noise Fraction techniques, (c) endmember detection, and (d) spectral classification using Spectral Correlation Mapper method. The results demonstrate that the savanna physiognomies present typical temporal signatures. The endmembers correspond to the three major physiognomic domains: (a) Cerrado grassland, herbaceous dominated region; (b) Cerrado, mostly amixture of grasses and shrubs; and (c) Cerrado woodland, densely covered by trees. Comparison with Landsat 7/ETM+ image demonstrates the classification efficiency of the temporal series. The study concluded that the NDVI series is useful in differentiating the amount of vegetation types The methodology efficiency has been proved for regional delimitation of savanna physiognomies even considering the low spatial resolution of the 250m MODIS sensor and the high spectral mixture