Estudo da influência da geometria de visada na resposta espectral de classes de cobertura na região Amazônica a partir de dados do sensor MISR/TERRA

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Alexandre da Silva Xavier
Data de Publicação: 2003
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE
Texto Completo: http://urlib.net/sid.inpe.br/jeferson/2003/07.01.10.25
Resumo: O Earth Observing System (EOS) é um projeto da National Aeronautics and Space Administration (NASA) que pretende criar o mais completo banco de dados de sensoriamento remoto da superfície da Terra. Dentre as diversas plataformas orbitais existentes, o satélite TERRA é, atualmente, o que reúne o maior número de sensores imageadores, gerando dados sobre a superfície da Terra e sobre a atmosfera que a cerca. Um destes sensores é o Multi-angle Imaging Spectroradiometer (MISR), capaz de gerar imagens de uma mesma área em um curto intervalo de tempo a partir de nove diferentes ângulos de visada ou câmeras em quatro bandas espectrais. O objetivo deste trabalho foi estudar o comportamento da resposta espectral de diferentes tipos de classes de cobertura em uma área de estudo localizada no Estado do Acre em função da variação no ângulo de visada. Um modelo de mistura espectral foi aplicado para a caracterização dos componentes da cena MISR e para a definição de classes de cobertura e subsequente obtenção dos perfis angulares. Dados de radiância de topo da atmosfera e do fator de reflectância bidirecional (BRF) foram utilizados para analisar a influência dos efeitos atmosféricos e direcionais sobre a resposta espectral das classes e sobre o cálculo do índice de vegetação Normalized Difference Vegetation Index (NDVI). A influência da geometria de visada na discriminação das classes de cobertura foi analisada. Os resultados mostraram que: a) a comparação das imagens fração sombra e vegetação verde com mapas de vegetação disponíveis permitiram selecionar dois grandes domínios de floresta para estudos angulares subsequentes, além de solo e de duas pequenas áreas de regeneração com características distintas; b) os valores de NDVI das classes de cobertura vegetal, calculados a partir da radiância do topo da atmosfera, foram maiores próximos ao NADIR e diminuíram em ambas as direções de visada com o aumento do ângulo de visada, em função do espalhamento atmosférico, porém com uma redução mais acentuada na direção do espalhamento frontal; c) os valores de NDVI calculados a partir do BRF foram maiores que os obtidos a partir de dados de radiância de topo da atmosfera, mas apresentaram uma menor variabilidade em função do ângulo zenital de visada, especialmente entre ± 25o do nadir; d) a precisão de classificação, calculada com dados da própria imagem para as duas classes de floresta, melhorou de forma acentuada na direção do retroespalhamento; e) ângulos de visada superiores a -45o e +25o do nadir foram prejudiciais à discriminação entre as classes de cobertura selecionadas, conforme indicado pela redução nos valores de precisão de classificação obtidos.
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Dentre as diversas plataformas orbitais existentes, o satélite TERRA é, atualmente, o que reúne o maior número de sensores imageadores, gerando dados sobre a superfície da Terra e sobre a atmosfera que a cerca. Um destes sensores é o Multi-angle Imaging Spectroradiometer (MISR), capaz de gerar imagens de uma mesma área em um curto intervalo de tempo a partir de nove diferentes ângulos de visada ou câmeras em quatro bandas espectrais. O objetivo deste trabalho foi estudar o comportamento da resposta espectral de diferentes tipos de classes de cobertura em uma área de estudo localizada no Estado do Acre em função da variação no ângulo de visada. Um modelo de mistura espectral foi aplicado para a caracterização dos componentes da cena MISR e para a definição de classes de cobertura e subsequente obtenção dos perfis angulares. Dados de radiância de topo da atmosfera e do fator de reflectância bidirecional (BRF) foram utilizados para analisar a influência dos efeitos atmosféricos e direcionais sobre a resposta espectral das classes e sobre o cálculo do índice de vegetação Normalized Difference Vegetation Index (NDVI). A influência da geometria de visada na discriminação das classes de cobertura foi analisada. Os resultados mostraram que: a) a comparação das imagens fração sombra e vegetação verde com mapas de vegetação disponíveis permitiram selecionar dois grandes domínios de floresta para estudos angulares subsequentes, além de solo e de duas pequenas áreas de regeneração com características distintas; b) os valores de NDVI das classes de cobertura vegetal, calculados a partir da radiância do topo da atmosfera, foram maiores próximos ao NADIR e diminuíram em ambas as direções de visada com o aumento do ângulo de visada, em função do espalhamento atmosférico, porém com uma redução mais acentuada na direção do espalhamento frontal; c) os valores de NDVI calculados a partir do BRF foram maiores que os obtidos a partir de dados de radiância de topo da atmosfera, mas apresentaram uma menor variabilidade em função do ângulo zenital de visada, especialmente entre ± 25o do nadir; d) a precisão de classificação, calculada com dados da própria imagem para as duas classes de floresta, melhorou de forma acentuada na direção do retroespalhamento; e) ângulos de visada superiores a -45o e +25o do nadir foram prejudiciais à discriminação entre as classes de cobertura selecionadas, conforme indicado pela redução nos valores de precisão de classificação obtidos.The Earth Observing System (EOS) is a NASA project aiming at creating the most complete terrestrial remote sensing database. At present, among the several available orbital platforms, the TERRA satellite has the largest number of imaging sensors producing data from the Earth surface and its atmosphere. One of these sensors is the Multi-angle Imaging Spectroradiometer (MISR), which is capable to produce images from a given area at nine view angles or cameras and at four spectral bands. The objective of the present investigation was to study the spectral behavior of different land cover types, in a study area located at the Acre state, as a function of variable viewing angle. A linear spectral mixture model was applied to characterize the spatial distribution of the MISR scene components and to define major land cover classes for the subsequent analysis of angular profiles. Radiance of the top of the atmosphere and bidirectional reflectance factor (BRF) data were used to analyze the atmospheric and coupled directional effects on the spectral response of the land cover types and on their normalized difference vegetation index (NDVI) determination. The viewing geometry influence on the discrimination of the land cover types was investigated. The results showed that: a) the comparison of the fraction-images derived from the mixture model with available vegetation maps from the study area allowed the selection of two major forest classes for the subsequent angular analysis, besides soil and two small areas of distinct vegetation regrowth; b) the top of the atmosphere radiance-derived NDVI values of the vegetation covers decrease from nadir to extreme viewing due to atmospheric scattering, especially in the forward scattering direction; c) the BRFderived NDVI values were higher than the radiance-derived NDVI values but presented a smaller view angle variation, especially between ± 25o from nadir; d) the classification accuracy, determined from the confusion matrix and from new selected pixels, was better in the backscattering direction; e) view angles higher than -45o and +25o from nadir affected the discrimination between the forest classes, as indicated by the reduction in the classification accuracy values.http://urlib.net/sid.inpe.br/jeferson/2003/07.01.10.25info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPEinstname:Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)instacron:INPE2021-07-31T06:52:53Zoai:urlib.net:sid.inpe.br/jeferson/2003/07.01.10.25.06-0Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bibdigital.sid.inpe.br/PUBhttp://bibdigital.sid.inpe.br/col/iconet.com.br/banon/2003/11.21.21.08/doc/oai.cgiopendoar:32772021-07-31 06:52:53.266Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE - Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)false
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