Características das Imagens de SAR

Características das

Imagens de SAR

Características das Imagens de SAR

Tópicos

-v Elementos de interpretação

u Tonalidade u Textura

v “Artefatos” em imagens de SAR

u Ambigüidades

u Formas dentadas

Variações e Interpretação do

Brilho da Imagem

v Existem dois tipos principais de variações no brilho que são observáveis em uma imagem de radar:

u variações na tonalidade u variações na textura

v Embora raro, os “artefatos” de radar são também uma fonte potencial de variação indesejada no brilho

v Computadores são usados para complementar e/ou

estender a nossa interpretação visual das variações no brilho

Elementos de Interpretação

Interpretação Interpretação por Computador

v tonalidade ® fatiamento da densidade

v cor ® classificação multiespectral

v textura ® análise da textura

v padrão ® transformações

espaciais/classificação

v tamanho ® classificação do tamanho das

feições

v forma ® classificação sintática

v associação ® classificação contextual

Tonalidade da imagem

v Refere-se a cada nível de cinza distingüível entre o preto e o branco

v Proporcional à intensidade do retroespalhamento do radar

v Alvos relativamente lisos, como as águas calmas, aparecem com tonalidades escuras

v Alvos difusos, como alguns tipos de vegetação, aparecem com tonalidades intermediárias

v Alvos artificiais (edifícios, navios) podem produzir tonalidades claras, dependendo de sua forma,

Tonalidade da Imagem (cont.)

Fonte: Centro Canadense de Sensoriamento Remoto

Textura da Imagem

v Refere-se ao padrão das variações espaciais da tonalidade

v Função da uniformidade espacial dos alvos de uma cena

v Em imagens de radar, a textura consiste da textura da cena multiplicada pelo “speckle”

v A textura pode ser classificada como fina, média ou rugosa

Textura da Imagem (cont.)

Fonte: Ulaby e Dobson, 1989

Plantação de milho Floresta

300 m

Alvo espacialmente homogêneo Textura Fina

Alvo espacialmente heterogêneo Textura Rugosa

“Artefatos” em Imagens de SAR

v ”Artefatos” em imagens de SAR podem ocorrer devido a

problemas na plataforma, no sensor e/ou no processamento

u Ambigüidades

- Ambigüidade em azimute

- Ambigüidade na direção de alcance

- Ambigüidade a nadir

u Forma dentada

u Efeitos de Controle de Ganho Automático para o

RADARSAT-1

v A radiometria e a geometria da imagem podem ser afetadas v Às vezes, o reprocessamento pode diminuir o problema

v Às vezes, é incorrigível

v Defn = Structure or phenomenon of artificial origin that occurs accidently during an observation (Estrutura ou fenômeno de origem artifical que ocorre acidentalmente durante uma

Ambigüidades

v Cópia esmaecida de um alvo brilhante que aparece deslocada na direção de alcance e/ou em azimute (efeito fantasma)

v “Artefatos” serão visíveis se o fundo é escuro e invariável (por exemplo, águas calmas); serão

difíceis de serem detectados se o fundo é variável (por exemplo, áreas arborizadas)

v O sinal desejado é contaminado pelos sinais de alvos adjacentes

Ambigüidades

v Ambigüidade em Azimute

u amostragem lenta demais dos

sinais retroespalhados

u parâmetros incorretos de

processamento

v Ambigüidade na Direção de Alcance

u retornos simultâneos de pulsos

transmitidos sucessivamente em direção a uma região de interesse

- Ex: retornos a nadir

- retornos “sob o satélite”

acompanham os retornos da faixa imageada

Porto de Halifax, Nova Scotia. Uma frota fantasma de navios é vista na imagem RADARSAT, modo S7. Porto de Halifax, Nova Scotia. Uma frota fantasma de navios é vista na imagem

RADARSAT, modo S7.

Ambigüidades a Nadir

v Aparecem com formas lineares brilhantes em direção de alcance aproximadamente constante

v Os retornos dos sinais a nadir são fortes devido à reflexão

aproximadamente especular dos alvos situados a distâncias muito próximas no alcance inclinado _à tonalidade brilhante

v Devido à compressão do pulso, retornos muito fortes são restritos a um pequeno número de células na direção de alcance _{à forma linear,} aguda

Ambigüidades a Nadir e RADARSAT

v Produtos originalmente especificados como feixe único foram concebidos para evitar ambigüidades a nadir, sempre que possível

v Possível localização de ambigüidades a nadir em imagens de feixe único:

u Próximo das bordas de imagens obtidas no modo

Largo 2, obtidas com transmissão descendente em tempo real

u No centro das imagens obtidas no modo Largo 3

Ambigüidades a Nadir e RADARSAT

(cont.)

v Possível localização de ambigüidades a nadir em produtos de feixes múltiplos:

u Dentro do feixe no modo Largo 3 do ScanSAR

Largo A

u Na faixa de sobreposição entre os feixes Largo 1 e

2 do ScanSAR Largo A e B, e ScanSAR Estreito A

u Na faixa de sobreposição entre os feixes Standard

5 e 6 do ScanSAR Estreito B e ScanSAR Largo B

Forma dentada

v Causada pela estimativa inadequada do centróide de Doppler

v Vista como faixa radiométrica

semelhante a veludo cotelê que

atravessa a cena (na direção do alcance)

v Ocasionalmente visível em produtos RADARSAT no modo ScanSAR

v Imagem pode ser reprocessada utilizando estimativas mais

precisas do centróide de Doppler

RADARSAT-1 ScanSAR Estreito A _{23 de março de 1997}Chile

Órbita descendente “Veludo cotelê” Largo 1 Largo 2 Ambiguidade a nadir

Efeitos de Controle de Ganho Automático

do RADARSAT-1

v A bordo do sensor, um ganho é aplicado aos sinais

recebidos antes de passar pelo conversor analógico/digital (CAD)

v A escolha adequada do ganho melhora o uso do intervalo dinâmico limitado no CAD e minimiza saturação e escassez de fluxo dos sinais no CAD

v RADARSAT-1 utiliza um Controle de Ganho Automático (CGA) cujo valor é definido com base nos sinais recebidos da parte da faixa de imageamento correspondente à metade mais próxima, em relação ao satélite

v Se a cena é brilhante na alcance próximo e escuro no distante, o ganho pode ser baixo demais, causando escassez de fluxo nos alvos mais afastados

Efeitos de Controle de Ganho Automático

(cont.)

v Se a cena é escura no alcance próximo e clara no alcance distante, o ganho pode ser alto demais, causando saturação nos alvos localizados no alcance distante

v Saturação é muitas vezes visível na forma de mudanças tonais que aparecem em faixas que atravessam a imagem na direção do alcance

v Efeitos de escassez de fluxo não são tão visíveis na imagem v Tanto a saturação como a escassez de fluxo afetam a

radiometria da imagem

v Para aplicações qualitativas, as faixas de CGA podem ser eliminadas encomendando-se imagens com ganho constante – mesmo assim a saturação e a escassez de fluxo podem ainda aparecer na imagem

Efeitos de CGA

RADARSAT-1 Modo S5

21 de agosto de 1996 Malásia

Saturação do Coversor Analógico/Digital (ADC)

Perda de Potência Corrigida

direção de visada tr aj et ór ia do s até lite

Resultado da Correção para Perda de Potência

Com Correção

v Para análises quantitativas

u Pré-aquisição

- Escolher feixe e órbita (isto é, modo

ascendente ou descendente) que coloca o alvo em análise aproximadamente no meio da faixa de imageamento

- Forma dentada ainda pode aparecer em faixas correspondentes ao alcance distante

u Aquisição

- Utilizar um ajuste apropriado de ganho fixo

u Pós-aquisição

- Executar correção para perda de potência para corrigir o valor médio – requer

reprocessamento dos sinais

Efeitos de Controle de Ganho Automático

(cont.)