Elaborao: Osvaldo Jos Ribeiro Pereira.

Calibrao radiomtrica de imagens Landsat no ArcGis 10.1

1 - Introduo

Algo que as pessoas me perguntam com frequncia em cursos de ArcGis como

proceder correes atmosfricas? Sempre respondo que o programa no oferece essa opo

de forma automatizada, exigindo que o usurio desenvolva sua prpria rotina atravs das

opes de customizao de ferramentas (Scripts, Modelbuilder, Java, VBA) ou com base na

extenso Spatial Analyst (funo Raster Calculator). Dessa forma pode-se transformar os

NC das bandas em valores de reflectncia aparente ou de superfcie de acordo com os

modelos implementados.

Para a reflectncia de superfcie ainda necessria a aplicao de clculos de forma

manual, porm, a converso para reflectncia aparente pode ser feita de forma totalmente

automtica na verso 10.1 do ArcGis. Tal funo possibilita o ajuste dos valores dos pixels

para uma condio padro de iluminao terica, sendo necessria em estudos que iro lidar

com bandas coletadas em diferentes datas e/ou por diferentes sistemas sensores.

Essa funo pode ser aplicada para imagens Landsat, IKONOS e QuickBird e neste

tutorial ser descrita tendo-se como base imagens ETM Landsat baixadas na homepage da

USGS (http://earthexplorer.usgs.gov/)1.

1 Download dos dados.

Este tutorial no tem como objetivo explicar como realizar o Download das cenas

Landsat, porm, a pgina da USGS supracitada, oferece uma enorme gama de dados Landsat

desde o incio da misso at o presente. Os dados so gratuitos e podem ser obtidos

mediante registro na prpria pgina do Earth Explorer.

Para que os passos descritos adiante sejam realizados com sucesso importante que

o usurio tenha todas as bandas Landsat em mos e o arquivo metadata2, como mostrado no

exemplo da figura a seguir:

1 Aconselha-se baixar os dados por meio do Earth Explorer visto que j so disponibilizados todos os dados

relativos aos metadatas das imagens, possibilitando a converso para reflectncia de superfcie de forma 100%

automatizada. 2 Atente-se para o nvel de processamento dos dados. No caso usado como exemplo, foram adotadas imagens

Landsat ETM 1 Gt.

No ArcGis 10.1 o arquivo MTL pode ser aberto diretamente (exemplo:

) e possibilita a insero das bandas Landsat e visualizao do

cabealho completo da cena. A insero das bandas ser explicada a seguir.

2 Abrindo a cena Landsat EMT+ no ArcGis 10.1.

Os dados baixados pela homepage da USGS so fornecidos compactados (.gz) e podem

ser abertos com descompactadores gratuitos (ex: WinRAR). No ArcMap iremos abrir o

arquivo MTL mostrado na figura anterior.

1. Abra o ArcMap 10.1

Bandas ETM Landsat 7

no formato GeoTIFF

Arquivo MTL legvel

no ArcGis 10.1

2. Adicione o arquivo MTL da cena Landsat, a partir da opo Add Data: .

Essa opo ir adicionar uma composio Landsat com seis bandas (azul, verde,

vermelho, infravermelho prximo, infravermelho prximo 2 e infravermelho mdio)

juntamente com um arquivo metadata descrevendo as caractersticas da cena.

3. Aps adicionar o arquivo ser aberta a seguinte janela:

4. Escolha a opo: Bilinear Interpolation e clique em Yes. Isso far com que os

pixels da imagem sejam interpolados melhorando a qualidade visual dos alvos

imageados;

5. Ser adicionada a composio Landsat e como default sero aplicados os filtros

azul, verde e vermelho para as bandas 1, 2 e 3 respectivamente, possibilitando a

visualizao em cor real. Clique com o boto direito sobre a imagem e v na opo

Properties.

6. V na aba Symbology e escolha a opo de contraste Standard Deviations:

Feito isso clique em aplicar e v para a aba Functions. Nela ser inserida a funo

de calibrao radiomtrica e gerao de imagens de reflectncia.

7. Clique com o boto direito na opo Strech Funtion e aparecer a janela para a

insero de novas funes matemticas que podem ser aplicadas sobre a composio

multiespectral. Siga o caminho ilustrado na figura a seguir e escolha a opo

Apparent Reflectance Function.

8. Ser aberta a janela para escolher as opes de correo. Como os dados da cena

Landsat j acompanham as imagens, todo o processo ser feito de maneira

automtica.

Observe que os parmetros de Ganho, Bias e Elevao Solar so preenchidos

automaticamente. Isso ocorre porque o arquivo est acompanhado do metadata,

porm, tais informaes podem ser inseridas manualmente caso o usurio esteja

operando bandas isoladas.

9. Clique OK. A funo ser adicionada. Clique em Apply e OK. A composio

multiespectral Landsat est agora calibrada para reflectncia aparente.

OBS: O formato nativo de sada dos valores dos pixels varia de 0 a 1. Para efeitos

de visualizao tais dados so alocados no intervalo de 0 a 255 (8 bits), porm

alguns estudos cientficos (que iro lidar, por exemplo, com modelos de

separabilidade espectral) exigem os dados de sada no formato nativo (0 a 1). Sendo

assim, para que os valores dos pixels sejam apresentados de tal maneira

necessrio, na aba General, a seleo da opo 32 Bits Unsigned e aps a

converso deve ser adicionada uma funo aritmtica para a diviso dos valores por

255.

Referncias:

NASA; SDHU (2010). Landsat hand book. Pgina acessada em 13 de agosto de 2012.

USGS (2010). Earth Resources Observation and Science (EROS) Center. Pgina

consultada em 13 de agosto de 2012, .

ArcGis Resource Centre. Apparent Reflectance Function. . Pgina consultada em 13 de

agosto de 2012,

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