Paula Debiasi

Atmospheric effects on vegetation indices of TM and ETM+ images from a tropical region using the 6S model

Vegetation indices have been widely used for monitoring vegetation and to estimate vegetation biophysical parameters. The atmosphere affects differently sensor bands depending on the waveband, thus affecting the indices obtained from top of the atmosphere reflectances. The objective of this paper is to evaluate the atmospheric effects on the NDVI and SAVI using the 6S model adapted for atmospheric correction of images of eight bits digital numbers. Images from the TM and ETM+ sensors of the same area were corrected for the atmosphere and the vegetation indices were compared with those from noncorrected images. For these images the results show that the vegetation indices at the top of the atmosphere were lower than those from the surface. This underestimation of the vegetation indices due to the atmosphere is attributed to a higher absorption of radiation in the near infrared than in the red spectral region. This is exceptionally pronounced on tropical atmospheres where absorption by water vapor tends to be higher than in mid-latitudes. It is concluded that atmospheric correction is necessary when calculating vegetation indices over tropical regions and the adapted 6S model is suitable for this task.

A Study on In Situ Calibration of an Off-The-Shelf Digital Camera Integrated to a Lidar System

Photogrammetric procedures using the integration of imagery and light detection and ranging (Lidar) datasets are becoming common in mapping companies nowadays. When photogrammetric and Lidar surveys are performed simultaneously while having the camera connected to the Lidar system, the images exterior orientation parameters computed from the Lidar system can be used to perform photogrammetric applications. To implement such approach, camera calibration procedures should be applied to obtain accurate interior orientation parameters. This paper shows the performed study and experimental results from an in situ self-calibration using simultaneously collected imagery and Lidar datasets. The experimental study is conducted to devise a methodology for the in situ self-calibration that uses a set of vertical control points, extracted from Lidar point cloud, as well as the three-dimensional coordinates of the camera exposure stations, computed from the Lidar trajectory. For the small photogrammetric block used in this study, the results from the performed experiments demonstrated that the in situ self-calibration is required to obtain horizontal accuracies of approximately one image pixel on the ground in bundle adjustment assisted by direct measured of the coordinates of the camera exposure stations.

A influência da calibração aérea de uma câmara digital de baixo custo integrada com um sistema LIDAR no processamento de aerotriangulação

Esta pesquisa teve como objetivo investigar a influencia da calibracao aerea de uma câmara digital de baixo custo, integrada fisicamente com um sistema LIDAR, na correcao dos erros sistematicos de observacoes fotogrametricas para o processo de aerotriangulacao. A calibracao aerea foi realizada com fotografias tomadas de um campo de prova empregando-se duas configuracoes de bloco fotogrametrico: sem faixas cruzadas e faixas cruzadas. As coordenadas das estacoes de exposicao, provenientes da integracao da câmara com os sensores de orientacao e posicao do sistema LIDAR, foram utilizadas como injuncao nos processamentos de calibracao aerea. A verificacao do desempenho dos parâmetros de orientacao interior (POI), determinados nas calibracoes aereas, foi realizada atraves de processamentos de aerotriangulacao de um bloco fotogrametrico (utilizando as coordenadas das estacoes de exposicao), obtido em local e epoca diferente do que foi empregado nos procedimentos de calibracao aerea. Parâmetros de orientacao interior determinados pelo Metodo das Câmaras Convergentes, utilizando um campo de prova terrestre, tambem foram utilizados para a correcao de erros sistematicos das observacoes fotogrametricas deste bloco de fotografias simplesmente para fins de comparacoes. Os resultados demonstraram que as exatidoes obtidas nos processamentos de aerotriangulacao empregando os POI provenientes das calibracoes aereas foram consideravelmente superiores as exatidoes obtidas no processamento empregando os POI determinados na calibracao terrestre, principalmente no que se refere a exatidao altimetrica. Conclui-se que a exatidao altimetrica dos processamentos utilizando injuncao nas coordenadas do centro perspectivo da câmara apresenta-se mais dependente da qualidade dos POI empregados do que a exatidao planimetrica.

CALIBRAÇÃO GEOMÉTRICA EM ÓRBITA DO SENSOR HRC - CBERS 2B

A extracao de informacoes geoespaciais de uma imagem orbital requer a orientacao interior e exterior da mesma. Os parâmetros de orientacao exterior (POE) podem ser obtidos de forma direta, utilizando sensores GNSS/INS e estelares, ou indireta, utilizando feicoes de controle no espaco objeto. Os parâmetros de orientacao interior (POI) sao inicialmente obtidos por calibracao em laboratorio antes do lancamento do satelite, e podem tambem ser estimados periodicamente pela calibracao geometrica em orbita. O objetivo deste trabalho foi realizar a calibracao geometrica em orbita do sensor HRC-CBERS 2B. Para tanto, foram consideradas as correcoes dos efeitos sistematicos causados pela geometria do plano focal do sensor e pelo sistema de lentes do mesmo. Uma densa quantidade de pontos de controle e verificacao foi utilizada, sendo que a analise da exatidao planimetrica nos pontos de verificacao foi aplicada para avaliar a calibracao. Quatro experimentos foram realizados analisando tres diferentes conjuntos de POI. Os resultados dos experimentos de calibracao foram muito proximos, nao apresentando diferencas significativas. Uma maior exatidao foi obtida quando se empregou o grupo de POI modelando a translacao, rotacao, fator de escala e flexao das matrizes de CCD (Charge-Coupled Device), juntamente com a distorcao radial simetrica do sistema de lentes.

OLI image atmospheric correction sensitivity to altitude, visibility and acquisition geometry

Atmospheric effects can damage surface information extraction from satellite images and correction using physically based models is a way to minimize these effects. This paper presents a sensitivity analysis of atmospheric correction of an OLI image using a base case from which the surface altitude, horizontal visibility and viewing geometry were varied. Results show that viewing geometry, target altitude and horizontal visibility affects the ground reflectance retrieval, mainly in the visible bands. Atmospheric effects decreased from the backscattering to the forward scattering while it decreased as target altitude increased. It is concluded that the use of average values of these correction parameters can be a problem when performing the atmospheric correction. It is recommended that care should be taken when using average values and preferably use correction that takes into account the within image variations of these parameters.