Manual Envi Portugues

7/22/2019 Manual Envi Portugues

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Guia do ENVI em Portugus

SulSoft Servios de Processamento de Dados Ltda. - Todos os direitos reservados

ndice

A: Conceitos Bsicos do Sensoriamento Remoto1.Bases fsicas do sensoriamento remoto ...............................................................................1

1.1. O espectro electromagntico ............................................................................... 21.2. Influncia atmosfrica ............................................................................................ 21.3.Caratersticas espectrais de alvos selecionados ...................................................... 2

1.3.1.Caracterstica de reflexo e espectro de vegetao ............................ 31.3.2. Refletividade de solos ............................................................................... 41.3.3. Refletividade de minerais e rochas ...................................................... 51.3.4. Refletividade de reas urbanas .................................................................. 5

2. Resoluo das imagens de sensoriamento remoto ......................................................62.1. Resoluo especial ............................................................................................ 62.2. Resoluo espectral ............................................................................................ 62.3. Resoluo radiomtrica ............................................................................................ 6

3. Sistemas de satelites .........................................................................................................73.1. LANDSAT ..................................................................................................................... 83.2. SPOT ................................................................................................................... 113.3. KVR-1000 ................................................................................................................... 153.4. IKONOS ................................................................................................................... 153.5. SATLITE TERRA ....................................................................................................... 15

3.5.1. MODIS ....................................................................................................... 163.5.2. MISR ....................................................................................................... 183.5.3. ASTER ....................................................................................................... 193.5.4. CERES ....................................................................................................... 20

3.5.5. MOPPIT ....................................................................................................... 213.6 SATLITE AQUA ....................................................................................................... 223.7. QUICKBIRD ....................................................................................................... 233.8. ENVISAT ....................................................................................................... 233.9. CBERS ....................................................................................................... 243.10.EO1 EarthObserving 1 .......................................................................................... 24

3.10.1. ALI Advanced Land Imager ................................................................ 263.10.2. AC Atmospheric Corrector ................................................................ 273.10.3. Hyperion .......................................................................................... 28

B: Comear a trabalhar com o ENVI1. O sistema de menu ......................................................................................................... 1

1.1. Menu principal ......................................................................................................... 11.2. Menu da janela grfica (menu do display) .................................................................. 2

2. Conceitos de visualizao ......................................................................................................... 32.1. Lista das bandas disponveis ............................................................................... 32.2. Janela principal ......................................................................................................... 42.3. Janela global (Scroll Window) ............................................................................... 42.4. Janela de imagem ampliada (Zoom window) ...................................................... 52.5. Carregar janelas adicionais ("Display controls") ...................................................... 6

2.5.1. "Abrir Display Novo" ............................................................................... 62.5.2. "Iniciar Nova Janela de Vetor" .................................................................. 62.5.3. "Iniciar Nova Janela de Projeto" .................................................................. 6


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7. Rotacionando e Girando Imagens .......................................................................................... 10

8. Outras Ferramentas ....................................................................................................... 118.1. Menu Ferramentas de Calibrao ................................................................ 118.2. Substituir linhas com defeito ............................................................................. 11

9. Novo Menu para Deteco de Mudanas ............................................................................. 129.1 Ferramenta para Computar Mapa de Diferenas .................................................... 129.2 Usando a Ferramenta para Computao de Mapa de Diferenas .......................... 139.3 Ferramenta para Efetuar Estatsitica de Deteco de Mudanas .......................... 149.4 Usando a Ferramenta para Estatstica de Deteco de Mudanas .......................... 149.5 Funes Adicionais da Tabela Estatstica de Deteco de Mudanas ............. 16

D: Registro, Correo Geomtrica e Mosaico1. Registro e Georreferenciamento de Imagens .................................................................. 2

1.1. Imagem para mapa ............................................................................................ 21.2. Imagem para imagem ............................................................................................ 51.3. Opes para transformao e reamostragem ...................................................... 71.4. Dicas para agilizar o georreferenciamento de imagens ......................................... 8

1.4.1. Usando para o registro uma outra imagem georreferenciada ............... 81.4.2. Usando para o registro uma base vetorial ......................................... 8

2. Mosaicos .................................................................................................................................. 92.1. Mosaicos baseados em pixels ............................................................................. 102.2. Mosaicos baseados em imagens georreferenciadas ....................................... 12

2.3. Aplicando o mosaico .......................................................................................... 132.4. Ajuste de Histogramas ......................................................................................... 14

3. Ortorretificao (ou Ortocorreo) .......................................................................................... 153.1. Ortorretificao de fotografias areas ................................................................ 15

3.1.1. Criar orientao interna ............................................................................. 153.1.2. Criar orientao externa ............................................................................. 153.1.3. Ortorretificando Aerofotos ................................................................ 16

3.2. Novos recursos para a ortorretificao de imagens .................................................... 173.3. Ortirretificando Imagens IKONOS ............................................................................. 173.4. Examinado o resultado da ortorretificao ................................................................ 193.5. Ortorretificando Imagem QuickBird ............................................................................. 19

4. Outras funes do menu Mapa .......................................................................................... 204.1. Conversor de coordenadas ............................................................................. 204.2. Definindo a projeo cartogrfica ............................................................................. 204.3. Converso de coordenadas em arquivo ASCII .................................................... 21

5. Para Entender Melhor: Correo Geomtrica ................................................................ 215.1. Transformaes Polinomiais ............................................................................. 21

5.1.1. Transformao polinomial de 1ordem .................................................... 215.1.2. Equaes polinomiais ............................................................................. 225.2. Mtodos de Resampling ............................................................................. 225.2.1. Alocao de vizinho mais prximo ("nearest neighbor") .......................... 225.2.2. Interpolao bilinear ............................................................................. 235.2.3. Convoluo cbica ("cubic convolution") .................................................... 23


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6. Para Entender Melhor: Projees cartogrficas ................................................................ 236.1. Projeo azimutal ....................................................................................................... 23

6.1.1. Projeo estereogrfica polar universal .................................................... 236.2. Projeo eqidistante azimutal ............................................................................. 246.2.1. Projeo cilndrica ............................................................................. 246.2.2. Projeo cilndrica conforme de Lambert .................................................... 246.2.3. Projeo cilndrica de espaamento igual ....................................... 246.2.4. Projeo cilndrica equivalente ................................................................ 246.2.5. Projeo cilndrica estereogrfica .................................................... 25

6.3. Projeo UTM ("Universal Transverse Mercator") .................................................... 256.3.1. Zonas de UTM .......................................................................................... 256.3.2. UTM Grid Zones .......................................................................................... 26

6.4. Projeo cnica ....................................................................................................... 276.4.1. Projeo cnica conforme de Lambert .................................................... 276.4.2. Projeo cnica eqidistante ................................................................ 28

6.4.3. Projeo cnica equivalente de Albers .................................................... 28

E: Transformaes1. Razo de Bandas ..................................................................................................................... 1

2. Transformao por principais componentes .................................................................. 52.1. Transformao direta ............................................................................................ 52.2. Transformao inversa ............................................................................................ 6

3. Rotao MNF (MNF Rotation) ............................................................................................ 6

4. Merge de Imagens (Fuso) ......................................................................................................... 64.1. Fuso pancromtica / Multiespectral por IHS ...................................................... 64.2. Fuso Pancromtica/Multi-Espectral pelo Mtodo de brovey (Color Normalized) ... 7

5. Realce por decorrelao ......................................................................................................... 75.1. A caixa de dilogo de entrada de dados .................................................................. 85.2. A caixa de dilogo de entrada de bandas .................................................................. 85.3. A caixa de dilogo de parmetros de decorrelao ...................................................... 9

6. Realce de saturao ......................................................................................................... 9

7. Transformao de cores RGB HSV RGB ................................................................ 10

7.1. Transformao RGB HSV ............................................................................. 107.2. Transformao HSV RGB ............................................................................. 10

8. Para Entender Melhor: O sistema de cores ................................................................ 108.1 Espao de cores RGB .......................................................................................... 118.2. Espao dos atributos de cor (matiz, saturao e brilho) ....................................... 13

8.2.1. Modelo de cores HSV (hexacnico) .................................................... 148.2.2. Modelo de cores HSV de Harrington (1987) ....................................... 148.2.3. Modelo de cores HLS ............................................................................. 158.2.4. Modelo de cores IHS ............................................................................. 168.2.5. Modelo L*u*v* da CIE ............................................................................. 178.2.6. Modelo de IHS da CIE ............................................................................. 188.2.7. Modelo de IHS de Pratt (1991) ................................................................ 19


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F: Classificao1. Classificao no-supervisionada ............................................................................................ 1

1.1.Isodata ..................................................................................................................... 11.2. K-Means ..................................................................................................................... 2

2. Classificaes supervisionadas ............................................................................................ 32.1. Mtodo do paraleleppedo ............................................................................................ 52.2. Mtodo da distncia mnima ............................................................................... 82.3. Mtodo da mxima verossimilhana (Maxver) ...................................................... 82.4. Mapeador de ngulo espectral ("Spectral Angle Mapper", SAM) ............................ 92.5. Classificao por distncia de Mahalanobis .................................................... 11

3. Visualizador N-Dimensional ("N-dimensional Visualizer").................................................... 11

4. Comparao dos resultados das classificaes ................................................................ 134.1. Matriz de Confuso ou de Erros (Confusion Matrix ou Error Matrix) ......................... 15

5. ClassEdit ................................................................................................................................ 19

6. Homogenizao do resultado de classificao ................................................................ 24

7. Classificao supervisionada usando rede neural .................................................... 267.1. Aplicando classificao com rede neural ................................................................ 277.2. Executando a classificao Neural Net ................................................................ 27

8. Classificao por rvore de deciso ............................................................................. 298.1. Criando uma nova rvore de deciso ................................................................ 298.2. Executando uma nova rvore de deciso ................................................................ 31

G: Filtros1. Filtros de convoluo ......................................................................................................... 1

1.1. Filtro passa-altas ("high pass") ............................................................................... 21.2. Filtro passa-baixas - filtro mdia ("low pass") ...................................................... 31.3. Filtro laplaciano (passa-altas) ............................................................................... 31.4. Filtro direcional (passa-altas) ............................................................................... 31.5. Filtro gaussiano ......................................................................................................... 41.6. Filtro mediana (passa-baixas) ............................................................................... 41.7. Filtro Sobel (passa-altas e direcional) .................................................................. 41.8. Filtro Roberts (passa-altas e direcional) .................................................................. 4

2. Filtros morfolgicos ......................................................................................................... 52.1. Dilatao ("Dilate") ............................................................................................ 52.2. Eroso ("Erode") ......................................................................................................... 52.3. Abertura ("Opening") ............................................................................................ 52.4. Fechamento ("Closing") ............................................................................................ 5

3. Filtros de textura ..................................................................................................................... 63.1. Aplicando o filtro Occurrence Measures .................................................................. 63.2. Aplicando o filtro Co-Occurrences Measures ...................................................... 7

4. Filtro FFT (Transformada de Fourier) ............................................................................... 84.1. FFT Adiante ......................................................................................................... 8


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4.2. Definio de filtro e remoo manual das altas freqencias ......................................... 94.2.1. Circular pass/cut ............................................................................. 11

4.2.2. Band pass/cut .......................................................................................... 124.2.3. User Defined pass/cut ............................................................................. 124.2.4. Resultados .......................................................................................... 12

4.3. FFT Inversa ....................................................................................................... 13

H: Visualizao e Anlise de Dados Vetoriais1. Utilizao e aplicao de dados vetoriais ............................................................................... 1

1.1.Comeando a trabalhar com dados vetoriais ...................................................... 11.2. Trabalhando com dados vetoriais agregados a dados raster ............................ 61.3. Transformao de dados vetoriais para ROIs ...................................................... 8

1.4. Transformao de dados raster em vetoriais ...................................................... 9

2. Usando o menu Vetor ....................................................................................................... 102.1. Criando novo plano vetorial ............................................................................. 10

2.1.1. Criando Layers atravs de um layer j existente em um arquivo ............. 102.1.2. Criando layers usando uma imagem raster ....................................... 112.1.3. Criando uma nova camada atravs dos parmetros definidos pelo usurio 11

2.2. Carregar limites de continentes, rios ................................................................ 122.3. Converso Raster para Vetor ............................................................................. 132.4. Classificao para Vetor .......................................................................................... 132.5. Gradear Pontos Irregulares ............................................................................. 142.6. Converter ROIs para um arquivo DXF ................................................................ 14

2.7. Convertendo ANN para DXF ............................................................................. 142.8. Convertendo EVF para DXF ............................................................................. 14

3. Para Saber Mais: Dados vetoriais e "raster" ................................................................ 14

I: Sensores Especficos1. Processamento de Imagens Aster ............................................................................................ 1

1.1. Processando a imagem Aster ............................................................................... 21.1.1. Imagem Aster 1B ............................................................................... 31.1.2. Imagem Aster 1A ............................................................................... 6

1.2. Para saber mais: Imagens Aster ............................................................................... 81.2.1 As ondas no infravermelho .................................................................. 9

2. Processamento de Imagens MODIS ............................................................................. 132.1. Introduo ................................................................................................................... 132.2. Carregando as imagens MODIS 1Km ................................................................ 142.3. Georreferenciando as imagens MODIS com resoluo de 1Km .......................... 15

2.3.1. Georreferenciando autom. as outras imagens do mesmo arquivo ..............192.4. Carregando as imagens MODIS na resoluo de 500m e 250m .......................... 21

2.4.1. Georreferenciando autom. as imagens MODIS de 500 e de 250 m ........... 22

3. Processamento de Imagens NOAA ............................................................................. 243.1. Um pouco sobre o NOAA .......................................................................................... 24

3.2. Sensor AVHRR ....................................................................................................... 24


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3.3. Carregando as imagens AVHRR no display .................................................... 263.4. Georreferenciando as imagens AVHRR ................................................................ 27

3.4.1. Problemas que podem ocorrer no georref. de imagens AVHRR ............. 28

3.5. Construindo GLTs e mais algumas dicas adicionais ....................................... 293.6. Outras ferramentas para imagens NOAA ................................................................ 313.6.1. Visualizar Cabealho de imagens NOAA .................................................... 313.6.2. Calibrando Dados ............................................................................. 323.6.3. Calculando temperaturas da superfcie do mar ....................................... 32

J: Ferramentas Topogrficas ........................................................................................... 11. Abrir Arquivo Topogrfico ......................................................................................................... 2

2. Modelagem Topogrfica ......................................................................................................... 2

3. Classificar Caractersticas Topogrficas ............................................................................... 3

4. Criar Visualizao Hill Shade ............................................................................................ 44.1. Criar Visualizao Hill Shade atravs das cores do display ......................................... 44.2. Criar Visualizao Hill Shade atravs da tabela de cores do ENVI. ............................ 5

5. Substituir Valores Incorretos ............................................................................................ 6

6. Gradear Pontos Irregulares ............................................................................................ 7

7. Visualizao Interativa 3D ......................................................................................................... 87.1. Funes do mouse no display de visualizao 3D .................................................... 10

7.2. Valor / Localizao do cursor ............................................................................. 107.3. Modos de funcionamento do 3D Surface View Motion Controls .......................... 107.3.1. Modo User Defined ............................................................................. 107.3.2. Modo Annotation ............................................................................. 117.3.3. Sobreposio de camadas vetoriais .................................................... 13

7.4. Tipos de representao de DEM ............................................................................. 137.5. Menu Options ....................................................................................................... 14

7.5.1. Resetando a visualizao 3D ................................................................ 147.5.2. Viso Panormica ............................................................................. 147.5.3. Criando animao das cenas salvas .................................................... 167.5.4. Mudando o exagero vertical do DEM .................................................... 167.5.5. Mudando a cor de fundo da viso 3D .................................................... 177.5.6. Interpolador de pixels ............................................................................. 17

7.5.7. Dando sequncia a animao ................................................................ 177.6.1. Salvando e restaurando as cenas (Paths) ....................................... 177.6.2. Salvando e imprimindo o display da visualizao 3D .......................... 187.6.3. Salvando a animao no formato MPEG .................................................... 18

8. Gerao de MDT a partir de arquivos .dxf ou .evf ................................................................ 18

K: Tratamento de Dados de Radar 1. Ambiente para tratamento de dados de Radar .................................................................. 1

1.1. Visualizar cabealho e arquivo de imagem SIR-C ...................................................... 2

1.2. Reduo de rudo Speckle ............................................................................................ 3


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1.3. Slant Range para Ground Range ............................................................................... 51.4. Visualizao das Assinaturas de Polarizaes ...................................................... 61.5. Realando a imagem radar ............................................................................... 7

2. Para Saber Mais: Imageamento por RADAR .................................................................. 92.1. Aquisio SAR ....................................................................................................... 102.2. Distores da imagem adquirida ............................................................................. 102.3. Imagem Complexa 12

3. Aplicaes ................................................................................................................................ 14

L: Tratamento de Dados Hiperespectrais1. Diversas Calibraes ......................................................................................................... 1

1.1. Calibrao ATREM ............................................................................................ 1

1.2. Calibrao normalizada ("Flat Field") .................................................................. 11.3. Calibrao pela reflectncia mdia relativa interna (IAAR) ........................................ 21.4. Calibrao por linha emprica ("empirical line") ...................................................... 21.5. Transformao "EFFORT" ............................................................................................ 3

2. Uso da biblioteca espectral ............................................................................................ 32.1. Criao de biblioteca espectral ............................................................................... 5

3. Decomposio espectral ("Spectral Unmixing") .................................................................. 73.1. Transformao MNF ("minimum noise fraction") ...................................................... 73.2. Resultados da decomposio espectral .................................................................. 83.3. ndice de pureza de pixel ("pixel purity index") ...................................................... 9

4. Spectral Feature Fitting (SFF) e Anlise ............................................................................. 114.1. Remoo de contnuo (Continuum Removal) .................................................... 114.2. Ajuste de feio espectral (Spectral Feature Fitting) ....................................... 124.3. Clculo de Imagens de Escala e RMS ................................................................ 134.4. Razes das Imagens de Ajuste de feio espectral ("Fit Images") .......................... 14

5. Assistente de classificao espectral ............................................................................. 14

M: Produo de Carta Imagem1. Grade de Coordenadas ......................................................................................................... 1

2. Composio de mapa e anotaes ............................................................................... 32.1 O Menu "Object" ......................................................................................................... 4

3. Gerando Mapas rapidamente ............................................................................................ 5


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A - Conceitos Bsicos do Sensoriamento Remoto

1.Bases fsicas do sensoriamento remotoO sensoriamento remoto definido por Lillesand & Kiefer (1987) como ... a cincia e artede receber informaes sobre um objeto, uma rea ou fenmeno pela anlise dos dadosobtidos de uma maneira tal que no haja contato direto com este objeto, esta rea ou estefenmeno. Para se obter estas informaes, usa-se um meio que, neste caso, aradiao eletromagntica, supondo que esta possa chegar diretamente ao sensor. Isto, noentanto, no possvel em todas partes do espectro eletromagntico, porque atransmissividade atmosfrica varivel para os diversos comprimentos de onda.

1.1. O espectro electromagnticoA radiao eletromagntica propaga-se, no vcuo, a uma velocidade de 300000 m/s. Aintensidade da radiao varia senoidalmente e est correlacionada diretamente com ocomprimento de onda e a freqncia. O comprimento de onda () definido peladistncia mdia entre dois pontos semelhantes da onda, como, por exemplo, doismnimos ou dois mximos. A freqncia (f) o valor recproco do perodo dasondulaes, ou seja, do intervalo de tempo entre dois pontos consecutivos de mesmaintensidade. A fonte principal de radiao natural o Sol, que emite, a uma temperaturade cerca de 6000 K, grandes quantidades de energia em um espectro contnuo.

Figura A-1: O espectro electromagntico, a transmissividade atmosfrica eos comprimentos de onda usados em sensoriamento remoto

(Fonte: Kronberg, 1984, p. 4).


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No que se refere s tcnicas de sensoriamento remoto por sistemas passivos, a faixa doespectro mais utilizada estende-se do ultravioleta (UV) at o infravermelho afastado (FIR,far infra red). A intensidade mxima da radiao solar corresponde a = 0,47 m, apartir do qual a diminuio energtica na direo do UV se passa mais rpido, enquanto adiminuio na direo do FIR marcada por uma curva irregular (Figura A-1).

A radiao natural forma uma espectro contnuo, que contm comprimentos de ondas demilsimos de nanmetros at dezenas de quilmetros. As tcnicas de sensoriamentoremoto por sistemas passivos, contudo, utilizam somente o intervalo de 0,2 at 12,5 m,dividido em bandas espectrais.

A banda espectral do visvel (VIS) representa s um pequeno intervalo entre 0,4 m e 0,7m, seguida pelo infravermelho (infrared, IR), que chega at 1000 m. O IR pode ser

dividido entre infravermelho prximo ou reflexivo (near infrared, NIR), de 0,7 m a 3 me o infravermelho afastado ou emissivo (far infrared, FIR), de 3 m a 1000 m. O NIRcomporta-se como a luz visvel, porque tambm provocado pela reflexo solar;enquanto o FIR caracterizado pela radiao trmica reemitida pela Terra.

1.2. Influncia atmosfrica

Durante o seu caminho atravs da atmosfera, a radiao solar atenuada pelos gases eaerossis que a compem. Alguns gases (oxignio, oznio, vapor dgua, gs carbnico)absorvem a energia eletromagntica em determinadas bandas do espectro, de maneiraque a atmosfera intransmissvel radiao nestas bandas (Tabela 1).

Tabela 1. Bandas de absoro da atmosfera terrestre (Fonte: Lillesand & Kiefer, 1979, p. 390).Gs Bandas de absoro

O2(oxignio) 0 - 0,3 mO3(oznio) 5,0 - 9,5 m

H2O (vapor dgua) 0,7 - 0,8 m, 3,3 m, 5,5 - 7,5 m, 11,9 mCO2(gs carbnico) 2,7 - 2,9 m, 4,1 4,2 m, 9,4 m, 12,6 m, 14,0 m

O grau de transmisso, ou transmissividade, representa a capacidade das ondaseletromagnticas em penetrarem a atmosfera. As faixas de comprimento de onda para as

quais a atmosfera parece transmissvel so definidas como janelas atmosfricas. Elas tmgrande importncia, porque possibilitam a reflexo da radiao pela Terra e podem seraproveitadas pelos sistemas sensores passivos. Alm de toda a banda do visvel, asjanelas mais importantes localizam-se no IR: so os intervalos entre 0,7 e 2,5m, de 3,5at 4,0 m e de 8,0 at 12,0 m.

1.3. Caratersticas espectrais de alvos selecionados

A determinao da natureza dos alvos pelos mtodos de sensoriamento remoto baseada no fato de que diferentes materiais so caracterizados por reflectncias prpriasem cada banda do espectro. A reflectncia, ou fator de reflexo, proporcional razo


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torno de 1,45 m e 1,96 m. Esta influncia aumenta com o contedo de gua. Uma folhaverde caracteriza-se, nestas bandas, pela reflexo semelhante a de uma pelcula degua. Por isso, estes comprimentos de onda, prestam-se determinao do contedohdrico das folhas. Folhas com contedo hdrico reduzido so caracterizadas por umamaior reflexo. A curva espectral depende do tipo de planta e, mais ainda, altera-se emfuno da estrutura e da organizao celular.

1.3.2. Refletividade de solos

As curvas espectrais dos solos sem vegetaoapresentam, no intervalo espectral correspondente aoazul, valores de reflexo baixos, os quais aumentamcontinuamente em direo da luz vermelha, do NIR e doMIR (mid infrared). Por isso, as caractersticas de

solos puros podem ser analisadas nestas bandas. Osparmetros constantes, como tipo de mineral,granulao e contedo de material orgnico, assimcomo os parmetros variveis, como umidade do solo erugosidade de superfcie, influenciam a respostaespectral. Deve-se ressaltar a existncia de elevadacorrelao entre os parmetros constantes e osvariveis.

Os xidos e os hidrxidos de ferro reduzem a reflexona banda do azul e aumentam no intervalo espectral doverde ao NIR. Os valores de reflexo da hematita

diferem dessa regra: a reflexo diminui no NIR eespecialmente no MIR (Figura A-3).

Uma grande parte das substncias orgnicas reduz arefletividade dos solos, especialmente noscomprimentos de onda acima de 0,6 m.

Uma alta umidade do solo caracterizada, em todosos comprimentos de onda, por valores baixos dereflexo, pois o ndice de refrao nas reas frontais dainterface gua/partcula menor que o ndice derefrao nessas reas em solos secos. Em aerofotos eimagens de satlite, os solos midos so caracterizadospor tons de cinza mais escuros, o que significa umarefletividade menor.

No entender de Wittje (1979), as faixas de absoro dagua (1,4 m e 1,9 m) servem para determinar aquantidade de gua no solo. As bandas de absoro da gua nas curvas espectrais dossolos midos so diferentes daquelas nas curvas dos mesmos solos no estado seco(Figura A-4).

Figura A-3: Refletividade de umsolo Chernozmico (em cima), um

solo Argila (no centro) e um soloLatertico (abaixo) no VIS e NIR

em funo da umidade(Fonte:Kronberg. 1984, p.38;

Condit, 1970)


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causadas por edificaes altas. Por isso, a refletividade de cidades s pode ser descritade uma forma generalizada.A refletividade influenciada pelas formas, materiais e tipos de cobertura diferentes. Adeteco de reas urbanizadas representa um fator limitante para aplicao declassificaes automticas, pois a informao espectral pode ser parecida com a de solospuros ou de reas agrcolas, os quais so caracterizados por um aumento regular dareflexo no intervalo do UV at o NIR. O aumento de reflexo causado pelas reasurbanas no parece to regular como aquele provocado pela vegetao ou pelos solos.

2. Resoluo das imagens de sensoriamento remoto

Em sensoriamento remoto o termo resoluo desdobra-se em trs categoriasindependentes: a resoluo espacial, a resoluo espectral e a resoluo radiomtrica.

2.1. Resoluo espacial

A resoluo espacial determinada pela capacidade do detector em distingir objetos nasuperfcie terrestre. Em geral, a resoluo espacial de um detector expressa em termosdo seu campo instantneo de visada ou IFOV (instantaneous field of view). O IFOVdefine a rea do terreno focalizada a uma dada altitude pelo instrumento sensor. De umaforma simplificada, o IFOV representa o tamanho do pixel. A resoluo geomtrica de umdetector determinada pela resoluo do ngulo slido do IFOV, em mrad (milirad), e

pela altitude do sistema sensor que expressa em metros na superfcie terreno. Comoexemplo, um IFOV de 1 mrad (1 mrad = 0,057) significa que o elemento de terrenoabrangido pelo detector, numa altitude nadir de 1000 m, tem o tamanho de 1 m.

2.2. Resoluo espectral

A resoluo espectral um conceito inerente s imagens multi-espectrais desensoriamento remoto. definida pelo nmero de bandas espectrais de um sistemasensor e pela amplitude do intervalo de comprimento de onda de cada banda. O sistemaptico (espelhos e lentes) decide em que partes do espectro o sensor ser capaz dereceber a radiao refletida ou emitida pela superfcie terrestre e o tipo do detector responsvel pela sensibilidade e pelo intervalo espectral de cada banda. A quantizaodas medidas radiomtricas torna-se possvel quando o sensor carrega dados dereferncia internos e calibrados.

2.3. Resoluo radiomtrica

A resoluo radiomtrica dada pelo nmero de valores digitais representando nveis decinza, usados para expressar os dados coletados pelo sensor. Quanto maior o nmero devalores, maior a resoluo radiomtrica. A Figura A-5mostra a comparao entre duasimagens. Uma de 2 nveis de cinza (1 bit) e outra com 32 nveis de cinza (5 bits).


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O nmero de nveis de cinza comumente expresso em funo do nmero de dgitosbinrios (bits) necessrios para armazenar, em forma digital, o valor do nvel mximo. Ovalor em bits sempre uma potncia de 2. Assim, 5 bits significam 25 = 32 nveis de cinza.

Os satlites LANDSAT e SPOT tm resoluo radiomtrica de 8 bits, o que significa oregistro de imagens em 256 nveis de cinza.

3. Sistemas de satlites

As radiaes do espectro visvel e do infravermelho prximo podem ser registradas pelossistemas passivos do sensoriamento remoto com mtodos fotogrficos, de TV e devarredura ("scanners"). Esses sistemas registram a radiao eletromagntica que refletida ou emitida pelos alvos terrestres. Enquanto os mtodos fotogrficos e de TV solimitados ao intervalo de 0,4 a 0,9 m, a tcnica de varredura permite o registro deimagens nos comprimentos de onda do ultravioleta at o infravermelho trmico (0,3 - 14,0m).

A radiao refletida e/ou emitida pela superfcie terrestre atravessa o sistema ptico do"scanner" e focalizada sobre os detectores. Estes transformam a radiao em sinaiseltricos que so gravados em fita magntica. Um "scanner" multiespectral pode gravarsinais provenientes de vrios intervalos de comprimento de onda. A Tabela 3 mostraalguns dos satlites de observao terrestre, dos primeiros lanamentos at os atuais.

Figura A-5: Comparao daresoluo radiomtrica de uma

imagem com 1 bit (a esquerda) e amesma imagem com uma

resoluo radiomtrica de 5 bits(Fonte: Crsta, 1993, p. 27).


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O sensor Multispectral Scanner (MSS) dos satlites LANDSAT 1 a 3 registraram, at1983, mais de 1,3 milhes de imagens. Cada imagem cobre uma rea de 185 a 185 km,em 3 ou 4 bandas diferentes (Figura A-6).

No LANDSAT 3 foi instalado mais um canal na faixa do infra vermelho trmico (TIR), quepossui uma resoluo espacial de 240 m em nadir.

A configurao da rbita dos satlites LANDSAT 1, 2 e 3 foi estabelecida de tal modo quea cada 18 dias eles passassem sobre uma mesma regio da superfcie terrestre (FiguraA-7). O ngulo de inclinao da rbita do satlite em relao ao plano do equador de 9911 fazia com que descrevesse uma rbita quase polar em torno da Terra, garantindo oimageamento entre as latitudes de 81 N e S.

Esta inclinao tambm garantia que a rbita fosse heliossncrona. A altitude da rbita erade 917 km e sua durao era de 101 min.

Outra caracterstica importante que o plano de rbita desloca-se em torno da Terra mesma velocidade do deslocamento da Terra em relao ao Sol. Desta forma, cada vez

Figura A-6: Esquema defuncionamento do sensor MSS(Fonte: NASA LANDSAT DataHandbook).

Figura A-7: As rbitas dirias dos

satlites LANDSAT 1,2 e 3.


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que o satlite cruza o equador em rbita descendente, o faz no mesmo horrio local,durante todo o ano. O horrio mdio de passagem dos satlites da srie LANDSAT 1 a 3pelo equador 9:30 h, variando conforme a longitude.

LANDSAT 4 e 5

O LANDSAT 4 foi lanado em julho de 1982 e faz parte da segunda gerao dos sistemaspassivos de alta resoluo. Em fevereiro de 1983 o canal de transferncia dos dadosdeixou de ser usado. Por isso, o LANDSAT 4 foi substitudo pelo idntico LANDSAT 5,que foi lanado em 1 de maro de 1984 e continua sendo operacional at hoje. Emsetembro 1994, a NASA lanou o LANDSAT 6, mas o satlite caiu e nunca entrou emfase operacional. O lanamento do LANDSAT 7 foi em 1999.

Os LANDSAT 4 e 5 so dotados com dois sistemas de "scanners": o antigo MSS, parafazer comparaes das imagens dos LANDSAT 1 a 3 e um "scanner" mais desenvolvido,o Thematic Mapper (TM) (Figura A-8).

Em comparao com o MSS, o TM caracterizado por uma resoluo espacial de 30 m ede 120 m, no canal trmico (no MSS, 80 m e 240m) e um intervalo menor entre seuscanais. O LANDSAT 5 tem uma rbita quase polar e heliossncrona, numa altitude mdiade 705,3 km e uma inclinao de 98,2. Para percorrer uma rbita, o LANDSAT 5 precisa

Figura A-8: Esquema deaquisio de imagens dosensor LANDSAT TM.


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de 99 minutos, o que significa que faz, em um dia, 14,5 rbitas. Em 16 dias, o LANDSAT5 cobre toda a Terra. A passagem pelo equador ocorre s 9:45 h (hora local). Suasimagens apresentam uma resoluo radiomtrica de 8 bits (256 nveis de cinza).

Landsat 7Em 1999 foi lanado o Landsat 7 , um satlite que no s substitui o Landsat 5 j no finalda vida til dele, mas que trouxe uma srie de benefcios adicionais com a substituio doscanner TM pelo ETM+ ?Enhanced Thematic Plus? .

Gravao da banda 6 (infra-vermelho termal) em duas bandas, com ganhoalto eganho baixo (resoluo espacial 60 m)

Nova banda pancromtica com 15 metros de resoluo espacial no espectro de[0.52 0.90 m], sincronizada s bandas multi-espectrais

Maior preciso radiomtrica absoluta Geometria de imageamento melhorada significativamente, permitindo um

georreferenciamento aproximado apenas com os dados efemricos com precisode ~ 100 a 200 metros.

As demais caractersticas como cobertura total e rbitas so quase idnticas com as doLandsat 5 (inclusive as faixas de comprimento de onda nos canais multi-espectrais),permitindo a fcil integrao de dados Landsat 7 com dados dos satlites anteriores.

3.2. SPOT

O CNES (Centre National dEtudes Spatiales)desenvolveu o satlite SPOT e o lanou em fevereirode 1986. O SPOT transporta dois instrumentossensores: o sensor multiespectral HRV (HighResolution Visible) e o sensor pancromtico (PAN).O HRV registra imagens em 3 bandas espectrais(0,50 - 0,59 m; 0,61 - 0,68 m; 0,79 - 0,89 m), comresoluo espacial de 20 m; enquanto o sensorpancromtico registra imagens em uma banda queabrange todo espectro visvel (0,40 - 0,73 m), comresoluo espacial de 10 m. A altitude da rbita variaentre 815 e 829 km com uma inclinao de 98,7.A durao da rbita de 101 minutos, o que resulta em 14,25 rbitas por dia. A

passagem do satlite pelo equador ocorre s 10:30 h (hora local) numa rbitadescendente (Figura A-9).O sensor pancromtico utiliza 3000 detectores para cada linhade varredura e o sensor multiespectral, 6000 detetores (Kronberg, 1995). Uma limitaocrticana operacionalidade dos satlites de sensoriamento remoto a baixa freqnciade passagens. No entanto, o SPOT possibilitou o aumento na frequncia deimageamento de 26 para 5 dias, j que foi implementada a capacidade de movimentaodo espelho de varredura(Figura A-10).


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A partir do centro de controle terrestre, a posio do espelho de varredura pode sermudada em um ngulo de at 27; nos dois sentidos. Assim, o SPOT possibilita que seobserve uma faixa de terreno com largura de 475 km e diminua, com esta funo, afreqncia de imageamento de 26 para 5 dias(Figura A-11).A largura de faixa imageada varia de 60 km, na visada nadir por uma das cmaras HRV, a80 km, numa visada inclinada em 27;. Outra importante possibilidade de aplicao davisada oblqua a aquisio de pares estereoscpicos (Figura A-12).

O satlite SPOT HRV possui vrios subsistemas com as seguintes funes:1. controle da rbita

2. estabilizao em trs eixos

3. suprimento de energia4. manuteno das funes de telemetria e transmisso

5. recepo de comandos

6. monitoramento e programao da carga til atravs de um computador de bordocom memria armazenvel, controlada pela estao terrestre

Figura A-12: Aquisio de paresestereoscpicos. (Fonte:Kronberg,. 1985, p.143


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3.2.1 SPOT 5

Em 2002, a francesa CNES lanou o SPOT 5, para satisfazer ainda mais os usurios nasaplicaes de cartografia, telecomunicaes, planejamento urbano, defesa, agricultura,

etc. , tambm imageando em 4 bandas espectrais.

As imagens do SPOT 5 vem com maior resoluo, dado que o sensor possui agora umnovo instrumento, o HRG (High-Resolution Geometric), que possibilita imagens de maiorresoluo na banda pancromtica (5 metros) e no modo "supermode" (2,5 metros).

Caractersticas tcnicas do sensor SPOT 5:

Peso de 3.000 Kg

rbita na altitude de 832 km

Preciso de localizao da rbita e ento dos produtos corrigidossistematicamente de 50 m, graas a um sensor de estrela a bordo do SPOT 5

(contra 350 m anteriomente) Memria "Solid State" de 90 Gb.

Downlink para as estaes de 2 canais de 50 Mbps, garantido a transmisso de 5canais de imageamento simultneamente (2 Instrumentos HRS, 2 InstrumentosHRG e Vegetao).

2 Instrumentos HRG (High-Resolution Geometric) que imageiam com 5 m deresoluo em Pancromtico e 2.5 metros em "supermode". Cada um dos doisinstrumentos recobre uma faixa de 60 Km no solo, dentro de um corredor potencialde visibilidade de 420 km. Da mesma forma que os sensores dos antecessoresdo SPOT 5, os instrumentos HRG podem imagear igualmente em modomultiespectral em 4 bandas (faixa espectral da luz verde, vermelho, infravermelhoprximo e infravermelho mdio).

2 instrumentos HRS (High-Resolution Stereoscopic) que fornecero coberturaestereoscpica de amplas regies, adquiridas pelos 2 telescpios que formam oconjunto, sendo um delescom com visada dianteira e outro com visada traseira, ecapazes de fornecer dados em esteresocopia adquiridos numa mesma rbita aalguns segundos de intervalo somente, e que uma vez processados, resultaro emModelos Numricos de Terreno de 10 m de preciso altimtrica, servindo ainmeras e novas aplicaes que exigem preciso altimtrica, tal como cartografia,base de dados militares e civis, telecomunicaes (telefonia celular em particular),simuladores de vo e sistemas de aproximao aeroportuaria e para Sistemas deInformao Geogrfica. O Instrumento HRS foi desenvolvido no quadro de uma

parceria inovadora entre o CNES, ASTRIUM e a prpria SPOT IMAGE. 5 m e 2.5 m de resoluo em P&B no modo Pancromtico, contra 10m

anteriormente.

10 m de resoluo em bandas multiespectrais contra 20 m anteriormente.

Cobertura de 60 km x 60 km ou 60 km x 120 km quando os 2 instrumentos HRGsero usados simultaneamente.

Preciso absoluta de localizao melhor que 50m sem uso de pontos de controle .


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3.3. KVR-1000

A cmara de aerolevantamento KVR-1000 instalada nas plataformas dos satlitesrussos da srie KOSMOS, que giram a uma altitude de 220 km em torno Terra. Cadaimagem cobre uma rea de 40 por 40 km. As imagens registradas pelo KVR apresentamuma resoluo de 2m e so das mais detalhadas que podem ser utilizadas no meio civil.Elas podem ser ampliadas at a escala 1:10.000 e so muito teis para aplicaes deplanejamento urbano. Normalmente, o distribuidor russo, a companhia SOVINFORMSPUTNIK, fornece estas imagens na forma de cpias fotogrficas, que podem sertransferidas para a forma digital por meio de um "scanner".

3.4. IKONOS

IKONOS, lanado em setembro de 1999, o primeiro satlite com imagens de altaresoluo (em formato digital) comercialmente disponveis. Com a sua rbita numaaltitude de 680 km o tempo de revista de aproximadamente 3 dias para imagenspancromticas, e 1,5 dias para multi-espectrais, e as imagens so disponveis em faixasde 11km x 100 km at 11km x 1000 km . As resolues de 1 m na banda pancromtica(entre 0.45 e 0.90 m) e 4 m nas quatro bandas multi-espectrais ([0.45 0.52], [0.52 0.60], [0.63 0.69], [0.76 0.90]) abrem um leque de aplicaes at ento s viveis comaerofotos. Com o lanamento previsto de vrios outros sensores comerciais do mesmotipo nos prximos meses espera-se tambm uma reduo significativa do ainda alto custodeste tipo de imagens.

3.5. SATLITE TERRA

O lanamento do satlite TERRA (formalmente conhecido como EOS-AM) marca uma novaera do monitoramento da atmosfera, oceanos e continentes da Terra fornecendo observaesglobais e esclarecimentos cientficos da mudana da cobertura do solo, produtividade global,variao e mudana do clima, riscos naturais e o oznio da atmosfera.

O TERRA opera numa rbita polar e sncrona com o Sol com uma inclinao deaproximadamente 98,2 graus, com perodo orbital de 98,88 minutos e hora do cruzamento nadescendente s 10:30 am. A altitude mdia de 705 Km e a velocidade no solo 6,7 km/seg.A distncia entre rbitas adjacentes de 172 km e o ciclo de recorrncia de 16 dias noequador (233 rbitas).

Os cinco instrumentos do TERRA serviro para os seguintes propsitos:

Fornecem medidas globais de cada estao climtica do sistema da Terra, incluindofunes crticas como produtividade biolgica do solo e oceanos, neve e gelo,temperatura da superfcie, nuvens, vapor d'gua e cobertura do solo;

Aperfeioam nossa habilidade de detectar impactos humanos no sistema da Terra eno clima, identificam o impacto da atividade humana no clima e prev mudanas noclima utilizando as novas observaes globais;


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Ajudam a desenvolver tecnologias para prever desastres, caracterizao, reduo deriscos de grandes incndios, vulces, enchentes e secas;

Disponibilizam monitoramento a ongo prazo da mudana do clima global e doambiente.

Veremos agora instrumentos do satlite TERRA:

3.5.1. MODIS

MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) um dos cinco instrumentos do

satlite TERRA. O MODIS visualiza toda a superfcie da Terra a cada 1-2 dias, com umavarredura de 2.330 km (swath), adquirindo dados em 36 bandas espectrais distintas.Consequentemente, MODIS aperfeioa muito o patrimnio do NOAA Radimetro Avanadode Alta Resoluo (AVHRR) e rastreia um amplo conjunto de sinais vitais da Terra melhor doque qualquer outro sensor no TERRA.

Por exemplo, o sensor mede o percentual da superfcie dos planetas que esto cobertas pornuvens quase todos os dias. Esta ampla cobertura espacial ir permitir que o sensor MODIS,juntamente com MISR e CERES, determinem o impacto das nuvens e aerosis no oramentode energia da Terra. O sensor possui um canal inovador (centralizado em 1,375 microns)para deteco de nuvens do tipo cirrus (principalmente as mais "leves"), as quais acredita-seque contribuam para o aquecimento por refrao de calor emitido pela superfcie.

Reciprocamente, acmulos de nuvens e aerossis so considerados a possurem um efeitorefrescante na superfcie da Terra por reflectncia e absoro da luz do Sol. Este efeito noclima ir provar algo significativo nesta longa corrida? MODIS, juntamente com MISR eCERES, ir nos ajudar a responder esta questo.

MODIS avalia:

Temperatura da superfcie (solo e oceano) e deteco de incndio;

Cor do oceano (sedimento, fitoplancton);

Mapas da vegetao global e deteco de mudanas;

Caractersticas da nuvem;

Concentraes de aerossis e propriedades;

Figura A-14: Mapa da rbita dosatlite Terra.


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MODIS ideal para monitoramento de mudanas em larga escala na biosfera e irconstituir novas introspeces no funcionamento do ciclo global do carbono. Enquantonenhum sensor de satlite pode medir diretamente as concentraes de dixido decarbono na atmosfera, MODIS pode medir a atividade fotossinttica do solo e plantasmarinhas (fitoplancto) para fornecer melhores estimativas de quanto est sendoabsorvido e utilizado na produo das plantas. As medidas de temperatura da superfcie,em conjunto com as medidas da biosfera (ambos pelo MODIS) esto ajudando cientistasa rastrear as origens e ocorrncias de locais com concentrao mnima de dixido decarbono em relao a mudanas do clima. Quase todos os dias, pelo globo inteiro, ossensores monitoram as mudanas no uso do solo, desta forma complementando eestendendo a herana no mapeamento deixada pelo satlite Landsat. MODIS permitetambm mapear a rea estendida por neve e gelo trazidos por uma tempestade deinverno e/ou temperaturas frias. O sensor observa as "ondas verdes" que vasculhamatravs de continentes quando o inverno passa para primavera e a vegetao floresce.Isto detecta onde e quando desastres esto por ocorrer, como erupes vulcnicas,enchentes, tempestades severas, secas e incndios, e ir esperanosamente salvarpessoas a escaparem destes acontecimentos. As bandas do MODIS so particularmentesensitivas a incndios. Elas podem distinguir chamas de brasas e fornecer estimativasmelhores de uma quantidade de aerosis e gases de fogo dispersos na atmosfera.

Figura A-15: Essaimagem true-color doMODIS foi adquiridaem 19/10/2000 sobre aregio Central doBrasil suficientementegrande para mostrar adiversidade da superfcie


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MODIS detecta mudanas na populao de fitoplancto do pacfico que devem sinalizar ofamoso El Nio/La Nia bem antes da sua chegada. Juntando a temperatura da superfciedo mar e as medidas das cores do oceano, MODIS ir observar os impactos que o ElNio e La Nia exercem nas plantas marinhas microscpicas.

3.5.2. MISR

A maioria dos instrumentos de satlite observam apenas abaixo do mesmo, ou a cerca dotopo do planeta. Para entender completamente o clima da Terra e determinar como eledeve estar mudando, ns precisamos saber a quantia de luz do Sol que dispersa emdirees diferentes em condies naturais. MISR (Multi-angle Imaging Spectro-Radiometer) um novo tipo de instrumento desenvolvido para suprir a necessidade -visualizar a Terra com cmeras direcionadas para nove ngulos diferentes. Uma cmeraest direcionada voltada para nadir, e as outras fornecem vises de ngulos anteriores eposteriores na superfcie da Terra de 26.1, 45.6, 60.0 e 70.5 graus. Como o instrumentosobrevoa por cima, cada regio da superfcie da Terra so sucessivamente capturadaspara imagens pelas nove cmeras em cada um dos quatro comprimentos de onda (azul,verde, vermelho e infravermelho prximo). Para aperfeioar nossa compreenso do

destino da luz do Sol no ambiente da Terra, os dados do MISR podem distinguirdiferentes tipos de nuvens, partculas aerossol e superfcies. MISR monitoramensalmente, sazonalmente e a longo prazo fornecendo:

a quantidade e o tipo de partculas de aerossol da atmosfera, incluindo aquelasformadas por fontes naturais e por atividades humanas;

a quantidade, os tipos e altura das nuvens;

a distribuio da cobertura da superfcie do solo, incluindo a estrutura da cobertura davegetao.

Estes dados sero utilizados para investigar a influncia do aerossol, nuvens epropriedades da superfcie no oramento da radiao refletida e o clima. Exemplosespaciais so adquiridos a cada 275 m. Num perodo de 7 minutos, numa imensa fileirade 360 km da Terra so visualizadas em nove ngulos. Tem-se prestado uma atenoespecial para o fornecimento da calibrao radiomtrica relativa e com preciso absolutautilizando um equipamento a bordo que consiste de uma placa difusora do Sol e diversostipos de fotodiides. Para complementar o esforo da calibrao a bordo, um programa devalidao das medidas envolve instrumentos de campo como o PARABOLA III, queautomaticamente faz o scan do cu e terra em muitos ngulos, e uma cmera satlitemulti-ngular (AirMISR). Uma cobertura global pelo MISR baseado no espao adquiridaa cada 9 dias no equador. O tempo de vida nominal da misso de 6 anos.

Figura A-16: Foto doMODIS


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3.5.3. ASTER

ASTER (Advanced Spacebone Thermal Emission and Reflection Radiometer) obtmimagens de alta resoluo (15 a 90 m) da Terra nas regies dos espectros visveis, near-infrared (VNIR), shortwave-infrared (SWIR) e thermal infrared (TIR).

O ASTER constitudo de trs subsistemas de telescpio distintos: VNIR, SWIR e TIR.Possui alta resoluo espacial, espectral e radiomtrica, radimetro de imagens de 14 bandas.Separao espectral completada atravs de filtros de passagem de banda discretos edicricos. Cada sub-sistema opera numa regio espectral diferente, possuem seu prpriotelescpio(s).O instrumento ASTER opera por um tempo limitado em partes do dia e noitede uma rbita. A configurao completa (todas as bandas em stereo plus) coleta dadosnuma mdia de 8 minutos por rbita. Configurao reduzida (bandas limitadas, ganhos

diferentes, etc) pode ser implementada como solicitao por investigadores.O ASTER o instrumento de resoluo espacial mais alta do satlite EOS AM-1 e o nico queno adquire dados continuamente. Os produtos de dados do ASTER incluem:

radiaes e reflexes espectrais da superfcie da Terra;

temperatura da superfcie e emissividades;

mapas digitais de elevao de imagens stereo;

mapas da vegetao e da composio da superfcie;

consequncia das nuvens, gelo do mar e gelo polar;

observao de desastres naturais (vulces, etc).


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3.5.4. CERES

CERES (Clouds and the Earth's Radiant Energy System) constitudo de doisradimetrospara scanear bandas largas que ir medir o balano da radiao da Terra e fornecerestimativas das propriedades das nuvens para avaliar seu papel nos fluxos radioativos dasuperfcie at o topo da atmosfera.CERES um radmetro escaneador de banda larga com preciso e exatido de medidasradiomtricas extremamente altas. O satlite EOS AM-1 carrega dois instrumentosidnticos: um opera em modo scan cross-track e outro em modo scan biaxial. O modocross-track continua as medies da misso Earth Radiation Budget Experiment (ERBE)como tambm da misso Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM), enquanto modoscan biaxial fornece novas informaes do fluxo angular que prova a exatido dosmodelos angulares utilizados para derivar o balano da radiao da Terra.Os dois scanners CERES operam continuamente nas pores do dia e noite de umarbita. No modo de scan cross-track a calibrao ocorre a cada duas semanas. No modode scan biaxial a calibrao tambm ocorre a cada duas semanas e os scans curtos paraevitar o Sol ocorrem duas vezes por rbita.

Figura A 17: Bandas Espectrais do Aster


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Os dados do CERES so utilizados para:

estudar o "amadurecimento" da radiao das nuvens e retornos;

desenvolver uma base de observao dos fluxos radioativos do cu limpo;

determinar a entrada de radiao para atmosfera e modelos energticosocenicos;

validar modelos gerais de circulao;

aumentar o alcance estendido numrico das previses do tempo.

3.5.5. MOPPIT

MOPITT (Measurements Of Pollution In The Troposphere) um instrumento desenvolvido para melhorar nossoconhecimento da baixa atmosfera e observarespecialmente como ela interage com a terra e a biosferaocenica. O foco especfico est na distribuio,transporte, fontes e na distribuio do monxido decarbono e metano na troposfera. MOPITT um scannerradimetro empregando um espectroscpio da correlao

de gs para medir e radiao infra-vermelha refletida eabsorver trs bandas de monxido de carbono e metano.O instrumento modula a amostra da densidade do gs pelamudana do comprimento ou da presso da amostra dogs no curso ptico do instrumento.

O MOPITT tem uma resoluo espacial de 22Km em nadir e uma fileira larga de 640Km.MOPITT opera continuamente, fornecendo dados cientficos em pores do dia e noite deuma rbita.Calibragem, usando bordo corpos pretos e uma viso espacial, ocorrendo a cada scannormal. Uma longa calibrao ocorre mensalmente e fornece uma calibrao numatemperatura elevada dos corpos pretos.

Figura A 18: Sensor MOPITT


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Os dados do MOPITT sero utilizados para:

medir e modelar a concentrao do monxido de carbono e metano na troposfera; obter contorno do monxido de carbono com resoluo de 22 Km na horizontal e3Km na vertical, com uma preciso de 10% ; medir a coluna de metano na troposfera com resoluo de 22 Km e uma precisomelhor do que 10%; gerar mapas globais da distribuio de monxido de carbono e metano, e fornecero aumento do conhecimento da troposfera qumica;

3.6. SATLITE AQUA

O foco do projeto Aqua (formalmente conhecido como EOS-PM) o estudo multi-disciplinar dos processos inter-relacionados da Terra (atmosfera, oceanos e superfcie dosolo) e seus relacionamentos com as mudanas do sistemada Terra.

A acentuada pesquisa das mudanas globais com os dadosdo instrumento Aqua inclui: temperatura da atmosfera eperfil da umidade, nuvens, precipitao e balano radioativo;neve terrestre e gelo ocenico; temperatura da superfcie domar e produo do oceano; umidade do terreno; emelhoramento da previso numrica do tempo.

Estatsticas:

Peso: 6.468 libras;

Fora: 4.444 watts na mdia orbital;

Tamanho: 260 polegadas de comprimento e 102 polegadas dedimetro;

Objetivo do tempo de vida da misso: 6 anos;

rbita:

Polar e sncrona com o Sol;

Altitude: 705 km nominais;

Inclinao: 98,2 +/- 0,1 graus;

Nodo ascendente: 13:30 +/- 15 minutos;

Perodo: 98,8 minutos;

Figura A 19: Satlite Aqua


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4c LRR (Laser Retro Reflector)

MIPAS (Michelson Interferometic Passive Atmospheric Sounder)

GOMOS (Global Ozone Monitoring by Occultation of Stars) SCIAMACHY (Scanning Imaging Absorption Spectrometer for

Atmospheric Cartography)

3.9. CBERS

O CBERS o primeiro satlite de produo brasileira que est em rbita. Foi lanado em1999, e o projeto em parceria com a China.

Caracterstica singular do CBERS sua carga til de mltiplos sensores, com resolues

espaciais e freqncias de observao variadas. Os trs sensores imageadores a bordo soo imageador de visada larga (WFI), a cmara CCD de alta resoluo e o varredormultiespectral infravermelho (IR-MSS). O WFI tem uma visada de 900 km no solo, que duma viso sintica com resoluo espacial de 260 m e cobre o planeta em menos de 5 dias.J os sensores CCD de alta resoluo e IR-MSS fornecem informaes mais detalhadas emuma visada mais estreita, de 120 km. A cmara CCD de alta resoluo tem a capacidadeadicional de apontamento lateral de 32, que d frequncia de observaes aumentada ouviso estereoscpica para uma dada regio. Os dados de mltiplos sensores soespecialmente interessantes para acompanhar ecossistemas que requerem altarepetitividade. Veja abaixo algumas caractersticas do mdulo CCD de alta resoluo:

3.9.1 CBERS 2

O CBERS-2 : O segundo satlite desenvolvido em conjunto com a China tecnicamenteidntico ao CBERS-1. O CBERS-2 foi lanado com sucesso no dia 21 de outubro de 2003,partindo do Centro de Lanamento de Taiyuan, na China. O horrio do lanamento foi s11:16h (horrio de Pequim), o que corresponde a 1:16h em Braslia.

O CBERS-2 foi integrado e testado no Laboratrio de Integrao e Testes do INPE.

Vantagem: O CBERS 2 fornece imagens de alta qualidade, gratuitamente, pela internetatravs do catlogo de imagens do INPE. Acesse o link abaixo e selecione a sua imagem:

http://www.obt.inpe.br/catalogo/

Dados do CBERS extrados diretamente do setor de gerao de imagens


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3.10. EO 1 Earth Observing 1

Trs revolucionrios instrumentos de imageamento do solono EO-1 coletam cenas multiespectrais e hiperespectraissobre o curso desta misso em coordenao com oEnhaced Thematic Mapper (ETM+) no Landsat 7.Utilizando tecnologias com materiais leves, arraysdetectores integrados de alta performance eespectmetros de preciso so demonstrados nestesinstrumentos.

Uma ou duas vezes ao dia, s vezes mais, Landsat 7 eEO-1 capturam imagens das mesmas reas (cenas).

Todos os trs instrumentos do EO 1 (ALI, AtmosphericCorrector e Hyperion) visualizam todos ou subsegmentosda fileira do Landsat 7. Luz refletida do solo ser imageadano plano focal de cada instrumento.

Cada um dos instrumentos possuem nicos mtodos de filtrao para a passagem de luzsomente em especficas bandas espectrais. As bandas so selecionadas pela melhorvisualizao de especficas caractersticas da superfcie ou do solo nas aplicaescientficas ou comerciais.

rbitas: LEO 705 Km sol-sncrona (inclinao de 98), nododescendente 10 AM;

Desenvolvido para uma dose total de radiao de 15 Krad;

Sncrono com Landsat-7, seguido por 1 minuto.

Controle & Manuseio de Dados: Arquitetura MIDEX, tambm utilizada na misso MAP daGSFC;

Processador V Mongoose, 12MHz;

1.8 Gbits de telemetria e armazenamento de comando;

1773 Coletores de Dados de Fibra ptica;

Software de suporte a operaes autnomas.

Orientao, Navegao & Controle (GN&C): Trs eixos estabilizados para apontamento inercial e nadir;

Figura A 20: Satlite EO 1em rbita (ilustrao)

Figura A 21: Esquema deimageamento do satlite EO-1


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Preciso de apontamento de 0,03 nos trs eixos;

Instabilidade menor do que 5 arcosegundos;

Rastreador Estrelar Autnomo permite posicionamento por 3 eixos;

Receptor GPS para navegao onboard e sincronizao (GSFC);

Capacidade de formao de vo autnoma;

Software de vo ACS verstil permite rotao para objetos celestiais para instrumentosde calibrao;

Processador sobressalente Independente.

Armazenamento de Dados & Comunicaes:

Armazena 40 Gbits de dados cientficos com um Processador Gravador Avanado deFaixa Ampla (GSFC);

Utiliza formato CCSDS;

Transmisso de dados cientficos sobre banda-X a 105 Mb/seg; possui modo de backupbanda-S para downlink a 2 Mb/seg;

Downlink de dados de preparao de telemetria selecionvel: 2 Kb/seg a 1 Mb/seg;

Comando uplink rate: 2 Kb/seg.

Propulso ("Primex Aerospace"):

Sistema de propulso de hidrazina para correo de erros de insero, manuteno darbita;

Quatro empuxos de 1-Newton, base dupla, design de bobina duplo;

Capacidade propulsora de 23,3 Kg, diafragma elastmero que permite expulso positiva;

Propulsores oblquos de 15 para permitir controle total nos trs eixos, torque de 0.8 Nmao redor do eixo longitudinal e eixos de rolamento, 0.3 Nm sobre eixos deguinada.

3.10.1. ALI Advanced Land Imager

O Earth Observing-1 (EO-1) Advanced Land Imager (ALI) um instrumento que confirmaa tecnologia do Programa do Novo Milnio (NMP). O plano focal para este instrumento

parcialmente constitudo por quatro chips sensores reunidos (SCA) e cobre 3 por 1.625.


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Operando no chamado modo de imageamento "pushbroom" em uma rbita de 705 km, oALI fornece bandas multiespectrais e pancromticas do tipo Landsat. Estas bandas foramdesenvolvidas para imitar seis bandas do Landsat com trsbandas adicionais que cobrem 0.433-0.453, 0.845-0.890 e 1.20-1.30 m. O ALI tambm possui ngulo aberto ptico desenvolvidopara fornecer um campo de viso contnuo de 15 x 1.625 paraum plano focal completamente preenchido com resoluo de 30metros para pixels multiespectrais e resoluo de 10 metros parapixels pancromticos.

Benefcios:

As tecnologias do ALI oferecem reduo de massa, fora, complexibilidade e custos defuturos sistemas de imageamento da Terra para o Programa de Cincia da Terra. Um ALIcompletamente operacional possui o potencial de reduzir custos e o tamanho dos futuros

instrumentos tipo Landsat por um fator de 4 a 5.

3.10.2. AC Atmospheric Corrector

Imagens da Terra so degradadas pela absoro e disperso da atmosfera. A Misso doEarth Observing-1 do Programa do Novo Milnio (EO-1) fornece o primeiro teste baseadono espao de um Corretor Atmosfrico (AC) para o aumento da preciso das estimativasde reflectncia da superfcie.

O Atmospheric Corrector (AC) fornece as seguintes capacidades para a futura Cincia daTerra e misses de imageamento do solo:


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Alta absortncia espectral, imageador hiperespectral deresoluo moderada utilizando uma tecnologia de filtro.

Cobertura espectral de 0.85-1.5 um, bandas soselecionadas para correo ptica de imagens de altaresoluo espacial.

Correo de imagens da superfcie para variaoatmosfrica (primeiramente vapor d'gua).

Benefcios:

O Atmospheric Corrector pode ser aplicado em qualquer misso cientfica ou comercial desensoriamento remoto da Terra onde a absoro da atmosfera devido ao vapor d'gua ouaerossis degradam as medies da reflectncia da superfcie. Utilizando o AtmosphericCorrector, medidas de instrumentos atuais melhores do que valores de absoromodelada, permitem maior preciso de modelos de previso para serem construdos paraaplicaes de sensoriamento remoto.

3.10.3. Hyperion

O instrumento Hyperion fornece uma nova classe indita dedados de observao orbital da Terra, para umaclassificao da superfcie muito superior aos dadosconvencionais. O Hyperion constitui um instrumento noestado de arte a respeito de resoluo espectral, baseadona herana do Instrumento de Imageamento HiperespectralLEWIS (HSI).Os detetores do Hyperion fornecem resoluo depropriedades da superfcie em centenas de bandasespectrais versos as dez bandas multiespectrais deimageamento tradicionais do Landsat. Atravs deste grandenmero de bandas espectrais, ecossistemas terrestres

complexos podem ser imageados e classificadosprecisamente.

O Hyperion dispe de um imageador de alta resoluo capaz de analisar 220 bandasespectrais (de 0.4 a 2.5 m) com uma resoluo de 30 metros. O instrumento podeimagear uma rea do solo de 7,5 km por 100 km a cada imagem e fornecer mapeamento.

espectral atravs de todos os 220 canais com alta preciso radiomtrica. Concebidooriginalmente como parte do instrumento ALI, o Hyperion agora um instrumentocompleto e independente do EO-1. Os principais componentes deste instrumentopossuem:

Figura A 23: Sensor AC

Figura A 24: Sensor Hyperion


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Sistema com design baseado na misso KOMPSAT EOC. O telescpio fornece doisconversores reticulares espectmetros de imagens separados para melhorar a taxa desinal-rudo (SNR).

Um array de planos focais que fornecem detetores de ondas curtas separadas (SWIR) eespectro visvel (VNIR) baseados em hardware sobressalente do programa LEWIS HSI.

Um cryocooler idntico ao fabricado para a misso LEWIS HSI para refrigerao doplano focal SWIR.

Depois de seu lanamento a bordo do satlite EO-1 da

NASA, o imageador hiperespectral est transmitindoimagens da superfcie da Terra para estaes terrestresespalhadas pelo mundo. Hyperion o primeiro imageadorhiperespectral da NASA a estar operando em rbita. Dadosdo Hyperion esto fornecendo mais detalhes da superfcieda Terra dos que atualmente esto disponveis atravs deinstrumentos multiespectrais, como o instrumento EnhancedThematic Mapper Plus no Landsat. A classificaodetalhada de ecossistemas complexos com o imageadorhiperespectral proporciona maior preciso para os dados desensoriamento remoto.

Minerais na superfcie da Terra podem ser identificados e novos mapas de minriospodem ser criados para selecionar locais para explorao; inventrios florestais podemser desenvolvidos para regies remotas para suportar gerenciamento e planejamentoecolgico.

Benefcios:

Imageamento hiperespectral possui muitas aplicaes em geologia de minerao,

silvicutura, agricultura e gerenciamento do ambiente. Classificaes detalhadas do soloque so obtidas atravs do Hyperion possibilitam explorao mineral mais precisa,melhores previses de boas safras e assentamentos, e melhor cartografia.

Figura A 25: Imagem adquirida peloHyperion mostra a quantidade declorofila relativa da vegetao.


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B: Comear a trabalhar com o ENVI

fcil familiarizar-se com o conceito de interface grfica de uso ("Graphical User In-terface", GUI) do ENVI, que possibilita interaes grficas entre as funes e os dadoscom grande facilidade. O ENVI configurado para uso com "mouse" de trs botes.Em sistemas que aceitam "mouse" com somente dois botes, o boto do meio podeser simulado apertando simultaneamente a tecla [CTRL] e o boto esquerdo do "mou-se". As selees so feitas apontando-se o cursor e clicando e/ou clicando e arrastan-do o "mouse".

O ENVI est sendo comercializado de duas formas: com, e sem, a linguagem de des-envolvimento IDL Interactive Data Language, a base e o motor do ENVI que permiterodar procedimentos complexos em modo batch (no-interativo) e agregar funcionali-dades novas como por exemplo as rotinas especiais fornecidas pela SulSoft. O ENVI

RT (sem IDL) dispe de todas as funcionalidades descritas nesse Guia, caso contrrioser explicitamente mencionado o uso do IDL. Portanto, em todo Guia a sigla ENVIse refere tanto ao ENVI com IDL com ao ENVI RT.

O Guia descreve os procedimentos e as janelas de comando a partir de uma instala-o tpica em Windows 2000; os caminhos (paths) dos arquivos de dados so dife-rentes em sistemas Unix, assim como a aparncia das janelas, mas os conceitosmostrados aqui se aplicam 100% tambm para usurios Linux/Unix (e para os demaissistemas operacionais Windows).

Os menus principais podem ser configurados conforme as necessidades do usurio;inclusive possvel traduzi-los, o que foi feito para os fins deste Guia em Portugus do

ENVI (Figura B-1). Portanto, recomendamos que se faa o download dos arquivos demenus j traduzidos (e todas as instrues para a instalao deles), disponveis noPortal Brasileiro ENVI.

www.envi.com.br/downloads

1. O sistema de menu

1.1 Menu principal

A instalao do (ENVI + IDL)/ENVI no Windows cria um cone no seu desktop quechama o ENVI diretamente; voc pode tambm clicar no menu iniciar, programas,selecionar 'ENVI 4.0' e clicar no 'ENVI' ou'ENVI RT'. Para quem dispe do ENVI+IDL,o ENVI pode ser chamado tambm a partir da linha de comando em IDL, digitando-seo comando envi. Em Unix e Linux o instalador oferece a criao de links para chamar

o ENVI diretamente de qualquer janela de comando.

Figura B-1: Menu Principal


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Inicialmente aparece somente o menu principal do ENVI (Fig. B -1); a partir dele voctem a sua disposio toda funcionalidade do ENVI, sem ter que chamar mdulos aparte. Recomenda-se deixar essa barra de menu sempre visvel, na parte superior datela.

O usurio pode determinar, atravs da cadeia de comandos "Arquivo - Preferncias",na opo "Misc System Preferences..." a posio do menu principal na tela: se verticalou horizontal. A partir do 3.4 essa alterao pode ser obtido tambm simplesmenteclicando e arrastando num canto do menu (por exemplo do canto inferior esquerdopara o canto superior direito). O sistema de menu apresenta um menu principal, listan-do os principais grupos de programas com respeito a sua funo.

As selees nos menus em cascata ("pulldown menus") so feitas clicando-se na fun-o do menu principal, segurando o boto esquerdo do "mouse" e arrastando-o atchegar ao item desejado. As funes, tambm podem ser escolhidas clicando na fun-o do menu principal desejada e navegando com as teclas de movimento do cursor -,,,.

O usurio determina os parmetros de entrada nas caixas de dilogo, que aparecemcom valores padronizados para minimizar as interaes. Uma grande parte das caixastem um boto de "OK" e "Cancel", assim como linhas de texto para se modificar osparmetros padronizados. Alm disso, existem os botes de escolha ("toggle bu-ttons"), onde o usurio tem a possibilidade de escolher entre duas opes.

DICA: Se o sistema parece no responder mais aos seus comando/cliques, verifiquese no tem uma caixa de dialogo aberto (e que ficou escondido atrs de uma outrajanela). Lembre-se de que os comandos esto sendo armazenados no command bu-ffer e executados assim que voc fechar a caixa de dialogo, portanto recomenda-seinvestigar logo se algum comando parece no executar, em vez de clicar insistente-

mente ....

1.2 Menu da janela grfica (menu do display)

Este menu importante, que chamaremos de menu da janela grfica (ou menu do dis-play), est disponvel sempre que for aberta uma imagem (atravs do comando Ar-quivo -> Abrir Imagem ...). Ele encontra-se acima da imagem e idntico ao mostradona figura abaixo. O menu da janela grfica controla todas as funes de tela, como"linkar" imagens, examinar perfis, tratar imagens com aumento de contraste, produzirsuperposies, definir regies de interesse, determinar as caractersticas das janelasde visualizao e gravar as imagens em diferentes formatos de sada e fazer a im-presso, localizar a posio de pixel, editar pixels (espacialmente e espectralmente),carregar dispersogramas e animaes, etc. E tambm, a partir da verso 3.5 do ENVI,foi adicionado a funo Geographic Link, na qual duas imagens podem ser linkadasatravs de suas coordenadas geogrficas, no importando a resoluo espacial ouprojeo cartogrfica.

Figura B-2: Menu da janela grfica


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2. Conceitos de visualizao

Clicar o boto esquerdo do "mouse" com o cursor na opo "Arquivo" menuprincipal.

Arrastar o "mouse" at a opo "Abrir imagem do ENVI".

Aparece a caixa de dilogo de escolha do arquivo de entrada.

Selecione um arquivo de imagem, por exemplo:C:\rsi\idl60\products\envi40\data\can_tmr.img, ou bhtmref.img. Clicar "OK".

2.1 Lista das bandas disponveis

A caixa de dilogo Lista de Bandas Disponveis ("Available Band List") aparecesempre que uma imagem chamada. Estalista mostra todas as bandas das imagens abertas etambm os itens de memria (arquivos temporri-os). A lista de bandas disponveis usada para car-regar imagens em tons de cinza (uma banda, boto"Gray Scale") ou em cores, pelo sistema RGB (trsbandas, boto "RGB Color").

A caixa de dilogo "Available Band List" ("Lista deBandas Disponveis") no apenas possibilita a sele-o de bandas para visualizao em tons de cinza,como tambm as correspondentes composiescoloridas RGB. Toda vez que for gerada uma novaimagem, ela ser disponvel atravs da "Available

Figura B-3: Caixa de dilogo dos arquivosde dados de entrada.

Figura B-4: Lista de bandas disponveis.


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Band List", portanto conveniente deixar esse di-logo aberto, em algum canto da tela.

A partir da verso 3.5 do ENVI, possvel, atravs de um clique com o boto direito domouse no campo branco da janela, ter-se acesso a funes que tornam mais simples

carregar imagem, fazer composies coloridas (desde que os valores de comprimentode onda estejam informadas no cabealho da imagem), etc. (Figura B-4).

Escolha uma banda para visualizao em tons de cinza ("Gray Scale").

Voc pode sempre a qualquer momento chamar esta janela atravs do boto"Abrir" seguido por "Lista de Bandas Disponveis" (por exemplo quando aparece amensagem "Problem: This file has already been opened").

Carregar na lista de bandas disponveis a imagemC:\rsi\idl60\products\envi40\data\can_tmr.img e clicar com o boto esquerdo, paraos canais RGB, as bandas 4, 5 e 3, respectivamente.

2.2 Janela principal

A janela principal mostra a imagem(\rsi\idl60\products\envi40\data\can_tmr.img) na resoluo total (um pixel da ima-gem corresponde a um pixel na tela), quedepende da resoluo grfica da tela e daplaca de vdeo do computador. A molduravermelha mostra o tamanho da janela deampliao. O tamanho inicial dessa ja-nela controlado pelos parmetros indi-cados no arquivo de configurao en-vi.cfg. A maneira mais fcil de modificar otamanho de cada uma das janelas comos recursos do sistema de Windows (cli-car com mouse esquerdo num canto dajanela, e arrastar), ou dentro do menu dodisplay, selecionar a cadeia de comandos"Arquivo - preferncias." (Figura B-5).

2.3 Janela global (Scroll Window)

A janela global (Figura

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