A desigualdade de Cauchy-Schwarz na estimação de temperatura e emissividade da superfície terrestre a partir de dados de sensores orbitais

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: Hackmann, Cristiano Lima
• Orientador(a): Rolim, Silvia Beatriz Alves
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Sensoriamento remoto; Regressão linear; Imagens de satelite
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/134938

Todo objeto acima do zero absoluto (0 K) emite radiação infravermelha. O planeta Terra tem uma temperatura média de 300 K e seu pico de emitância eletromagnética situa-se dentro do domínio do infravermelho termal (TIR). Dados deste domínio podem ser coletados por sensores instalados em satélites com o intuito de analisar alvos da superfície da Terra em escala local ou global. Esses sensores captam a radiação no TIR e desta radiação, duas grandezas físicas podem ser recuperadas: temperatura da superfície terrestre (TST) e emissividade da superfície terrestre (EST). A TST é um dos principais parâmetros na dinâmica dos fenômenos climáticas e a EST é um parâmetro importante na identificação de diversos tipos de materiais. Dados de temperatura e emissividade não são medidos diretamente por sensores orbitais. Juntas, essas variáveis determinam a radiância espectral emitida por uma superfície que pode ser captada por estes sensores. Neste caso, tem-se uma medida (radiância) e duas variáveis (temperatura e emissividade), o que conduz a uma equação sem solução única. Vários métodos foram propostos nas últimas décadas e cada técnica tem um conjunto de restrições que deve ser observado a fim de gerar resultados confiáveis. No presente trabalho, dois algoritmos foram propostos para estimar a TST e a EST. A desigualdade de Cauchy-Schwarz é empregada nos métodos desenvolvidos, tratando o problema de estimação dos parâmetros terrestres como uma comparação entre vetores, que correspondem a valores de radiância de imagens do subsistema TIR/ASTER e de assinaturas espectrais de experimentos realizados em laboratório. Um dos métodos acrescenta uma etapa no processamento de dados, em que é aplicado regressão linear para um polinômio do 2º grau entre produtos internos (eixo das ordenadas) e temperaturas (eixo das abscissas). Neste caso, a nova estimativa para temperatura será a abscissa do vértice. Os algoritmos foram testados em dados simulados de temperatura e emissividade obtidos em laboratório de um mineral de quartzo livre de impurezas e com uma assinatura espectral conhecida, associada à ligação Si − 0 na região do TIR. Além disso, os algoritmos foram aplicados em dados de radiância captados pelo sensor ASTER. Os resultados obtiveram desempenho satisfatório levando em conta as características de heterogeneidade do banco de dados experimental e da interferência dos gases atmosféricos.