Análise da influência de mudanças de escala de observação sobre a caracterização da função de distribuição da reflectância bidirecional

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Jefferson Fernandes Teixeira Junior
• Orientador(a): Flávio Jorge Ponzoni, Ruy Morgado de Castro
• Banca de defesa: Elisabete Caria Moraes, Romero da Costa Moreira
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação do INPE em Sensoriamento Remoto
• País: BR
• Resumo em Inglês: The description of how a surface reflects the radiation in directional terms can be performed by the Bidirectional Reflectance Distribution Function (BRDF). This function is generally characterized using goniometers at laboratory and/or at field level and it has been used comparing remote sensing data obtained at different levels (such as airborne and orbital) and at different illumination and viewing geometries. This work investigated the possible effects that BRDF can suffer being characterized at different acquisition levels, which were simulated by changing the field of view (FOV) of a spectroradiometer. The variation of FOV was related to the "observation scale" changes, term used to define the relationship between the dimensions of the geometric parameters involved in data acquisition. Thus, the BRDF of three artificial surfaces made by the same material but presenting different superficial textures were spectrally characterized using a goniometer developed by the Laboratory of Radiometry and Characterization of Electro-optical Sensors (LaRaC) of the Instituto de Estudos Avançados (IEAv). Three different FOVs (1 $^{°}$, 8 $^{°}$ and 25 $^{°}$) were used for the BRDF characterization with a spectroradiometer to simulate observation scales. The BRDF estimated with 8 $^{°}$ and 25 $^{°}$ FOVs were similar for all surfaces, considering the measurement uncertainties. On the other hand, the BRDF estimated with 1 $^{°}$ FOV was similar to those estimated by both 8 $^{°}$ and 25 $^{°}$ only for the flat surface, while for the other surfaces there were differences in intensity (regular texture surface) and in shape (irregular texture surface). It was possible to conclude that the surface BRDF can vary with the observation scale. Thus, the present work exposed the need to investigate the premise that the BRDF maintains the same when comparing surface data acquired at different levels.
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21b/2017/10.11.21.05

A descrição do modo como uma superfície reflete a radiação, em termos direcionais, pode ser realizada por meio da função de distribuição da reflectância direcional (BRDF). Esta função é geralmente caracterizada com o auxílio de goniômetros em laboratório e/ou campo e utilizada na comparação de dados de sensores remotos obtidos em diferentes níveis (como aeroembarcado e orbital) e em diferentes geometrias de iluminação e observação. Neste trabalho foram investigados os possíveis efeitos que a BRDF pode sofrer ao ser caracterizada em diferentes níveis de aquisição, os quais foram simulados pela mudança no campo de visada (FOV) de um espectrorradiômetro. A variação desse parâmetro (FOV) está relacionada à mudança da "escala de observação", termo usado para definir a relação entre as dimensões dos parâmetros geométricos envolvidos na aquisição de dados. Dessa forma, com o auxílio do goniômetro do LaRaC (Laboratório de Radiometria e Caracterização de Sensores Eletroópticos) do Instituto de Estudos Avançados (IEAv), foram caracterizadas as BRDF${'}$s de três superfícies artificiais, de mesmo material, com diferentes texturas (lisa, com ranhuras regulares e com ranhuras irregulares), observadas por três diferentes FOVs (1$^{°}$, 8$^{°}$ e 25$^{°}$) de um espectrorradiômetro. As BRDF${'}$s estimadas com os FOV${'}$s de 8$^{°}$ e de 25$^{°}$ se mostraram iguais para todas as superfícies, considerando as incertezas das medições. Por outro lado, a BRDF estimada com FOV de 1$^{°}$ se mostrou igual às estimadas com os outros FOV${'}$s apenas para o caso da superfície lisa, enquanto para as demais superfícies apresentou diferenças quanto à intensidade (superfície com ranhuras regulares) e quanto à forma (superfície de ranhuras irregulares). Deste modo, foi possível concluir que a BRDF de uma superfície pode variar com a escala de observação. Assim, o presente trabalho expõe a necessidade de se investigar a premissa de que a BRDF é a mesma ao se comparar dados de uma superfície adquiridos em diferentes níveis.