aula_modis
TRANSCRIPT
INTRODUO AO SENSORIAMENTO REMOTO Sensor MODISEDUARDO DA SILVA PINHEIRO [email protected]
ETAPAS DA APRESENTAO
Caractersticas gerais do sensor MODIS Produtos MODIS Obteno dos Produtos MODIS na Internet Algumas possibilidades do Produto MOD13Q1 (250 metros) no monitoramento agrcola e ambiental
Programa EOS - NASA Sistema de Observao da TerraDuas plataformas:
Satlite Terra: 18 dez., 1999 Primeira Imagem: Fev., 2000 Passagem no Equador: 10:30
Satlite Aqua: 04 maio, 2002 Primeira Imagem: Junho, 2002 Passagem no Equador: 13:30
SENSORES PRESENTES NAS DUAS PLATAFORMAS TERRAMODIS
CERES: mede a energia radiante emitida e refletida da superfcie e da atmosfera, para monitorar o balao da energia global MOPITT: mede a poluio da atmosfera (monxido de carbono e metano)MISR: coleta de dados sobre nuvens e aerossis, mapeamento Da vegetao, reas desrticas e cobertas de gelo ASTER: dados simultneos da superfcie da Terra, imagens utilizadas para mapeamento da vegetao, rochas, e vulces (imagens termais)
SENSORES PRESENTES NAS DUAS PLATAFORMAS AQUAMODIS AIRS: mede temperatura e umidade para previses climticas
AMSU A: Integrado ao AIRS, mede a temperatura em camadas superiores da atmosfera, especialmente estratosferaCERES AMSR E: sensor passivo de microondas, emitidas pela Terra HSB (sonda brasileira): Aliado ao AMSU-A/AIRS, capta a umidade atmosfrica em regies com muitas nuvens no Brasil
DISCIPLINAS
PRINCIPAIS MEDIDAS Propriedades das nuvens Fluxo de Energia e Radiao Precipitao Qumica da Troposfera
INSTRUMENTOS EOS-AM (TERRA) MODIS, MISR, ASTER CERES, MODIS, MISR
MOPITT
ATMOSFERA
Qumica da Estratosfera Propriedades dos Aerossis Temperatura da Atmosfera Umidade da Atmosfera Relmpago Cobertura e uso da terra Dinmica da Vegetao Temperatura da Superfcie MODIS, MISR, ASTER MODIS, MISR, ASTER MODIS, ASTER MODIS, ASTER MODIS, MISR, ASTER MISR, MODIS MODIS MODIS
SOLO Ocorrncia de Incndios Efeitos Vulcnicos Umidade da Superfcie Temperatura da Superfcie OCEANO Fitoplancto e Material Orgnico Dissolvido Ventos (na superfcie) Topografia da Superfcie do Oceano Mudana do Gelo na terra CRIOSFERA Gelo do mar Cobertura de Neve ASTER MODIS, ASTER MODIS, ASTER MODIS MODIS, MISR
CARACTERSTICAS GERAIS DO SENSOR MODIS
Dados disponibilizados na forma de Produtos (ex. MOD13Q1 = NDVI, EVI 250 m), prontos para o uso (correes atm. e georreferenciados)
Voltado para o monitoramento da atmosfera, oceanos e continentesEnfoques: observaes globais sobre a mudana da cobertura vegetal, variaes no clima da Terra, riscos naturais e o controle do oznio na atmosfera rbita polar: 705 km de altitude Inclinao de 98.2 Perodo mdio de 98.9 min.
CARACTERSTICAS GERAIS DO SENSOR MODIS
Imageamento global a cada dois dias, cobertura diria acima de 30 de latitude 36 bandas espectrais: 29 - 1 km, 5 - 500 m e 2 - 250 m (nadir)250m
500m 1km
USO PRIMRIO Terra/Nuvens Limites
FOCO NIR NIR VIS
BANDA 1 2 3 4 5 6 7
LARGURA DA BANDA 0.620 - 0.670 0.841 - 0.876 0.459 - 0.479 0.545 - 0.565 1.230 - 1.250 1.628 - 1.652 2.105 - 2.155
RESOLUO/ m 250 250 500 500 500 500 500
Terra/Nuvens Propriedades
VIS SWIR/MWIR SWIR/MWIR SWIR/MWIR
Cor do oceano/Fitoplancton Biogeoqumica
VISVIS VIS VIS VIS
89 10 11 12
0.405 - 0.4200.438 - 0.448 0.483 - 0.493 0.526 - 0.536 0.546 - 0.556
10001000 1000 1000 1000
NIRNIR NIR NIR Atmosfera Vapor d'gua NIR NIR NIR
1314 15 16 17 18 19
0.662 - 0.6720.673 - 0.683 0.743 - 0.753 0.862 - 0.877 0.890 - 0.920 0.931 - 0.941 0.915 - 0.965
10001000 1000 1000 1000 1000 1000
USO PRIMRIO
FOCO
BANDA
LARGURA DA BANDA
RESOLUO/ m
SuperfcieNuvem Temperatura
SWIR/MWIRSWIR/MWIR SWIR/MWIR SWIR/MWIR
2021 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36
3.660 - 3.8403.929 - 3.989 3.929 - 3.989 4.020 - 4.080 4.433 - 4.498 4.482 - 4.549 1.360 - 1.390 6.535 - 6.895 7.175 - 7.475 8.400 - 8.700 9.580 - 9.880 10.780 - 11.280 11.770 - 12.270 13.185 - 13.485 13.485 - 13.785 13.785 - 14.085 14.085 - 14.385
10001000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000
Atmosfera Temperatura Nuvens Cirrus Vapor d'gua
SWIR/MWIR SWIR/MWIR SWIR/MWIR LWIR LWIR LWIR
Oznio Nuvem/supefcie Temperatura Topo de nuvem Altitude
LWIR LWIR LWIR LWIR LWIR LWIR LWIR
CARACTERSTICAS GERAIS DO SENSOR MODIS
7 bandas para o monitoramento da cobertura, semelhantes s do Landsat ETM+Resoluo temporal: diria, 8 dias, 16 dias, dependendo do necessidade, e do tipo de compositing aplicado ao Produto MODIS
Faixa espectral: 0,407 m - 14,385 m
COMPARAO DADOS AVHRR E MODIS
AVHRR (1 km)
MODIS (250M)
Nveis de Dados MODIS
Nvel 1 Correo geomtrica Nvel 2 Produtos derivados dos dados do Nvel 1, sem reamostragem geomtrica Nvel 2G (MODIS Land) dados reprojetados (integerized sinusoidal), sem reamostragem Nvel 3 Produtos reamostrados, com base na localizao dos pixels (composited) Nvel 4 Produtos derivados de mltiplas fontes (modelagem)
FUNCIONAMENTO DO COMPOSITING NO MODIS
16 dias64 ObservaesDia 1 Dia 2 Dia 16
Filtro
5 10 Obs.
Produto Nvel 2GGridded Reflectncia1200 x 1200KM
Composited NDVI
Produto Nvel 3
PRODUTOS MODISTodos os Produtos MODIS podem ser acessados em: http://edcdaac.usgs.gov/modis/dataprod.html
Cerca de 41 Produtos ao todo...Com diversos nveis de processamento...Produtos mais utilizados: MOD13: Imagem reflectncia (bandas Red, NIR, MIR) e ndices de vegetao (NDVI e EVI) MOD11: temperatura da superfcie MOD15: LAI (ndice de rea foliar) / fPAR (frao da radiao fotossinteticamente ativa)
PRODUTO MOD13 (NDVI e EVI)NDVI500 m
EVI500 m
Produto MOD13 Reflectncia (250 m) - RONDNIA
CARACTERSTICAS DO MOD13Produto MOD13Q1 ndices de Vegetao Valor Nulo -3.000 -3.000 Intervalo Vlido Fator de Escala 10.000 10.000
Imagens NDVI EVI
Unidade NDVI EVI
-2.000 a 10.000-2.000 a 10.000
VermelhoImagens Reflectncia Infravermelho (NIR) Azul Infravermelho (SWIR) NDVI Quality (QA) EVI Quality (QA) Metadados ngulo Visada ngulo Zenital Solar
reflectnciareflectncia reflectncia reflectncia bit field bit field Grau Grau
-1.000-1.000 -1.000 -1.000 65535 65535 -10.000 -10.000
0-10.0000-10.000 0-10.000 0-10.000 0-65534 0-65534 -18.000 -18.000
10.00010.000 10.000 10.000 inexistente inexistente 100 100
Azimute
Grau
-4.000
-7200
10
Temperatura da Superfcie (MOD11) Balano de Energia / Radiao da Superfcie
15 - 22 outubro, 2000 1 km, 8 Dias Compositing
15.0oC
20.0oC
25.0oC
Diurno
32.0oC 38.0oC
MOD15 - MODIS fPAR Vegetao Biofsica / Produtos Ecolgicos
15 - 22 outubro, 2000 1 km, 8 dias Compositing
0.00 0.30
0.75
0.90
1.00
MODIS ndice de rea Foliar (LAI) Vegetao Biofsica / Produtos Ecolgicos
15 - 22 outubro, 2000 1 km, 8 dias Compositing
0.0 1.0
4.0
6.0 6.5
PRODUTOS MODISMOD12: Cobertura da Terra / Dinmica da coberturaResoluo espacial de 1km
Produzido a cada 3 meses, com base em dados dos 12 meses anteriores17 classes de vegetao definidos pelo IGBP (International Geosphere-Biosphere Project) 14 classes de cobertura (Universidade de Maryland) Classes para o produto LAI/FPAR: 6 classes, incluindo cereais e plantas de folhas largas (ex. soja) Classes para modelos de biomas: 6 classes (tipo de folha, longevidade das folhas, resistncia das plantas)
PRODUTO MOD12Cobertura da Terra Junho 2002 (14 classes)
Dados MODIS de Nov 00 Out 01
PRODUTOS MODISMOD14: Anomalias termais (queimadas...)
10:35 am
1:20 pm
15 - 22 outubro, 2000 1 km, 8-dias Compositing
Rondnia Braslia
BoliviaSem Dados gua / Nuvem Sem Fogo Desconhecido Fogo: Baixa Confianca Fogo: Confianca Nominal Fogo: Alta Confianca
Anomalias termais
Imagens Qualidade (Quality Assurance) No Produto MOD13Q1:2001 2002 23 % 14 % 73 % 85 % 0
Qualidade do IV (00 - IV produzido com boa qualidade; 01 - IV produzido com qualidade duvidosa; 10 - IV produzido com contaminao de nuvens ; 11 - IV no produzido)
ndice de Utilidade do IV (0000 - qualidade perfeita; 0001 - alta qualidade; 0010 - boa qualidade; 0011 - qualidade aceitvel; 0100 - qualidade regular; 0101 - qualidade intermediria;0110 - abaixo da qualidade intermediria ; 0111 - qualidade mdia; ...
Quantidade de Aerosol (00 - correo atmosfrica baseada em climatologia ; 01 - baixa; 10 - intermediria; 11 - alta) Atmosfera - Correo para Efeitos de Adjacncia (0 - sem correo ; 1 - com correo ) Atmosfera - Correo para efeito de BRDF(0 - sem correo ; 1 - com correo ) Nuvens Misturadas (0 - sem nuvens misturadas; 1 - com nuvens misturadas) Mscara gua / Terra (00 - Oceano / corpos d`gua continentais; 01 - regio costeira ; 10 - reas alagadias; 11 - terra) Neve / Gelo (0 - no; 1 - sim) Sombra (0 - no; 1 - sim) Mtodo de Compositing (0 - BRDF compositing;1 - CV - MVC)
NDVI QA EVI QA NGULO DO SENSOR NGULO SOLAR AZIMUTE RELATIVO10 0110 00 1 0 0 01 0 0 1 101 2 3
Data 0110 007 8 9 10 4 5 6
"Bit Number" 0 1 0 01 0 0 111 12 13 14 15
Sistema de Referncia das Cenas MODIS Tiles h13v101200km 1200km
Tiles Cerrado
PRODUTOS MODIS (MOD13Q1) NO MONITORAMENTO AGRCOLA E AMBIENTAL
Porque utilizar o MODIS? Real necessidade de monitoramento das mudanas na cobertura vegetal e no uso do solo de grandes biomas... -Amaznia-Cerrado
Elevada dinmica de ocupao... / desmatamentos Necessidade de alta resoluo temporal MODIS apresenta excelente relao custo / benefcio: Imagens custo zero / boa resoluo Espacial / Temporal para a escala regional
Imagens com menor ndice de contaminao atmosfrica... Ex. nuvens, aerossis, etcVerificao da qualidade dos dados antes de empreg-los em uma anlise...
MOD_QA_REPORT_SYSTEM" Gerao do ndice de usabilidade do produto MOD13
PROJETOS EM ANDAMENTO COM O SENSOR MODIS (MOD13Q1 250 metros) Monitoramento do bioma Cerrado (UFG / IESA) cobertura vegetal Monitoramento do uso da terra em Gois Pastagens degradadas (Curvas NDVI / EVI) Sistemas de irrigao por pivs centrais Acompanhamento de plantios Curvas NDVI / EVI Poder fornecer estimativas de plantios
COMPOSIO RGB RED / EVI / MIR
COMPOSIO RGB MIR / NIR / RED
PNB
DISTRITO FEDERAL MOD13Q1 250 metros
Equivale 5/4/3 Landsat
COMPOSIO RGB MIR / EVI / RED
reas agrcolas
N
Pivs centrais
MONITORAMENTO DE PIVS
Terra C4 x C5 2001_113
Melhor Integridade Espacial!!
C4
C5
Melhor Integridade Espacial!!
Terra C4 x C5 2001_257
C4
C5
Menos Nuvens
Terra C4 x C5 2002_129
Menos faixas
C4
C5
Filtragem Simplificada Pixel Reliability!!
Bioma Cerrado: Qualidade dos Dados MODIS
100
Proporo de Pixels "Bons"
90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 1 51 101 151 201 251 301 351 Dia do Ano (composite) 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007
Sensor Modis e suas Aplicaes Ambientas no BrasilISBN: 9788560507009 Edio - 2007 Bernardo Friedrich Theodor Rudorff
Agradecimento
Professor Responsvel:
Laerte Guimares Ferreira, PhDMonitores (ps-graduao):
Marlon Nemayer, Nicali Bleyer & Noely V. Ribeiro
http://www.ufg.br/lapig