Captação de dados multiespectrais em condições de iluminação ideais e adversas

Embora as condições de iluminação consistentes sejam as melhores para garantir a exatidão radiométrica, haverá alturas em que a recolha de dados será necessária em condições de iluminação não ideais. Neste artigo, começaremos por definir o que são condições de iluminação ideais e adversas e, em seguida, forneceremos pormenores sobre a forma como o DLS e o Painel de Reflectância Calibrado (CRP) são utilizados para atenuar os impactos das más condições de iluminação.

Condições de iluminação óptimas para a captação de dados

As condições ideais para a captação de dados multiespectrais são um dia de sol claro ou um dia nublado com cobertura uniforme de nuvens. Em ambos os casos, a iluminação é coerente.

As condições de iluminação mais difíceis de trabalhar são os dias parcialmente nublados com transições nítidas da sombra para o sol. Este tipo de condições irá muito provavelmente produzir anomalias nos dados multiespectrais. Estas anomalias afectam negativamente os compósitos e os índices de vegetação gerados a partir do conjunto de dados, tornando os dados sub-óptimos em muitos casos.

Quando não estão disponíveis condições de iluminação ideais

Quando se trata de calibração radiométrica, um ponto de valor forte para os sensores da série MicaSense é o facto de oferecerem opções de adaptabilidade numa variedade de condições de luz. Incluídas em cada kit de câmara estão duas ferramentas de calibração: o Painel de Reflectância Calibrado (CRP) e o DLS.

Uma imagem do CRP é tirada antes e depois de cada voo para captar um valor de reflectância de base, enquanto o DLS recolhe dados continuamente durante o voo para captar variações na intensidade da luz. Especificamente, o DLS capta a luz descendente através de 10 sensores de luz diferentes posicionados em planos diferentes para melhor determinar a posição do sol e os efeitos da luz nas imagens recolhidas. O DLS recolhe esta informação dos 10 sensores e depois aplica um valor apropriado aos metadados de cada imagem recolhida pelo sensor da série MicaSense ao longo da missão. Isto dá ao DLS uma vantagem distinta sobre outros sensores de luz no mercado que utilizam apenas um sensor de luz num plano.

Utilizar o PRC e o DLS

Ao utilizar tanto o CRP como o DLS na recolha de dados, tem a possibilidade de, durante o processamento, experimentar e utilizar dados de qualquer uma das ferramentas ou de ambas para criar o melhor ortomosaico possível.

Por exemplo, ao processar no Agisoft Metashape, Pix4D Mapper ou Simactive Correlator3d, tem a liberdade de decidir se quer calibrar utilizando o CRP, o DLS ou ambos.

Veja abaixo um exemplo de escolha do método de calibragem no fluxo de trabalho do Metashape:

Um bom ponto de partida para a utilização dos dados do PRC e do DLS é considerar as condições de iluminação em que os dados foram recolhidos. Regra geral, seguimos esta diretriz quando tratamos dados internamente:

• Dia de sol completamente limpo: utilizar o CRP
• Nublado e outras condições nubladas: utilizar CRP + DLS

Para ilustrar as diferenças na utilização do CRP, do DLS ou de uma combinação das duas ferramentas, fornecemos os exemplos abaixo, cada um capturado sob diferentes condições de iluminação.

Nuvens cumulus // Tanto o DLS como o CRP foram utilizados para calibração

Abaixo, na imagem à esquerda, encontra-se um exemplo que mostra o impacto dos dados em condições de nebulosidade, em que a iluminação é muito variável. Felizmente, neste caso, os dados do DLS podem ser utilizados para corrigir os efeitos relacionados com a sombra durante o processamento, correção mostrada à direita.

Como se pode ver nas imagens acima, os efeitos das nuvens não foram totalmente removidos, mas a qualidade do mapa melhorou muito e talvez o conjunto de dados tenha sido convertido de inutilizável em utilizável. Este é o melhor resultado possível. Deve-se notar que, às vezes, a iluminação variável é tão severa que mesmo o uso de dados DLS não remove as anomalias das nuvens, no entanto, ter os dados DLS oferece a melhor possibilidade de melhoria.

Sem nuvens, ensolarado // CRP utilizado para calibração

Quando o céu está limpo, utilizar apenas o CRP para calibração é a melhor decisão na maioria dos casos. A utilização do DLS em dias claros e ensolarados pode, por vezes, levar à formação de riscas nos dados em levantamentos longos e rectos, como se mostra abaixo:

Nuvens cirrocumulus // Tanto o DLS como o CRP foram utilizados para calibração

Outro exemplo em que o DLS pode melhorar a qualidade dos dados é em condições variáveis de nublado, semelhante ao que é mostrado na imagem abaixo. Na imagem, é visível que existem bandas de nuvens mais pesadas misturadas entre as nuvens, suficientemente finas para permitirem a existência de raios de sol.

A capacidade do DLS de fornecer correcções radiométricas precisas em condições de iluminação variáveis pode ser vista no exemplo abaixo. O DLS é comprovadamente eficaz na remoção do impacto da quebra de sol localizada, permitindo a geração de um ortomosaico uniforme e de alta qualidade.

Conclusão

Embora possa ser confrontado com condições de iluminação difíceis durante a recolha de dados multiespectrais, se estiver a utilizar uma câmara da série MicaSense emparelhada com o CRP e o DLS, terá a capacidade de gerar resultados de alta qualidade, calibrados radiometricamente, numa variedade de condições. Esta flexibilidade nas opções de calibração garante a obtenção de dados consistentes e fiáveis para análises e estudos temporais.