Processamento e visualização de imagens

de Satélite e Radar

PROCESSAMENTO DE IMAGENS E COMPUTAÇÃO GRÁFICA

UFSC-INCODUniversidade Federal de Santa CatarinaInstituto Nacional para a Convergência Digital

Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais

Dr. Sylvio Luiz Mantelli Neto

www.inpe.br www.incod.ufsc.br

TOPICOS PRINCIPAIS

Definição: sensoriamento remoto.Motivações para o nosso trabalhoProcessamento de imagens . Monitorar condições atmosféricas em larga escala.Previsão do tempo, queimadas, secas, enchentes, eventos extremos.Monitoramento da quantidade de nuvens. Disdrômetro. Validação combinada de imagens de radar e satélite. Visualização 3-D de imagens de radar (computação gráfica).

DEFINIÇÃO

Sensoriamento remoto, processamento de imagens. Conjunto de técnicas que possibilita a obtenção de informações sobre alvos na superfície terrestre (objetos, áreas) ou atmosféricos (fenômenos). Através do registro da interação da radiação eletromagnética , realizado por sensores distantes, ou remotos. Geralmente estes sensores estão presentes em plataformas orbitais , satélites, radares e aviões . A NASA e o NOAA são os maiores produtores e captadoras de imagens recebidas por seus satélites, radares, etc.No Brasil, o principal órgão que atua nesta área é o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais - INPE.Pesquisas desenvolvidas no LAPIX desenvolvem técnicas de processamento destas imagens, métodos estatísticos e inteligência computacional.

OBJETO DE ESTUDO

BRASIL: 8.456.510 km² de terra. Santa Catarina 95.346 km². Monitorar condições atmosféricas em larga escala.Previsão do tempo, queimadas, secas, enchentes, eventos extremos. Monitoramento da quantidade de nuvens. Validação combinada de imagens de radar e satélite. Visualização 3-D de imagens de radar e satélite.

DESAFIOS

COBERTURA DE NUVENS ATRAVÉS DE VISÃO COMPUTACIONAL

• Satélite GOES-12 monitora a Terra a 30.000 km de altitude.

• Imagens a cada 3 horas. (VIS, 3xIR, VP)

• Nuvens influenciam modelos computacionais numéricos.

• Quantificar as nuvens para considerá-las nos modelos de previsão.

NÃO CONFUNDIR COM CLOUD COMPUTING !

CLOUD COVERAGE FROM SURFACE

Fpolis200211031015

Fpolis200211031030

Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, v. 27, n. 9, p. 1504 – 1517, 2010. The use of Euclidean geometric distance for classification of sky and cloud patterns. Mantelli, Wangenhein, Pereira & Comunello

Fpolis dayly cloudness 20021103

Classification results

*Cooperation INPE-MCT

AS CORES DO CÉU

DISDROMETRO

Mede as gotas de chuva.

Taxas de precipitação.

Distribuição do tamanho das gotas .

Ajustes nas estimativas de radares.

Erosão do solo e deslizamentos.

Atenuação de microondas (GPS, NET e SKY).

Fornos de microondas.

Santa Catarina tem dois radares.

Um terceiro radar em fase de compras.

FORMATO REAL DEUMA GOTA DE CHUVA

DISDROMETER

Existing types:

Impact (piezoelectric effect) 50cm2

Optical (laser or light source) 54cm2

One line scan cameras: 100 cm2

INCOD research:

Methods for tracking and hidrometeror assessment.

Video disdrometer. CNPQ grant 478694/2011-3.

1-) RD-80® ~ EURO 33000,00

2-) OTT® ~ EURO 6000,00

1-) http://www.distromet.com/ 2-) http://www.ott.com3-) http://www.distrometer.at/

3-) Joanneun ® ~ EURO ?

VALIDAR ESTIMATIVAS DE PRECIPITAÇÃO UTILIZANDO RADARES

RESOLUÇÃO TEMPORAL

Radares produzem imagens 3-D a cada 15 minutos.

Satélites produzem imagens 2-D a cada 3 horas.

RESOLUÇÃO ESPACIAL O,75 km. Alcance máximo 250 km. www.cemaden.gov.br

Centro de Monitoramento e Alerta de Desastres Naturais

Figure Source: Sensoriamento Remoto da Atmosfera II, INPE-MCT Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, Ministério da Ciência e Tecnologia.

RADAR Storm tracking

3-D visualization of NWP models

Large amount of data generated by NWP. Meteorologists usually interprets layers. GPGPU hi degree of parallel processing. Low cost but still complex implementation.

3-D visualization of NWP for forecasting using GPUs.

Augmented reality for monitoring of severe weather systems.