Como buscar imagens do satélite ALOS?

Julguei interessante trazer uma dica sobre como consultar imagens do satélite ALOS. Consultar imagens de satélite foi minha primeira tarefa ao ingressar no mercado de Geotecnologias. Não são poucas as pessoas que tem acessado esse blog em busca de informações sobre esse sensor, por isso não posso permitir que esses leitores permaneçam com dúvidas acerca desse assunto.

Esse vai ser um post longo, mas será compensador.

Preparando os dados da consulta

Informações técnicas sobre o satélite ALOS podem ser obtidas através deste post.

O site responsável pela distribuição dos produtos ALOS chama-se ASF (Alaska Satellite Facility). O mecanismo de busca por imagens ALOS no site possui três metodologias. O método mais prático é a consulta geográfica. Antes de iniciar o processo de busca, precisamos informar a localização exata  da Região de Interesse e suas coordenadas.

Através do seu programa SIG, imagine uma Área de Interesse num dado local. Se observarmos bem, qualquer área pode ser representada por um retângulo ou quadrilátero envolvendo sua localização, conforme pode ser observado na imagem abaixo:

Capture ou anote as coordenadas geográficas em graus decimais nas posições norte, sul, oeste e leste deste retângulo imaginário que envolve sua AOI. Três casas decimais são suficientes.

Copie e cole as coordenadas no editor de texto simples. Formate os campos dessas coordenadas, substituindo o separador de vírgula por ponto e eliminando dados desnecessários.

Um detalhe importante: é preciso posicionar as coordenadas da latitude (Y) na frente da longitude (X) para que essas coordenadas sejam aceitas no mecanismo de busca da ASF. As coordenadas editadas devem seguir o formato abaixo:

Preparando os dados da consulta

Acesse o site da ASF e clique na opção ALOS DATA.

Clique no mecanismo Geographic Search para iniciar os procedimentos de consulta. Nesse momento, você está logado como guest e possui apenas a opção de consultar imagens, não podendo prosseguir no processo de compra e aquisição das imagens. No momento, as credenciais de guest são suficientes para realizar o nosso trabalho.

No primeiro item da consulta, o próximo passo é acessar o campo Select Search Area. Modifique a opção para Paste Coordinates e cole as coordenadas que foram organizadas no editor de texto. Veja o campo abaixo:

Agora entraremos na edição dos critérios de busca. Aqui é possível consultar cenas do instrumento PRISM, AVNIR-2 ou PALSAR. Outros dados importantes são: cobertura de nuvens, data de aquisição e método de observação do sensor (os modos que o satélite ALOS utiliza para observar um objeto na superfície terrestre). Veja os Itens 2 e 3:

No item 4, clique no botão SUBMIT SEARCH para iniciar a consulta. O usuário tem a opção de limitar o número de resultados por página. Aguarde o término do processo.

Várias cenas serão descarregadas na página. Os resultados variam de acordo com os critérios adotados nos itens 2 e 3. Faça uma marcação de todas as cenas de interesse. Ao clicar no preview de uma cena, o usuário tem acesso aos metadados daquela cena. Cada cena é identificada no ASF como GRANULE. Cada granule possui um identificador, conhecido como GRANULE ID. Esse identificador de cena é o dado principal que diferencia uma cena de outra; é a informação indispensável ao processo de compra.

Clique no botão Export Selected Granules to CSV para salvar a consulta das cenas selecionadas para o formato CSV. O botão acima deste permite salvar e visualizar as órbitas das cenas ALOS no formato KML do Google Earth.

Agora que o arquivos KML e CSV foram exportados, você pode solicitar uma consulta a qualquer empresa de georreferenciamento com base nas cenas visualizadas no arquivo CSV. Certifique-se de selecionar apenas as cenas de interesse. Com o identificador da cena, você pode conseguir cenas ALOS em qualquer operadora de satélite.

Visualizando os dados da consulta no Google Earth

Essa parte é dedicada aos geoprocessadores experts: No Google Earth, exportei minha Área de Interesse para o formato KML e carreguei junto com as cenas ALOS que exportei anteriormente. Essa é uma análise da cobertura de cenas ALOS AVNIR-2 naquela região com até 3% de nuvens:

Se você é um "geo-chato" como eu, você vai querer ver as cenas ALOS sobrepostas na AOI. É assim que pensaria um potencial cliente em busca do produto ALOS. O problema desses granules no Google Earth é que eles não carregam quickviews georreferenciados: será necessário converter o KML para o formato shapefile e georreferenciar cada quickview sobre cada polígono. Para que a imagem não fique com os pixels extremamente estourados, utilize a imagem da visualização dos metadados no processo de georreferenciamento.

Existe outro problema: ao converter de KML para shapefile, a maioria dos programas que testei "destrói" a base de dados durante o processo de conversão, e você perde o campo GRANULE_ID de todas as cenas. O único programa que abre o KML e conserva os campos GRANULE_ID é o Global Mapper.

Outra observação: antes de abrir o KML no Global Mapper, é preciso fazer uma cópia do KML que foi exportado do ASF para o Google Earth como um novo arquivo KML. Puxa vida, tudo isso para fazer aparecer uma pequena imagem sobre o vetor?

Esse é o diferencial do trabalho. No Google Earth, faça uma cópia o KML que foi gerado pelo ASF clicando com o botão direito do mouse sobre o arquivo e selecionando a opção SALVAR LUGAR COMO. Esse procedimento vai permitir a leitura dos atributos no novo arquivo KML

No Global Mapper, abra o KML. Repare que os GRANULE_ID aparecem:

Salve o KML como SHP. Georreferencie os quickviews. Com os vetores, calcule a área geográfica  das imagens que cobrem a região de interesse. Veja o resultado final de todo o processo:

Dúvidas e sugestões podem ser enviadas para o e-mail procdigital@gmail.com. 

Satélite ALOS

Fonte: EMBRAPA *

O satélite ALOS foi lançado em 24 de janeiro de 2006 pela Japan Aerospace Exploration Agency – JAXA, no centro espacial de Tanegashima (Japão) e entrou na fase operacional e fornecimento de dados ao público em 24 de outubro de 2006. Deriva-se da tecnologia desenvolvida por seus antecessores, os satélites japoneses ADEOS e JERS-1. A ele foram incorporadas características necessárias aos satélites modernos de alta resolução: a grande velocidade e capacidade de tratamento dos dados e a precisão avançada na determinação de seu posicionamento espacial, já que possui sistema de controle de órbita e atitude baseados em GPS de dupla frequência e rastreador de estrelas.

O sistema foi desenvolvido prioritariamente para fomentar pesquisas científicas e aplicadas na área de sensoriamento remoto e prover o Japão e países da Ásia do Pacífico com dados cartográficos que pudessem oferecer subsídios ao estudo de temas ligados ao desenvolvimento sustentável, monitoramento de desastres naturais e recursos naturais.

Três sensores estão à bordo do ALOS: o radiômetro PRISM (Panchromatic Remote-Sensing Instrument for Stereo Mapping) capaz de adquirir imagens tridimensionais detalhadas da superfície terrestre; o radiômetro multiespectral AVNIR-2 (Advanced Visible and Near Infrared Radiometer-type 2) voltado aos mapeamentos de uso e cobertura das terras e o sensor de microondas PALSAR (Phased Array type L-band Synthetic Aperture Radar) capaz de obter imagens diurnas e noturnas sem a interferência de nebulosidade.

Principais Sistemas Sensores - Sensores Orbitais

PRISM (Panchromatic Remote-sensing Instrument for Stereo Mapping)
Satélite ALOS

O PRISM é um radiômetro pancromático com resolução espacial de 2,5 metros. Possui três sistemas ópticos independentes, muito importantes na produção de pares estereoscópicos, com capacidade de obter dados no nadir e em visadas laterais de 24º. Os telescópios possuem espelhos e câmeras CCD e obtém cenas de 70 km ou 35 km de acordo com a inclinação do sensor. O PRISM fornece dados com alta acurácia (1 metro) para elaboração de modelos digitais de superfície e de levantamentos topográficos com escala de até 1:25.000. Devido ao caráter não comercial do sistema ALOS, o sensor PRISM pode ser interessante aos países que ainda não possuem levantamentos sistemáticos do relevo, como o caso do Brasil. O sensor não consegue obter imagens em áreas localizadas acima de 82º de latitudes Norte ou Sul.

AVNIR-2 (Advanced Visible and Near Infrared Radiometer type 2)
Satélite ALOS

O AVNIR-2 é um radiômetro que opera nas regiões do visível e infravermelho, desenvolvido para mapeamentos temáticos em escalas de até 1:50.000, com ênfase em uso e cobertura das terras. É o sucessor do AVNIR que esteve a bordo do satélite ADEOS-I, lançado em 1996. A área de imageamento do sensor limita-se aos paralelos de 88,4º de latitude Norte e 88,5º de latitude Sul.

PALSAR (Phased Array L-band Synthetic Aperture Radar)
Satélite ALOS

O PALSAR é um radar de abertura sintética que opera na Banda L, capaz de obter imagens diurnas ou noturnas e em quaisquer condições atmosféricas. Foi desenvolvido pela Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) em parceria com a Japan Resources Observation System Organization (JAROS) e derivou-se da tecnologia que esteve a bordo do satélites JERS-1. O sensor não consegue obter imagens em áreas localizadas acima de 87,8º de latitude Norte e 75,9º de latitude Sul.