@MastersThesis{Andrade:2011:EsTeEm,
author = "Andrade, Leidiane do Livramento",
title = "Estimativa da temperatura e emissividade com imagens do sensor HSS
(Hyperspectral Scanner System) e suas rela{\c{c}}{\~o}es com
materiais urbanos",
school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais",
year = "2011",
address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
month = "2011-21-12",
keywords = "emissividade, temperatura, sensor HSS, calibra{\c{c}}{\~a}o,
emissivity, temperature, HSS sensor, calbration.",
abstract = "Este trabalho estimou a emissividade espectral relativa e
temperatura da superf{\'{\i}}cie de uma parte da {\'a}rea
urbana de S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos. Ao utilizar uma abordagem
combinada das imagens das bandas do \textit{VNIR-SWIR} e
\textit{TIR} do sensor HSS (\textit{Hyperspectral Scanner
System}), as varia{\c{c}}{\~o}es da temperatura de
superf{\'{\i}}cie e de emissividade espectral foram relacionadas
com os materiais urbanos e com imagens-fra{\c{c}}{\~o}es obtidas
de uma an{\'a}lise de mistura espectral. As imagens usadas neste
estudo foram adquiridas num imageamento realizado sobre a cidade,
no per{\'{\i}}odo diurno e noturno em 30 de maio de 2006, com
resolu{\c{c}}{\~a}o espacial de 2,9 m ao nadir. Em uma primeira
etapa, foi desenvolvida uma metodologia de calibra{\c{c}}{\~a}o
de N{\'u}meros Digitais (ND) para valores de radi{\^a}ncia e de
corre{\c{c}}{\~a}o atmosf{\'e}rica da imagem HSS TIR e, em
seguida, realizada uma compara{\c{c}}{\~a}o entre os valores de
temperatura estimados por esta metodologia e pelo programa do
sensor \textit{HSS} (\textit{AHS Import Utility}). Uma segunda
etapa envolveu o emprego dos m{\'e}todos NOR
(\textit{Normalization Emissivity}), REF (\textit{Reference
channel method}) e ALPHA (\textit{Alpha emissivity method}), nas
imagens TIR, para determinar a emissividade espectral e a
temperatura de superf{\'{\i}}cie. Os resultados destes
m{\'e}todos foram comparados entre si, e observou-se que a
emissividade espectral dos principais materiais presentes na
{\'a}rea de estudo foi consistente. As temperaturas destes mesmos
materiais, determinadas com os m{\'e}todos NOR e REF,
verificou-se que houve uma diferen{\c{c}}a nos valores calculados
de 1,2°C a mais para o REF para todos os materiais estudados.
Outra etapa discutiu a separabilidade de materiais urbanos
espec{\'{\i}}ficos com base na an{\'a}lise dos espectros de
reflect{\^a}ncia (VNIR-SWIR) e de emissividade (TIR). Foi
observado que alguns materiais, como o asfalto e o fibrocimento,
embora n{\~a}o apresentassem fei{\c{c}}{\~o}es espectrais no
espectro refletido, as tiveram no espectro emitido, evidenciando o
ganho de informa{\c{c}}{\~a}o ao se utilizar combinadamente as
bandas do VNIR, SWIR e TIR. Para as rela{\c{c}}{\~o}es entre os
dados de temperatura e as imagens-fra{\c{c}}{\~o}es do modelo de
mistura espectral, verificou-se que a {\'a}rea urbana no geral
{\'e} mais quente do que a {\'a}rea vegetada mais pr{\'o}xima
(pixels com 61\% de fra{\c{c}}{\~a}o vegeta{\c{c}}{\~a}o) em
4,6° C, indicando os efeitos da substitui{\c{c}}{\~a}o dos
materiais naturais pelos artificiais na temperatura local.
ABSTRACT: The relative emissivity and surface temperature of an
urban area of S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos were estimated. By
using a combined approach of the images from the of VNIR-SWIR and
TIR bands of the HSS sensor (Hyperspectral Scanner System),
variations of surface temperature and emissivity were related to
urban materials in the image and to fraction-images from spectral
mixture analysis. The images used in this study were acquired over
the city, in daytime and nighttime periods of May \$30^{th}\$
2006, with spatial resolution of 2.9 m at nadir. First a
methodology for calibration of Digital Numbers (DN) into radiance
values and for atmospheric correction of the HSS TIR image was
developed. A comparison was then performed between the temperature
values estimated from this methodology and from the HSS sensor
algorithm facilities (AHS Import Utility). A second step involved
the use of the NOR (Emissivity Normalization), REF (Reference
channel method) and ALPHA (Alpha emissivity method) methods, which
were applied to the TIR images to determine the spectral
emissivity and the surface temperature. The results of these
methods were compared to each other and the emissivity of the main
materials in the area of study was consistent. However, for the
temperature analysis, the same materials presented a difference of
1.2°C, which was higher for REF than NOR. In another step, the
separability of specific urban materials based on spectral
reflectance (VNIR-SWIR) and emissivity (TIR) was analyzed. Some
materials, such as asphalt and asbestos cement, that did not
present spectral features in the reflected region displayed
spectral features in the emitted spectral interval. Results showed
the gain of information from the combined use of VNIR, SWIR and
TIR spectral information. When the temperature data were related
to the fraction-images from spectral mixture, results showed that
urban area were generally warmer than vegetated areas (pixels with
vegetation fraction values higher than 61\%) in 4.6° C,
indicating the effects of replacement of natural cover by
artificial (man-made) materials on the local temperature.",
committee = "Epiphanio, Jos{\'e} Carlos Neves (presidente) and Galv{\~a}o,
L{\^e}nio Soares (orientador) and Castro, Ruy Morgado de
(orientador) and Moraes Novo, Evlyn Marcia Le{\~a}o de and Costa,
Sandra Maria Fonseca da",
copyholder = "SID/SCD",
englishtitle = "Estimate of temperature and emissivity using HSS (Hyperspectral
Scanner System) sensor images and relationship with urban
materials",
language = "pt",
pages = "128",
ibi = "8JMKD3MGP7W/3ARAGU2",
url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP7W/3ARAGU2",
targetfile = "publicacao.pdf",
urlaccessdate = "20 maio 2024"
}