SIMULAÇÃO DA REFLECTÂNCIA ESPECTRAL PLANETÃRIA DE ALVOS

Abstract

Um modelo físico é estabelecido para simular a reflectância planetária de diferentes alvos de uma região do nordeste do Brasil. O modelo simula o sinal detectado por um sensor como uma função de sucessivas ordens de interação da radiação solar com o sistema terra-atmosfera. Uma precisa expressão analítica é estabelecida para determinar a reflectância aparente de uma superfície uniforme isotrópica, incluindo-se os efeitos de absorção de gases e espalhamento molecular e de aerossóis. A atmosfera é considerada como uma mistura de ar e aerossóis. O método "single scattering" é utilizado para determinar a reflectância intrínseca da atmosfera. A parametrização dupla de Henyey-Greenstein é utilizada para representar a função de fase dos aerossóis. Os parâmetros ópticos atmosféricos são obtidos da literatura, exceto a profundidade óptica dos aerossóis que foi avaliada através de dados piranométricos. O modelo é aplicado para simular a reflectância planetária no intervalo espectral de 0,4 a 1,1mm e também para simular o sinal detectado nas bandas 1, 2, 3 e 4 do sensor TM do satélite Landsat-5, de áreas caracterizadas espectralmente (água, solo e vegetação). Os resultados mostram que a reflectância da atmosfera é predominante na reflectância planetária para alvos de baixa reflectância, mesmo quando a profundidade óptica dos aerossóis é pequena. No caso de alvos com média reflectância (solo e vegetação), a contribuição da atmosfera é pouco notada, pois a reflectância planetária é predominantemente representada pela reflectância do alvo.

Keywords :Modelo de simulação;Reflectância espectral;Landsat-TM.

ABSTRACT

Simulation of spectral planetary reflectance of targets

A physical model is employed to simulate the planetary reflectance, considering different characteristic targets in a northeastern region of Brazil. The model simulates the signal detected by the sensor in a function of successive orders of interaction of the solar radiation with the earth-atmosphere system. A fairly accurate analytical expression of an uniform surface apparent reflectance is established. In this expression the effects of the gaseous absorption and the scattering by molecules and aerosols are included. The surface is assumed to have an uniform Lambertian reflectance. The atmosphere is considered as a mixture of air and aerosol. The 1st order approximation (single scattering) is used to determine the intrinsic mixture reflectance. For atmospheric aerosols, the two-term Henyey-Greenstein phase function is used. The atmosphere optical parameters (asymmetry factor, single scattering albedo, optical depth) were obtained from the literature, and the aerosol optical depth is evaluated using pyranometer data. The model is applied to simulate the TM signal of channels 1, 2, 3 and 4 of Landsat-5 for characteristic sites (lake, soil and vegetation). The results show that the atmospheric reflectance influence is dominant for low reflectance targets, even in the case of low values of aerosols optical depth. The opposite occurs in the case of medium reflectance targets where the predominant reflectance is that of the target.

Keywords :Simulation model; Spectral Reflectance; Landsat-TM.

DOI: https://doi.org/10.1590/S0102-261X1998000200006