Interface Grafica para Integracao do Processo de Analise deImagens Oceanicas do Sensor SAR Transportado em Satelites
Bruno da Silva Brazil∗, Brunno F. Goldstein∗, Luiz Mariano Carvalho†,Nelson Violante-Carvalho‡, Felipe Marques dos Santos§.
Universidade do Estado do Rio de Janeiro - UERJ,
20550-90, Campus Francisco Negrao de Lima, Rio de Janeiro, RJ
E-mail: [email protected], [email protected],
[email protected], violante [email protected], [email protected].
Frederico OstrizUFRJ - PEN-COPPE
Cidade Universitaria, Centro de Tecnologia
21945-970, Rio de Janeiro, RJ
E-mail: [email protected].
Palavras-chave: Synthetic Aperture Radar, Interface, Matlab, Espectro direcional de ondas
RESUMO
Informacoes sobre as ondas do mar como altura, direcao e comprimento sao de grande im-portancia para empresas petrolıferas como a Petrobras. Essas informacoes podem ser obtidasde diversas formas, uma delas e atraves da analise de informacoes fornecidas por radares dotipo SAR embarcados em satelites (Synthetic Aperture Radar). As informacoes adquiridas poresses radares sao incompletas, sendo necessario um tratamento matematico e computacionalpara completar o espectro de alta frequencia que nao e capturado pelo SAR.
Foi criada, em Matlab, uma interface para a analise e tratamento das imagens, e para ocalculo das grandezas relevantes como: espectro das ondas, altura significatica, direcao de ven-tos, etc. A interface combina diferentes ferramentas que eram utilizadas de forma independente.Ela integra em um mesmo ambiente rotinas em Matlab para a visualizacao e tratamento de ima-gens, rotinas em Java da ferramenta NEST [3] da ESA (Agencia Espacial Europeia) e rotinasnumericas em Fortran baseadas em um algoritmo do Max-Planck Institut (MPI) [1].
Os processos sao divididos em 4 etapas: leitura e visualizacao da imagem SAR, selecao deuma area (imagette) e visualizacao de seu espectro, execucao do algoritmo MPI [1], que calculaas altas frequencias, e por fim a analise do espectro direcional da area selecionada. Para a leiturada imagem SAR, foram utilizadas as rotinas da ferramenta NEST [3]. Com a imagem carregada,e necessario selecionar uma area de 512 por 512 pixels, que equivale a uma area de 5 por 5km,destacada na Figura 1 em vermelho. Essa area, tambem chamada de imagette, e utilizado comoentrada na execucao do algoritmo MPI [1], para geracao do espectro direcional dessa imagette.Por fim, a visualizacao do espectro direcional da area selecionada apos a execucao do MPI pode
∗Instituto de Matematica e Estatıstica - Ciencia da Computacao†Instituto de Matematica e Estatıstica - Dep. Mat. Aplicada‡Faculdade de Oceanografia§PPGEM-FEN, Mestrado
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ISSN 2317-3300
ser realizada e informacoes como direcao de propagacao, altura significativa e comprimento deonda podem ser analisadas.
Novas funcionalidades estao em fase de conclusao e incluem extracao do campo de ventose deteccao de manchas de oleo e navios nas imagens. Futuras implementacoes incluirao acessoa bancos de dados externos de imagens SAR e mudanca para a linguagem Java, possibilitandouma maior portabilidade e maior integracao com novas tecnologias.
Mais informacoes sobre o processo de captura da imagem, metodos utilizados no algoritmoMPI [1] e analise dos dados podem ser encontrados em [2] e [4].
Figura 1: Tela inicial da inteface, onde a imagem SAR e carregada e visualizada. A esquerda a imagem
SAR de 100 por 100km de Monterey Bay - California, EUA. A direita a area de controle, para selecao
de novas imagens ou imagens carregadas anteriormente e botoes para selecao do imagette e execucao do
MPI.
Referencias
[1] Hasselmann, S., C. Bruning, K. Hasselmann, and P. Heimbach: An improved algorithm forthe retrieval of ocean wave spectra from synthetic aperture radar image spectra. Journal ofGeophysical Research, Vol. 101, No. C7, pp. 16,615 - 16,629, 1996.
[2] Ian S. Robinson. Measuring the Oceans from Space:The principles and methods of satelliteoceanography. Praxis Publishing Ltd, 2004.
[3] Array Systems Computing Inc. The Next ESA SAR Toolbox. http://www.array.ca/nest/tiki-index.php .
[4] N. Violante-Carvalho, K. Rizopoulou, L. M. Carvalho and B. Goldstein (2010). Sobre osMecanismos de Imageamento do Radar de Abertura Sintetica SAR para a Estimacao doEspectro Direcional de Ondas Geradas pelo Vento. Revista Brasileira de Geofısica, 28(4):593-607
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