“Sistema de Processamento de
Imagens CBERS”
III EUsISSeR
22 a 24 de outubro de 2003
Paulo Eduardo Neves
[email protected]
GISPLAN Tecnologia da Geoinformação
www.gisplan.com.br
Histórico
Histórico
 1973 – Estação Landsat 1, 2 e 3
 Sistema adquirido pronto
 1982 – Estação Landsat 4 e 5
 Sistema desenvolvido em parceria com empresa francesa
 1986 – Estação Spot 1, 2 e 3
 Sistema desenvolvido pelo INPE
 1997 – Estação CBERS 1
 Sistema especificado pelo INPE e desenvolvido por uma empresa
francesa (com participação da GISPLAN)
 1998 – Estação Landsat 5 e 7
 Sistema adquirido pronto
 2001 – Estação CBERS 2
 Sistema especificado pelo INPE e desenvolvido pela GISPLAN
Sistema CBERS-1
 Primeiro satélite brasileiro de Sensoriamento
Remoto
 INPE especifica estação terrena
 Empresa francesa desenvolve a estação em
parceria com empresa brasileira
 Consolidação da competência nacional na
área de estações terrenas de satélite
Sistema CBERS-2
 Política nacional de desenvolvimento
científico e tecnológico
 INPE especifica estação
 Empresa brasileira desenvolve estação
terrena
Sistema CBERS
Estação Terrena CBERS
 Parte do segmento solo de um programa
espacial
 Dividida em 3 sistemas principais:
 Sistema de Recepção – SRE
 Sistema de Gravação de Dados – SGD
 Sistema de Processamento de Imagens - SPI
Estação Terrena CBERS
Estação Terrena
CBERS
Sistema de
Recepção
SRE
Cuiabá– MT
Sistema de
Gravação de
Dados
SGD
Sistema de
Processamento
de Imagens
SPI
Cachoeira Paulista
SP
Sistema de Recepção - SRE
 Responsável pela recepção dos dados
enviados pelo satélite
 Componente principal:
 Antena de rastreio
Sistema de Gravação de Dados - SGD
 Principais funções do SGD:
 Gravar, em tempo real, todos os dados
transmitidos pelo satélite
 Processar o inventário
 Manter o catálogo de dados do satélite
 Manter o acervo de “quick-looks”
 Enviar ao SPI os dados transmitidos pelo
Satélite
 Permitir acesso via internet ao catálogo de
dados
Sistema de Processamento de Imagens - SPI
 Principais funções do SPI:
 Manter o acervo permanente dos dados
CBERS
 Manter o catálogo de dados do satélite
 Manter o acervo de “quick-looks”
 Processar os dados CBERS, gerando os
diversos produtos
 Gerenciar os usuários
 Administrar os pedidos
Sistema CBERS 2
Estação Terrena CBERS
 Requisitos Gerais
 Estação deve ser baseada em arquiteturas de
hardware de baixo custo.
 Estação deve ser baseada em software livre.
 O desenvolvimento deve ser conduzido de
forma integrada com o INPE.
 O desenvolvimento deve fazer uso de
tecnologias já desenvolvidas pelo INPE.
Estação Terrena CBERS
 Requisitos Gerais
 A estação deve ser projetada em módulos.
 A estação deve permitir, com facilidade, a
inclusão de novos satélites e sensores.
 A estação deve permitir, com facilidade, a
inclusão de novas funcionalidades.
 O desenvolvimento deve seguir o paradigma
da orientação a objetos
Ambiente de Desenvolvimento
 Sistema operacional: Linux
 Distribuição Red-Hat
 Linguagem de programação: C++
 Compilador GCC
 Engenharia de requisitos
 Ferramenta case: Rational Rose
 Projeto Orientado a Objetos
 Ferramenta Case: Rational Rose
Ambiente de Desenvolvimento
Sistema de controle de versão
 CVS: Concurrent Version System
Sistema de controle de bugs
 Bugzilla
Sistema de documentação
 Doxigen
Banco de dados
 MySQL e PostgreSQL
Ambiente de Desenvolvimento
 Codificação em níveis
 Estação (geral)
 Satélite
 Instrumento
• Radar (Ex: Radarsat)
• Varredura eletrônica (Ex: HRV-Spot e CCDCBERS)
• Varredura mecânica (Ex: TM-Landsat e IRMSSCBERS)
Estação Terrena CBERS
 Redução de custos
 100% nas licenças de SW
 100% na manutenção anual das licenças
 70 a 80% de redução no SW desenvolvido
 50 a 60% no hardware
Gerenciamento do Sistema
Planejamento
da Aquisição
Gernciamento
de Pedidos
Recepção e
Gravação
de Dados
Catálogo
QUICK-LOOK
(GeoJPEG)
METADATA
(XML)
GRALHA
(HDF)
Avaliação e
Controle
da Qualidade
Nível A
(TIFF)
Geração
de Produtos
Nível 1
(GeoTIFF)
Recepção e Gravação de Dados
COMUNICAÇÃO
programação da antena
controle da recepçào
simulação & teste
MOVING WINDOW
sincronização de quadros
decodificaçào
extração de dados de imagem
formatação de dados de imagem
visualização em tempo real
GRAVAÇÃO
sincronizador de bits
blocagem dos dados
gravação dos dados
TDA
QUICK-LOOK
(GeoJPEG)
METADATA
(XML)
GRALHA
(HDF)
NÍVEL 0
partição em cenas
geração dos Quick-Looks
geração dos metadados
geração das cenas nível 0
DRD
FORMATAÇÃO
sincronização de quadros
decodificação
estração de dados auxiliares
estração de dados de imagem
formatação de dados
Recepção e gravação de Dados
Recepção e gravação de Dados – DRD to GRALHA
Recepção e gravação de Dados – GRALHA to Quick-Look
Geração de Produtos
INTERPRETAÇÃO
id do satélite
id do instrumento
id do produto
id do GRALHA
TDA
ATUALIZAÇÃO
parâmetros de calibração
detectores defeituosos
parâmetros orbitais
GRALHA
(HDF)
Nível A
(TIFF)
RELATORIO
acompanhamento do pedido
arquivo de metadados
Nívell 1
(GeoTIFF)
LEVEL 1
espaço geográfico da cena
mapeamento inverso
interpolação do nível de cinza
fusão dos arranjos
arquivo GeoTIFF
NÍVEL A
calibração radiométrica
equalizaçào de detectores
interpolação de detectores defeituosos
interpolação da perda de sincronismo
restauração
equalização dos arranjos
fusão dos arranjos
arquivo TIIF
Geração de Produtos
Todos os produtos – 1 único processo de
reamostragem
 Nível A
 correção radiométrica
 fusão dos arranjos (CCD e WFI)
 registro de bandas
 Nível 1
 correções radiométrica e geométrica
 fusão de arranjos (CCD e WFI)
 registro de bandas
Geração de Produtos – Nível A: CCD e WFI
 Correção Radiométrica
 calibração dos detectores (inclui correção
dinâmica da corrente de escuro)
 equalização estatística dos detectores pares
e ímpares
 interpolação dos detectores defeituosos
 interpolação das perdas de sincronismo
 restauração
 equalização estatística entre arranjos
Geração de Produtos – Nível A: CCD e WFI
 Reamostragem
 fusão de arranjos (mosaico)
 registro entre bandas
Geração de Produtos – Nível A: CCD e WFI
Detetores Pares e Ímpares
CCD
Detector
Output
Geração de Produtos – Nível A: CCD e WFI
Detetores Pares e Ímpares
Barra #1
Barra #2
Barra #3
Geração de Produtos – Nível A: CCD e WFI
Fusão das Barras do CCD
Geração de Produtos – Nível A: CCD e WFI
Superposição Barras 3 e 2 (zona interior)
Arrays Equalization
Superposição Barras 3 e 2 (zona exterior)
Geração de Produtos – Nível A: IRMSS
Correção Radiométrica





calibração dos detectores
calibração estatística
interpolação dos detectores defeituosos
interpolação das perdas de sincronismo
restauração
 Reamostragem
 correção da variação do comprimento de linha
 alinhamento dos detectores
 registro entre bandas
Geração de Produtos – Nível 1: CCD e WFI
 Correção Radiométrica
 Relação Terra  Imagem (modelo
rigoroso)
 Reamostragem
 mapeamento inverso
 fusão entre arranjos
 registro entre bandas
Geração de Produtos – Nível 1: IRMSS
 Correção Radiométrica
 Relação Terra  Imagem (modelo
rigoroso)
 Reamostragem
 mapeamento inverso
 correção da variação do comprimento de
linha
 alinhamento dos detectores