Por que a correção radiométrica?

A correção radiométrica é necessária para poder comparar imagens tiradas em diferentes pontos no tempo sob diferentes condições climáticas, e para calcular valores de índice confiáveis.

Os valores de pixel das imagens dependem das condições de iluminação e das configurações do sensor da câmera, entre outras variáveis, que geralmente mudam entre vôos. A correção resolve esse problema compensando as variáveis externas a fim de estimar uma propriedade física do campo. Este é o fator de refletividade.

O fator de reflexão ou, mais especificamente, o fator de reflexão hemisférico-direcional, é uma medida quantitativa da reflexão da luz por um objeto que é iluminado pela luz solar direta e indireta, como a cultura. Como não depende de variáveis externas, não deve mudar entre vôos, a menos que haja uma mudança física na cultura.

O que é correção radiométrica?

Em termos técnicos, a correção radiométrica refere-se ao processo de cálculo do fator de reflexão at-objeto a partir das imagens, levando em consideração a iluminação da cena e as propriedades do sensor.

No contexto da agricultura, é o processo de eliminar o efeito de fatores externos variáveis, como condições climáticas e sensor de câmera, para ter uma medida das propriedades físicas da cultura.

Este processo é implementado no PIX4Dfields por um algoritmo que corrige cada valor de pixel com base em um modelo físico do processo de aquisição de imagem, em particular, um modelo de luz que atinge o sensor. Muitos fatores estão envolvidos neste processo, incluindo, mas não limitados a isso:

• Configurações do sensor: velocidade do obturador, ISO, e abertura.
• Propriedades do sensor: transmissão de luz na óptica, detecção e digitalização no chip.
• Condições da cena: luz solar de entrada, localização e orientação da câmera.

Como o PIX4Dfields realiza a correção radiométrica?

PIX4Dfields realiza correções radiométricas de uma forma muito semelhante ao PIX4Dmapper, que é explicado em: Correção radiométrica no PIX4Dmapper.

Quer experimentar a correção radiométrica PIX4Dfields? Registre-se para um teste gratuito de 15 dias, e faça o download de nossos exemplos de conjuntos de dados.

PIX4Dfields realiza diferentes tipos de correção radiométrica, dependendo da disponibilidade das seguintes fontes de informação:

Tags EXIF de imagem. PIX4Dfields escaneia as tags EXIF de imagem, onde a maioria das informações requeridas pela correção radiométrica pode ser encontrada.

Sensor de luz solar. O uso de um sensor de luz solar melhora os resultados gerais da correção ao incluir mais informações sobre a iluminação no campo (irradiação solar e, quando suportado pelo hardware, ângulo solar). Para modelos de câmera suportados, esta informação é armazenada nas etiquetas EXIF da imagem e detectada automaticamente pelos PIX4Dfields.

Metas de reflexão. O uso de um alvo de calibração radiométrica permite aos PIX4Dfields calibrar e corrigir as imagens para refletir de acordo com os valores dados pelo alvo de reflectância. Ao utilizar alvos de reflexão, as imagens devem ser importadas para processamento, como imagens regulares, a fim de serem utilizadas para a correção radiométrica.

Perfil térmico. A câmera Parrot Sequoia+ cria um arquivo de perfil térmico sequoia_therm.dat contendo informações que são usadas para correção radiométrica. Este arquivo deve ser armazenado na mesma pasta que as imagens e é automaticamente levado em conta.

Condição meteorológica durante a captura. Quando necessário, a PIX4Dfields solicitará esta informação ao usuário. Portanto, é importante observar e salvar a condição climática durante a qual um conjunto de dados foi adquirido.

As imagens de entrada são corrigidas radiometricamente individualmente antes de serem compostas no orthomosaic.

Para quais câmeras é feita a correção radiométrica?

Atualmente, as seguintes câmeras são suportadas para correção radiométrica em PIX4Dfields:

1. Sequoia de Papagaio e Sequoia+.
2. Micasense RedEdge, RedEdge-M, RedEdge-P, RedEdge-MX, Altum e Altum-PT.
3. Sentera 6x e Sentera 6x Termal.
4. DJI P4 multiespectral:
   • A câmera não está totalmente calibrada radiometricamente. Somente uma calibração relativa é feita pelo fabricante: Todas as faixas são calibradas em relação à faixa NIR padrão. Portanto, a câmera não fornecerá fatores de reflexão, mas apenas valores relativos que são proporcionais à reflexão.
   • Um alvo de reflexão é necessário para obter fatores de reflexão. Sem essa meta, apenas os índices que se auto-normalizam produzem resultados significativos, ou seja, índices que não dependem do valor absoluto. Exemplos de tais índices são NDVI, NDRE, VARI, SIPI2, LCI, BNDVI, e GNDVI. Não auto-normalizantes são TGI e MCARI.
   • A orientação do sensor de luz solar não é conhecida. Portanto, o ângulo do sol não pode ser contabilizado e somente o tipo de correção "Irradiância do Sol" pode ser aplicado. Portanto, a condição climática não é exigida no processamento.
5. La Quinta DB2-Vision.
6. Sentera NDRE/NDVI: Note que esta câmera não fornece um sensor solar, portanto a saída é proporcional à radiação no sensor e um alvo de reflexão é necessário para obter fatores de reflexão.
7. SenseFly modificou o Canon S110 NIR/RE: Note que esta câmera não fornece um sensor solar, portanto a saída é proporcional à radiação no sensor e um alvo de reflexão é necessário para obter fatores de reflexão.
8. Outras câmeras modificadas que fornecem as informações radiométricas necessárias: Consulte o artigo sobre os requisitos de câmeras para mais informações.

Por que preciso especificar a condição climática?

O clima e o sol são fatores significativos que influenciam a imagem multiespectral. A cobertura de nuvens e a posição solar devem ser contabilizadas a fim de minimizar o efeito de erros de medição causados por mudanças na luz ambiente. PIX4Dfields permite que os usuários especifiquem a cobertura de nuvens com opções de céu nublado ou limpo. Além disso, se a câmera estiver equipada com um sensor de luz solar, uma correção do ângulo solar será realizada sob quaisquer condições climáticas.

Por que eu tenho buracos no meu ortomosaico?

Se determinados pixels não puderem ser corrigidos radiometricamente, eles são marcados internamente, e não exibidos (ou seja, são transparentes). Tais pixels aparecem como furos nas imagens orto-mosaicas ou de índice.

Os pixels não podem ser corrigidos radiometricamente se estiverem sobre ou subexpostos. Isto acontece mais freqüentemente para objetos altamente reflexivos, tais como carros ou tetos.

Como faço para criar imagens alvo de reflexão?

O uso de um alvo de calibração radiométrica permite aos PIX4Dfields calibrar e corrigir as imagens para refletir de acordo com os valores dados pelo alvo de reflectância. Portanto, se a câmera não for calibrada para permitir um fluxo de trabalho sem alvo, o uso de imagens de alvo de reflexão geralmente melhora a precisão da correção radiométrica.

O PIX4Dfields suporta os seguintes objetivos de reflexão:

• Airinov Aircalib
• Papagaio
• Painel de reflexão calibrado MicaSense
• Sentera

Como criar boas imagens de alvos de reflexão é descrito aqui: Alvos de calibração radiométrica

Qual é a diferença entre PIX4Dfields e PIX4Dmapper em relação à radiometria?

Em princípio, o PIX4Dfields utiliza a mesma correção radiométrica que o PIX4Dmapper. No entanto, existem algumas pequenas diferenças em seu uso:

1. No PIX4Dmapper, o tipo de correção pode ser escolhido pelo usuário. Para facilidade de uso, PIX4Dfields não permite que o usuário escolha, mas determina automaticamente o melhor tipo de correção possível a partir dos dados, levando em conta as condições climáticas, se aplicável. Ao contrário do PIX4Dmapper, o PIX4Dfields também pode fazer a correção do ângulo solar para condições nubladas. O tipo de correção que foi usado pode ser encontrado no relatório.
2. O PIX4Dfields usa uma maneira diferente, mais rápida e menos precisa que o PIX4Dmapper para calcular a posição e a orientação da câmera e para costurar as imagens. Como essa informação é usada na correção radiométrica, os valores de reflexão computados pelos campos PIX4D podem ser ligeiramente diferentes dos do PIX4Dmapper devido a pequenas diferenças na orientação da câmera computada.

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