| Summary: | Este trabalho examina o emprego de imagens obtidas na faixa espectral do infravermelho termal através de diferentes sensores com o propósito de fornecer subsídios para cientistas interessados em estudar fenômenos termais de escala local que ocorrem em ambientes marinhos complexos como as zonas costeiras. O fenômeno em estudo é a pluma termal (variações de temperatura associadas com a descarga de água aquecida) que ocorre nas adjacências da Central Nuclear Almirante Álvaro Alberto em Angra dos Reis, no Rio de Janeiro, Brasil. As imagens termais (expressas em temperatura) empregadas são as obtidas através do sensor orbital ASTER, com 90 m de resolução espacial, e do aerotransportado HSS (HyperSpectral scanner System), esta com resolução espacial nominal de 7,62 m. As imagens foram obtidas numa mesma data e hora. Em uma primeira etapa, os dados obtidos com cada um dos sensores são avaliados individualmente com a finalidade de verificar sua aplicabilidade para o estudo da dinâmica da pluma termal, sua morfologia, gradientes de temperatura, características e relação com forçantes ambientais. Outra etapa envolve o emprego de métodos de fusão de imagens para obtenção de um produto híbrido, derivado da integração de dados dos sensores empregados, que reúna as melhores características de cada um, onde se deseja provar a hipótese de que o uso sinérgico dos dados pode produzir resultados mais adequados e úteis que aqueles obtidos individualmente, reduzindo o volume de dados, superando limitações individuais de cada sensor e reunindo toda informação essencial num único produto. Para tanto foi desenvolvido um algoritmo de fusão (Wavefusion) cujo objetivo é permitir a combinação, numa única imagem, da informação espacial dos dados obtidos através do sensor HSS com a informação espectral (temperatura absoluta da superfície do mar) derivada do ASTER. O algoritmo utiliza transformada wavelet para descrever e decompor uma imagem em diferentes escalas, gerando uma pirâmide em múltiplas resoluções. Os resultados indicaram que as imagens termais obtidas pelos dois sensores (HSS e ASTER) são adequadas e permitem analisar e caracterizar feições termais de escala local sobre ambientes marinhos e zonas costeiras. Também se constatou que as imagens obtidas por estes sensores possuem características complementares e suplementares que podem ser agrupadas em uma imagem híbrida obtida por processos de fusão. Além dito, foi possível combinar em uma única imagem os conteúdos espectral e espacial extraídos de duas imagens distintas através de processos de fusão que empregam transformadas wavelets. Testes qualitativos e quantitativos indicaram que o ganho de informação espacial ocorre sem alterar a média dos valores originais da imagem do ASTER, evidenciando a utilidade da transformada wavelet em processos de fusão objetivando melhoria da resolução espacial quando a informação espectral de uma das imagens precisa ser preservada. === This study examines the use of thermal images obtained from different sensors (different spatial resolutions) at local spatial scales to provide useful tools for scientists interested in smaller-size geophysical phenomena and in complex environmental such as costal zones. The phenomenon in study is the heated effluent jet (plume) produced by the surface discharge a nuclear power plant in Angra dos Reis, Brazil. The images utilized are those obtained from orbital ASTER and airborne HSS (HyperSpectral Scanner System) sensors. The images were acquired almost simultaneously and were analyzed for overlapping concurrent ground-coverage. ASTER TIR scenes had a spatial resolution of 90 m and HSS imagery had a nominal resolution of 7,62m. The fusion algorithm was based on wavelet multiresolution analysis. The wavelet transform enables an image to be examined at different frequency and scale intervals. We used discrete wavelet transform (DWT) for decomposition the two-dimensional (image) signal. The high frequency, small-scale spatial detail in the higher resolution HSS scene was extracted using the high pass filters of the wavelet transform. The result of the low pass filtering of the higher resolution image was completely replaced by the lower resolution ASTER scene. This modified wavelet transform of the higher resolution image was then inverted back. For the low-resolution scene this process resulted in the increased spatial resolution and added high frequency detail. The enhanced spatial resolution was gained without altering the mean magnitudes of lower resolution SST values (ASTER original data). This spectral preserving capacity makes the wavelet method particularly useful when the quality of data is different between the sensors and the measurement accuracy of the lower resolution sensor had to be preserved.
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