Recuperação de temperatura de superfície terrestre da radiância termal coletada pelo sensor TIRS/Landsat 8 : aplicações de medidas de campo e laboratório - Käfer, Pâmela Suélen (2019)
A temperatura da superfície terrestre (Land surface temperature - LST) é um importante parâmetro na investigação de mudanças ambientais e climáticas em várias escalas. Entretanto, estimar esse parâmetro da radiação emitida na região do infravermelho termal (TIR) é uma tarefa difícil, pois as radiações medidas pelos sensores dos satélites são fortemente afetadas por efeitos atmosféricos. Todos métodos de recuperação de LST requerem validação com medidas de campo. Porém, a validação deste tipo de dado é um desafio, visto que a LST muda rapidamente no tempo e as medidas devem ser realizadas em conjunto com a passagem do sensor. Além disso, a maioria das metodologias são desenvolvidas e testadas com foco no hemisfério norte. Tendo em vista que maneiras operacionais de se obter LST devem ser constantemente investigadas, o objetivo desta pesquisa foi estudar o efeito do uso de medidas de emissividade de laboratório tomadas com base em temperaturas na determinação da LST a partir de dados de sensoriamento remoto orbital. Ademais, pretendeu-se realizar uma análise comparativa entre os algoritmos single-channel mais recentes existentes na literatura, aplicados à banda 10 (10,6-11,19 μm) do Landsat 8 TIRS. Os algoritmos considerados foram: Single-Channel Generalizado (SCG), Improved Single-Channel (ISC) e Improved Mono-Window (IMW). Um campo de dunas costeiras foi escolhido como área de estudo. Dois conjuntos de medidas de emissividade de laboratório foram construídos com amostras de campo em diferentes temperaturas com uso de um Fourier Transform Infrared (FT-IR). Dados de emissividade e temperatura foram obtidos na área de estudo concomitamente com a passagem do sensor. A equação de transferência radiativa (Radiative Transfer Equation - RTE) com parâmetros de perfis atmosféricos globais foi testada como forma de validação de dados. Uma variação de aproximadamente 2% na emissividade em relação à temperatura foi observada, podendo ser negligenciada. O FT-IR apresenta limitações quanto ao período para adquirir estabilidade, porém respeitando esta limitação e realizando abordagem correta de calibração, medidas laboratoriais podem atingir ótima acurácia e substituir a validação de campo. Bibliotecas espectrais disponíveis de emissividade demonstraram ser também uma alternativa válida. Todos métodos single-channel avaliados são adequados para obter LST; no entanto, o ISC forneceu resultados superiores em todas as análises, produzindo maior R² (0,99978) e menor RMSE (0.019) em relação aos demais.