Neste trabalho é feita a análise da expansão e contração de imagens SAR realizada pelo algoritmo de síntese de imagens denominado Chirp Scaling. O processo de mudança de escala da imagem SAR pode ser utilizado, por exemplo, para o registro de imagens visando a sua utilização nos processos de interferometria e no calculo da coerência entre imagens. Faz-se a descrição do algoritmo Chirp Scaling e analisam-se duas metodologias para a mudança da escala da imagem nas dimensões azimutal (direção de vôo do sensor) e radial (direção de propagação da onda eletromagnética). A título de comparação é feita a análise do algoritmo de síntese de imagens denominado Range-Doppler. As duas metodologias de escalonamento utilizadas no algoritmo Chirp Scaling foram avaliadas por intermédio de imagens de alvos pontuais simuladas e por imagens do sensor orbital ERS-1/2.

O trabalho desenvolvido apresenta desde um estudo sobre os sensores de estrelas como um todo até uma análise dos componentes ópto-eletrônicos destinados à aplicações aeroespaciais, mais especificamente àqueles destinados ao sensor de estrelas. Na eletrônica, busca-se sempre a redução de massa, dimensões, custo e consumo de energia dos componentes e sistemas. Essa redução se torna ainda mais crítica para satélites, onde um maior consumo de energia, maiores dimensões e massa elevada podem implicar em maior custo da missão, por exemplo, com painéis solares maiores, mais combustível para o lançamento, etc. Assim sendo, a proposta do trabalho foi desenvolver o hardware de um sensor de estrelas que, através da utilização de um sensor de imagem do tipo APS (sensor de pixel ativo) em substituição ao já consagrado CCD (dispositivo de carga acoplada), pudesse ter sua massa, suas dimensões, seu custo e seu consumo de energia reduzidos. Como forma de garantir a substituição do sensor antecessor pelo agora desenvolvido sem perdas das mínimas características necessárias, foram realizados testes de funcionamento com ambos emulando situações simples e outras que pudessem causar problemas na imagem. Através destes testes, pode-se comprovar uma superioridade do novo sensor de estrelas na maioria dos quesitos analisados, demonstrando um bom nível de compatibilidade e menores problemas nas situações de maior exigência. O sensor de estrelas é um projeto do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, Divisão de Eletrônica Aeroespacial, onde o mestrando Fernando Celso Tomasi Marques participou de uma equipe responsável pelo desenvolvimento de sensores para aplicações em satélites. Através do controlador, este equipamento é capaz de fornecer para o sistema de atitude a posição dos pontos rastreados. No protótipo de laboratório, as funções do controlador são executadas através de um microcomputador por meio de uma interface apropriada. A eletrônica do sensor executa as funções de geração dos relógios para o sensor de imagem e para a aquisição dos dados de vídeo digitalizados.

Background Subtraction is a very important task in image processing because its results are used in algorithms that recognize more complex object behaviors. This proposed research technique extracts movement evidences from difference: 1) between two consecutive frames; 2) between current frame and the fourth previous frame; and 3) between the current frame and a background model. These evidences are combined using the strategy of adding complementary values before applying thresholds. This strategy, combined with the application of the "iterate only once" requirement, leads to a Cost-effective Background Subtraction Technique. The main contribution of this work is the development of a novel pixel classification metric. Besides, it was extended by the following incremental improvements: 1st) The proposition of a half-connected filter as a fullfilment of the "iterate only once" requirement; 2nd) The extension of a simple and efficient shadow filter; and 3rd) The development of a quick way to evaluate accuracy of background subtraction techniques, based on a Genetic Algorithm (GA) and a Distributed Processing environment. When compared to recent research, the proposed technique results are better in performance and accuracy, this last one is due to an optmization process using a Genetic Algorithm. When performing tests on an Intel Dual Core Pentium 1.60GHz microprocessor with 1GB RAM, up to 376 Frames Per Second (FPS) of 160x120 color images were classified using this technique.

Existe hoje uma necessidade muito grande, em muitos campos de estudo sobre o nosso planeta, de se conhecer precisamente topografias de terrenos. O imageamento SAR (Radar de Abertura Sintética) é uma técnica que traz uma significante contribuição para o mapeamento topográfico, permitindo gerar modelos digitais de elevação (DEM) e imagens de amplitude (imagens SAR). A tecnologia de sensoriamento remoto por radar é a mais avançada do mundo, utilizando justamente a interferometria SAR (InSAR) e, graças a essa técnica de geração de imagens, é possível obter uma enorme variedade de mapas com grande qualidade, de grandes áreas, de maneira rápida e econômica, e em quaisquer condições climáticas e de iluminação. Mas, a geração de imagens de amplitude apresenta um resultado, a princípio, radiometricamente descalibrado, pois a visada lateral do radar, juntamente com as características da antena do SAR e os movimentos do avião fazem com que essa imagem apresente variações de brilho. E, um dos maiores desafios encontrados atualmente pelo imageamento SAR é exatamente realizar a calibração radiométrica, tornando possível a utilização das imagens de amplitude para aplicações cartográficas, como por exemplo, classificação e planimetria. Neste trabalho faz-se o estudo do processo de calibração e propõe-se uma nova metodologia, na qual uma imagem SAR ideal é simulada (com os parâmetros geométricos da iluminação de uma cena e com os parâmetros do radar) e, com ela, estima-se os coeficientes que serão utilizados na calibração da imagem real da cena. Faz-se também uma comparação entre o método proposto com outros tipos de calibração, utilizando-se imagens do SAR aerotransportado OrbiSAR-1 para os testes e avaliações.

Os sistemas de comando e controle podem ser definidos como sistemas integrados de doutrinas, procedimentos, estruturas organizacionais, pessoal, equipamentos, instalações e comunicações projetadas para apoiar os comandantes no comando e controle nas operações e atividades militares. Sistemas de comando e controle apresentam funcionalidades que permitem aos seus operadores obterem eficácia das forças de segurança sob o seu comando, reduzindo a quantidade de material e pessoal necessária para realizar as tarefas e aumentando a probabilidade de êxito nas missões sob sua coordenação. A representação e atualização dinâmica do cenário situacional numa janela cartográfica e a sua implementação do modelo conceitual constituem instrumentos relevantes para o desenvolvimento de funcionalidades dos comandantes no comando das operações militares. Os dados armazenados devem possibilitar a sua análise por agentes de forma a construir uma visão integrada do cenário para os usuários. Com relação às metodologias de modelagem e às linguagens de programação, têm-se que os sistemas evoluíram e passaram a aplicar conceitos de modelagem e de programação orientadas a objetos. Por outro lado, os sistemas consolidados no mercado de banco de dados ainda aplicam modelagem orientada a entidades relacionais. Os sistemas de comando e controle convivem com esta diferença de conceitos quando sistemas concebidos, modelados e programados seguindo os paradigmas das metodologias orientadas a objetos têm de acessar banco de dados relacionais. O objetivo deste trabalho é construir um protótipo capaz de verificar e validar a implementação de banco de dados orientado a objetos a partir de um modelo conceitual de dados orientado a objetos em sistemas de comando e controle. A validação inclui a análise qualitativa desta implementação, sendo verificados aspectos como facilidade de uso, facilidade de acesso aos dados, desempenho e homogeneidade na arquitetura do sistema considerando a consistência da modelagem orientada a objetos com a implementação do banco de dados orientado a objetos. Esta dissertação descreve o desenvolvimento de tal protótipo.

Os Radares de Abertura Sintética (SAR) normalmente são utilizados acoplados a aeronaves ou satélites e têm o objetivo de realizar imageamento de alvos e mapeamento de terrenos. O armazenamento dos sinais de retorno captados pelo radar e seu processamento enquanto a plataforma se movimenta permitem simular uma antena bem maior do que a antena real e com isto pode-se proporcionar uma melhor resolução do que a dos Radares de Abertura Real convencionais. O objetivo principal deste trabalho é o de apresentar o desenvolvimento de uma simulação computacional capaz de demonstrar a aquisição de dados brutos de uma cena e realizar o processamento relativo a um SAR no modo spot. O algoritmo escolhido para a implementação é o Algoritmo de Formato Polar. Este trabalho visa também a traçar um paralelo teórico entre os modos spot e stripmap e, portanto, durante a revisão teórica sobre o assunto, muitas diferenças são apresentadas entre esses dois modos. Por meio da simulação desenvolvida, as características principais relativas ao processamento de imagens para o modo spot podem ser investigadas e as operações de aeronaves que utilizam o sistema podem ser simuladas.

Certain applications require topographic surveys below the vegetation cover. The use of radars with long wavelengths, such as L- and P-band, allows signal penetration through the forest volumetric structure. However, the interferometric phase center, resulting from this interaction, may be closer to or farther from the ground depending on the baseline and polarizations used. Recently, improvements in polarimetric synthetic aperture radar interferometry with the random volume over ground model have allowed the generation of terrain models with considerably increased accuracy. This work aims first at providing a theoretical background to support the comprehension of terrain model generation from the polarimetric and non-polarimetric SAR interferometry in regions with a dense vegetation cover. P-band data are provided by Bradar Indústria S/A. An analysis of the polarimetric model with full-polarimetric data is carried out. The analysis indicates the possibility of a robust terrain height estimation using only two polarizations, HH and HV. The dual-polarimetric method is then tested and compared with the non-polarimetric method. To evaluate the influence of the baseline on the estimations, short (20m) to very long baselines (145m) are used, to a flight height of 3.3km. Other contributions, such as the study of the influence of the horizontally and vertically polarized antennas phase center difference, as well as a variation of the spectral-based fine co-registration method with a phase offset calibration are presented.

O trabalho realizado teve como objetivo implementar um processo de autofocalização baseado no "Mapdrift" em um processador SAR que utiliza o algoritmo "Range Doppler"para gerar imagens a partir do sensor SAR aeroembarcado do SIVAM. O processo implementado utiliza a seleção de linhas azimutais de um bloco de dados brutos do Radar baseado na largura e pico da correlação entre dois "looks" para estimar o parâmetro de autofocalização do filtro azimutal. Os resultados mostram que o processamento de imagens que utiliza a seleção de linhas azimutais é mais rápido e gera qualidade focal semelhante se comparado com o processo que utiliza todas as linhas azimutais de um bloco de dados. Notou-se que a qualidade da focalização é melhorada quando se reduz o tamanho das linhas azimutais, mas o tempo de processamento é aumentado. Também se verificou a utilização de um conjunto dos dados coletados nas quatro polarizações (Lhh, Lvv, Lvh e Lhv) para estimar o parâmetro de focalização gera imagem de qualidade semelhante ao processo que utiliza apenas uma banda (Lhh).

O objetivo do presente trabalho foi desenvolver um processo semi-automático para identificação de Membros de Referência (MR) em imagens hiperespectrais. O processo faz inicialmente a triagem das amostras espectrais gerando um conjunto de amostras candidatas a MR. A triagem consiste em: determinar uma vizinhança espacialmente uniforme em torno da amostra espectral, rejeitar amostras cujos espectros na vizinhança uniforme não são homogêneos, rejeitar amostras que não formam um contexto uniforme e homogêneo com outras amostras e rejeitar amostras redundantes. As amostras espectrais candidatas a MR, consideradas uniformes, homogêneas, pertencentes a um contexto e pouco redundantes, são submetidas a um processo de busca dos MR, que utiliza o conceito de entropia, proposto neste trabalho, como medida de similaridade espectral, em conjunto com a Distância Euclidiana e a medida de Coerência entre os espectros. Propõe-se ainda dois limitantes superiores para o número máximo de MR presentes em uma imagem hiperespectral, utilizando-se o conceito de amostras espectrais bem configuradas e um valor de entropia mínima permissível, entre amostras. Foi implementado com o aplicativo computacional IDL um processador que realiza todas as funções propostas. Os métodos apresentados são testados, com êxito, em imagens hiperespectrais do sensor aerotransportado AVIRIS (Airborne Visible Infrared Imaging Spectrometer) do JPL.

No trabalho descreve-se a formação de imagens de um Radar de Abertura Sintética (SAR) e o conceito de imagem SAR polarimétrica. Avaliam-se as medidas de Entropia, Anisotropia, Ângulos Alfa e Beta calculados a partir de diferentes formas de representação do vetor de espalhamento, obtidos a partir da matriz de espalhamento dos alvos. Propõe-se a medida da Sub-Entropia como alternativa da medida de Anisotropia, que pode ser utilizada isoladamente ou em conjunto com a Anisotropia. O uso da Sub-Entropia em conjunto com a Anisotropia propicia um melhor realce no processo de análise de mecanismos espalhadores secundários presentes nas imagens SAR polarimétricas. Utiliza-se na avaliação do trabalho realizado imagens polarimétricas SAR, na Banda L, do sensor ESAR do Instituto de Microondas e Radar do Centro Alemão de Pesquisa Aeroespacial (DLR).