Dissertação de Mestrado - Maurício Derenne

Dissertação de Mestrado em Sensoriamento Remoto, orientada pelo Dr. Alberto
Waingort Setzer, aprovada em 09 de outubro de 2002.

A faixa espectral do infravermelho termal para sensores aerotransportados
ainda é pouco explorada no País. O Instituto de Estudos Avançados (IEAv) do
Centro Técnico Aeroespacial (CTA) desenvolveu o Sistema Imageador
Infravermelho Termal (SISIMI), um sensor-protótipo termal aerotransportado
que opera na faixa de 8 a 12,5 μm e com imageamento por varredura rotatória
de 720 linhas/s. O objetivo desta dissertação é caracterizar o SISIMI através
da determinação das suas resoluções espacial e radiométrica. A resolução
espacial efetiva (EIFOV) foi calculada pelo levantamento da Função de
Transferência de Modulação (MTF), enquanto a radiométrica foi determinada
pelo cálculo da Diferença de Temperatura Equivalente ao Ruído (NETD).
Foram realizados experimentos no Laboratório de Sensores Ópticos do INPE e
em campo, com vôos para aquisição de imagens. Para a determinação da MTF
em laboratório, utilizou-se um colimador com fendas para simular a função
impulso na entrada, e obter a Função de Espalhamento Pontual (FEP) na
saída. A Transformada de Fourier da FEP determinou a MTF do sensor. Na
determinação da NETD, o SISIMI foi colocado em bancada para imagear três
recipientes contíguos contendo água limpa, simulando corpo negro. Aplicandose
uma diferença de temperatura entre alvo (recipiente central) e fundo
(recipientes laterais), mediu-se a tensão pico-a-pico do sinal e, vedando-se a
entrada óptica do sensor, mediu-se a tensão “rms” do ruído. A curva de MTF de
campo foi obtida por meio da simulação da função impulsiva em sobrevôo, com
imageamento de tiras de alumínio polidas sobre lona plástica preta, e
explorando-se suas propriedades de emissividade. Para levantamento da
NETD, a lona foi o alvo e o concreto do pátio de estacionamento de aeronaves
serviu de fundo uniforme. A partir dos resultados encontrados em três níveis
(teórico, laboratório e campo), foi feita a análise da consistência dos valores
levantados e determinadas as resoluções do protótipo do SISIMI disponível
para testes: EIFOV = 12,6 ± 0,4 mrad, NETD = 1,2 ± 0,2 K. Estes valores
refletem as deficiências do imageador, mas são compatíveis para um protótipo
da década de 80. São propostas modificações no sensor a fim de melhorar o
desempenho e a qualidade da imagem, como por exemplo alinhamento do
sistema óptico e reforço na blindagem metálica do motor do prisma e na fiação
por onde passa o sinal elétrico. Recomenda-se o uso do SISIMI tanto em
aplicações militares como em pesquisas ambientais.