Sentinel-2: Combinação de Bandas e como baixar os dados mais facilmente

O Sentinel-2 é uma missão de observação da Terra do Programa Copernicus que adquire sistematicamente imagens ópticas de alta resolução espacial (10 m a 60 m) sobre a terra e as águas costeiras. A missão é uma constelação com dois satélites gêmeos, o Sentinel-2A e o Sentinel-2B.

O Sentinel-2 possui um único instrumento multiespectral (MSI) com 13 canais espectrais nas faixas visível/infravermelho próximo (VNIR) e infravermelho de onda curta (SWIR). O MSI permite captar diferenças no estado da vegetação, incluindo mudanças temporais, e também minimizar o impacto da atmosfera na qualidade das imagens.

O Sentinel-2 serve a uma ampla gama de aplicações relacionadas à terra e às águas costeiras. A missão fornece informações para práticas agrícolas e florestais e para ajudar a gerenciar a segurança alimentar. As imagens de satélite são usadas para determinar vários índices de plantas, como área foliar, clorofila e índices de conteúdo de água.

O Sentinel-2 tem uma largura de varredura de 290 km e uma órbita polar heliossíncrona com um ciclo repetitivo de 10 dias. O projeto da missão visa dar uma alta frequência de revisita de 5 dias no Equador. Os dados do Sentinel-2 são distribuídos gratuitamente através do portal Copernicus Open Access Hub.

💾 Shapefile com a grade de cenas/órbitas do satélite Sentinel-2.

Combinação de Bandas Sentinel-2 para cada utilidade

• Cores naturais: 4- 3- 2

• Cor falsa Infravermelho: 8- 4- 3

• Cor falsa Urbana: 12 -11- 4
• Agricultura: 11 -8- 2

• Penetração atmosférica: 12- 11 -8a
• Vegetação saudável: 8 -11 -2
• Terra / Água: 8 -11 -4
• Cores naturais com remoção atmosférica: 12- 8- 3
• Infravermelho de ondas curtas: 12 -8A- 4

• Análise da vegetação: 11 -8- 4
• Índice NDVI (B8-B4/B8-B4)

Baixar o shapefile com as órbitas/cenas do satélite para melhor encontrar suas imagens. (shp/ 6MB)

Onde Acessar e Baixar dados Sentinel-2 facilmente?

• O sistema que acho mais fácil para baixar cenas granule do Sentinel-2 é o GloVIS da USGS. Em 2022 a Copernicus removeu acesso de outros órgão e praticamente ficou sendo o único provedor de imagens
• O site oficial para download de dados Sentinel-2: Copernicus Data Browser (precisa se cadastrar mas é grátis)
• Você pode obter os dados do Sentinel-2 no seu QGIS, bastando instalar o plugin SentinelHub ou o plugin de classificação de imagens semi automática e criando uma conta na SentinelHub.
• O principal local para busca e download de cenas Sentinel-2 é o portal Copernicus Open Access Hub
• Aqui está a grade de cenas Sentinel-2 que cobre o Brasil, elaborado pela Forest-GIS
• O Portal da EOS facilita a busca também
• Se você quer apenas visualizar, o ArcGIS disponibiliza as imagens Sentinel já fusionadas em um basemap.
• Acesso o Sentinel Playground e combine bandas e explore visualmente aqui. Exporte dados fusionados em jpeg.
• Ferramenta SNAP Sentinel toolboxes para baixar dados Sentinel: Baixar

Especificação de cada banda

Na imagem podemos ver as bandas disponível em cada satélite, a descrição, o comprimento de ondas além de como calcular no Raster Calculator alguns índices de vegetação

Quanto a resolução espacial de cada banda (Level-2A):

• 10 m: contendo bandas espectrais 2, 3, 4, 8, uma imagem True Color Image (TCI) e mapas AOT e WV reamostrados a partir de 20 m.
• 20 m: contendo as bandas espectrais 2 – 7, as bandas 8A, 11 e 12, uma True Color Image (TCI), um mapa de classificação de cenas (SCL) e um mapa de AOT e WV. A banda B8 é omitida, pois B8A fornece informações espectrais mais precisas.
• 60 m: contendo todos os componentes do produto de 20 m reamostrados para 60 m e adicionalmente as bandas 1 e 9. A banda de cirro 10 é omitida, pois não contém informações de superfície.

Pan-Sharpening

A técnica conhecida como panchromatic sharpening (ou pan-sharpening) é a combinação dos detalhes de uma imagem de alta resolução presente em uma banda pancromática (preta e branca) com a informação em cores, mas de menor resolução de outras bandas (geralmente apenas as bandas visíveis).

Por exemplo, as bandas espectrais do Landsat 7 e 8 têm resolução de 30 metros por pixel, enquanto a banda pancromática tem resolução de 15 metros por pixel. Por si só, a faixa pancromática pareceria um tanto desinteressante; como outras bandas individuais, aparece em preto e branco. Mas ao contrário de outras bandas, ele captura uma faixa muito mais ampla de luz, permitindo que seja significativamente mais nítida. Como resultado, as imagens pancromáticas são duas vezes mais detalhadas do que as bandas espectrais individuais.

Uma imagem duas vezes mais detalhada é muito mais valiosa e pode revelar características ou fenômenos que de outra forma seriam difíceis de ver.

Para fazer isto no ArcGIS, basta baixar as bandas e rodar a ferramenta: Data Management Tools > Raster > Raster Procesing > Create Pan-sharpened Raster Dataset.

No QGIS, a biblioteca GDAL tem a função pan sharpening. Clique aqui e veja como fazer em vídeo