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Ingerir imagens de satélite no Gerenciador de Dados do Azure para Agricultura

  • Artigo

As imagens de satélite são um pilar fundamental dos dados agrícolas. Para dar suporte à ingestão escalonável de imagens recortadas em formas geométricas, a Microsoft fez uma parceria com o Sentinel Hub da Sinergise para fornecer uma experiência perfeita de Traga sua própria licença (BYOL) para o Gerenciador de Dados do Azure para Agricultura. Você pode usar essa experiência BYOL para gerenciar seus próprios custos. Essa funcionalidade ajuda você a armazenar suas imagens históricas recortadas em campo e atualizadas no contexto vinculado dos campos relevantes.

Pré-requisitos

Ingerindo imagens em recorte geométrico

O uso de dados de satélite no Gerenciador de Dados do Azure para Agricultura envolve as seguintes etapas:

Diagrama que mostra o fluxo de ingestão de dados de satélite: ingerir dados, monitorar status, recuperar metadados e baixar dados.

Observação

O Gerenciador de Dados do Microsoft Azure para a Agricultura está em versão prévia no momento. Para obter os termos legais que se aplicam aos recursos que estão em versão beta, em versão prévia ou que ainda não foram lançados em disponibilidade geral, confira Termos de Uso Complementares para Versões Prévias do Microsoft Azure.

O Gerenciador de Dados do Microsoft Azure para a Agricultura requer registro e está disponível somente para clientes e parceiros aprovados durante o período de versão prévia. Para solicitar acesso ao Gerenciador de Dados da Microsoft para a Agricultura durante o período de versão prévia, use este formulário.

Visibilidade e registro em log do consumo

Como todos os dados ingeridos estão em um modelo BYOL, o custo de um trabalho é transparente. O Gerenciador de Dados do Azure para Agricultura oferece registro em log interno para fornecer transparência sobre o consumo de PU (unidade de processamento) das chamadas para nosso parceiro upstream Hub Sentinel. As informações são exibidas na categoria SatelliteLogs do registro em log padrão do Gerenciador de Dados do Azure.

Pesquisa STAC das imagens disponíveis

O Gerenciador de Dados do Azure para Agricultura dá suporte à interface de pesquisa padrão do setor, Catálogos de Ativos Espaçotemporais (STAC), para localizar metadados em imagens na coleção do Hub Sentinel antes de se comprometer a baixar pixels. Para fazer isso, o ponto de extremidade de pesquisa aceita uma localização na forma de um ponto, polígono ou multipolígono, além de uma data/hora de início e de término. Como alternativa, se você já tiver a ID de item exclusiva, poderá fornecê-la como uma matriz de até cinco para recuperar esses itens específicos diretamente.

Importante

Para ser consistente com a sintaxe STAC, a ID do recurso é renomeada para ID do item da versão da API 2023-11-01-preview.

Se você fornecer uma ID de item, todos os parâmetros de localização e hora na solicitação serão ignorados.

Controle de fonte de peça única

As peças de mapa publicadas se sobrepõem no espaço da superfície terrestre para garantir a cobertura espacial completa. Se o recorte geométrico consultado estiver em um espaço que equivale a mais de uma peça de mapa por um período razoável, o provedor mosaica automaticamente a imagem retornada com pixels selecionados do intervalo de peças candidatas. O provedor fornece a melhor imagem resultante.

Em alguns casos, o uso de mais de um peça não é desejável e a rastreabilidade para uma única fonte da peça é preferível. Para dar suporte a esse controle estrito da fonte, o Gerenciador de Dados do Azure para Agricultura dá suporte à especificação de uma ID de item único no trabalho de ingestão.

Observação

Essa funcionalidade só está disponível na versão 2023-11-01-preview da API.

Se a geometria de uma ID de item fornecida tiver cobertura parcial (por exemplo, o recorte abrange mais de uma peça de mapa), as imagens retornadas refletem apenas os pixels presentes na peça do item especificado e resultam em uma imagem parcial.

Reprojeção

Importante

A funcionalidade de reprojeção foi alterada a partir da versão da API 2023-11-01-preview, mas é imediatamente aplicável a todas as versões. As versões mais antigas usavam uma conversão estática de 10 m * 10 m definida na linha do equador. As imagens ingeridas antes dessa versão podem ter uma diferença de tamanho em relação às imagens ingeridas depois dela.

O Gerenciador de Dados do Azure para Agricultura usa o WGS84 (EPSG: 4326), um sistema de coordenadas planas. As imagens do Sentinel-2 são apresentadas em UTM, um sistema de projeção terrestre que se aproxima do formato da Terra redonda.

Traduzir uma imagem plana para uma de globo terrestre envolve uma tradução de aproximação. A precisão dessa tradução é definida como igual no equador (10 m^2) e aumenta na margem de erro à medida que o ponto em questão se afasta do equador para os polos.

Para manter a constância, o Gerenciador de Dados do Azure para Agricultura usa a seguinte fórmula na base 10 m^2 para todas as chamadas para o Sentinel-2:

$$ Latitude = \frac{10 m}{111320} $$

$$ Longitude = \frac{10 m}{\frac{111320}{cos(lat)}} $$

$$ \ Onde\ lat = a\ latitude\ do\ centróide\ da\ geometria\ fornecida $$

Cache

Importante

A funcionalidade de cache só está disponível a partir da versão 2023-11-01-preview da API. O cache de itens é aplicável somente à recuperação baseada na ID do item. Para uma pesquisa típica de geometria e tempo, os itens retornados não são armazenados em cache.

O Gerenciador de Dados do Azure para Agricultura otimiza o desempenho e o custo de chamadas altamente repetidas para o mesmo item. Ele armazena em cache itens STAC recentes recuperados pela ID do item por cinco dias na instância do cliente e permite a recuperação local.

Para a primeira chamada para o ponto de extremidade de pesquisa, o Gerenciador de Dados do Azure para Agricultura agencia a solicitação e dispara uma solicitação ao provedor upstream para recuperar os itens de dados correspondentes ou intersetoriais. A solicitação incorre em quaisquer valores cobrados pelo provedor.

Qualquer pesquisa subsequente primeiro direciona para o cache buscar uma correspondência. Se houver uma correspondência, os dados serão fornecidos diretamente do cache. Esse processo não resulta em uma chamada para o provedor upstream, portanto, ele não incorre em mais valores cobrados pelo provedor. Se não houver correspondência ou se o período de retenção de cinco dias se esgotar, uma chamada subsequente para os dados será passada para o provedor upstream. Essa chamada é tratada como outra primeira chamada, de modo que os resultados são armazenados em cache.

Se um trabalho de ingestão for para uma geometria idêntica, referenciada pela mesma ID de recurso e com tempo sobreposto para uma cena já recuperada, o Gerenciador de Dados do Azure para Agricultura usará a imagem armazenada localmente. A imagem não é baixada novamente do provedor upstream. Não há expiração para esse cache no nível de pixel.

Fontes de satélite compatíveis com o Gerenciador de Dados do Azure para Agricultura

Embora o Gerenciador de Dados do Azure para Agricultura esteja em versão prévia, ele dá suporte à ingestão de dados da constelação de satélites do Sentinel-2.

Sentinel-2

Sentinel-2 é uma constelação de satélites que a Agência Espacial Europeia (ESA) lançou como parte da missão Copernicus. Essa constelação tem um par de satélites e carrega um instrumento multiespectral (MSI) que contém 13 bandas espectrais: quatro bandas a 10 m, seis bandas a 20 m e três bandas em resolução espacial de 60 m.

O Sentinel-2 tem dois produtos:

  • Dados de nível 1 para a parte superior da atmosfera.
  • Dados de nível 2 para a parte inferior da atmosfera. Essa variante é corrigida atmosfericamente.

O Gerenciador de Dados do Azure para Agricultura dá suporte à ingestão e recuperação de dados do Sentinel_2_L2A e do Sentinel_2_L1C a partir do Sentinel 2.

Nomes e resoluções de imagem

As APIs que você usa para ingerir e ler dados de satélite (para o Sentinel-2) no Gerenciador de Dados do Azure para Agricultura dão suporte aos seguintes nomes e resoluções de imagem:

Categoria Nome da imagem Descrição Resolução nativa
Bandas brutas B01 Aerossol costeiro 60 m
Bandas brutas B02 Azul 10 m
Bandas brutas B03 Verde 10 m
Bandas brutas B04 Vermelho 10 m
Bandas brutas B05 Borda vermelha da vegetação 20 m
Bandas brutas B06 Borda vermelha da vegetação 20 m
Bandas brutas B07 Borda vermelha da vegetação 20 m
Bandas brutas B08 Infravermelho próximo (NIR) 10 m
Bandas brutas B8A NIR estreito 20 m
Bandas brutas B09 Vapor de água 60 m
Bandas brutas B11 Infravermelho de onda curta (SWIR) 20 m
Bandas brutas B12 SWIR 20 m
Saída do processador Sen2Cor AOT Mapa de espessura óptica de aerossóis 10 m
Saída do processador Sen2Cor SCL Dados de classificação de cena 20 m
Saída do processador Sen2Cor SNW Probabilidade de neve 20 m
Saída do processador Sen2Cor CLD Probabilidade de nuvem 20 m
Índices derivados NDVI Índice de vegetação por diferença normalizada 10 m/20 m/60 m (definido pelo usuário)
Índices derivados NDWI Índice de água por diferença normalizada 10 m/20 m/60 m (definido pelo usuário)
Índices derivados EVI Índice de aumento da vegetação 10 m/20 m/60 m (definido pelo usuário)
Índices derivados LAI Índice de área foliar 10 m/20 m/60 m (definido pelo usuário)
Índices derivados LAIMask Máscara de índice de área foliar 10 m/20 m/60 m (definido pelo usuário)
CLP Probabilidade de nuvem com base no s2cloudless Os valores variam de 0 (sem nuvens) a 255 (nuvens). 10 m/20 m/60 m (definido pelo usuário)
CLM Máscaras de nuvem baseadas no s2cloudless O valor de 1 representa a presença de nuvens, 0 representa a ausência de nuvens e 255 representa a ausência de dados. 10 m/20 m/60 m (definido pelo usuário)
dataMask Máscara binária para indicar a disponibilidade de dados O valor de 0 representa a indisponibilidade de dados ou de pixels fora da área de interesse. Não aplicável, por valor de pixel

Pontos a serem observados

O Gerenciador de Dados do Azure para Agricultura usa o CRS EPSG: 4326 para dados do Sentinel-2. As resoluções citadas nas APIs estão na linha do equador.

Para a visualização:

  • No máximo cinco trabalhos de satélite podem ser executados simultaneamente, por locatário.
  • Um trabalho de satélite pode ingerir dados por um máximo de um ano em uma única chamada à API.
  • Há suporte apenas para TIFs.
  • Há suporte apenas para imagens de 10, 20 e 60 m.

Próximas etapas