Baixe Conceitos básicos de sensoriamento remoto e outras Teses (TCC) em PDF para Meteorologia, somente na Docsity!
$&RQFHLWRV%iVLFRVGR6HQVRULDPHQWR5HPRWR
%DVHVItVLFDVGRVHQVRULDPHQWRUHPRWR
O sensoriamento remoto é definido por Lillesand & Kiefer (1987) como “ ... a ciência e arte de receber informações sobre um objeto, uma área ou fenômeno pela análise dos dados obtidos de uma maneira tal que não haja contato direto com este objeto, esta área ou este fenômeno“. Para se obter estas informações, usa-se um meio que, neste caso, é a radiação eletromagnética, supondo que esta possa chegar diretamente ao sensor. Isto, no entanto, não é possível em todas partes do espectro eletromagnético, porque a transmissividade atmosférica é variável para os diversos comprimentos de onda.
2HVSHFWURHOHFWURPDJQpWLFR
A radiação eletromagnética propaga-se, no vácuo, a uma velocidade de 300000 m/s. A intensidade da radiação varia senoidalmente e está correlacionada diretamente com o comprimento de onda e a freqüência. O FRPSULPHQWR GH RQGD λ é definido pela distância média entre dois pontos semelhantes da onda, como, por exemplo, dois mínimos ou dois máximos. A IUHTÅrQFLD I é o valor recíproco do período das ondulações, ou seja, do intervalo de tempo entre dois pontos consecutivos de mesma intensidade. A fonte principal de radiação natural é o Sol, que emite, a uma temperatura de cerca de 6000 K, grandes quantidades de energia em um espectro contínuo.
)LJXUD$ 2HVSHFWURHOHFWURPDJQpWLFRDWUDQVPLVVLYLGDGH DWPRVIpULFDHRVFRPSULPHQWRVGHRQGDXVDGRVHP VHQVRULDPHQWRUHPRWR )RQWH .URQEHUJ S
No que se refere às técnicas de sensoriamento remoto por sistemas passivos, a faixa do espectro mais utilizada estende-se do ultravioleta (UV) até o infravermelho afastado (FIR, “far infra red”). A intensidade máxima da radiação solar corresponde a λ = 0,47 μm, a partir do qual a diminuição energética na direção do UV se passa mais rápido, enquanto a diminuição na direção do FIR é marcada por uma curva irregular )LJXUD$.
A radiação natural forma uma espectro contínuo, que contém comprimentos de ondas de milésimos de nanômetros até dezenas de quilômetros. As técnicas de sensoriamento remoto por sistemas passivos, contudo, utilizam somente o intervalo de 0,2 até 12,5 μm, dividido em bandas espectrais.
A banda espectral do visível (VIS) representa só um pequeno intervalo entre 0,4 μm e 0, μm, seguida pelo infravermelho (infrared, IR), que chega até 1000 μm. O IR pode ser dividido entre infravermelho próximo ou reflexivo (“near infrared”, NIR), de 0,7 μm a 3 μm e o infravermelho afastado ou emissivo (“far infrared”, FIR), de 3 μm a 1000 μm. O NIR comporta-se como a luz visível, porque também é provocado pela reflexão solar; enquanto o FIR é caracterizado pela radiação térmica reemitida pela Terra.
,QIOXrQFLDDWPRVIpULFD
Durante o seu caminho através da atmosfera, a radiação solar é atenuada pelos gases e aerossóis que a compõem. Alguns gases (oxigênio, ozônio, vapor d’água, gás carbônico) absorvem a energia eletromagnética em determinadas bandas do espectro, de maneira que a atmosfera é intransmissível à radiação nestas bandas 7DEHOD.
Tabela 1. Bandas de absorção da atmosfera terrestre (Fonte: Lillesand & Kiefer, 1979, p. 390). Gás Bandas de absorção O 2 (oxigênio) (^) 0 - 0,3 μm O 3 (ozônio) (^) 5,0 - 9,5 μm H 2 O (vapor d’água) (^) 0,7 - 0,8 μm, 3,3 μm, 5,5 - 7,5 μm, 11,9 μm CO 2 (gás carbônico) (^) 2,7 - 2,9 μm, 4,1 – 4,2 μm, 9,4 μm, 12,6 μm, 14,0 μm
O grau de transmissão, ou transmissividade, representa a capacidade das ondas eletromagnéticas em penetrarem a atmosfera. As faixas de comprimento de onda para as quais a atmosfera parece transmissível são definidas como janelas atmosféricas. Elas têm grande importância, porque possibilitam a reflexão da radiação pela Terra e podem ser aproveitadas pelos sistemas sensores passivos. Além de toda a banda do visível, as janelas mais importantes localizam-se no IR: são os intervalos entre 0,7 e 2,5 μm, de 3, até 4,0 μm e de 8,0 até 12,0 μm.
&DUDWHUtVWLFDVHVSHFWUDLVGHDOYRVVHOHFLRQDGRV
A determinação da natureza dos alvos pelos métodos de sensoriamento remoto é baseada no fato de que diferentes materiais são caracterizados por reflectâncias próprias em cada banda do espectro. A UHIOHFWkQFLD, ou fator de reflexão, é proporcional à razão
torno de 1,45 μm e 1,96 μm. Esta influência aumenta com o conteúdo de água. Uma folha verde caracteriza-se, nestas bandas, pela reflexão semelhante a de uma película de água. Por isso, estes comprimentos de onda, prestam-se à determinação do conteúdo hídrico das folhas. Folhas com conteúdo hídrico reduzido são caracterizadas por uma maior reflexão. A curva espectral depende do tipo de planta e, mais ainda, altera-se em função da estrutura e da organização celular.
5HIOHWLYLGDGHGHVRORV
As curvas espectrais dos solos sem vegetação apresentam, no intervalo espectral correspondente ao azul, valores de reflexão baixos, os quais aumentam continuamente em direção da luz vermelha, do NIR e do MIR (“Pid LnfraUed”). Por isso, as características de solos puros podem ser analisadas nestas bandas. Os parâmetros constantes, como tipo de mineral, granulação e conteúdo de material orgânico, assim como os parâmetros variáveis, como umidade do solo e rugosidade de superfície, influenciam a resposta espectral. Deve-se ressaltar a existência de elevada correlação entre os parâmetros constantes e os variáveis.
Os óxidos e os hidróxidos de ferro reduzem a reflexão na banda do azul e aumentam no intervalo espectral do verde ao NIR. Os valores de reflexão da hematita diferem dessa regra: a reflexão diminui no NIR e especialmente no MIR )LJXUD$.
Uma grande parte das substâncias orgânicas reduz a refletividade dos solos, especialmente nos comprimentos de onda acima de 0,6 μm.
Uma alta umidade do solo é caracterizada, em todos os comprimentos de onda, por valores baixos de reflexão, pois o índice de refração nas áreas frontais da interface água/partícula é menor que o índice de refração nessas áreas em solos secos. Em aerofotos e imagens de satélite, os solos úmidos são caracterizados por tons de cinza mais escuros, o que significa uma reflectividade menor.
No entender de Wittje (1979), as faixas de absorção da água (1,4 μm e 1,9 μm) servem para determinar a quantidade de água no solo. As bandas de absorção da água nas curvas espectrais dos solos úmidos são diferentes daquelas nas curvas dos mesmos solos no estado seco (Figura A-4).
)LJXUD $ 5HIOHWLYLGDGH GH XP VROR &KHUQR]rPLFR HP FLPD XP VROR $UJLOD QR FHQWUR H XP VROR /DWHUtWLFR DEDL[R QR 9,6 H 1,5 HP IXQomR GD XPLGDGH )RQWH .URQEHUJ S &RQGLW
5HIOHWLYLGDGHGHPLQHUDLVHURFKDV
As rochas apresentam comportamentos espectrais semelhantes aos dos solos, o que não surpreende, uma vez que estes são produtos de alterações daquelas. Um dos elementos de maior diferenciação entre as curvas de rochas e de solos é a presença de matéria orgânica nestes. A 7DEHOD apresenta as faixas espectrais utilizadas na detecção da presença de óxidos de ferro ou argila em função de suas correspondentes bandas de absorção.
Tabela 2 Regiões do espectro mais adequadas ao estudo de propriedades de minerais e rochas
Região do espectro Aplicação 0,44 - 0,55 μm Detecção de ferro: várias bandas de absorção de óxido de ferro 0,80 - 1,00 μm Detecção de Fe3+^ (0,92 μm) e Fe2+^ (1,0 μm) 1,60 μm Identificação de zonas de alteração hidrotermal ricas em argila 2,17 μm Detecção de minerais de argila 2,20 μm Detecção de minerais de argila 2,74 μm Detecção de minerais com hidroxila
5HIOHWLYLGDGHGHiUHDVXUEDQDV
As áreas urbanas são caracterizadas por uma aparência heterogênea, causada pelo fato de a variação interna dessas áreas ser muito grande, devido à sua própria natureza. As áreas residenciais, por exemplo, são formadas por materiais variados, tais como concreto, asfalto vidro, ferro e vegetação. Há que se considerar, ainda, a influência das sombras
)LJXUD$ 5HIOHWLYLGDGHGHXPVRORDUJLORVR DHVTXHUGD HXP VRORGHDUHLD DGLUHLWD QR9,61,5H0,5HPGHSHQGrQFLDGD XPLGDGH )RQWH .URQEHUJ S /RZH
O número de níveis de cinza é comumente expresso em função do número de dígitos binários (bits) necessários para armazenar, em forma digital, o valor do nível máximo. O valor em bits é sempre uma potência de 2. Assim, 5 bits significam 2^5 = 32 níveis de cinza.
Os satélites LANDSAT e SPOT têm resolução radiométrica de 8 bits, o que significa o registro de imagens em 256 níveis de cinza.
6LVWHPDVGHVDWpOLWHV
As radiações do espectro visível e do infravermelho próximo podem ser registradas pelos sistemas passivos do sensoriamento remoto com métodos fotográficos, de TV e de varredura ("scanners"). Esses sistemas registram a radiação eletromagnética que é refletida ou emitida pelos alvos terrestres. Enquanto os métodos fotográficos e de TV são limitados ao intervalo de 0,4 a 0,9 μm, a técnica de varredura permite o registro de imagens nos comprimentos de onda do ultravioleta até o infravermelho térmico (0,3 - 14, μm).
A radiação refletida e/ou emitida pela superfície terrestre atravessa o sistema óptico do "scanner" e é focalizada sobre os detectores. Estes transformam a radiação em sinais elétricos que são gravados em fita magnética. Um "scanner" multiespectral pode gravar sinais provenientes de vários intervalos de comprimento de onda. A 7DEHOD mostra alguns dos satélites de observação terrestre, dos primeiros lançamentos até os atuais.
)LJXUD$ &RPSDUDomRGD UHVROXomRUDGLRPpWULFDGH XPDLPDJHPFRPELW D HVTXHUGD HDPHVPDLPDJHP FRPXPDUHVROXomR UDGLRPpWULFDGHELWV )RQWH &UyVWD S
/$1'6$7H
O primeiro satélite da série LANDSAT, antigamente ERTS (Earth Resource Technology Satellite), foi lançado em julho de 1972 para experiências em processamento de imagens de satélites e, especialmente, para interpretação das informações multiespectrais sobre aspectos agrícolas, florestais, oceanográficos e geológicos. A escolha das bandas e da resolução espacial foi feita em função das exigências multidisciplinares.
7DEHOD/LVWDGHDOJXQVVDWpOLWHVGHREVHUYDomRWHUUHVWUHRSHUDFLRQDLV )RQWH %RGHFKWHO
que o satélite cruza o equador em órbita descendente, o faz no mesmo horário local, durante todo o ano. O horário médio de passagem dos satélites da série LANDSAT 1 a 3 pelo equador é 9:30 h, variando conforme a longitude.
/$1'6$7H
O LANDSAT 4 foi lançado em julho de 1982 e faz parte da segunda geração dos sistemas passivos de alta resolução. Em fevereiro de 1983 o canal de transferência dos dados deixou de ser usado. Por isso, o LANDSAT 4 foi substituído pelo idêntico LANDSAT 5, que foi lançado em 1º de março de 1984 e continua sendo operacional até hoje. Em setembro 1994, a NASA lançou o LANDSAT 6, mas o satélite caiu e nunca entrou em fase operacional. O lançamento do LANDSAT 7 foi em 1999.
Os LANDSAT 4 e 5 são dotados com dois sistemas de "scanners": o antigo MSS, para fazer comparações das imagens dos LANDSAT 1 a 3 e um "scanner" mais desenvolvido, o Thematic Mapper (TM) (Figura A-8).
Em comparação com o MSS, o TM é caracterizado por uma resolução espacial de 30 m e de 120 m, no canal térmico (no MSS, 80 m e 240m) e um intervalo menor entre seus canais. O LANDSAT 5 tem uma órbita quase polar e heliossíncrona, numa altitude média de 705,3 km e uma inclinação de 98,2º. Para percorrer uma órbita, o LANDSAT 5 precisa
)LJXUD$ (VTXHPDGH DTXLVLomRGHLPDJHQVGR VHQVRU/$1'6$770
de 99 minutos, o que significa que faz, em um dia, 14,5 órbitas. Em 16 dias, o LANDSAT 5 cobre toda a Terra. A passagem pelo equador ocorre às 9:45 h (hora local). Suas imagens apresentam uma resolução radiométrica de 8 bits (256 níveis de cinza).
/DQGVDW
Em 1999 foi lançado o Landsat 7 , um satélite que não só substitui o Landsat 5 já no final da vida útil dele, mas que trouxe uma série de benefícios adicionais com a substituição do scanner TM pelo ETM+ ?Enhanced Thematic Plus?.
- Gravação da banda 6 (infra-vermelho termal) em duas bandas, com ganho alto e ganho baixo (resolução espacial 60 m)
- Nova banda pancromática com 15 metros de resolução espacial no espectro de [0.52 – 0.90 μm], sincronizada às bandas multi-espectrais
- Maior precisão radiométrica absoluta
- Geometria de imageamento melhorada significativamente, permitindo um georreferenciamento aproximado apenas com os dados efeméricos com precisão de ~ 100 a 200 metros. As demais características como cobertura total e órbitas são quase idênticas com as do Landsat 5 (inclusive as faixas de comprimento de onda nos canais multi-espectrais), permitindo a fácil integração de dados Landsat 7 com dados dos satélites anteriores.
O CNES (Centre National d’Etudes Spatiales) desenvolveu o satélite SPOT e o lançou em fevereiro de 1986. O SPOT transporta dois instrumentos sensores: o sensor multiespectral HRV (High Resolution Visible) e o sensor pancromático (PAN). O HRV registra imagens em 3 bandas espectrais (0,50 - 0,59 μm; 0,61 - 0,68 μm; 0,79 - 0,89 μm), com resolução espacial de 20 m; enquanto o sensor pancromático registra imagens em uma banda que abrange todo espectro visível (0,40 - 0,73 μm), com resolução espacial de 10 m. A altitude da órbita varia entre 815 e 829 km com uma inclinação de 98,7º. A duração da órbita é de 101 minutos, o que resulta em 14,25 órbitas por dia. A passagem do satélite pelo equador ocorre às 10:30 h (hora local) numa órbita descendente )LJXUD$ .O sensor pancromático utiliza 3000 detectores para cada linha de varredura e o sensor multiespectral, 6000 detetores (Kronberg, 1995). Uma limitação crítica na operacionalidade dos satélites de sensoriamento remoto é a baixa freqüência de passagens. No entanto, o SPOT possibilitou o aumento na frequência de imageamento de 26 para 5 dias, já que foi implementada a capacidade de movimentação do espelho de varredura )LJXUD$.
A partir do centro de controle terrestre, a posição do espelho de varredura pode ser mudada em um ângulo de até 27º; nos dois sentidos. Assim, o SPOT possibilita que se observe uma faixa de terreno com largura de 475 km e diminua, com esta função, a freqüência de imageamento de 26 para 5 dias )LJXUD$. A largura de faixa imageada varia de 60 km, na visada nadir por uma das câmaras HRV, a 80 km, numa visada inclinada em 27º;. Outra importante possibilidade de aplicação da visada oblíqua é a aquisição de pares estereoscópicos )LJXUD$.
O satélite SPOT HRV possui vários subsistemas com as seguintes funções:
- controle da órbita
- estabilização em três eixos
- suprimento de energia
- manutenção das funções de telemetria e transmissão
- recepção de comandos
- monitoramento e programação da carga útil através de um computador de bordo com memória armazenável, controlada pela estação terrestre
)LJXUD$ $TXLVLomRGHSDUHV HVWHUHRVFySLFRV )RQWH .URQEHUJ S
Em 2002, a francesa CNES lançou o SPOT 5, para satisfazer ainda mais os usuários nas aplicações de cartografia, telecomunicações, planejamento urbano, defesa, agricultura, etc. , também imageando em 4 bandas espectrais.
As imagens do SPOT 5 vem com maior resolução, dado que o sensor possui agora um novo instrumento, o HRG (High-Resolution Geometric), que possibilita imagens de maior resolução na banda pancromática (5 metros) e no modo "supermode" (2,5 metros).
Características técnicas do sensor SPOT 5:
- Peso de 3.000 Kg
- Órbita na altitude de 832 km
- Precisão de localização da órbita e então dos produtos corrigidos sistematicamente de 50 m, graças a um sensor de estrela a bordo do SPOT 5 (contra 350 m anteriomente)
- Memória "Solid State" de 90 Gb.
- Downlink para as estações de 2 canais de 50 Mbps, garantido a transmissão de 5 canais de imageamento simultâneamente (2 Instrumentos HRS, 2 Instrumentos HRG e Vegetação).
- 2 Instrumentos HRG (High-Resolution Geometric) que imageiam com 5 m de resolução em Pancromático e 2.5 metros em "supermode". Cada um dos dois instrumentos recobre uma faixa de 60 Km no solo, dentro de um corredor potencial de visibilidade de ± 420 km. Da mesma forma que os sensores dos antecessores do SPOT 5, os instrumentos HRG podem imagear igualmente em modo multiespectral em 4 bandas (faixa espectral da luz verde, vermelho, infravermelho próximo e infravermelho médio).
- 2 instrumentos HRS (High-Resolution Stereoscopic) que fornecerão cobertura estereoscópica de amplas regiões, adquiridas pelos 2 telescópios que formam o conjunto, sendo um delescom com visada dianteira e outro com visada traseira, e capazes de fornecer dados em esteresocopia adquiridos numa mesma órbita a alguns segundos de intervalo somente, e que uma vez processados, resultarão em Modelos Numéricos de Terreno de 10 m de precisão altimétrica, servindo a inúmeras e novas aplicações que exigem precisão altimétrica, tal como cartografia, base de dados militares e civis, telecomunicações (telefonia celular em particular), simuladores de vôo e sistemas de aproximação aeroportuaria e para Sistemas de Informação Geográfica. O Instrumento HRS foi desenvolvido no quadro de uma parceria inovadora entre o CNES, ASTRIUM e a própria SPOT IMAGE.
- 5 m e 2.5 m de resolução em P&B no modo Pancromático, contra 10m anteriormente.
- 10 m de resolução em bandas multiespectrais contra 20 m anteriormente.
- Cobertura de 60 km x 60 km ou 60 km x 120 km quando os 2 instrumentos HRG serão usados simultaneamente.
- Precisão absoluta de localização melhor que 50m sem uso de pontos de controle.
- Ajudam a desenvolver tecnologias para prever desastres, caracterização, redução de riscos de grandes incêndios, vulcões, enchentes e secas;
- Disponibilizam monitoramento a longo-prazo da mudança do clima global e do ambiente.
Veremos agora instrumentos do satélite TERRA:
MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) é um dos cinco instrumentos do satélite TERRA. O MODIS visualiza toda a superfície da Terra a cada 1-2 dias, com uma varredura de 2.330 km (swath), adquirindo dados em 36 bandas espectrais distintas. Consequentemente, MODIS aperfeiçoa muito o patrimônio do NOAA Radiômetro Avançado de Alta Resolução (AVHRR) e rastreia um amplo conjunto de sinais vitais da Terra melhor do que qualquer outro sensor no TERRA.
Por exemplo, o sensor mede o percentual da superfície dos planetas que estão cobertas por nuvens quase todos os dias. Esta ampla cobertura espacial irá permitir que o sensor MODIS, juntamente com MISR e CERES, determinem o impacto das nuvens e aerosóis no orçamento de energia da Terra. O sensor possui um canal inovador (centralizado em 1,375 microns) para detecção de nuvens do tipo cirrus (principalmente as mais "leves"), as quais acredita-se que contribuam para o aquecimento por refração de calor emitido pela superfície.
Reciprocamente, acúmulos de nuvens e aerossóis são considerados a possuírem um efeito refrescante na superfície da Terra por reflectância e absorção da luz do Sol. Este efeito no clima irá provar algo significativo nesta longa corrida? MODIS, juntamente com MISR e CERES, irá nos ajudar a responder esta questão.
MODIS avalia:
- Temperatura da superfície (solo e oceano) e detecção de incêndio;
- Cor do oceano (sedimento, fitoplancton);
- Mapas da vegetação global e detecção de mudanças;
- Características da nuvem;
- Concentrações de aerossóis e propriedades;
)LJXUD$ 0DSDGDyUELWD GRVDWpOLWH7HUUD
MODIS é ideal para monitoramento de mudanças em larga escala na biosfera e irá constituir novas introspecções no funcionamento do ciclo global do carbono. Enquanto nenhum sensor de satélite pode medir diretamente as concentrações de dióxido de carbono na atmosfera, MODIS pode medir a atividade fotossintética do solo e plantas marinhas (fitoplancto) para fornecer melhores estimativas de quanto está sendo absorvido e utilizado na produção das plantas. As medidas de temperatura da superfície, em conjunto com as medidas da biosfera (ambos pelo MODIS) estão ajudando cientistas a rastrear as origens e ocorrências de locais com concentração mínima de dióxido de carbono em relação a mudanças do clima. Quase todos os dias, pelo globo inteiro, os sensores monitoram as mudanças no uso do solo, desta forma complementando e extendendo a herança no mapeamento deixada pelo satélite Landsat. MODIS permite também mapear a área extendida por neve e gelo trazidos por uma tempestade de inverno e/ou temperaturas frias. O sensor observa as "ondas verdes" que vasculham através de continentes quando o inverno passa para primavera e a vegetação florece. Isto detecta onde e quando desastres estão por ocorrer, como erupções vulcânicas, enchentes, tempestades severas, secas e incêndios, e irá esperançosamente salvar pessoas a escaparem destes acontecimentos. As bandas do MODIS são particularmente sensitivas a incêndios. Elas podem distinguir chamas de brasas e fornecer estimativas melhores de uma quantidade de aerrossóis e gases de fogo dispersos na atmosfera.
)LJXUD$ (VVD LPDJHPWUXHFRORUGR 02',6IRLDGTXLULGD HP VREUHD UHJLmR&HQWUDOGR %UDVLOVXILFLHQWHPHQWH JUDQGHSDUDPRVWUDUD GLYHUVLGDGHGDVXSHUItFLH
ASTER (Advanced Spacebone Thermal Emission and Reflection Radiometer) obtém imagens de alta resolução (15 a 90 m) da Terra nas regiões dos espectros visíveis, near- infrared (VNIR), shortwave-infrared (SWIR) e thermal infrared (TIR).
O ASTER é constituído de três subsistemas de telescópio distintos: VNIR, SWIR e TIR. Possui alta resolução espacial, espectral e radiométrica, radiômetro de imagens de 14 bandas. Separação espectral é completada através de filtros de passagem de banda discretos e dicróicos. Cada sub-sistema opera numa região espectral diferente, possuem seu próprio telescópio(s).O instrumento ASTER opera por um tempo limitado em partes do dia e noite de uma órbita. A configuração completa (todas as bandas em stereo plus) coleta dados numa média de 8 minutos por órbita. Configuração reduzida (bandas limitadas, ganhos diferentes, etc) pode ser implementada como solicitação por investigadores.
O ASTER é o instrumento de resolução espacial mais alta do satélite EOS AM-1 e o único que não adquire dados continuamente. Os produtos de dados do ASTER incluem:
- radiações e reflecções espectrais da superfície da Terra;
- temperatura da superfície e emissividades;
- mapas digitais de elevação de imagens stereo;
- mapas da vegetação e da composição da superfície;
- consequência das nuvens, gelo do mar e gelo polar;
- observação de desastres naturais (vulcões, etc).
CERES (Clouds and the Earth's Radiant Energy System) é constiuído de dois radiômetros para scanear bandas largas que irá medir o balanço da radiação da Terra e fornecer estimativas das propriedades das nuvens para avaliar seu papel nos fluxos radioativos da superfície até o topo da atmosfera. CERES é um radômetro escaneador de banda larga com precisão e exatidão de medidas radiométricas extremamente altas. O satélite EOS AM-1 carrega dois instrumentos idênticos: um opera em modo scan cross-track e outro em modo scan biaxial. O modo cross-track continua as medições da missão Earth Radiation Budget Experiment (ERBE) como também da missão Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM), enquanto modo scan biaxial fornece novas informações do fluxo angular que prova a exatidão dos modelos angulares utilizados para derivar o balanço da radiação da Terra. Os dois scanners CERES operam continuamente nas porções do dia e noite de uma órbita. No modo de scan cross-track a calibração ocorre a cada duas semanas. No modo de scan biaxial a calibração também ocorre a cada duas semanas e os scans curtos para evitar o Sol ocorrem duas vezes por órbita.
)LJXUD$± %DQGDV(VSHFWUDLVGR$VWHU
