José Alberto Quintanilha Mariana Giannotti

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1 José Alberto Quintanilha Mariana Giannotti

2 Estrutura da Aula Momento Satélite (Apresentação de um novo satélite a cada aula) O que é uma imagem de satélite? O histograma das imagens Introdução ao Processamento Digital de Imagens Correção Geométrica Registro

3 Bibliografia CRÓSTA, A. P. Processamento digital de imagens de sensoriamento remoto. Edição revisada. Campinas. IG/UNICAMP, NOVO, E. M. L. M. Sensoriamento remoto - princípios e aplicações. Editora Edgar Blücher, 1989, 308p.

4 Sensoriamento Remoto World View 4 Fonte:

5 Sensoriamento Remoto 5 Fonte:

6 Pontos mais importantes da aula passada 4 componentes do sistema de aquisição de dados do sensoriamento remoto: fonte de REM, atmosfera, alvo, sensor/plataforma Partes do espectro eletromagnético (visível, IV <p,m,d/t> <laser>, microondas <radar> ), assinatura espectral (alvo + REM), janela atmosférica (atmosfera + REM) Imagem Digital: SR x Google 4 resoluções: espacial, espectral, radiométrica e temporal.

7 Conceituação básica Elementos fundamentais Energia eletromagnética (B) Fonte ( A ),( D ) Sol ou fonte eletrônica Objeto ( C ) Sensor ( D ) Objetivo Detectar a interação entre a radiação eletromagnética (REM) e os objetos na Terra Obter uma imagem Fonte: LGP / EPUSP

8 Assinatura Espectral SPOT Pan IKONOS Pan Pan 4 CBERS CCD % LANDSAT TM / EM Pan - ETM+ 50 Solo Reflectância Vegetação 10 Água 8 0 0,4 Azul 0,6 Verde Vermelho Visível 0,8 1,0 Infra-vermelho próximo 1,2 1,4 1,6 Comprimento de onda 1,8 Infra-vermelho médio 2,0 2,2 2,4 2,6 m Fonte: INPE

9 Introdução O que é uma Imagem Digital? O que caracteriza uma Imagem? Para que serve o Processamento Digital de Imagens?

10 O que é uma Imagem Digital? O que caracteriza uma Imagem? Para que serve o Processamento Digital de Imagens? Introdução Matriz tridimensional x e y : coordenadas, Z: valor da radiância Resoluções: Espacial Espectral Radiométrica Temporal Extrair infos da imagem

11 Imagem

12 Imagem Digital de Sensoriamento Remoto Fonte:

13 Processamento Digital de Imagens Facilitar a identificação e a extração de informações contidas na imagem. Reconhecer objetos e padrões.

14 Processamento Digital de Imagens O sistema visual humano possui notável capacidade de reconhecer padrões, mas as imagens apresentam: Grande volume de informações Degradações e distorções inerentes ao processo de aquisição e transmissão

15 Processamento Digital de Imagens Técnicas de Processamento de Imagens (imagens de satélite ou sensores remotos, tomografia, ressonância magnética...). Imagens de S.R.: imagens de radar, imagens pancromáticas, imagens multi ou hiperespectrais (adquiridas em diferentes porções do espectro).

16 Imagens de Satélite Vetor padrão do pixel (1,1) Fonte: LGP / EPUSP

17 CORES Fonte: Caderno INPE

18 Realce de cores cores em números G cian (0,1,1) B (0,0,1) Magenta (1,0,1) R (1,0,0) A percepção da cor está relacionada com a composição do comprimento de onda da luz que atinge os olhos Diferentes comprimentos de onda podem ser misturados (sistema de cores aditivo) formando diferentes cores

19 Realce de cores Composição cor natural R - banda 3 G - banda 2 B - banda 1

20 Realce de cores Composição falsa cor R - banda 5 G - banda 4 B - banda 3

21 Realce de cores Composição falsa cor R - banda 4 G - banda 5 B - banda 3

22 Realce de Contraste OBJETIVOS: Melhorar a qualidade visual das imagens Enfatizar alguma característica de interesse para uma aplicação específica Operação Pontual

23 Realce de Contraste Histograma N o DE PIXELS NÍVEL DE CINZA Fonte: Crosta, 1993 Amplitude observada no eixo dos níveis de cinza é proporcional ao contraste

24 Realce de Contraste Histograma Fonte: Crosta, 1993

25 Realce de Contraste Histograma Fonte: Crosta, 1993

26 Realce de Contraste Contraste

27 Pré-processamentos Correção Geométrica Quais as distorções existentes na imagem? Translação Rotação Escala Correção Geométrica: transformação nas propriedades de escala e projeção.

28 Pré-processamentos Correção Geométrica Distorções passíveis de correção (não sistemáticas): Rotação da Terra Instabilidade da Plataforma Variação na altitude Variação na velocidade Variação nos três eixos de rotação do satélite (roll, pitch, yaw)

29 Pré-processamentos Correção Geométrica Rotação da Terra Variação de altitude Variação do pitch Velocidade da plataforma Variação do roll Variação do yaw Fonte: Crosta, 1993

30 Pré-processamentos Correção Geométrica Correção geométrica: conversão do sistema de coordenadas das imagens (originais) para um sistema de projeção de mapas padrão. Permite Localização exata na imagem Exportar imagens para um SIG

31 Processamento Digital de Imagens Correção Geométrica Transformação baseada no modelo de geometria orbital Transformação baseada em pontos de controle no terreno

32 Pré-processamentos Correção Geométrica Baseada em Pontos de Controle Imagem GPS Imagem Imagem Mapa (Carta Topográfica) Imagem Arquivo Vetorial

33 Pré-processamentos Correção Geométrica Pontos de controle Distribuição dos PC s Número de PC s Avaliação dos erros

34 Pré-processamentos Correção Geométrica

35 Pré-processamentos Correção Geométrica Vizinho mais próximo Reamostragem por Interpolação: Convolução cúbica (ajuste de superfície polinomial de terceiro grau à região circundando o pixel a ser reamostrado).

36 Pré-processamentos Correção Geométrica x Registro Correção Geométrica: transformação para que assuma propriedades de escala e projeção. Registro: ajuste do sistema de coordenadas de uma imagem ao sistema equivalente em outra.

37 Pré-processamentos Registro Para que registrar a imagem? Análise multitemporal Imagens de diferentes sensores Trabalhar com estereoscopia Fazer um mosaico Integrar à uma base de dados em SIG

38 Pré-processamentos Correção Radiométrica Eliminação de ruídos (vizinhos) Restauração (parâmetros do sensor) Correção Atmosférica (subtração DN)

39 ATENÇÃO Não mudem a configuração dos computadores Diretório: E:/PTR3311/T3MINAS/SR1 E:/PTR3312/SR1 E:/PTR3311/T1_7h30/SR1 E:/PTR3311/T2_9h20/SR1

40

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