LAB 1 - GEOPROCESSAMENTO Introdução à imagem multiespectral e assinatura espectral de alvos

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1 LAB 1 - GEOPROCESSAMENTO Introdução à imagem multiespectral e assinatura espectral de alvos Neste laboratório, você começará a trabalhar com imagens multiespectrais. O objetivo do laboratório é desenvolver sua familiaridade com as imagens de Sensoriamento Remoto, assinatura espectral de alvos e métodos de classificações de imagens. Neste ponto, é importante para você desenvolver as habilidades necessárias para realizar análises mais sofisticadas à medida que sua base de conhecimento se expande ao longo do semestre. As perguntas abaixo são destinadas a exercer seu poder de raciocínio dedutivo. As respostas podem não parecer óbvias no início, mas as perguntas podem ser respondidas com um pouco de raciocínio. A primeira parte do exercício de laboratório de hoje utiliza uma fotografia digital do espectro das cores. Esta imagem contém 3 bandas espectrais correspondentes aos canais vermelho, verde e azul de uma fotografia digital fotografada com uma câmera Lumix LX3. O espectro de cores foi gerado pela luz solar projetada em um teto branco plano através de um prisma de vidro padrão. 1º) Abra a imagem PRIMAS da pasta Lab 1, clicando em Raster do lado direito da interface do QGIS.

2 Conceitos básicos: Para imagens contendo 3 bandas compostas em RBG, o QGIS carrega automaticamente as bandas nos canais vermelho, verde e azul e aplica um contraste padrão de 2% à imagem quando exibido. Isso significa que atribui níveis de brilho vermelho, verde e azul aos valores numéricos de pixels na faixa correspondente. O brilho na tela é exibido linearmente entre valores baixos e altos derivados da distribuição de frequência de brilhos em cada banda. Em um contraste padrão, os valores 2% mais baixos e 2% mais altos são definidos como valores mínimos e máximos de exibição. O contraste é uma das mais básicas e poderosas técnicas de aprimoramento de imagem de Sensoriamento Remoto. 2º) Com o botão direito do mouse, clique em cima da Camada raster PRISMA e clique em propriedade. 3º) Dentro da janela de Propriedade da camada, clique em Estilo. v

3 4º) Em renderização de cores, aumente o contraste para 60%. E observe a imagem. O que aconteceu com as cores? O que aconteceu com a textura? 5º) Agora aumente o brilho em 100%, mantendo o contraste em 60%. O que aconteceu com as cores? Porque?

4 6º) Ainda em renderização de cores, escolha como modo de mistura: Diferença. E aplique brilho de 160. O que aconteceu com as cores? Porque? 7º) Redefina as cores originais da imagem clicando em REDEFINIR.

5 Agora vamos analisar as bandas decompostas da imagem em 3 bandas da imagem: azul, verde e vermelho. 8º) Na barra de ferramentas do QGIS, clique em RASTER Calculadora raster. 9 ) Clique duas vezes em PRISMA@1, a banda 1 será selecionada e aparecerá na calculadora de expressão raster.

6 10º) Clique nos... e salve a imagem na pasta Lab1 como B1. 11º) Faça o mesmo procedimento para as outras duas bandas. Nomeando-as como B2 e B3. Observe as imagens das bandas 1, 2 e 3. O que é possível observar? Qual banda é a banda do azul? E qual é a banda do verde? E do vermelho? Porque? 2º PARTE A segunda parte do exercício amplia os conceitos introduzidos acima para imagens de satélite. Abra a imagem SP_2010_04_18_L5r Esta é a imagem Landsat 5 coletada em abril de 2010 (data codificada no nome do arquivo). A data, o caminho, a linha e o número de satélite também estão codificados nas bandas. Esta imagem está orientada para o Norte. A codificação usada para imagens Landsat pode ser decodificada como: SSSppprrryyyyddxxxxxx SSS = Satellite & sensor: Landsat 5 Thematic mapper

7 ppp = path - longitudinal: path 219 rrr = row - latitudinal: row 76 yyyy = year: 2010 ddd = julian day: 108 xxxxx = secret code Conceitos importantes: Cada banda contém a radiância calibrada em função da refletância exoatmosférica (superior da atmosfera) também chamada de reflectância planetária. Os sensores medem o brilho dos alvos da superfície imageada. A radiância é uma medida da quantidade de radiação refletida. A quantidade de radiação solar refletida e medida por um sensor depende de 1) a quantidade de irradiância recebida do Sol e em 2) a quantidade refletida a partir da superfície da Terra e 3) a quantidade espalhada em direção ao sensor pela atmosfera entre a superfície e o sensor (Relembrando a aula de Comportamento Espectral de Alvos) Exoatmosférica significa que os valores de reflectância não foram corrigidos para dispersão atmosférica e absorção. Reflectância é uma medida relativa de brilho dentro de uma faixa específica de comprimentos de onda. A refletância geralmente é escalonada entre 0,0 e 1,0. Reflectância é uma propriedade de material. 1º) Abra a imagem SP_2010_04_18_L5r. Clicando em Raster Observe a mudança na cor da vegetação entre São Paulo e a costa. Por que a vegetação mais próxima da costa parece mais clara/com tonalidade diferente em relação a vegetação de São Paulo?

8 2º) Clique com o botão direito no nome da imagem, clique em propriedades da imagem. 3º) Clique em Histograma. Calcular histograma.

9 4º) Clique em Prefs/Ações Mostrar bandas RBG/Cinza. Por que os histogramas estão tão concentrados nos valores baixos? Que informação foi perdida ou obtida na tela por isso? 5º) Clique em Raster na barra de ferramentas no QGIS. Calculadora Raster. E extraia as bandas 6,4 e 2 (como o passo 9 e 10 do exercício anterior). Quais elementos aparece mais escuro na banda 4 (infravermelho)? E mais claro?

10 6º) Faça uma composição colorida em falsa cor. Com as bandas extraídas no passo anterior (B6, B4, B2). Clique em Raster (na barra de ferramentas do QGIS) Miscelânia Mosaico. 7º) Selecione as bandas 6, 4 e 2 (NESSA MESMA ORDEM) clicando em Selecione arquivos de entrada. Depois clique em Selecionar Arquivo de saída e coloque um nome na composição em Falsa Cor.

11 8º) Selecione o quadrinho Coloque cada arquivo de entrada em uma banda separada na versão QGIS ou Pilha de camada nas versões anteriores. Clique em OK. O que aconteceu com as cores dos elementos imageados? 9º) Volte na imagem SP_2010_04_18_L5r e extraia a banda 5 e 3. Faça uma composição em falsa cor com as bandas 5,4,3 (nessa mesma ordem), como no exercício anterior. O que aconteceu com as cores dos elementos imageados? Qual a cor da vegetação? Porque? Observe como a cor da Represa Billings, do Reservatório do Rio Pequeno e do Reservatório Rio das Pedras muda quando a exibição é alterada das faixas do visível (RGB) para infravermelho. O que você acha que é responsável pela variação de cor da água nos reservatórios? 10º) Qual é a coisa mais interessante que você aprendeu na última hora?