VIABILIDADE DA COMPUTAÇÃO EM NUVEM APLICADA AO PROCESSAMENTO DIGITAL DE IMAGENS COMO SUPORTE A ANÁLISES TEMPORAIS EMPREGANDO SÉRIES LANDSAT

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1 X COLÓQUIO BRASILEIRO DE CIÊNCIAS GEODÉSICAS VIABILIDADE DA COMPUTAÇÃO EM NUVEM APLICADA AO PROCESSAMENTO DIGITAL DE IMAGENS COMO SUPORTE A ANÁLISES TEMPORAIS EMPREGANDO SÉRIES LANDSAT Kelvin William de Souza Siqueira (CPGCG) Clauber Rogério da Costa (Arauco do Brasil) Kauê de Moraes Vestena (CPGCG) Kaique Antônio Ramos (Eng. Cart. e de Agrim. UFPR) Prof. Dr. Daniel Rodrigues dos Santos (Departamento de Geomática UFPR)

2 RS BIG DATA Dados de RS em escala de terabytes; RS Big Data (Ma et. al., 2015); Desafios do RS Big Data giram em torno do tratamento. Fonte: USGS

3 Processamento Digital de Imagens Dados Brutos Tratamentos Processamentos Resultados SUPERFÍCIE FÍSICA REGISTRO ESPECTRAL DADOS PROCESSADOS Fonte: MundoGeo

4 Processamento Digital de Imagens Metodologias para abstração espacial de objetos (feições ou fenômenos) para obtenção de informações que viabilizam as análises de interesse: Extração de feições; Alterações de paisagem; Qualidade/saúde ambiental; Comportamento de fenômenos; DATAS ESPECÍFICAS OU SÉRIES TEMPORAIS

5 Processamento de Séries Temporais Dados Brutos (Época 1) Tratamentos (Época 1) Processamentos (Época 1) Resultados (Época 1) Dados Brutos (Época 2) Tratamentos (Época 2) Processamentos (Época 2) Resultados (Época 2) Dados Brutos (Época N) Tratamentos (Época N) Processamentos (Época N) Resultados (Época N)

6 Processamento de Séries Temporais Resultados (Época 1) Resultados (Época 2) Resultados (Época N) Comparações Processamentos Temporais Análises/Conclusões

7 Computação em nuvem Tecnologia da informação como solução para desafios do Big Data (Gorelick, et. al., 2017); Plataformas baseada em nuvem para gerenciar e tratar grande volume de dados; Não há instaladores ou resíduos nos softwares, mas necessita-se de boa conexão com internet; Eficiência da TI + Agilidade de negócio (Marston et. al, 2011) Exemplos:Tableau Maps, GIS Cloud, GeoSpark, TerraLib, entre outros.

8 Computação em nuvem PROCESSAMENTO EM HARDWARE X PROCESSAMENTO EM NUVEM Conexão com Internet

9 Plataforma: Google Earth Engine

10 Plataforma: Google Earth Engine IMAGEAMENTO Landsat; Sentinel; MODIS; GEOFÍSICOS SRTM; Outros DEMs; Surface Temperature; Produtos derivados; CLIMA E TEMPO MODIS; SeaWiFS; TOMS; DEMOGRAFIA WorldPop; PF_Malaria; Development as a Service (DaaS) ou Platform as a Service (Paas)

11 Metodologia de Análise Resolução temporal: 16 dias Landsat 5 ( ) Landsat 7 ( ) Landsat 8 ( ) Brasil: 383 cenas 736 imagens por cena imagens

12 Metodologia de Análise Imagens Tier (Ortorretificadas/correção atmosférica) 736 mosaicos Landsat Tier Máscara de nuvem Banda sr_cloud_qa Imagens livres de pixels com nuvens ou sombras de nuvens 736 mosaicos Landsat Tier cloudfree Janeiro Min Março Análises temporais ( ) 132 mosaicos Landsat Tier cloud-free (a cada 3 meses) Redução por mínimo Conjunto de 3 meses

13 Metodologia de Análise NDVI EVI SAVI NDWI VARI 1985 Redução 2017 (max, min, média, mediana, Desv Pad, Mediana+DesvPad, Média+DesvPad)

14 Detecção de alterações Após 7 segundos de processamento! Fonte: Adaptado de Google Earth Engine (2018)

15 Detecção de alterações Fonte: Adaptado de Google Earth Engine (2018) Fonte: Os Autores (2018)

16 Detecção de alterações Fonte: Adaptado de Google Earth Engine (2018)

17 Detecção de alterações Fonte: Adaptado de Google Earth Engine (2018) Fonte: Os Autores (2018)

18 Detecção de alterações Fonte: Adaptado de Google Earth Engine (2018)

19 Detecção de alterações Fonte: Adaptado de Google Earth Engine (2018) Fonte: Os Autores (2018)

20 Detecção de alterações Fonte: Adaptado de Google Earth Engine (2018)

21 Detecção de alterações Fonte: Adaptado de Google Earth Engine (2018) Fonte: Os Autores (2018)

22 Referências GORELICK, N.; HANCHER, M.; DIXON, M.; ILYUSHCHENKO, S.; THAU, D.; MOORE, R. Google Earth Engine: Planetary-scale geospatial analysis for everyone. Artigo in. Remote Sensing of Environment. Vol. 202, pg MA, Y.; WU, H.; WANG, L.; HUANG, B.; RANJAN, R.; ZOMAYA, A.; JIE, W. Remote Sensing Big Data Computing: Chalenges and Opportunities. Artigo in. Future Generation Computer Science. Vol. 51, pg MARSTON, S.; BANDYOPADHYWAY, S.; ZHANG, J.; GHALSASI, A. Cloud Computing The Business Perspective. Artigo in. Decision Support System. Vol. 51, pg