Sensoriamento Remoto II

Transcrição

1 Sensoriamento Remoto II 3. Fusão de imagens PC HIS BROVEY UFPR Departamento de Geomática Prof. Jorge Centeno 2016 centenet

2 Sensoriamento Remoto II Descrição da Ementa: Transformações espectrais: análise de componentes principais, IHS, Tasseled Cap. Fusão de imagens. Classificação orientada a regiões: métodos de segmentação e classificação. Técnicas de análises multitemporais. Laser Scanning: princípios e aplicações.

3 fusão É aplicada com o objetivo de produzir uma imagem multiespectral de alta resolução espacial a partir de : Uma imagem multiespectral de baixa resolução espacial e Uma imagem pancromática de alta resolução espacial As técnicas de fusão mais conhecidas são as de substituição Intensidade-Matiz-Saturação (IHS); Componentes Principais; Ou a de ponderação, como o método de Brovey;

4 exemplo A) original Multiespectral B) pancromática C)fusão Fusão de imagens de Sensoriamento Remoto utilizando a Transformada Wavelet Haar Osny Ferreira da Silva, Giovanni Araujo Boggione, Leila Maria Garcia Fonseca

5 Fusão por substituição passos: 1) Registro da imagem multiespectral à geometria da pancromática; 2) Transformar a imagem usando um método (T), ex: HSV ou PCA; 3) Selecionar a imagem a ser substituída, que deve ter alta correlação com a banda pancromática 4) Ajustar o histograma da pancromática para se parecer ao da banda a ser substuida 5) Substituir da banda multiespectral escolhida, pela banda pancromática; 6) aplicar a transformação inversa (T -1 )

6 S1 (RGB) T S2 registro PAN S1 (RGB) S2 Assumindo que T PAN T inversa e São correlacionadas

7 Exemplo IHS 1) Registro da imagem multiespectral à geometria da pancromática. Aplicando reamostragem transformar a imagem multiespectral à resolução da PAN. 2) Aplicar a transformação RGB-IHS 3) Como a Intensidade é a soma de todas as bandas (R+G+B) então ela é muito parecida a uma imagem PAN, faltando, talvez um ajuste de contraste. 4) Ajustar o contraste da PAN para ser similar à Intensidade 5) Substituir a banda Intensidade pela PAN. 6) Aplicar a transformação inversa IHS-RGB.

8 Exemplo IHS S1 (RGB) IHS registro PAN RGB-> IHS S1 (RGB) T T inversa PAN- HS Assumindo que a PAN e a Intensidade são correlacionadas

9 Componentes Principais 1) Registro da imagem multiespectral à geometria da pancromática. Aplicando reamostragem transformar a imagem multiespectral à resolução da PAN. 2) Calcular as componentes principais 3) Como a primeira componente geralmente é a soma ponderada de todas as bandas então ela é muito parecida a uma imagem PAN, faltando, talvez um ajuste de contraste. 4) Ajustar o contraste da PAN para ser similar à primeira componente principal 5) Substituir a banda 1ª componente pela PAN. 6) Aplicar a transformação inversa. VANTAGEM, pode ser aplicada a mais de 3 bandas.

10 Exemplo P.C. S Multi PC PC registro PAN Multi-> P.C. S1 (RGB) T T inversa Assumindo que a PAN e a primeira C.P. são correlacionadas

11 Fusão de Imagens CBERS 2B: CCD-HRC Fernando Leonardi, Cleber Gonzales de Oliveira, Leila Maria Garcia Fonseca1, Cláudia Maria de Almeida

12 Brovey O método de Brovey realiza a normalização das bandas, conservando a contribuição espectral de cada pixel da imagem original e Cada banda multiespectral é multiplicada pela banda pancromática, e este valor é normalizado ao ser dividido pelo somatório das bandas multiespectrais.

13 Normalização de RGB r = R/(R+G+B) ou R/I g = G/(R+G+B) ou G/I b = B/(R+G+B) ou B/I Ou seja, A informação da cor pode ser representada pelo conjunto das componentes r,g,b,i

14 Brovey Novas bandas... A pancromática vai aumentar o diminuir a intensidade da banda original. A proporção de cada cor fica armazenada na cor normalizada.

15 Avaliação? Como medir se houve perda de informação na fusão? Qual fusão é melhor? Pode-se medir a perda/ganho espectral: desvio padrão coeficiente de correlação e coerência espacial...

16 Desvio padrão É esperado que o desvio padrão da imagem híbrida (f) seja igual ou maior ao da original. Caso contrário houve perda de informações. Por isso, os desvios padrão são comparados Valores positivos indicam perda de informação e valores negativos indicam ganho de informação. O ideal é obter um valor negativo próximo de zero.

17 Fusão Correlação A hipótese de que a banda PAN é similar à intensidade e que ela pode substituir a intensidade sem alterar as cores das bandas pode ser verificada após a fusão comparando as bandas originais (reamostradas) com as bandas híbridas. O coeficiente de correlação entre a imagem original e a banda equivalente fusionada deve ser próximo de 1. Imagem original

18 coerência espacial A imagem após a fusão não deve ser afetada por problemas de registro. Isto significa que o controle da qualidade do registro fornece uma estimativa da compatibilidade espacial do resultado.