27/03/2017 OPERAÇÕES ARITMÉTICAS NDVI E RAZÃO DE BANDAS AULA 04 RAZÃO DE BANDAS. Ex: Realce de minerais de Ferro = ρ v / ρ A

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1 OPERAÇÕES ARITMÉTICAS NDVI E AULA 04 Daniel C. Zanotta 27/03/2017 Dividir uma banda por outra (pixel a pixel) pode trazer diversas informações a respeitos dos alvos contidos na cena. Dependendo dos canais utilizados tipos específicos de minerais e vegetação podem ser detectados. Além disso, uma imagem com sombreamento causado pelo relevo pode ter esse efeito atenuado ao se utilizar o produto resultante de uma operação por razão de bandas (correção de efeito topográfico e de iluminação). Ex: Realce de minerais de Ferro = ρ v / ρ A Realce de minerais de Argila = ρ ivm / ρ ivol TM - Landsat ρ A = Reflectância no Azul ρ ivp = Reflectância no Infravermelho Médio ρ ivol = Reflectância no Infravermelho de Ondas Longas PROCURA DE ALVOS GEOLÓGICOS POR COMPOSIÇÕES DE BANDAS: REFERÊNCIA: CADA COR REPRESENTA UM TIPO DIFERENTE DE ROCHA PRESENTE NA CENA. 1

2 PROCURA DE ALVOS GEOLÓGICOS POR COMPOSIÇÕES DE BANDAS: PROCURA DE ALVOS POR. É POSSÍVEL NOTAR A DIFERENÇA DE CONTRASTE ENTRE AS BANDAS ORIGINAIS E OS RESULTADOS DAS RAZÕES DE BANDA. B1 B2 B3 B3 / B4 B2 / B1 B5 / B7 PROCURA DE ALVOS GEOLÓGICOS POR COMPOSIÇÕES DE BANDAS: B3/B4 B2/B1 B5/B7 2

3 ATRAVÉS DA COMPOSIÇÃO DE BANDAS ORIGINAIS: CLASSIFICAÇÃO: CADA COR REPRESENTA UM TIPO DIFERENTE DE ROCHA PRESENTE NA CENA. ATRAVÉS DA COMPOSIÇÃO DE : B3/B4 B3/B2 B5/B7 CLASSIFICAÇÃO: CADA COR REPRESENTA UM TIPO DIFERENTE DE ROCHA PRESENTE NA CENA. Imagem Aster: O sensor Aster (14 bandas) a bordo dos satélites Terra e Aqua tem sua potencialidade aumentada quando são feitas operações aritméticas com as bandas. Extremamente utilizado para mapeamento geológico. 3

4 (ELIMINAÇÃO EFEITO SOMBRA) Exemplo sobre a questão da iluminação A e B são o mesmo alvo (IVP): 75 (VERM): 28 (IVP): 160 (VERM): 60 Razão: A = 75/28 = 2,66 B = 160/60 = 2,66 Apesar de não haver diferença nenhuma nos alvos A e B, os mesmos encontram-se em inclinações diferentes no terreno. Isso causa uma atenuação da radiação solar incidente. Um sensor enxerga naturalmente o alvo B mais escuro que o A (devido ao sombreamento maior). Seus valores de reflectância registrados serão naturalmente menores. Ao proceder a razão (divisão) das bandas, esse efeito é compensado e a imagem ganha um aspecto mais uniforme onde existem alvos idênticos (como A e B). A B (ELIMINAÇÃO EFEITO SOMBRA) Sol (IVP) (VERM) Iluminação Sombra Iluminação (IVP) (VERM) Divisão (ELIMINAÇÃO EFEITO SOMBRA) B1 B2 4

5 PERGUNTAS () 1) QUAL É A PRINCIPAL FINALIDADE DE UMA APLICADA A UM DETERMINADO MAPEAMENTO? 2) A PRODUZ NOVAS BANDAS? 3) O QUE DEFINIRÁ QUAIS BANDAS SÃO UTILIZADAS EM UMA RAZÃO FEITA COM O OBJETIVO DE REALÇAR UM DETERMINADO ALVO? 4) POR QUE A RESOLUÇÃO ESPECTRAL DE UMA IMAGEM ESTÁ DIRETAMENTE LIGADA ÀS POSSIBILIDADES DE SE FAZER? 5) POR QUE O RESULTADO DE UMA ELIMINA OS EFEITOS DE SOMBREAMENTO NA IMAGEM? TAREFA () 1) Escreva uma função para calcular a razão de bandas para qualquer tipo de imagem; Esta função deve ser pixel a pixel e deve permitir ao usuário escolher quais bandas ele quer utilizar na razão. A função deve também apresentar na tela o resultado da operação. 2) Importe a imagem landsat_geologica para o workspace; 5) Teste a função recém criada com landsat_geologica e bandas B3/B4, B2/B1 e B5/B7. 6) Faça uma composição colorida de B3/B4 B2/B1 B5/B7. RESULTADO (APROX): 5

6 NDVI Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) Índice de Vegetação por Diferença Normalizada - é um índice utilizado principalmente em estudos de cunho ambiental, que nos permite fazer análises, em diversas escalas, sobre a cobertura vegetal de determinada região. É calculado para cada pixel das imagens que contém bandas de Vermelho e Infr. Verm. Próximo. NDVI = (ρ ivp - ρ v ) / (ρ ivp + ρ v ) ρ ivp = Reflectância no Infravermelho Próximo TM - Landsat NDVI Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) Índice de Vegetação por Diferença Normalizada - é um índice utilizado principalmente em estudos de cunho ambiental, que nos permite fazer análises, em diversas escalas, sobre a cobertura vegetal de determinada região. É calculado para cada pixel das imagens que contém bandas de Vermelho e Infr. Verm. Próximo. NDVI = (ρ ivp - ρ v ) / (ρ ivp + ρ v ) ρ ivp = Reflectância no Infravermelho Próximo Exemplo de NDVI calculado para a Terra. PERGUNTAS (NDVI) 1) QUAIS SÃO OS VALORES MÁXIMOS E MÍNIMOS QUE O NDVI PODE ALCANÇAR? 2) É POSSÍVEL CALCULAR O NDVI DE UMA FOTOGRAFIA OU IMAGEM QUALQUER? 3) O NDVI É PROPORCIONAL À QUANTIDADE DE BIOMASSA (VEGETAÇÃO) PRESENTE NO PIXEL? 4) O NDVI PARA IMAGENS DE SENSORES DIFERENTES SEMPRE PRODUZ O MESMO VALOR? 5) O VALOR DE NDVI IGUAL A ZERO INDICA AUSÊNCIA TOTAL DE VEGETAÇÃO NO PIXEL? NDVI = (ρ ivp - ρ v ) / (ρ ivp + ρ v ) ρ ivp = Reflectância no Infravermelho Próximo 6

7 EXERCÍCIO (NDVI) 1) Faça download dos arquivos da aula na página; 2) Importe as Imagem para o workspace Matlab; 3) Mostre as imagens em composição RGB de 1,2,3 e 5,4,3. 5) Escreva uma função para calcular o NDVI de qualquer tipo de imagem; 6) Determine o NDVI para as imagens disponíveis; 7) Na FIGURA, utilize a ferramenta color map edit para alterar o mapa de cores. Adicione uma paleta de cores. 7