I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

Transcrição

1 I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

2 Uso do QGIS no Processamento Digital de Imagens de Sensoriamento Remoto Jorge Santos

3 Dicas, tutoriais e tudo sobre o SIG QGIS 2.6 Podem ser encontradas no site

4 ANÁLISE DOS DADOS Representação dos Dados Matriciais Transformação dos Dados em Informação

5 ANÁLISE DOS DADOS Representação dos Dados em Geoprocessamento FONTE DOS DADOS Fonte de Dados do tipo Vetorial Fonte de Dados do tipo Raster

6 ANÁLISE DOS DADOS Representação Raster: A Matriz

7 ANÁLISE DOS DADOS Representação Raster: A Matriz Linha Coluna Célula ou Pixel Matriz = Raster Raster = Imagem Logo, qualquer imagem é uma matriz, ou seja, uma estrutura de dados formada por linhas e colunas. Resolução Espacial: Tamanho do Pixel na Imagem.

8 ANÁLISE DOS DADOS Matriz de Altimetria (Elevação) SRTM TOPODATA 5400 LINHAS / 3600 COLUNAS SRTM EMBRAPA 1800 LINHAS / 1200 COLUNAS

9 ANÁLISE DOS DADOS Matriz de Altimetria (Elevação) SRTM TOPODATA PIXEL EM GRAUS: x PIXEL EM METROS: 30 x 30 SRTM EMBRAPA PIXEL EM GRAUS: x PIXEL EM METROS: 90 x 90

10 ANÁLISE DOS DADOS Matriz de Altimetria (Elevação) TAMANHO DO PIXEL 3X MENOR EM RELAÇÃO AO SRTM EMBRAPA RESOLUÇÃO ESPACIAL DE 30M TAMANHO DO PIXEL 3X MAIOR EM RELAÇÃO AO SRTM TOPODATA RESOLUÇÃO ESPACIAL DE 90M

11 ANÁLISE DOS DADOS Matriz de Altimetria (Elevação) EXEMPLOS DE PRODUTOS QUE PODEM SER GERADOS Mapa de Declividade (Raster) Extração das Curvas de Nível (Vetor) Extração de Rede de Drenagem (Vetor) Mapa Hipsométrico (Raster) Delimitação de Bacias Hidrográficas (Vetor)

12 ANÁLISE RASTER Processamento Digital de Imagens no SIG QGIS 2.6 Brighton

13 ANÁLISE RASTER Dados para demonstração: Imagens Topodata Parâmetros do SRTM Topodata Tipo de Raster: Contínuo (altimetria ou elevação) Datum Horizontal: Arbitrário (a ser definido pelo usuário) Profundidade de Bits Ponto Flutuante de 32 Bit Formato de Arquivo: GeoTIFF Resolução Espacial: arco de segundos (aprox. 30 m).

14 ANÁLISE RASTER Ajustes nas Imagens Topodata Datum sem definição Diferenças Radiométricas Dados em Ponto Flutuante 32 Bit

15 ANÁLISE RASTER Ajustes nas Imagens Topodata EXEMPLOS DE TÓPICOS QUE AUXILIAM NO PROCESSO Verificar a Área de Interesse; Confirmar o Sistema de Referência do trabalho; Verificar a Finalidade do Projeto; Checar se os dados já existem em acervo.

16 ANÁLISE RASTER Área de Interesse: Estado de Sergipe (seis cenas)

17 ANÁLISE RASTER Organização dos Processos 1 Realizar o Mosaico de todos os Recortes para impedir a diferença radiométrica na imagem resultante; 2 Fixar o Sistema de Referência do Mosaico criado; 3 Modificar o Tipo de Dado para Inteiro Não Sinalizado 16 Bit; 4 Reprojetar o Mosaico para o Sistema de Coordenadas Planas UTM; 5 Recortar o Mosaico Topodata com a delimitação do Estado de Sergipe.

18 SRTM TOPODATA Tarefas do Processamento Digital de Imagens Calculadora Raster Calcular as Estatísticas

19 Download do SRTM Topodata Modelo de Elevação Processado pelo Inpe Download do DEM Topodata via Interface Web Para iniciar o processo de download do Topodata via Web, visite o endereço abaixo:

20 Download do SRTM Topodata Seleção de Recortes 1 Clique sobre a folha desejada e selecione a opção Altitude. 2 Faça o download das seis cenas Topodata que cobrem Sergipe.

21 Base Vetorial Formato Shapefile Estados, Municípios e Fusos do Brasil A base vetorial é uma referência para os dados do tipo raster. Download

22 Análise dos Metadados Permite verificar informações técnicas do raster METADADO Sistema de Coordenada DESCRIÇÃO Pode ser Geográfico ou UTM. Investigue pelo Código EPSG. Tamanho do Pixel (Cell Size ou Pixel Size) Valores Mínimo e Máximo Tipo de Dado (Data Type, Pixel Depth, Profundidade de Bits, Profundidade de Pixel) É a Resolução Espacial da imagem. Essa informação é importante. Indicam os valores mínimo e máximo que são armazenados no pixel do raster. Sempre está associado à Resolução Radiométrica do raster. Os mais comuns são Unsigned Integer 8 Bit, Unsigned Integer 16 Bit e Float32.

23 Análise dos Metadados Local para consultar os Metadados no QGIS 1 Clique com o botão direito sobre a imagem e acesse suas Propriedades. 2 Na categoria Metadata, verifique os principais componentes do arquivo raster.

24 Fixar Projeção Define um Sistema de Referência para as imagens JANELA DE AVISO DO QGIS Configura ausência de informação espacial Imagens Topodata são distribuídas com Datum Arbitrário. Verificar a referência do raster é o passo mais importante em todos os processos.

25 Fixar Projeção Meu Raster Projeções Deformar (Reprojeção)

26 Fixar Projeção Marque o Modo em lote e crie uma pasta de saída para armazenar as imagens corrigidas. Nos campos SRC Fonte e SRC Alvo, selecione o Sistema de Coordenadas Geográficas, Datum SIRGAS 2000 (EPSG:4674).

27 Fixar Projeção O Método de Reamostragem define o comportamento dos pixels. Para o SRTM, sempre selecione o Método de Reamostragem Bilinear. Clique no botão OK para executar o processo.

28 Fixar Projeção Imagens associadas ao Datum SIRGAS 2000 Lat/long

29 Mosaico de Imagens Construção de uma imagem a partir de múltiplas imagens. TIPOS DE MOSAICO NO QGIS Mosaico Padrão Mosaico Virtual Vamos utilizar Mosaico Padrão Para gerar o mosaico SRTM Topodata.

30 Mosaico de Imagens Menu Raster Miscelânea Juntar

31 Mosaico de Imagens Em Arquivos de Entrada, selecione as imagens. Em Arquivo de Saída, informe o nome de saída. Clique no botão OK para executar o processo. Dica: use as imagens ajustadas no processo anterior.

32 Mosaico de Imagens

33 Transformação Radiométrica Modifica o Tipo de Dado dos arquivos raster TIPO DE DADO DO SRTM TOPODATA Elevação representada em Ponto Flutuante 32 Bit Converter para Inteiro Não Sinalizado de 16 Bit

34 Transformação Radiométrica Gerar Polígono Envolvente Menu Vetor Investigar Polígono para Extensão da Camada

35 Transformação Radiométrica Gerar Polígono Envolvente

36 Transformação Radiométrica Conversão de Float32 para UInt16 Informe a Entrada e Saída

37 Transformação Radiométrica Conversão de Float32 para UInt16 Edite o comando GDAL ANTES gdal_translate -of Gtiff DEPOIS gdal_translate -of GTiff -ot UInt16 -co TFW=YES

38 Transformação Radiométrica O raster em 16 Bit foi gerado, porém, ao acessar suas Propriedades e associar o valor zero para a área NODATA, podemos perceber que o mosaico possui problemas de pixels valor zero. Dica: use a Álgebra de Mapas para remoção dos pixels zero.

39 Álgebra de Mapas Substituição dos Pixels Valor Zero 1 Para o raster de elevação convertido em números inteiros, valores negativos não são considerados; 2 O pixel valor zero pode ser substituído pelo valor mais próximo; 3 A operação para substituir um determinado valor nos pixels do raster é realizada na Calculadora Raster; 4 A matemática realizada na calculadora gera resultados em Float32.

40 Álgebra de Mapas Calculadora Raster FÓRMULA PARA SUBSTITUIR O VALOR 0 POR 1 ("Raster@1"=0)*1 + ("Raster@1"<0)*"Raster@1" + ("Raster@1">0)*"Raster@1"

41 Álgebra de Mapas Calculadora Raster Substitua na fórmula Pelo nome do Raster

42 Álgebra de Mapas Calculadora Raster: Identificar Valores de Pixels

43 Transformação Radiométrica Nova Conversão de Float32 para UInt16 Atenção: A Calculadora Raster sempre gera dados em Float32, independente da operação de álgebra de mapas. Repita o procedimento para Transformação Radiométrica e gera um novo raster em Inteiro Não Sinalizado de 16 Bit.

44 Calcular as Estatísticas Recorte de Raster para visualizar o intervalo Em algumas situações, é preciso Calcular as Estatísticas para atualizar indicadores da imagem como Mínimo, Máximo, Média e Desvio Padrão. Um método simples para atualizar o raster com os valores das Estatísticas é realizar um recorte do raster.

45 Calcular as Estatísticas Menu Raster - Extração Juntar (Cortador) O nome desse algoritmo é Cortador O recorte será realizado através de uma máscara (Polígono Envolvente).

46 Calcular as Estatísticas Informe a Entrada e a Saída; Marque a opção Nenhum Valor de Dado 0; Em Modo Clipping, selecione a máscara; Clique no botão OK.

47 Calcular as Estatísticas Consulte os Metadados e verifique os novos valores da estatística para a imagem.

48 Reprojeção de Raster Lat/Long para SIRGAS 2000 UTM 24 S Meu Raster Projeções Deformar (Reprojeção)

49 Reprojeção de Raster Informe a Entrada e a Saída; Marcar e selecionar o SRC Fonte; Marcar e selecionar o SRC Alvo; Para o Método de Reamostragem, selecione Bilinear para todos os produtos SRTM; Clique no botão OK.

50 Reprojeção de Raster Imagem reprojetada para SIRGAS 2000 UTM Zone 24 S

51 Recorte de Raster Delimitação do Estado de Sergipe A ferramenta para realização do recorte é a mesma vista para o procedimento de cálculo das estatísticas: o recorte com máscara. Um detalhe importante: Agora, o raster está na Projeção UTM. A máscara de recorte, que é a delimitação do estado de Sergipe, precisa estar projetada no mesmo sistema.

52 RESULTADO FINAL Cobertura do SRTM Topodata para o Estado de Sergipe

53 Considerações Finais O aspecto mais importante é a existência de uma comunidade de usuários QGIS no Brasil que se mostra unida, integrada, ativa e solidária. Juntos, estamos construindo um novo paradigma de ensinoaprendizagem colaborativa e cooperativa.

54 Uso do QGIS no Processamento Digital de Imagens de Sensoriamento Remoto Jorge Santos

55 I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

56 ANEXOS Uso do QGIS no Processamento Digital de Imagens de Sensoriamento Remoto

57 BACIAS HIDROGRÁFICAS

58 BASE VETORIAL

59 METADADOS NO QGIS

60 MOSAICO DO SRTM TOPODATA

61 POLÍGONO ENVOLVENTE

62 MOSAICO COM PIXEL VALOR ZERO

63 MOSAICO COM PIXEL VALOR UM

64 MOSAICO DO SRTM TOPODATA ESTADO DO SERGIPE