MundoGEOXperience - Maratona de Ideias Geográficas 07/05/2014 ANÁLISE DE TÉCNICAS PARA DETECÇÃO DE MUDANÇA UTILIZANDO IMAGENS DO SENSORIAMENTO REMOTO DESLIZAMENTOS EM NOVA FRIBURGO/RJ EM 2011 Trabalho desenvolvido por José Guilherme Fronza para obtenção do título de Geógrafo na UFSC (Universidade Federal de Santa Catarina) Orientador: Prof. Dr. Carlos Antônio Oliveira Vieira Contato: fronza@wavetech-st.com
INTRODUÇÃO Detecção de mudanças em imagens de satélite (SINGH, 1989) deslizamentos; Variável temporal 01/2011 (antes e depois); Diferença e divisão entre imagens (DEER,1995); Nova Friburgo/RJ área urbanizada e adjacências. Fonte: O Estadão
LOCALIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO Imagens Landsat-5 DGI - INPE Sensor TM Thematic Mapper Data das imagens: 26.08.2010 13.08.2011 Softwares Idrisi Taiga e ERDAS Imagine 9.2 (UFSC)
ÁREA DE CONHECIMENTO Técnicas de detecção de mudanças, diferença e divisão entre imagens, nas imagens do sensor Thematic Mapper do satélite Landsat-5 validando o produto com o índice kappa (análise quantitativa), para identificar a possibilidade de utilização do resultado como solução para o monitoramento de alterações na cobertura terrestre. Pré-processamento necessário: ortorretificação e correção radiométrica objetivando minimizar ruídos para aplicação de subtração e divisão entre imagens.
IMAGEM 08/2010 Deslizamentos
IMAGEM 08/2011
IMAGEM 08/2010 IMAGEM 08/2011
MÉTODOS Correção Geométrica (ortorretificação) Formação de bordas Utilização de modelo digital de elevação - SRTM Correlação entre as matrizes (imagens) ERDAS Imagine 9.2 Image Geometric Correction RMS Erro Médio Quadrático menor que meio pixel Correção Radiométrica Calibração relativa normalização radiométrica dos histogramas de uma imagem pela outra
MÉTODOS Diferença entre imagens Pixels sem mudança concentrados no valor de 0 (SINGH, 1989) - Mínimo de igualdade entre as imagens (KIEL, 2008) Sensível a ruídos diversos Constante usada para termos apenas pixels positivos (255) Dxk ij = Xkij(t2) Xkij(t1 ) + Constante Razão entre imagens (SINGH, 1989)
MÉTODOS Limiar de corte realizado no histograma (DEER, 1995); Produto binário (mudança e sem mudança); Interativo tentativa e erro; Agrupamento de pixels; Análise visual Validação dos dados kappa Imagem binária com verdade de campo deslizamentos, cicatrizes no relevo Fonte: Adaptado de MOREIRA (2001)
RESULTADOS E DISCUSSÃO Diferença Razão Banda 1 0.7906 0.6644 Banda 2 0.6955 0.8575 Banda 3 0.8888 0.8582 Banda 4 0.4601 0.2511 Banda 5 0.9243 0.6374 Banda 7 0.9255 0.7567
Resposta rápida Análise de detecção de feições e ruído Impossibilidad e de análise visual total Figura Banda TM7 processada (diferença realizada e limiar definido). Áreas em preto são classificadas como deslizamentos. Fonte: Processamento da imagem Landsat-5 de 2011 pelo software Idrisi Taiga. Identificação de alvos
Figura - Banda TM3 processada (divisão realizada e limiar definido). Áreas em preto são classificadas como deslizamentos. Fonte: Processamento da imagem Landsat-5 de 2011 pelo software Idrisi Taiga.
CONCLUSÕES O pré-processamento se mostrou premente para a aplicação das técnicas de detecção de mudança. O resultado apresentado nas duas técnicas pela banda TM3 (0.63-0.69µm) foi considerado excelente, pela classificação do índice kappa, levando a considerar a referida banda como apropriada para as técnicas abordadas neste trabalho. Não há como eleger a melhor técnica dentre as duas analisadas. Necessidade de maior exploração dos dados e outras técnicas.
PRINCIPAIS REFERÊNCIAS SINGH, A. Digital Change Detection techniques using remotely-sensed data. International Journal of Remote Sensing, v. 10, n. 6, p. 989-1003, 1989. LILLESAND, T.M.; Keifer, R. W. Remote Sensing and Image Interpretation, 3rd ed, 1994. LILLESTRAND, R. L. Techniques of Change Detection. IEEE Transactions on Computers, Vol. C-21, No. 7, July, 1972.
Aplicação de algoritmos de processamento digital de imagens Desenvolvimento de algoritmos para detecção de mudança Aplicações com imagens de satélites de altíssima resolução espacial (0,5m) Enfoque urbano/ambiental Parque Tecnológico Alfa - Edifício CELTA Rodovia SC 401 - Km 01 - João Paulo, Florianópolis - SC, Brasil 88030-000 info@wavetech-st.com +55 48 3239-2344