2 Trabalhos anteriores

Documentos relacionados
2 Trabalhos Anteriores

2 Trabalhos anteriores

Geoprocessamento e sensoriamento remoto como ferramentas para o estudo da cobertura vegetal. Iêdo Bezerra Sá

4 Método Proposto CR AD PA NDVI Descrição geral do modelo

Mapeamento do uso do solo para manejo de propriedades rurais

Questões concursos

Classificação de imagens de Sensoriamento Remoto. Disciplina: Geoprocessamento Profª. Agnes Silva de Araujo

COMPARAÇÃO ENTRE OS MÉTODOS DE CLASSIFICAÇÃO SUPERVISIONADA MAXVER E DISTÂNCIA MÍNIMA NA ANÁLISE DO USO E COBERTURA DO SOLO NA REGIÃO DO ALTO ARAGUAIA

REGISTRO AUTOMÁTICO DE IMAGENS

1 Introdução e justificativa

INTRODUÇÃO AO SENSORIAMENTO REMOTO. Daniel C. Zanotta

Alterações no padrão de cobertura da terra na Zona Oeste da cidade do Rio de Janeiro/RJ nos anos de 1985 e DOMINIQUE PIRES SILVA

Sensoriamento Remoto II

METODOLOGIA PARA O LEVANTAMENTO PRELIMINAR DE ÁREAS DE SOLOS EXPOSTO UTILIZANDO O SATÉLITE LANDSAT 5 TM+

José Alberto Quintanilha Mariana Giannotti

EVOLUÇÃO DA FRAGMENTAÇÃO DE MATA NO MUNICÍPIO DE SANTA MARIA DE JETIBÁ - ES

Análise de Imagens com o ArcGIS for Desktop

TRATAMENTO DOS DADOS DE SATÉLITES

Sensoriamento Remoto

Utilização de imagens de satélite para criação do mapa de uso e cobertura da terra para o estado de Goiás Ano base 2015

SENSORIAMENTO REMOTO INTRODUÇÃO E ÍNDICES DE VEGETAÇÃO

Extração de cicatrizes de movimentos de massa na região de Cubatão SP por meio de técnicas de Interpretação de Imagens

de Ciências do Ambiente e Sustentabilidade na Amazônia

Ecologia de Paisagem Conceitos e métodos de pesquisa 2012

Banco de dados Brasil

ANÁLISE VISUAL DE IMAGENS ORBITAIS MULTIESPECTRAIS

Agricultura. Integra um grande número de formatos de imagens aéreas, satélite, radar ou térmicas;

MONITORAMENTO DA COBERTURA FLORESTAL DA AMAZÔNIA POR SATÉLITES AVALIAÇÃO DETER JUNHO DE 2009 INPE COORDENAÇÃO GERAL DE OBSERVAÇÃO DA TERRA

FUNDAMENTOS DE CARTOGRAFIA PARA GEOPROCESSAMENTO

Período: 5 Carga Horária: 45 horas. UFPR Departamento de Geomática Prof. Jorge Centeno 2013 centenet

MONITORAMENTO DA COBERTURA FLORESTAL DA AMAZÔNIA POR SATÉLITES AVALIAÇÃO DETER OUTUBRO DE 2009 INPE COORDENAÇÃO GERAL DE OBSERVAÇÃO DA TERRA

MONITORAMENTO DA COBERTURA FLORESTAL DA AMAZÔNIA BRASILEIRA POR SATÉLITES

de Ciências do Ambiente e Sustentabilidade na Amazônia

MONITORAMENTO DA COBERTURA FLORESTAL DA AMAZÔNIA BRASILEIRA POR SATÉLITES

CLASSIFICAÇÃO MULTIESPECTRAIS

MONITORAMENTO DA COBERTURA FLORESTAL DA AMAZÔNIA POR SATÉLITES AVALIAÇÃO DETER JULHO DE 2009 INPE COORDENAÇÃO GERAL DE OBSERVAÇÃO DA TERRA

ENVI 5.5 IDL 8.7. Place image here (13.33 x 3.5 )

Avaliação do Processo de Desertificação em Ouricuri-PE Através de Estimativas de Tendência de Séries Temporais

Mapeamento do uso do solo

Resoluções das Imagens fotogramétricas e digitais. Fotogrametria e Fotointerpretação Prof. Dr. Raoni W. D. Bosquilia

4 Avaliação experimental do modelo

Sensoriamento Remoto e Qualidade da Água

Aquisição de dados. Sistema Modelo de Deteção Remota. Energia Eletromagnética. Espectro Eletromagnético. Interações com a Atmosfera

Sensoriamento Remoto no Estudo das Cidades

RESUMOS DE PESQUISA RESUMOS (Artigos Completos)... 72

5 Experimentos Corpus

EXPANSÃO AGROPECUÁRIA NA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO AREIAS, TOCANTINS.

Mudanças climáticas antrópicas e variações climáticas naturais

09/03/2017. O que é Sensoriamento Remoto? Tipos de Sensoriamento Remoto REVISÃO SENSORIAMENTO REMOTO AULA ZERO. Satélites.

3 Fundamentos de sensoriamento remoto

REVISÃO SENSORIAMENTO REMOTO AULA ZERO. Daniel C. Zanotta 14/03/2018

PROCESSAMENTO E CLASSIFICAÇÃO DE IMAGENS DE SATÉLITE PARA CARACTERIZAÇÃO DE USOS DO SOLO

MONITORAMENTO DA COBERTURA FLORESTAL DA AMAZÔNIA POR SATÉLITES. AVALIAÇÃO TRIMESTRAL DO DETER Novembro de 2008 a Janeiro de

Aprendizado de Máquina

MONITORAMENTO DA COBERTURA FLORESTAL DA AMAZÔNIA BRASILEIRA POR SATÉLITES

APLICAÇÃO DO SENSORIAMENTO REMOTO NA AVALIAÇÃO DA QUALIDADE VISUAL DA PAISAGEM: PRIMEIROS RESULTADOS EXPERIMENTAIS

4 Construção dos Classificadores

Mapeamento da cana-de-açúcar na Região Centro-Sul via imagens de satélites

UTILIZAÇÃO DE IMAGENS DO SATELITE CBERS-4 E LINGUAGEM PYTHON PARA DETERMINAÇÃO DO ÍNDICES DE VEGETAÇÃO NDVI E SAVI

Método e resultados do monitoramento de área queimada para o Cerrado com satélites de média resolução espacial

Disciplina Geoprocessamento Aplicadoao Planejamento

Avaliação de métodos de classificação para o mapeamento de remanescentes florestais a partir de imagens HRC/CBERS

Uso de SIG para confecção de um mapa de uso e ocupação do solo do município de Bambuí-MG

CLASSIFICAÇÃO PIXEL A PIXEL DE CULTIVOS CAFEEIROS EM IMAGEM DE SATÉLITE DE ALTA RESOLUÇÃO

MONITORAMENTO DA COBERTURA FLORESTAL DA AMAZÔNIA BRASILEIRA POR SATÉLITES

Laboratório 1. Disciplina. Introdução ao Geoprocessamento SER 300. Prof. Antonio Miguel Vieira Monteiro

INTRODUÇÃO À ENGENHARIA DE AGRIMENSURA E CARTOGRÁFICA

Classificação digital de Imagens

1. Introdução: um breve histórico

O PROJETO MUTIRÃO DE REFLORESTAMENTO E SEUS EFEITOS AMBIENTAIS NO MUNICÍPIO DO RIO DE JANEIRO.

CAPÍTULO 7 SENSORIAMENTO REMOTO APLICADO AOS ESTUDOS GEOLÓGICOS

PROCESSAMENTO DIGITAL DE IMAGENS (SERP11) TRANSFORMAÇÕES LINEARES: COMPONENTES PRINCIPAIS, TASSELED CAP, IHS. Daniel C. Zanotta

ESTIMATIVA DE ÁREA PLANTADA COM SOJA ATRAVÉS DE IMAGENS LANDSAT EM MUNICÍPIOS DO NORTE DO PARANÁ

Definição de sensoriamento remoto. Professor: Enoque Pereira da Silva

Interpretação baseada em conhecimento aplicada a imagens multitemporais de satélite de baixa resolução

Classificação Híbrida. Não permite mudar a escala de trabalho, ou seja, a escala original em que a imagem foi confeccionada.

Mapeamento do uso do solo para manejo de propriedades rurais

Mudanças Climáticas e Modelagem Ambiental

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO - UNEMAT. Faculdade de Ciências Exatas e Tecnológicas FACET / Sinop Curso de Bacharelado em Engenharia Elétrica

USO E OCUPAÇÃO DO SOLO NO RIO PARAGUAI SUPERIOR USO E OCUPAÇÃO DO SOLO NO RIO PARAGUAI SUPERIOR. GROSSA

Observação da influência do uso de séries temporais no mapeamento de formações campestres nativas e pastagens cultivadas no Cerrado brasileiro

Modelagem ambiental do uso e cobertura da terra da savana tropical da Amazônia Legal, para utilização em modelos meteorológicos e hidrológicos

SEMINÁRIO DOS ARTIGOS:

DETER JANEIRO/FEVEREIRO de RELATÓRIO DE AVALIAÇÃO

ISA 2012/2013 Unidades curriculares Geomática e SIGDR

Desenvolvimento do projeto

Artigos. GPS na Agricultura

Estatística: Aplicação ao Sensoriamento Remoto SER ANO Avaliação de Classificação

Mapeamento urbano por classificação hierárquica semi-automática baseada em objetos

PROCESSAMENTO DIGITAL DE IMAGENS. Thales Sehn Körting

Carlos Souza Jr., Adalberto Veríssimo & Sanae Hayashi (Imazon) Resumo

Introdução ao Processamento de Imagens

Lição VI A CLASSIFICAÇÃO DA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO IBICUÍ

USO DE IMAGENS TM LANDSAT 5 PARA ANÁLISE DO ALBEDO E SALDO DE RADIAÇÃO NA BACIA HIDROGRÁFICA DO CAMARAGIBE: DESTAQUE PARA SÃO LUIZ DO QUITUNDE-AL

Incerteza local e incerteza espacial SIMULAÇÃO

ARTIGO COM APRESENTAÇÃO BANNER - MONITORAMENTO AMBIENTAL

LABORATÓRIO 1 MODELAGEM DA BASE DE DADOS

6 Procedimento experimental

UNICAP Universidade Católica de Pernambuco Laboratório de Topografia de UNICAP - LABTOP Topografia 2. Sensoriamento Remoto.

¹ Estudante de Geografia na Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), estagiária na Embrapa Informática Agropecuária (Campinas, SP).

Transcrição:

2 Trabalhos anteriores Este capítulo apresenta algumas metodologias e sistemas de classificação de imagens de sensoriamento remoto, incluindo as iniciativas baseadas em conhecimento e, em particular, métodos voltados à análise de imagens multitemporais. 2.1. Classificação a partir de imagens de sensores remotos Um dos principais pré-requisitos para a gestão eficiente do uso do solo é a existência de informação sobre seus padrões de cobertura e as modificações que ele sofre ao longo do tempo. Esta informação é importante e necessária a governantes e legisladores, de forma a planejar e determinar uma política para a melhor utilização da terra, projetar o transporte e a demanda de serviço público, identificando os pontos e as áreas potenciais para o desenvolvimento territorial no futuro. (Anderson, 1976) Por outro lado, as contínuas melhorias das características dos sensores orbitais têm aumentado a importância do sensoriamento remoto para aplicações reais, como mapeamento, agricultura, reflorestamento, extração de óleo e mineral, monitoração do meio-ambiente e prognóstico de desastres naturais (Melgani, 2003). Neste sentido, é cada vez maior o interesse no desenvolvimento de novos métodos e aplicações baseados em sensoriamento remoto para fins de planejamento e projeto de diferentes setores da sociedade nos últimos anos. É o caso, por exemplo, de Zhang et al. (2001), que investiga as implicações das queimadas no padrão de vegetação das savanas tropicais australianas, utilizando imagens Landsat/TM e medidas ecológicas em sistemas de informação geográfica (SIG). O método emprega a classificação espectral não-supervisionada baseada em pixel, com o algoritmo ISODATA em conjunto com seleção manual,

18 gerando as classes espectrais de maneira a produzir uma imagem binária que indica áreas potencialmente afetadas pelo fogo. Os resultados obtidos, com taxa de acerto pouco acima de 90%, indicam que o maior impacto das queimadas ocorre na metade da estação de seca. Lee (2003) busca analisar seqüências de imagens de alta resolução nas quais se observa variabilidade sazonal. Sua proposta envolve um procedimento de cálculo de componentes harmônicas (seno e co-seno) para a seqüência de imagens, modelando a intensidade de pixel como um processo harmônico de acordo com as componentes determinadas. As harmônicas calculadas são então utilizadas numa classificação usando aglomeração hierárquica multi-estágio, baseada na máxima verossimilhança. Este tipo de classificação multi-estágio é também utilizado por Chen et al (2004) que propõe um método para a monitoração de áreas de solo exposto, que são uma fonte relevante das tempestades de areia ocorridas no norte da China, o que acarreta graves problemas econômicos, sociais e ambientais para aquela região. São utilizadas cinco imagens Landsat de datas diferentes, empregando o índice de vegetação por diferença normalizada (IVDN), e também outro definido como índice de solo exposto (BI do inglês bare soil index). Os resultados do estudo revelam que o método proporciona uma ferramenta eficaz de análise da variação sazonal e inter-anual das áreas de solo exposto e mostra que elas aumentaram ao longo do tempo, o que pode ter ocasionado a ampliação da magnitude das tempestades de areia. Já o trabalho de Xu (2004) apresenta um método de sinergia entre imagens Radarsat SAR e Landsat ETM, com fins de monitoração da estrutura agrícola na China. A classificação utiliza técnicas oriundas da teoria dos conjuntos nebulosos para construir as regras de decisão para a aglomeração de classes. O método é baseado em objetos, ou seja, ao invés de classificar pixels individualmente, classificam-se segmentos. A superioridade da classificação baseada em objetos em relação à classificação por pixel tem sido advogada por um número crescente de pesquisadores atualmente, como por exemplo, em Darwish (2003), Niemeyer (2001) e Esch (2003). Os resultados obtidos mostram que a combinação dos dois tipos de imagem produz acurácia elevada quando se utiliza classificação baseada em objetos.

19 2.2. Classificação baseada em conhecimento Conforme mencionado na seção anterior, o desenvolvimento e a melhoria da qualidade dos sensores remotos implicam no aumento da necessidade de técnicas eficientes de análise deste tipo de dados. Neste sentido, têm sido muito exploradas, recentemente, as técnicas baseadas em conhecimento (Matsuyama, 1990; Liedtke, 1997; Bückner, 2001; Müller, 2003), que buscam modelar, por computador, o conhecimento que um especialista ou foto-intérprete utiliza na interpretação visual de imagens de sensores remotos. O objetivo destes sistemas é traduzir, num conjunto de ações automáticas, a lógica de raciocínio do fotointérprete. Matsuyama (1990) desenvolveu o sistema SIGMA de controle hierárquico para reconhecer objetos de imagens aéreas utilizando a informação em múltiplos níveis de detalhes, dividido em: características primitivas, seleção dos objetos, reconhecimento e interface com usuário. Outro sistema com estrutura hierárquica análoga é o AIDA (Automatic Image Data Analyser), apresentado por Liedtke (1997). Nele se utilizam redes semânticas para representação explícita do conhecimento prévio dos objetos presentes na imagem, as quais detêm propriedades e relações dos diferentes nós. A informação proveniente de uma base de dados de SIG é empregada em uma interpretação parcial de maneira a produzir regras de inferência para a interpretação dos objetos. O sistema proposto vale-se da base de conhecimento para atribuir significado às primitivas de imagem, gerando assim uma descrição simbólica da cena. O modelo foi empregado na classificação de imagens multitemporais adquiridas por múltiplos sensores (Growe, 1999). Uma generalização do sistema acima citado foi proposta pouco depois (Bückner, 2001; Liedtke, 2001), intitulando-se GeoAIDA. Este novo sistema faculta o uso de operadores holísticos em todos os níveis da rede semântica, aumentando assim o grau de liberdade relativo à sua hierarquia de níveis. Desta forma é possível extrair regiões de imagem de maneira abstrata sem a necessidade de executar o reconhecimento detalhado dos componentes destas regiões. Este sistema é capaz de incorporar os operadores holísticos aos nós da rede, tratando a

20 imagem de forma estrutural nos casos em que estes operadores sejam impossibilitados de atuar. O sistema é flexível à classificação de imagens multisensores, por sua capacidade de controle holístico e simultânea análise estrutural. A principal vantagem destes métodos é a redução do tempo gasto na interpretação do conhecimento, que envolve pesada carga computacional. O sistema GeoAIDA é aplicado no trabalho de Müller et al. (2003) para a interpretação de imagens de satélite SPOT 3 XS, adquiridas para uma área da cidade de Teresópolis, no estado do Rio de Janeiro, utilizando as bandas 1, 2 e 3. A base de conhecimento da cena, empregada pelo sistema GeoAIDA, foi fornecida por um foto-intérprete, o qual também produziu a interpretação visual utilizada como referência nos experimentos produzidos. O esquema proposto indica que muitas vezes as dúvidas surgidas na interpretação visual pelo fotointérprete são sanadas com a visita em campo, o que não pode ser reproduzido num sistema automático. Ainda assim, os resultados obtidos demonstram o potencial dos modelos baseados em conhecimento para a interpretação de imagens de satélite de baixa resolução. 2.3. Classificação baseada em conhecimento multitemporal A análise de seqüências temporais de imagens de sensoriamento remoto pode extrair informação de excelente qualidade e em grande quantidade, para determinada área geográfica em que se tenha interesse. A integração da dimensão temporal em um esquema de classificação permite aperfeiçoar expressivamente seus resultados, em termos de acurácia e confiabilidade (Melgani, 2003). Por conseqüência, é natural que este tipo de classificação baseada em conhecimento tenha ganhado vulto nos últimos anos. Em O Hara (2003) é apresentado um método de classificação de uso e cobertura do solo para áreas urbanas, baseado em informação multitemporal sazonal das épocas de outono e primavera. A classificação é feita em duas etapas. A primeira, não-supervisionada, com o método ISODATA para a aglomeração de classes, permite derivar regras de decisão para a classificação da segunda etapa, utilizando também a inspeção visual. Então é feita a classificação supervisionada

21 baseada na máxima verossimilhança, a partir das assinaturas espectrais obtidas na primeira etapa. Melgani (2003) faz uso do método de Campo Aleatório de Markov (CAM) para a integração de informação temporal e contextual na classificação das imagens. Os parâmetros do CAM são determinados com base no conceito de mínima perturbação, implementado com a técnica da pseudo-inversa para a minimização da soma do erro quadrático. A proposta apresentada emprega informação temporal bidirecional, e desta forma obtém melhor desempenho de classificação, comparado ao do classificador de informação unidirecional. Em (Pakzad, 2003), é apresentado um procedimento para a interpretação multitemporal de imagens LANDSAT TM para a região da bacia de Taquari, no estado do Mato Grosso do Sul. A modelagem da informação multitemporal se dá com base nas possibilidades de transição de classes. As limitações de possibilidades de transição são derivadas de condicionantes biológicos e restrições de lei. O método proposto reduz o espaço de busca, e conseqüentemente, os erros de classificação. A mesma área geográfica é alvo da pesquisa apresentada por Mota (2004), na qual é proposto um modelo de classificação baseada em conhecimento para imagens de satélite Landsat-7 ETM. O modelo busca reproduzir o raciocínio do foto-intérprete no que concerne a diferentes tipos de informação: espectral, contextual e multitemporal. Os resultados são promissores e indicam a possibilidade de aumento da produtividade na interpretação de imagens, com o uso de métodos automáticos. Em Campos (2005) é apresentada uma metodologia de classificação para imagens de satélite Landsat-5 TM, que combina informação espectral e multitemporal utilizando técnicas oriundas da teoria dos conjuntos nebulosos. O método se baseia nas possibilidades de transição de classes estimadas a partir de dados históricos da área da cidade do Rio de Janeiro, utilizando algoritmos genéticos. Os resultados mostram um importante ganho de desempenho da classificação em relação à classificação puramente espectral.