José Alberto Quintanilha jaquinta@usp.br Mariana Giannotti mariana.giannotti@usp.br
Estrutura da Aula Momento Satélite (Apresentação de um novo satélite a cada aula) O que é uma imagem de satélite? O histograma das imagens Introdução ao Processamento Digital de Imagens Correção Geométrica Registro
Bibliografia CRÓSTA, A. P. Processamento digital de imagens de sensoriamento remoto. Edição revisada. Campinas. IG/UNICAMP, 1993. NOVO, E. M. L. M. Sensoriamento remoto - princípios e aplicações. Editora Edgar Blücher, 1989, 308p.
Sensoriamento Remoto World View 4 Fonte: http://www.sensorsandsystems.com
Sensoriamento Remoto 5 Fonte: http://www.sensorsandsystems.com
Pontos mais importantes da aula passada 4 componentes do sistema de aquisição de dados do sensoriamento remoto: fonte de REM, atmosfera, alvo, sensor/plataforma Partes do espectro eletromagnético (visível, IV <p,m,d/t> <laser>, microondas <radar> ), assinatura espectral (alvo + REM), janela atmosférica (atmosfera + REM) Imagem Digital: SR x Google 4 resoluções: espacial, espectral, radiométrica e temporal.
Conceituação básica Elementos fundamentais Energia eletromagnética (B) Fonte ( A ),( D ) Sol ou fonte eletrônica Objeto ( C ) Sensor ( D ) Objetivo Detectar a interação entre a radiação eletromagnética (REM) e os objetos na Terra Obter uma imagem Fonte: LGP / EPUSP
Assinatura Espectral 1 2 3 SPOT Pan 4 1 2 3 4 IKONOS Pan 1 2 3 5 - Pan 4 CBERS CCD % 60 1 2 3 4 LANDSAT TM / EM+ 5 7 8 - Pan - ETM+ 50 Solo Reflectância 40 30 20 Vegetação 10 Água 8 0 0,4 Azul 0,6 Verde Vermelho Visível 0,8 1,0 Infra-vermelho próximo 1,2 1,4 1,6 Comprimento de onda 1,8 Infra-vermelho médio 2,0 2,2 2,4 2,6 m Fonte: INPE
Introdução O que é uma Imagem Digital? O que caracteriza uma Imagem? Para que serve o Processamento Digital de Imagens?
O que é uma Imagem Digital? O que caracteriza uma Imagem? Para que serve o Processamento Digital de Imagens? Introdução Matriz tridimensional x e y : coordenadas, Z: valor da radiância Resoluções: Espacial Espectral Radiométrica Temporal Extrair infos da imagem
Imagem
Imagem Digital de Sensoriamento Remoto Fonte:
Processamento Digital de Imagens Facilitar a identificação e a extração de informações contidas na imagem. Reconhecer objetos e padrões.
Processamento Digital de Imagens O sistema visual humano possui notável capacidade de reconhecer padrões, mas as imagens apresentam: Grande volume de informações Degradações e distorções inerentes ao processo de aquisição e transmissão
Processamento Digital de Imagens Técnicas de Processamento de Imagens (imagens de satélite ou sensores remotos, tomografia, ressonância magnética...). Imagens de S.R.: imagens de radar, imagens pancromáticas, imagens multi ou hiperespectrais (adquiridas em diferentes porções do espectro).
Imagens de Satélite 45 50 56 32 Vetor padrão do pixel (1,1) 45 50 1 2 3 4 56 32 Fonte: LGP / EPUSP
CORES Fonte: Caderno INPE
Realce de cores cores em números G cian (0,1,1) B (0,0,1) Magenta (1,0,1) R (1,0,0) A percepção da cor está relacionada com a composição do comprimento de onda da luz que atinge os olhos Diferentes comprimentos de onda podem ser misturados (sistema de cores aditivo) formando diferentes cores
Realce de cores Composição cor natural R - banda 3 G - banda 2 B - banda 1
Realce de cores Composição falsa cor R - banda 5 G - banda 4 B - banda 3
Realce de cores Composição falsa cor R - banda 4 G - banda 5 B - banda 3
Realce de Contraste OBJETIVOS: Melhorar a qualidade visual das imagens Enfatizar alguma característica de interesse para uma aplicação específica Operação Pontual
Realce de Contraste Histograma N o DE PIXELS NÍVEL DE CINZA Fonte: Crosta, 1993 Amplitude observada no eixo dos níveis de cinza é proporcional ao contraste
Realce de Contraste Histograma Fonte: Crosta, 1993
Realce de Contraste Histograma Fonte: Crosta, 1993
Realce de Contraste Contraste
Pré-processamentos Correção Geométrica Quais as distorções existentes na imagem? Translação Rotação Escala Correção Geométrica: transformação nas propriedades de escala e projeção.
Pré-processamentos Correção Geométrica Distorções passíveis de correção (não sistemáticas): Rotação da Terra Instabilidade da Plataforma Variação na altitude Variação na velocidade Variação nos três eixos de rotação do satélite (roll, pitch, yaw)
Pré-processamentos Correção Geométrica Rotação da Terra Variação de altitude Variação do pitch Velocidade da plataforma Variação do roll Variação do yaw Fonte: Crosta, 1993
Pré-processamentos Correção Geométrica Correção geométrica: conversão do sistema de coordenadas das imagens (originais) para um sistema de projeção de mapas padrão. Permite Localização exata na imagem Exportar imagens para um SIG
Processamento Digital de Imagens Correção Geométrica Transformação baseada no modelo de geometria orbital Transformação baseada em pontos de controle no terreno
Pré-processamentos Correção Geométrica Baseada em Pontos de Controle Imagem GPS Imagem Imagem Mapa (Carta Topográfica) Imagem Arquivo Vetorial
Pré-processamentos Correção Geométrica Pontos de controle Distribuição dos PC s Número de PC s Avaliação dos erros
Pré-processamentos Correção Geométrica
Pré-processamentos Correção Geométrica Vizinho mais próximo Reamostragem por Interpolação: Convolução cúbica (ajuste de superfície polinomial de terceiro grau à região circundando o pixel a ser reamostrado).
Pré-processamentos Correção Geométrica x Registro Correção Geométrica: transformação para que assuma propriedades de escala e projeção. Registro: ajuste do sistema de coordenadas de uma imagem ao sistema equivalente em outra.
Pré-processamentos Registro Para que registrar a imagem? Análise multitemporal Imagens de diferentes sensores Trabalhar com estereoscopia Fazer um mosaico Integrar à uma base de dados em SIG
Pré-processamentos Correção Radiométrica Eliminação de ruídos (vizinhos) Restauração (parâmetros do sensor) Correção Atmosférica (subtração DN)
ATENÇÃO Não mudem a configuração dos computadores Diretório: E:/PTR3311/T3MINAS/SR1 E:/PTR3312/SR1 E:/PTR3311/T1_7h30/SR1 E:/PTR3311/T2_9h20/SR1