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: 3 2 1 REFERÊNCIA: CADA COR REPRESENTA UM TIPO DIFERENTE DE ROCHA PRESENTE NA CENA. 1
PROCURA DE ALVOS GEOLÓGICOS POR COMPOSIÇÕES DE BANDAS: 3 2 1 5 4 7 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
ATRAVÉS DA COMPOSIÇÃO DE BANDAS ORIGINAIS: 3 2 1 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
(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) 50 30 10 10 30 50 50 30 10 10 30 50 (VERM) 50 30 10 10 30 50 Iluminação Sombra Iluminação 50 30 10 10 30 50 (IVP) (VERM) Divisão (ELIMINAÇÃO EFEITO SOMBRA) B1 B2 4
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
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
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