Processamento Digital de Imagens

Apresentação em tema: "Processamento Digital de Imagens"— Transcrição da apresentação:

1 Processamento Digital de Imagens
Correção Geométrica Registro Correção Radiométrica Correção Atmosférica

2 Integração com Sensoriamento Remoto
Sensoriamento Remoto representa uma fonte única de informação atualizada para um SIG. A união da tecnologia e dos conceitos e teorias de Sensoriamento Remoto e SIG possibilita a criação de sistemas de informação mais ricos e sofisticados.

3 Qual a posição do objeto na superfície da terra?

4 Correção geométrica de imagens
Importância eliminação de distorções sistemáticas estudos multi-temporais integração de dados em SIG Requerimentos conhecimento das distorções existentes escolha do modelo matemático adequado avaliação e validação de resultados

5 Correção geométrica de imagens
Fontes de distorções geométricas (MSS, TM, HRV, AVHRR) rotação da Terra (skew) distorções panorâmicas (compressão) curvatura da Terra (compressão) arrastamento da imagem durante uma varredura variações de altitude, atitude e velocidade do satélite

6 Efeitos de distorções geométricas

7 Correção geométrica de imagens
Transformação geométrica modelo de correções independentes modelo fotogramétrico modelo polinomial (registro de imagens) Mapeamento inverso Reamostragem (interpolação) vizinho mais próximo bilinear convolução cúbica

8 Transformação Geométrica (T)
Modelo de correções independentes distorções sistemáticas são corrigidas de forma independente cálculo (l,p)  (,) não é factível Modelo fotogramétrico usa o princípio das equações de colinearidade considera a interdependência das distorções cálculo (l,p)  (,) é factível Modelo polinomial (registro de imagens) cálculo (l,p)  (,) através de pontos de controle

9 Transformações geométricas
identidade escala rotação rotação residual quebra do paralelismo

10 Transformações geométricas (modelos)
Ortogonal - 3 parâmetros 1 rotação (), 2 translações (x, y) Similaridade - 4 parâmetros 1 rotação (), 2 translações (x, y), 1 escala () Afim ortogonal - 5 parâmetros 1 rotação (), 2 translações (x, y), 2 escala (x, y ) Afinidade - 6 parâmetros 1rotação, rotação residual, 2 escalas, 2 translações Polinomiais -  6 parâmetros

11 Modelos Afim ortogonal: Polinômio de grau m:

12 Mapeamento Inverso (T-1)

13 Reamostragem (interpolação)
Vizinho mais próximo Bilinear Convolução cúbica

14 Interpolação VMP Efeito de blocos Processamento rápido
Não cria novos valores de NC (mantém estatísticas da imagem)

15 Interpolação Bilinear
O valor obtido pela média ponderada dos NCs dos pontos E e F é transferido para a posição X Efeito de suavização devido a operação de média

16 Interpolação Cúbica Computacionalmente mais caro
Introduz novos valores de NCs (altera parâmetros estatísticos) Produz imagem com aparência mais natural

17 Efeitos da Interpolação
C. Cúbica Bilinear VMP 1/2X 2X

18 Processamento Digital de Imagens
Registro

19 Registro de Imagens TM (09/09/90) TM (18/07/94) Registro

20 Qual o Problema? Identificar a transformação espacial T que modela a distorção entre as imagens

21 Área de Sensoriamento Remoto
Registro manual é o mais utilizado Existem vários algoritmos de registro automático (aplicações específicas) Lançamento de sistemas de alta resolução, multi-bandas e multi-sensores demandam técnicas de registro mais precisas e eficientes (rápidas)

22 Procedimentos para o Registro
Seleção de feições Obtenção de pontos de controle Escolha da função de transformação Similaridade Afim (polinômio de grau 1) Polinômios Interpolação

23 Registro manual: Identicação de pontos de controle
Mínimo de pontos de controle: (N+1)(N+2)/2 3 para 1o grau e 6 para 2o grau

24 Distribuição dos Pontos de Controle

25 Registro automático de Imagens
Baseado em área Baseado em feições

26 Registro baseado em área
Imagem de referência Imagem de ajuste

27 Registro baseado em feições
Referência: Landsat-TM Ajuste: SPOT

28 Processamento Digital de Imagens
Correção radiométrica

29 Correção radiométrica
Correção atmosférica Redução de ruídos Calibração de detetores Restauração

30 Trajetória da Energia Radiante

31 Correção Atmosférica Modelagem dos processos de espalhamento e absorção da atmosfera modelo complexo dados auxiliares (visibilidade e umidade relativa) nem sempre disponíveis Aproximações algumas hipóteses são realizadas O efeito atmosférico aumenta inversamente com o comprimento de onda

32 Correção Atmosférica Selecionar regiões na imagem com reflectância nula (por exemplo, água) Estimar o NC médio desta região Subtração deste NC de todos os NCs da imagem

33 Correção Atmosférica – Comparação entre imagens originais e imagens com correção atmosférica (banda 1 - TM) utilizando o método de Chavez Jr (1988). 24/09/1989 03/03/1990

34 Restauração Corrige as distorções radiométricas inseridas pelo sensor no processo de geração da imagem (borramento) Os filtros de restauração são específicos para cada sensor e banda espectral objetivo: reduzir o efeito de borramento sensor Filtro de restauração cena Imagem digital corrigida 1 1 f (ciclos/pixels) f (ciclos/pixels)

35 Restauração Imagem restaurada Imagem CBERS simulada
EIFOVx= 38,9 m EIFOVy= 34,44 m Imagem CBERS simulada EIFOVx= 68,25 m EIFOVy= 71,5 m

36 TM-5 restaurada R(4)G(5)B(3)