Sensoriamento Remoto e Realce de Imagem

Apresentação em tema: "Sensoriamento Remoto e Realce de Imagem"— Transcrição da apresentação:

1 Sensoriamento Remoto e Realce de Imagem
Fundamentos de Sensoriamento Remoto - Realce de Imagem

2 Fundamentos de Sensoriamento Remoto
Definição clássica : conjunto de técnicas destinado à obtenção de informação sobre objetos, sem que haja contato físico com eles. As características das imagens dependem: fonte de iluminação propriedade e estado do objeto fatores ambientais (atmosfera) geometria de aquisição de dados configuração do sistema sensor

3 Componentes do Sistema de SR
Radiação Eletromagnética (REM) Elemento de ligação entre todos os componentes Fonte de REM Sol Terra Antenas Sensor instrumento capaz de coletar e registrar a REM refletida ou emitida Objeto ou alvo O elemento do qual se pretende extrair informações

4 Imagens - Aquisição de Informação
Radiação eletro-magnética

5 Energia Eletromagnética
O espectro eletromagnético cobre desde as ondas de rádio até os raios-gama Ondas de radio: baixas freqüências e grandes comprimentos de onda. As ondas eletromagnéticas nesta faixa são utilizadas para comunicação a longa distância, pois, além de serem pouco atenuadas pela atmosfera, são refletidas pela ionosfera, propiciando uma propagação de longo alcance. Microondas: situam-se na faixa de 1 mm a 30 cm ou 3 X 1011 a 3 X 109 Hz. Nesta faixa de comprimentos de onda podem-se construir dispositivos capazes de produzir feixes de radiação eletromagnética altamente concentrados, chamados radares. Pouca atenuação pela atmosfera, ou nuvens, propicia um excelente meio para uso de sensores de microondas em qualquer condição de tempo. Infravermelho: grande importância para o Sensoriamento Remoto. Engloba radiação com comprimentos de onda de 0,75 um a 1,0 mm. A radiação I.V. é facilmente absorvida pela maioria das substâncias (efeito de aquecimento). Visível: é definida como a radiação capaz de produzir a sensação de visão para o olho humano normal. Pequena variação de comprimento de onda (380 a 750 nm). Importante para o Sensoriamento Remoto, pois imagens obtidas nesta faixa, geralmente, apresentam excelente correlação com a experiência visual do intérprete. Ultravioleta: extensa faixa do espectro (10 nm a 400 nm). Películas fotográficas são mais sensíveis à radiação ultravioleta, que a luz visível. Uso para detecção de minerais por luminescência e poluição marinha. Forte atenuação atmosférica nesta faixa, se apresenta como um grande obstáculo na sua utilização. Raios X: Faixa de 1 Ao a 10 nm (1 Ao = m). São gerados, predominantemente, pela parada ou freamento de elétrons de alta energia. Por se constituir de fótons de alta energia, os raios-X são altamente penetrantes, sendo uma poderosa ferramenta em pesquisa sobre a estrutura da matéria. Raios- GAMA: são os raios mais penetrantes das emissões de substâncias radioativas. Não existe, em princípio, limite superior para a freqüência das radiações gama, embora ainda seja encontrada uma faixa superior de freqüência para a radiação conhecida como raios cósmicos

6 Comportamento Espectral de Alvos e Sensores

7 Bandas ETM - LANDSAT 7 1 2 3 4 5 6 7 8 30 m 60 m 15 m Características
Resolução espacial Faixa do espectro (um) Descrição Características 1 30 m Visível (B) penetração máxima na água, análise de vegetação e solo 2 Visível (G) vigor das plantas (pico de reflectância da vegetação sadia) 3 Visível (R) absorção de clorofila (discriminação de vegetação) 4 IR próximo biomassa de vegetação (identificação de culturas) e delineamento de corpos d’água 5 IR médio medidas de umidade da vegetação e solo. Diferença entre nuvem e neve 6 60 m IR termal temperatura; classificação de vegetação 7 recursos minerais (mapeamento hidrotermal) 8 15 m Pancromática melhor delinemento entre alvos em geral devido a melhor resolução.

8 Composição Colorida Composição R(4)G(5)B(3)
3 (0,63-0,69 m) (0,76-0,90m) (1,55-1,75 m) Infra-V próximo Visível (V) Infra-V médio Composição R(4)G(5)B(3) COMO MELHORAR A QUALIDADE VISUAL DE MINHA IMAGEM ?

9 Leitura de Pixel Conhecer como cada alvo responde em cada banda é importante ? A leitura de pixel informa o valor digital (nível de cinza) de um ponto em uma determinada posição de um ou mais planos de informação. Posição: w 45º 50” , s 15º 46” TM3 : 46 TM4: 2 TM5: 1 Valores em cada banda

10 Exercício 5 Leitura de pixel – informações dos níveis de cinza em cada ponto escolhido e na vizinhança de 3x3, 5x5, 7x7 ou 21x21.

11 Realce de Contraste Melhorar a qualidade visual da imagem
Contraste de uma imagem - intervalo de níveis de cinza assumidos pelos pontos da imagem Avaliação do contraste de uma imagem - histograma

12 Exemplos de imagens e seus histogramas
Baixo contraste => os níveis de cinza ocupam um pequeno intervalo de valores possíveis

13 Exemplos de imagens e seus histogramas
Alto contraste => os níveis de cinza ocupam quase todo o intervalo de valores possíveis

14 Realce de Contraste ENTRADA SAÍDA

15 Realce de Contraste Uma função y=f(x) mapeia os pixels com um valor x para um novo valor y O resultado depende da forma da função

16 Realce de contraste: Linear
ENTRADA define uma função de transferência linear maior a inclinação da reta  maior o realce SAÍDA imin imax

17 Raiz quadrada Realça as áreas escuras da imagem
ENTRADA Realça as áreas escuras da imagem Inclinação da reta decresce dos valores escuros para os claros SAÍDA

18 Quadrado Realça as áreas claras da imagem
ENTRADA Realça as áreas claras da imagem A inclinação da curva aumenta dos valores mais escuros para os mais claros SAÍDA

19 Logaritmo ENTRADA Realça as áreas escuras da imagem ( intervalo menor do que a raiz quadrada) SAÍDA

20 Negativo Função de mapeamento inverso
ENTRADA Função de mapeamento inverso Transforma áreas claras em escuras e vice-versa SAÍDA

21 Equalização de Histograma
ENTRADA O histograma da imagem de saída aproxima-se de um histograma uniforme SAÍDA

22 Fatiamento Associa cores a diferentes intervalos de valores
normal: o intervalo de cada faixa é de mesmo tamanho equidistribuídas: o número de pixels em cada faixa é constante arco-íris: cada valor de intensidade é mapeado para uma cor seguindo a sequência do arco-íris

23 Edição A função de transferência é definida livremente pelo usuário

24 Sistema de Cores Aditivo
A luz de diferentes comprimentos de ondas (R G B) pode ser misturada (sistema de cores aditivo) - diferentes cores

25 Representação das cores (cubo de cores RGB)
(0,0,0) (1,1,0) (1,0,0) (1,0,1) (0,1,0) (0,1,1) (0,0,1) (1,1,1) R G B Cian Tons de cinza Magenta Cada ponto dentro do cubo corresponde a uma tripla (1, 2, 3)  cor

26 Composição Falsa Cor TM 3 B TM 4 R TM 5 G

27 Exercício 6 e 7 6 - Realce de imagem monocromático – aplicar operação linear sobre os PI’s B3, B4 e B5. Salvar cada PI individualmente em monocromático. 7 - Realce de composição colorida – salvar como sintética