Sensoriamento Remoto e Processamento Digital de Imagens

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

1 Sensoriamento Remoto e Processamento Digital de Imagens

2 Exemplo – ação do homem no espaço

3 Exemplo – desmatamento
Desflorestamento 2002/2003 Desflorestamento até 2002 Fonte: INPE PRODES Digital, 2004.

4 Exemplo – estudos geológicos
Litologias Realçadas

5 Exemplo – estudos climáticos

6 Exemplo – agricultura e uso do solo

7 O tripé do Sensoriamento Remoto
A fonte emite a radiação; A radiação incide e reflete no alvo, tendo suas propriedades modificadas; O sensor capta a radiação com as estas modificações; As modificações variam de acordo com características do alvo, permitindo diferenciá-los. Fonte Radiação Eletromagnética Sensor Alvo

8 Sensores Imageadores Os sensores remotos geram representações digitais de suas medições; A representação pictórica (imagem) é muito utilizada na representação geográfica destes resultados – esses sensores são denominado imageadores;

9 Visão Sistêmica Fonte Sensor Dados REM parte Brutos refletida e
absorvida Imagem Final Tratamento do dado bruto

10 Aquisição satélite avião campo

11 Diferentes tipos de imageamento
Imagem Óptica (TM / LANDSAT) Composição Colorida 5R-4G-3B Imagem de Radar (JERS-1) Banda L GHz

12 Características da Imagem Digital no Sensoriamento Remoto
É uma representação matricial (pixels); Cada pixel apresenta a energia captada numa faixa do espectro da REM; Apresenta quatro resoluções: Espacial; Temporal; Radiométrica; Espectral;

13 Resolução Espacial Habilidade de distinguir espacialmente um alvo do outro – nível de detalhe; Em outras palavras, tamanho (métrico) da superfície relacionada a cada medição de energia refletida; Na prática: tamanho do pixel da imagem;

14 Resolução Espacial

15 Resolução Espacial 1 2 4 6 8 12 20 25 30 50 100 x 60 pixels

16 Capitólio - Washington DC
Resolução Espacial Capitólio - Washington DC 1 metro IKONOS 5 metros IRS 10 metros SPOT-PAN 20 metros SPOT-XS 30 metros LANDSAT-TM

17 Resolução Radiométrica
Capacidade de distinguir variações na intensidade de energia refletida; Maior a precisão radiométrica, melhor sensibilidade a variações de intensidade – precisão na assinatura espectral dos corpos;

18 Assinatura Espectral Em cada frequência um corpo pode refletir mais ou menos REM; Desta forma, podemos montar um gráfico intensidade de reflexão X frequência ou comprimento de onda; Esse gráfico damos o nome de Assinatura Espectral daquele corpo.

19 Assinatura Espectral As assinaturas espectrais diferentes nos permitem diferenciar os corpos.

20 Exemplo de imagem – mais claro, mais radiação refletida
Vale do Paraíba: Viaduto sobre a Rodovia Presidente Dutra Infravermelho termal (SISIMI) Concreto Asfalto

21 Precisão Radiométrica x Assinatura Espectral – 1 bit
Nível 1 Nível 0

22 Precisão Radiométrica x Assinatura Espectral – 2 bits
Nível 11 Nível 10 Nível 01 Nível 00

23 Resolução Radiométrica
Comumente atribuímos níveis de cinza os valores digitais – valores graduados de cinza, onde zero é preto e o maior valor é o branco; Todavia, podemos inverter esta ordem ou também atribuir outras rampas de cores;

24 Diferentes Resoluções Radiométricas
256 níveis 2 níveis 4 níveis

25 Resolução Espectral Os sensores imageiam faixas do espectro – na REM são faixas de comprimento de onda; Cada faixa gera uma imagem, também chamada de banda; Quanto mais bandas, maior a capacidade de identificação dos alvos pela assinatura espectral; A banda armazena o valor médio da REM captada na faixa de frequências.

26 Imagens compostas com diferentes faixas do espectro
Visível Infravermelho

27 Exemplo de resolução espectral
Banda 1 Banda 2 Banda 3 Banda 4

28 Resolução Espectral diferentes em uma mesma faixa de frequência

29 Resolução Radiométrica - nomenclaturas
Chama-se de sensor multiespectral aquele que gera mais de uma banda; Chama-se sensor pancromático aquele que capta uma única banda e esta banda abrange boa parte do espectro visível da REM; Chama-se sensor hiperespectral o multiespectral que geral muitas bandas.

30 Resolução Radiométrica - exemplos
Ilustração das bandas espectrais do sensor TM-LANDAST com 7 bandas : Banda 1- região azul do espectro eletromagnético Banda 2- região verde do espectro eletromagnético Banda 3- região do vermelho Banda 4- região do infravermelho próximo Banda 5- região do infravermelho médio Banda 6- região do infravermelho termal Banda 7- região do infravermelho médio AVIRIS bandas – hiperespectral – muitas bandas...

31 Resolução Radiométrica - exemplo
Sensor TM do Landsat 5 – 7 bandas - multiespectral TM-1 TM-2 TM-3 TM-4 TM-6 TM-7

32 Resolução Temporal É o tempo que o sistema de sensores remotos leva para revisitar um mesmo local – o menor tempo para adquirir duas imagens do mesmo local; Pertinente para eventos/fenômenos dinâmicos, exemplos: Incêndios e eventos climáticos – alterações em horas ou minutos; Crescimento urbano – alterações substanciais em meses ou ano;

33 Resolução Temporal – a vegetação muda sua assinatura espectral pela época do ano
LANDSAT 7-TM: dias CBERS-CCD: dias

34 Considerações Finais Um satélite pode carregar mais de um sensor;
Na prática, aumentar uma das resoluções no projeto de construção do sensor, é prejudicar outra, exemplos: - Espectral x Espacial; - Temporal x Espacial; - Radiométrica x Espectral;

35 Alguns Sensores LANDSAT – TM SPOT - HRV NOAA - AVHRR
LANDSAT – TM SPOT - HRV NOAA - AVHRR Freqüência da aquisição de imagens 16 dias 26 dias 2 vezes ao dia Resolução espacial 30 m 120 m (Banda6) 20 m (Banda1 a 3) 10 m (Pan) 1.1 Km (nominal) Resolução radiométrica 8 bits 8 bits (1-3) 6 bits (Pan) Resolução espectral bandas espectrais (micrômetros) Banda Banda Banda Banda Banda Banda Banda Banda Banda Banda Pan Banda Banda Banda Banda Banda

36 O relevo da Terra não é uniforme e não conhecido pelo sensor;
Considerações A imagem é plana, o datum planimétrico é elipsoidal – análogo a projeção cartográfica; O relevo da Terra não é uniforme e não conhecido pelo sensor; Há erros sistemáticos quanto o sensor e satélite; A mitigação desses problemas se dá no processo de ortorretificação;

37 Obrigado – Perguntas? José Augusto Sapienza Ramos