I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

Uso do QGIS no Processamento Digital de Imagens de Sensoriamento Remoto Jorge Santos jorgepsantos@outlook.com www.processamentodigital.com.br

QGIS 2.6 Dicas, tutoriais e tudo sobre o SIG Podem ser encontradas no site I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

ANÁLISE DOS DADOS Representação dos Dados Matriciais Transformação dos Dados em Informação I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

ANÁLISE DOS DADOS Representação dos Dados em Geoprocessamento FONTE DOS DADOS Fonte de Dados do tipo Vetorial Fonte de Dados do tipo Raster I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

ANÁLISE DOS DADOS Representação Raster: A Matriz I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

ANÁLISE DOS DADOS Coluna Representação Raster: A Matriz Linha Célula ou Pixel Matriz = Raster Logo, qualquer imagem é uma matriz, ou seja, uma estrutura de dados formada por linhas e colunas. Raster = Imagem Resolução Espacial: Tamanho do Pixel na Imagem. I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

ANÁLISE DOS DADOS Matriz de Altimetria (Elevação) SRTM TOPODATA 5400 LINHAS / 3600 COLUNAS SRTM EMBRAPA 1800 LINHAS / 1200 COLUNAS http://www.webmapit.com.br/inpe/topodata/ http://www.relevobr.cnpm.embrapa.br/download/index.htm I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

ANÁLISE DOS DADOS Matriz de Altimetria (Elevação) SRTM TOPODATA PIXEL EM GRAUS: 0.000277778 x 0.000277778 PIXEL EM METROS: 30 x 30 SRTM EMBRAPA PIXEL EM GRAUS: 0.000833333 x 0.000833333 PIXEL EM METROS: 90 x 90 I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

ANÁLISE DOS DADOS Matriz de Altimetria (Elevação) TAMANHO DO PIXEL 3X MENOR EM RELAÇÃO AO SRTM EMBRAPA RESOLUÇÃO ESPACIAL DE 30M TAMANHO DO PIXEL 3X MAIOR EM RELAÇÃO AO SRTM TOPODATA RESOLUÇÃO ESPACIAL DE 90M I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

ANÁLISE DOS DADOS Matriz de Altimetria (Elevação) EXEMPLOS DE PRODUTOS QUE PODEM SER GERADOS Mapa de Declividade (Raster) Extração das Curvas de Nível (Vetor) Extração de Rede de Drenagem (Vetor) Mapa Hipsométrico (Raster) Delimitação de Bacias Hidrográficas (Vetor) I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

Processamento Digital de Imagens no SIG QGIS 2.6 Brighton ANÁLISE RASTER Processamento Digital de Imagens no SIG QGIS 2.6 Brighton I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

ANÁLISE RASTER Dados para demonstração: Imagens Topodata Parâmetros do SRTM Topodata Tipo de Raster: Contínuo (altimetria ou elevação) Datum Horizontal: Arbitrário (a ser definido pelo usuário) Profundidade de Bits Ponto Flutuante de 32 Bit Formato de Arquivo: GeoTIFF Resolução Espacial: 0.0002777778 arco de segundos (aprox. 30 m). I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

ANÁLISE RASTER Ajustes nas Imagens Topodata Datum sem definição Diferenças Radiométricas Dados em Ponto Flutuante 32 Bit I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

ANÁLISE RASTER Ajustes nas Imagens Topodata EXEMPLOS DE TÓPICOS QUE AUXILIAM NO PROCESSO Verificar a Área de Interesse; Confirmar o Sistema de Referência do trabalho; Verificar a Finalidade do Projeto; Checar se os dados já existem em acervo. I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

ANÁLISE RASTER Área de Interesse: Estado de Sergipe (seis cenas) I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

ANÁLISE RASTER Organização dos Processos 1 – Realizar o Mosaico de todos os Recortes para impedir a diferença radiométrica na imagem resultante; 2 – Fixar o Sistema de Referência do Mosaico criado; 3 – Modificar o Tipo de Dado para Inteiro Não Sinalizado 16 Bit; 4 – Reprojetar o Mosaico para o Sistema de Coordenadas Planas UTM; 5 – Recortar o Mosaico Topodata com a delimitação do Estado de Sergipe. I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

SRTM TOPODATA Tarefas do Processamento Digital de Imagens Calculadora Raster Calcular as Estatísticas I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

Download do SRTM Topodata Modelo de Elevação Processado pelo Inpe Download do DEM Topodata via Interface Web Para iniciar o processo de download do Topodata via Web, visite o endereço abaixo: http://www.webmapit.com.br/inpe/topodata/ I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

Download do SRTM Topodata Seleção de Recortes 1 – Clique sobre a folha desejada e selecione a opção Altitude. 2 – Faça o download das seis cenas Topodata que cobrem Sergipe. I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

Base Vetorial Formato Shapefile Estados, Municípios e Fusos do Brasil A base vetorial é uma referência para os dados do tipo raster. Download 255-255-232 192-232-255 I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

(Cell Size ou Pixel Size) Valores Mínimo e Máximo Análise dos Metadados Permite verificar informações técnicas do raster METADADO DESCRIÇÃO Sistema de Coordenada Pode ser Geográfico ou UTM. Investigue pelo Código EPSG. Tamanho do Pixel (Cell Size ou Pixel Size) É a Resolução Espacial da imagem. Essa informação é importante. Valores Mínimo e Máximo Indicam os valores mínimo e máximo que são armazenados no pixel do raster. Tipo de Dado (Data Type, Pixel Depth, Profundidade de Bits, Profundidade de Pixel) Sempre está associado à Resolução Radiométrica do raster. Os mais comuns são Unsigned Integer 8 Bit, Unsigned Integer 16 Bit e Float32. I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

Análise dos Metadados Local para consultar os Metadados no QGIS 1 – Clique com o botão direito sobre a imagem e acesse suas Propriedades. 2 – Na categoria Metadata, verifique os principais componentes do arquivo raster. I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

Fixar Projeção Configura ausência de informação espacial Define um Sistema de Referência para as imagens JANELA DE AVISO DO QGIS Configura ausência de informação espacial Imagens Topodata são distribuídas com ‘Datum Arbitrário.’ Verificar a referência do raster é o passo mais importante em todos os processos. I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

Fixar Projeção Meu Raster – Projeções – Deformar (Reprojeção) I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

Fixar Projeção Marque o Modo em lote e crie uma pasta de saída para armazenar as imagens corrigidas. Nos campos SRC Fonte e SRC Alvo, selecione o Sistema de Coordenadas Geográficas, Datum SIRGAS 2000 (EPSG:4674). I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

Fixar Projeção O Método de Reamostragem define o comportamento dos pixels. Para o SRTM, sempre selecione o Método de Reamostragem Bilinear. Clique no botão OK para executar o processo. I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

Fixar Projeção Imagens associadas ao Datum SIRGAS 2000 Lat/long I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

Mosaico de Imagens TIPOS DE MOSAICO NO QGIS Mosaico Padrão Construção de uma imagem a partir de múltiplas imagens. TIPOS DE MOSAICO NO QGIS Mosaico Padrão Mosaico Virtual Vamos utilizar Mosaico Padrão Para gerar o mosaico SRTM Topodata. I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

Mosaico de Imagens Menu Raster – Miscelânea – Juntar I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

Mosaico de Imagens Em Arquivos de Entrada, selecione as imagens. Em Arquivo de Saída, informe o nome de saída. Clique no botão OK para executar o processo. Dica: use as imagens ajustadas no processo anterior. I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

Mosaico de Imagens I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

Transformação Radiométrica Modifica o Tipo de Dado dos arquivos raster TIPO DE DADO DO SRTM TOPODATA Elevação representada em Ponto Flutuante 32 Bit Converter para Inteiro Não Sinalizado de 16 Bit I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

Transformação Radiométrica Gerar Polígono Envolvente Menu Vetor – Investigar – Polígono para Extensão da Camada I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

Transformação Radiométrica Gerar Polígono Envolvente I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

Transformação Radiométrica Conversão de Float32 para UInt16 Informe a Entrada e Saída I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

Transformação Radiométrica Conversão de Float32 para UInt16 Edite o comando GDAL ANTES gdal_translate -of Gtiff DEPOIS gdal_translate -of GTiff -ot UInt16 -co TFW=YES I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

Transformação Radiométrica O raster em 16 Bit foi gerado, porém, ao acessar suas Propriedades e associar o valor zero para a área NODATA, podemos perceber que o mosaico possui problemas de pixels valor zero. Dica: use a Álgebra de Mapas para remoção dos pixels zero. I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

Álgebra de Mapas Substituição dos Pixels Valor Zero 1 – Para o raster de elevação convertido em números inteiros, valores negativos não são considerados; 2 – O pixel valor zero pode ser substituído pelo valor mais próximo; 3 – A operação para substituir um determinado valor nos pixels do raster é realizada na Calculadora Raster; 4 – A matemática realizada na calculadora gera resultados em Float32. I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

FÓRMULA PARA SUBSTITUIR O VALOR 0 POR 1 Álgebra de Mapas Calculadora Raster FÓRMULA PARA SUBSTITUIR O VALOR 0 POR 1 ("Raster@1"=0)*1 + ("Raster@1"<0)*"Raster@1" + ("Raster@1">0)*"Raster@1" I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

Álgebra de Mapas Calculadora Raster Substitua na fórmula “Raster@1” Pelo nome do Raster “Mosaico_Sergipe16@1” I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

Álgebra de Mapas Calculadora Raster: Identificar Valores de Pixels I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

Transformação Radiométrica Nova Conversão de Float32 para UInt16 Atenção: A Calculadora Raster sempre gera dados em Float32, independente da operação de álgebra de mapas. Repita o procedimento para Transformação Radiométrica e gera um novo raster em Inteiro Não Sinalizado de 16 Bit. I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

Calcular as Estatísticas Recorte de Raster para visualizar o intervalo Em algumas situações, é preciso Calcular as Estatísticas para atualizar indicadores da imagem como Mínimo, Máximo, Média e Desvio Padrão. Um método simples para atualizar o raster com os valores das Estatísticas é realizar um recorte do raster. I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

Calcular as Estatísticas Menu Raster - Extração – Juntar (Cortador) O nome desse algoritmo é “Cortador” O recorte será realizado através de uma máscara (Polígono Envolvente). I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

Calcular as Estatísticas Informe a Entrada e a Saída; Marque a opção Nenhum Valor de Dado 0; Em Modo Clipping, selecione a máscara; Clique no botão OK. I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

Calcular as Estatísticas Consulte os Metadados e verifique os novos valores da estatística para a imagem. I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

Reprojeção de Raster Lat/Long para SIRGAS 2000 UTM 24 S Meu Raster – Projeções – Deformar (Reprojeção) I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

Reprojeção de Raster Informe a Entrada e a Saída; Marcar e selecionar o SRC Fonte; Marcar e selecionar o SRC Alvo; Para o Método de Reamostragem, selecione Bilinear para todos os produtos SRTM; Clique no botão OK. I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

Reprojeção de Raster Imagem reprojetada para SIRGAS 2000 UTM Zone 24 S I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

Recorte de Raster Delimitação do Estado de Sergipe A ferramenta para realização do recorte é a mesma vista para o procedimento de cálculo das estatísticas: o recorte com máscara. Um detalhe importante: Agora, o raster está na Projeção UTM. A máscara de recorte, que é a delimitação do estado de Sergipe, precisa estar projetada no mesmo sistema. I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

RESULTADO FINAL Cobertura do SRTM Topodata para o Estado de Sergipe I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

Considerações Finais Imagens são dados. Dados podem gerar informação. Informação gera conhecimento para fundamentar o planejamento e a tomada de decisão. Com uma comunidade crescente e ativa de usuários no Brasil e exterior, o QGIS se qualifica para desafios que antes pensavam-se ser incompatíveis com a lógica do software livre. Este é um esforço de todos que precisa ser aperfeiçoado a cada dia. I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

Uso do QGIS no Processamento Digital de Imagens de Sensoriamento Remoto Jorge Santos jorgepsantos@outlook.com www.processamentodigital.com.br

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ANEXOS Uso do QGIS no Processamento Digital de Imagens de Sensoriamento Remoto I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

BACIAS HIDROGRÁFICAS I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

BASE VETORIAL I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

METADADOS NO QGIS I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

MOSAICO DO SRTM TOPODATA I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

POLÍGONO ENVOLVENTE I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

MOSAICO COM PIXEL VALOR ZERO I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

MOSAICO COM PIXEL VALOR UM I Encontro Brasileiro de usuários QGIS

MOSAICO DO SRTM TOPODATA ESTADO DO SERGIPE I Encontro Brasileiro de usuários QGIS