Processamento Digital de Imagens

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

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 Bilinear C. Cúbica VMP 1/2X 2X

18. Registro Processamento Digital de Imagens

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. 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

22. 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

23. Distribuição dos Pontos de Controle

24. Baseado em área Baseado em feições Registro automático de Imagens

25. Registro baseado em área Imagem de referência Imagem de ajuste

26. Registro baseado em feições Referência: Landsat-TM Ajuste: SPOT

27. Correção radiométrica Processamento Digital de Imagens

28. Correção radiométrica • Correção atmosférica • Redução de ruídos • Calibração de detetores • Restauração

29. Trajetória da Energia Radiante

30. 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

31. 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

32. 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

33. Restauração Imagem corrigida Imagem digital Filtro de restauração cena sensor • 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 1 1 f (ciclos/pixels) f (ciclos/pixels)

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

35. TM-5 restaurada R(4)G(5)B(3)