registro de carta topográfica
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- Correção geométrica de carta. Registro de Carta Topográfica. Registro – Correção Geométrica. Registro é uma das etapas da Correção Geométrica O que vem a ser Correção Geométrica? Primeiro pensar no processo de formação das imagens – distorções geométricas - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Registro de Carta Topográfica
- Correção geométrica de carta
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Registro – Correção Geométrica
Registro é uma das etapas da Correção Geométrica
O que vem a ser Correção Geométrica?– Primeiro pensar no processo de formação das imagens
– distorções geométricas Erros sistemáticos nas imagens – removidos no processo
de correção geométrica
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Correção Geométrica
Requerimentos para boa Correção Geométrica:– conhecimento das distorções existentes
Sistemáticas – fabricação do sensor e aquisição dos dados– Muitas são removidas na fase pré-processamento(curvatura e rotação da Terra, p. ex)
Não Sistemáticas – variações na altitude e atitude do satélite
– escolha do modelo matemático adequado– avaliação e validação de resultados
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Correção Geométrica
Requerimentos para boa Correção Geométrica:1. Conhecimento das distorções existentes
Sistemáticas – fabricação do sensor e aquisição dos dados– Muitas são removidas na fase pré-processamento(curvatura e rotação da Terra, p. ex)
Não Sistemáticas – variações na altitude e atitude do satélite
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Correção Geométrica - Efeitos das Distorções Geométricas
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.
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Correção Geométrica - Efeitos das Distorções Geométricas
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Correção geométrica – Transformação Geométrica
2. Definir a Técnica para tratar ou eliminar as distorções.
Estabelecer uma regra – modelo matemático que relaciona o endereço dos pontos da imagem (linhaxcoluna) com as respectivas posições no terreno (corrdenadas geográficas, p. ex). Definir a Transformação Geométrica que será adotada.
Em geral estas funções ou transformações geométricas são desconhecidas e uso mais recomendado e eficaz são os polinômios.
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Correção geométrica
• Para estabelcer qualquer relação matemática, no caso os polinomios – observações comuns entre os dois espaços (imagem e terreno):
• Pontos de Controle (PCs)
Um polinômio de primeiro grau possibilita tratar 6 distorções - 3 PCs, resolve-se o sistema
X = a1 * col + b1 * lin + c1
Y = a2 *col + b2 * lin + c2
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RESPONDA : Quantas transformações e quais são necessárias para corrigir o mapa da posição 1 para 2 ?
__ tranformações
_____________ _____________ _____________ _____________ _____________ _____________ _____________ _____________ _____________ _____________ _____________ _____________
1
Eixo X
Eix
o Y
2
Eixo X
Eix
o Y
(0, 0)
(500.000, 10.000.000)Proj. UTM / Sad 69
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RESPONDA : Quantas transformações e quais são necessárias para corrigir o mapa da posição 1 para 2 ?
__ tranformações
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1
Eixo X
Eix
o Y
2
Eixo X
Eix
o Y
(0, 0)
(500.000, 10.000.000)Proj. UTM / Sad 69
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RESPONDA : Quantas transformações e quais são necessárias para corrigir o mapa da posição 1 para 2 ?
__ tranformações
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1
Eixo X
Eix
o Y
2
Eixo X
Eix
o Y
(0, 0)
(500.000, 10.000.000)Proj. UTM / Sad 69
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RESPONDA : Quantas transformações e quais são necessárias para corrigir o mapa da posição 1 para 2 ?
__ tranformações
_____________ _____________ _____________ _____________ _____________ _____________ _____________ _____________ _____________ _____________ _____________ _____________
1
Eixo X
Eix
o Y
2
Eixo X
Eix
o Y
(0, 0)
(500.000, 10.000.000)Proj. UTM / Sad 69
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RESPONDA : Quantas transformações e quais são necessárias para corrigir o mapa da posição 1 para 2 ?
__ tranformações
_____________ _____________ _____________ _____________ _____________ _____________ _____________ _____________ _____________ _____________ _____________ _____________
1
Eixo X
Eix
o Y
Eixo X
Eix
o Y
(0, 0)
(500.000, 10.000.000)Proj. UTM / Sad 69
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OBS: Nota-se que ainda mantém-se o paralelismo entre os lados opostos.
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RESPONDA : Quantas transformações e quais são necessárias para corrigir o mapa da posição 1 para 2 ?
__ tranformações
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OBS: Quebra do paralelismo entre os lados opostos.
1
Eixo X
Eix
o Y
Eixo X
Eix
o Y
(0, 0)
(500.000, 10.000.000)Proj. UTM / Sad 69
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Transformações geométricas Ortogonal - 3 parâmetros
1 rotação, 2 translações
Similaridade - 4 parâmetros 1 rotação, 1 escala, 2 translações
Afim ortogonal - 5 parâmetros 1 rotação, 2 escalas, 2 translações
Afinidade - 6 parâmetros (Polinômio 1o grau) 1 rotação, 1 rotação residual, 2 escalas, 2 translações
Polinomiais - 6 parâmetros
SP
RIN
G
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Correção Geométrica Envolve 3 grandes etapas que envolvem as
considerações anteriores:
– Transformação Geométrica (T)– Mapeamento Inverso (T-1)– Reamostragem
Registro de Imagens O que é Registro (geo-referenciamento)? Transformação T
(Lin x Col)Imagem (X, Y) sistema referência
Identificar a transformação espacial T que modela a distorção entre os dados
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Registro
Passo 1: Definir qual a projeção cartográfica será usada para representar a superfície da Terra
Y
X
Lin xCol Lat x Long
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Importância dos Pontos de Controle
40 = a1 *0 + b1 * 0 + c1
100 = a2 *0 + b2 * 0 + c2
¤
20 = a1 * 0 + b1 * 2 + c1
45 = a2 * 0 + b2 * 2 + c2
80 = a1 * 2 + b1 * 2 + c1
30 = a2 * 2 + b2 * 2 + c2
X = a1 * col + b1 * lin + c1
Y = a2 *col + b2 * lin + c2T =
(0,0)
(2,2)
(2,0)
Referência
X
Y
¤
Determina-se os coeficientes - 1 rotação, 1 rotação residual, 2 escalas, 2 translações
T
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Registro – De onde surgem os pontos ?
¤
Ajuste
= (40,100)
= (20,45)
¤ = (80,30)
• Coleta em campo (GPS) – modo teclado
• Dados de carta topográfica – modo mesa
• Base de dados já corrida – PI’s no projeto do SPRING –
modo tela¤ (80,30)
X
Y (40,100)
(20,45)
¤ (80,30)
(40,100)
(20,45)
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Registro - Análise do Erro associado aos pontos de controle e aos pontos de teste…
X
Y
¤
4- Bom registro…
Erro Ptos Controle <= 0.5 pixel e
Erros Ptos Teste <= 0.5 pixel
1- Para os Pontos de Controle e de Teste: (lin,col) são conhecidos…além de (Xr,Yr)
Xc = a1 * col + b1 * lin + c1
Yc = a2 *col + b2 * lin + c2T =
3-Análise do erro dos Ptos
Feito p/ avaliar o Polinômio de transformação:
Xr – Xc = ErroX
Yr – Yc = ErroY
2- Coeficientes foram calculados a1,b1,c1 e a2,b2,c2
Mapeamento inverso (T-1)
Qual o valor do nível de cinza a ser importado ?
T-1 : (x,y) (col,lin)
Reamostragem (Vizinho Mais Próximo)
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Mapeamento inverso (T-1) Reamostragem (interpolação)
•Efeito de blocos
• Processamento rápido
• Não cria novos valores de NC (mantém estatísticas da imagem)
VPM - pega o NC mais próximo ao resultado do mapeamento inverso
Reamostragem (Vizinho Mais Próximo)
Reamostragem (Vizinho Mais Próximo)
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•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
•Altera a estatística da imagem
Bilinear
Mapeamento inverso (T-1) Reamostragem (interpolação)
Reamostragem (Bilinear)
Reamostragem (Bilinear)
Reamostragem (Bilinear)
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Registro – Procedimentos Gerais
1) Selecionar/Carregar Imagem
2) Se projeto não ativo ==> Definir Projeção
3) Criar/Adquirir Pontos de Controle (mesa - tela - teclado)
4) Selecionar pontos e a equação de mapeamento – grau do polinômio - Testar
5) Salvar Pontos com menor erro.
6) Importar SPG - Registra a imagem por reamostragem (Interpolação)
1) Vizinho mais próximo2) Bilinear (*)3) Convolução cúbica (não disponível no SPRING)
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Que formatos de imagens o SPRING 5.1.x trabalha ?
SPRING : todo dado matricial é armazenado no formato *.SPG (formato RAW com descritor - *.dsc)
Formatos de imagens a serem convertidos (Impima) ou importados para um projeto (Spring)
BSQ - nome arquivo (vold*.dat) BIL - nome arquivo (vold*.dat) Fat Format – Header.dat Tiff - nome arquivo, resolução (m) Raw - nome arquivo, resolução (m), LinXCol SITIM - nome arquivo (*.d) GRIB - nome de arquivo das versões anteriores a 5 GeoTiff - nome do arquivo georeferenciado SPG – arquivo raw do SPRING + descritor (*.dsc) JPEG – imagem com *.jgw ASCII-SPRING – arquivo texto com sintaxe
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Parâmetros de Saída (Cursor)
* Amostragem
Como criar um arquivo no formato SPG (imagem) para ser corrigido ?
Parâmetros de Entrada
- IMPIMA é um o aplicativo do SPRING utilizado para leitura de imagens em diversos formatos que serão armazenadas no formato SPG+DSC (com ou sem recorte) para posterior correção geométrica (registro).
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Como calcular a resolução (em metros) de um mapa ou imagem digitalizada ?
MAPA ou FOTO
Escala 1/K
H(cm)
L (cm)
Imagem TIFF doMAPA ou FOTO
Resolução: D(dpi)
Lin(n)
Col (n)
Digitalização
1- Cálculo das dimensões do H e L (cm) do mapa digitalizado. - Identifique o número de Col e Lin (n) do arquivo TIFF no IMPIMA ou outro programa disponível e use a relação. L (cm) = Col(n) x 2,54cm / D H (cm) = Lin(n) x 2,54cm / D2- Cálculo das dimensões do Ht e Lt no terreno (em metros) Lt (m) = L(cm) x K / 100 Ht (m) = H(cm) x K / 100
3- Cálculo da resolução espacial ResX e ResY (em metros) ResX (m) = Lt(m) / Col(n) ResY (m) = Ht(m) / Lin(n)
NOTA: Valores de ResX (m) e ResY (m) devem ser iguais para scannerscom resoluções iguais na horizontal e vertical.
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Exercício 2 (continuação)
Procedimentos iniciais - criar uma base de
referência.– PARTE B – Converter uma carta topográfica digitalizada em
scanner em um PI no SPRING.
2. Converter a imagem da carta de TIFF para SPG Cálculo do valor da resolução (metros) p/ o IMPIMA
3. Registrar e importar a imagem SPG Modo teclado
Detalhes
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Exercício 2
Exemplo para criar uma base de referência.– PARTE B – Converter uma carta topográfica digitalizada em scanner em um PI
no SPRING.
2. Converter a imagem da carta de TIFF para SPG Cálculo do valor da resolução (metros) p/ o IMPIMA
Mapa-Brasilia_25mil.tif Mapa-Brasilia_25mil.spg
Mapa-Brasilia_25mil.dsc
Detalhes
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Exercício 2
Exemplo para criar uma base de referência.– PARTE B – Converter uma carta topográfica digitalizada em scanner em um PI
no SPRING.
2. Converter a imagem da carta de TIFF para SPG Cálculo do valor da resolução (metros) p/ o IMPIMA
NOTA: a resolução utilizada no scanner foi 300 dpi e os valores de coluna e linha são 3495 e 2536 respectivamente. A escala do mapa impresso é 1:25.000.
Aplicando os valores acima nas relações da figura acima temos:1- L(cm) = 3495 x 2,54 / 300 = 29,591 cm
H (cm) = 2536 x 2,54 / 300 = 21,4715 cm 2- Lt(m) = 29,591 x 25000 / 100 = 7397,75 m
Ht(m) = 21, 4715 x 25000 / 100 = 5367,875 m 3- ResX (m) = 7397,75 / 3495 = 2,11 m
ResY (m) = 5367,875 / 2536 = 2,11 m
Arredondando o valor da resolução, será utilizado 2 metros para ResX e RexY.
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Exercício 2 Exemplo para criar uma base de referência.
– PARTE B – Conversão da Imagem e registro da imagem
3. Registrar e importar a imagem SPG Modo teclado (adquirir os 4 pontos marcados na imagem) Selecionar os 4 pontos com erro menor que 3 pixels Importar imagem SPG e criar imagem sintética das três bandas
Detalhes
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Exercício 2 Exemplo para criar uma base de referência.
– PARTE B – Conversão da Imagem e registro da imagem
3. Registrar e importar a imagem SPG Modo teclado (adquirir os 4 pontos marcados na imagem) Selecionar os 4 pontos com erro menor que 3 pixels Importar imagem SPG e criar imagem sintética das três bandas
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Resumo - Correção geométrica
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
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Exercício 2 (RESUMINDO – Parte A e B)
ProjetoProjeto““Base_Plano_PilotoBase_Plano_Piloto””
Banco de DadosBanco de Dados““CursoCurso””
CategoriasCategorias ““Carta_Imagem Carta_Imagem ””(Modelo Imagem)(Modelo Imagem)
PI“CartaB1-r”
Categoria“Carta_Imagem”
PI“CartaB3-b”
Categoria“Carta_Imagem”
PI“CartaB2-g”
Categoria“Carta_Imagem”
PI“Carta_ImagemDF ”
Categoria“Carta_Imagem”