sensoriamento remoto e processamento digital de imagens
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Sensoriamento Remoto e Processamento Digital de Imagens. Iana Alexandra Alves Rufino. Conceito: Sensoriamento Remoto. Sensoriamento. Obtenção de dados. Remoto. Distante. Sensoriamento Remoto. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
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Sensoriamento Remoto e Sensoriamento Remoto e Processamento Digital de Processamento Digital de
ImagensImagens
Iana Alexandra Alves RufinoIana Alexandra Alves Rufino
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Conceito: Sensoriamento RemotoConceito: Sensoriamento Remoto
Sensoriamento
Remoto
Obtenção de dados
Distante
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Sensoriamento RemotoSensoriamento Remoto
Satélites, câmaras, Satélites, câmaras, telescópios e até telescópios e até nossos olhos são nossos olhos são
ferramentas utilizadas ferramentas utilizadas para analisar objetos para analisar objetos
à distânciaà distância. .
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Princípios do SRPrincípios do SREm geral, o SR basea-se na coleta e na
análise da radiação emitida pela FONTE DE ENERGIA e refletida pela superfície terrestre;
Fontes de Energia em SR◦ Naturais:
Luz do sol e o calor emitido pela superfície da terra
◦ Artificiais:
Flash de uma máquina fotográfica, sinal produzido por um radar, etc.
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Princípios do SRPrincípios do SR
Passos para o estudo do Sensoriamento Remoto.
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Espectro EletromagnéticoEspectro Eletromagnético
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Espectro EletromagnéticoEspectro Eletromagnético
O espectro representa a distribuição da radiação eletromagnética, por regiões;
Essas segundo o comprimento de onda e a freqüência;
Nossa principal fonte de radiação é o sol.
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Espectro EletromagnéticoEspectro Eletromagnético Nossos "sensores" remotos - podem detectar parte do espectro
visível. É uma pequena porção do espectro Há muita radiação ao redor de nós que é "invisível" aos nossos
olhos; Mas, pode ser detectada através de outros instrumentos de
sensoriamento remoto.
( = comprimento de onda - distância entre dois picos ou dois vales consecutivos; f = frequência - número de ciclos por segundo a partir de um ponto fixo; c = velocidade da luz)
Campo elétrico
Campo magnético
f
c
picos
valesDireção de propagação
Onda Eletromagnética(Fonte: Lillesand e Keifer, 1995)
c = .f
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Espectro EletromagnéticoEspectro Eletromagnético
10-10 10-8 10-4 10-1 1 102 103 104 105 106 109 µm
Violeta
Azul
Verde
Amarelo
LaranjaVermelho
µm
(A)
(B)
(A)Espectro Eletromagnético;(B) Padrão espectral da interação da vegetação, solo e água com a
energia eletromagnética
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Espectro EletromagnéticoEspectro Eletromagnético
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Interação da Energia com a TerraInteração da Energia com a TerraDe toda radiação solar que chega à Terra,
somente 50% atinge a superfície, devido a interferências de gases existentes na atmosfera;
Existem formas básicas de interação da radiação
solar que atinge a superfície terrestre:◦ Reflexão;
◦ Absorção;
◦ Transmissão;
Os objetos da superfície terrestre como a vegetação, a água e o solo refletem, absorvem e transmitem radiação eletromagnética em diferentes proporções;
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Grandezas RadiométricasGrandezas Radiométricas
Os alvos ao interagir com a REM produzem variações espectrais significantes.
◦ Por exemplo, uma folha de uma planta tem cor verde por refletir predominantemente a cor verde, absorvendo mais os outros comprimentos de onda.
◦ Esta interação não ocorre somente na região do visível, mas pode ser encontrada ao longo de todo o espectro eletromagnético.
O padrão de resposta espectral, também conhecido como assinatura ou resposta espectral
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Interação da Energia com a TerraInteração da Energia com a Terra
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Curvas características da refletância espectral da vegetação verde, solo nu seco e água limpa.
VISÍVEL INFRAVERMELHO INFRAVERMELHO MÉDIO
PRÓXIMO
Absorção da REM pela água presentena vegetação e no
solo
Solo
Vegetação Água
70
60
50
40
30
20
10
0
0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6Comprimento de onda (m)
FATORES QUE INFLUENCIAM A REFLECTÂNCIAFATORES QUE INFLUENCIAM A REFLECTÂNCIA
PIGMENTAÇÃO EST. CELULAR PRESENÇA DE ÁGUA
Absorção da REM
Pela clorofila
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Reflectância Espectral - ÁguaReflectância Espectral - Água
A
Açude Coremas
Açude Mãe D'Água
B
Açude Coremas
Açude Mãe D'Água
Complexo Coremas/Mãe D'Água
A - Imagem TM/Landsat-5 - banda 3 (imagem da região do visível - vermelho)
O açude Coremas apresenta alta refletância (tonalidade de cinza claro) devido à presença de material em suspensão enquanto que o açude Mãe D'Água apresenta boa transmitância (cinza escuro)
B - Imagem TM/Landsat-5 - banda 4 (imagem da região do infravermelho próximo)
Ambos os açudes apresentam alta absorção e transmitância da REM.
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Reflectância Espectral - SoloReflectância Espectral - Solo
Depende de vários fatores, complexos, variáveis e inter-relacionados, tais como: ◦ Umidade;◦ Composição granulométrica;◦ Rugosidade da superfície; ◦ Presença de óxido de ferro e presença de matéria
orgânica, dentre outros.
Solo
0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2
Comprimento de onda (m)
FATORES QUE INFLUENCIAM A REFLECTÂNCIA
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Banda 1 – região espectral do azul/verde (0,45 m – 052m)
Banda 2 – região espectral do verde (0,52m – 0,60m)
Banda 3 – região espectral do vermelho (0,63m – 0,69m)
Banda 4 – região espectral do infravermelho próximo (0,76m – 0,90m)
Banda 7 – região espectral do infravermelho médio (2,08m – 2,35m)
Banda 5 – região espectral do infravermelho médio (1,55 m – 1,75 m)
Imagens Landsat - 5 do litoral norte do estado do Rio Grande do Norte de
17 de junho de 1989.
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Banda 1 Banda 2 Banda 3 Banda 4
Banda 5 Banda 6 Banda 7 Banda 8
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Sensores e SatélitesSensores e SatélitesSensores Remotos
◦Olho humano = sensor natural;
◦Sensores artificiais = permitem obter dados de regiões de energia invisível ao olho humano; Sensores óticos = dependem da luz do sol (a
cobertura de nuvens é uma limitação);
Radares = produzem uma fonte de energia própria (as condições meteorológicas não interferem na captação);
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Sensores e SatélitesSensores e Satélites
Para que um sensor possa coletar e registrar a energia refletida ou emitida por um objeto ou superfície, ele tem que estar instalado em uma plataforma estável à distância do objeto ou da superfície que esteja sendo observada.
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O resultado é uma série de "fatias" da superfície, que juntas produzem a imagem final. (Exemplo: o radiômetro dos satélites NOAA gira a uma velocidade de 120 LPM (linhas por minuto) e cada linha lê aproximadamente 4 mil km de superfície com 1 km de largura).
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Sensores e SatélitesSensores e Satélites
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Sensores e SatélitesSensores e SatélitesCaracterísticasCaracterísticas
O caminho seguido por um satélite é chamado de sua órbita
Satélites são projetados em órbitas específicas para atender às características e objetivo do(s) sensor(es) que eles levam
Resolução espacial: mede a menor separação angular ou linear entre dois objetos. E é diferente para cada sensor
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Processamento Digital de ImagensProcessamento Digital de ImagensDefinição:“Manipulação de uma imagem por computador de modo onde a entrada e a saída do processo
são imagens”
Processar uma imagem
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Processamento Digital de ImagensProcessamento Digital de ImagensInclui diversas áreas como:
Análise de recursos naturais;Meteorologia;Transmissão digital de sinais de televisão ou fac-
símile;Análise de imagens biomédicas;Análise de imagens metalográficas e de fibras
vegetais;Obtenção de imagens médicas por ultra-som,
radiação nuclear ou técnicas de tomografia computadorizada;
Automação industrial: sensores visuais em robôs.
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Processamento Digital de ImagensProcessamento Digital de Imagens
Realce de Contraste
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Processamento Digital de ImagensProcessamento Digital de Imagens
Redução de Ruído
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Processamento Digital de ImagensProcessamento Digital de Imagens
Técnicas de PDI:permitem analisar uma cena nas várias regiões
do espectro eletromagnético;
extraem informação quantitativa da imagem;
realizam medidas impossíveis de serem obtidas manualmente;
possibilitam a integração de vários tipos de dados, devidamente georeferenciados.
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Processamento Digital de ImagensProcessamento Digital de Imagens
Cada célula tem sua localização definida em um sistema de coordenadas (x,y);
Cada célula possui um atributo numérico “z” que é o nível de cinza (DN – digital number);
O DN de uma célula representa a intensidade de energia eletromagnética (refletida ou emitida) medida pelo sensor;
223223 223223
223223
223223
205205
205205
205205 205205
180180
180180 180180 9090
3030
3030 3030
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Processamento Digital de ImagensProcessamento Digital de Imagens O sistema visual humano não é muito sensível a variações de
intensidade (no máximo 30 diferentes tons de cinza); O computador consegue diferenciar qualquer quantidade de
níveis de cinza:
imagens de 8 bits – 28=256 níveis de cinza,
imagens de 10 bits – 210=1024 níveis de cinza, etc.
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Etapas - PDIEtapas - PDI
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Pré-ProcessamentoPré-Processamento
Refere-se ao processamento inicial de dados brutos para calibração radiométrica da imagem, correção de
distorções geométricas e remoção de ruído.
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RealceRealceVisa melhorar a qualidade da imagem, permitindo uma melhor
discriminação dos objetos presentes na imagem. As técnicas de realce mais comuns em PDI são: realce de contraste, filtragem,
operação aritmética, transformação IHS e componentes principais.
![Page 34: Sensoriamento Remoto e Processamento Digital de Imagens](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081501/568148c2550346895db5e002/html5/thumbnails/34.jpg)
ClassificaçãoClassificação
Na classificação são atribuídas classes aos objetos presentes na imagem.
“ Classificação é o processo de extração de informação em imagens para reconhecer padrões e
objetos homogêneos e são utilizados em Sensoriamento Remoto para mapear áreas da
superfície terrestre que correspondem aos temas de interesse.”
![Page 35: Sensoriamento Remoto e Processamento Digital de Imagens](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081501/568148c2550346895db5e002/html5/thumbnails/35.jpg)
Cena 214/065 do sensor TMLANDSAT 5(1989)Composição Colorida RGB (Bandas 4,5 e 2)
Campina Grande - PB
Composição Colorida RGB com realce linear (Bandas 4,5 e 2)
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Cena 214/065 do sensor TMLANDSAT 7(24/07/2000)Composição Colorida RGB com realce linear (Bandas 5,4 e 3)
Campina Grande - PB
Classificaçãode Padrões