interpretação visual de produtosde sensoriamento remoto · muito sensível à absorção da...

UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBACENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA NATUREZA

DEPARTAMENTO DE GEOCIÊNCIAS

Interpretação Visual de Produtos de Sensoriamento Remoto

Prof. Dr. Richarde Marques

IMAGEM

A imagem é composta porpixels geograficamenteordenados e adjacentes umcom os outros constituindode “n” pixels na direção X e“n” pixels na direção Y.

IMAGENS DE SENSORIAMENTO REMOTO

IMAGEM: é uma representação, oumodelo, que representa asinformações dos objetos atravésda reflectância espectral PIXEL(Picture Element).


Um pixel tem propriedades espaciaise espectrais. A propriedade espectraldefine a intensidade da respostaespectral de uma célula em umadeterminada banda espectral

IMAGEM EM TONS DE CINZA

Refere-se à capacidade do sistema sensor em detectar asvariações da radiância espectral recebida.

os valores da refletância estão associados a uma escalade tons que variam de branco (Alta Refletância) ao preto(Baixa Refletância).

O número de níveis de cinza está expresso em bits, ouseja, expresso em função do número de dígitos bináriosnecessários para armazenar, em forma digital, o valor donível máximo de cinza.


IMAGEM EM TONS DE CINZA

Os tons irão variar do preto, para valores de refletânciaigual a zero e branco para os valores máximos.

Como calcular a quantidade de níveis de cinza:Níveis de Cinza = 2número de bits

Exemplo 1: TM/Landsat = 8 bits. TM/Landsat = 28

= 256 níveis de cinza.

Exemplo 2: AVHRR/NOAA = 10 bits. AVHRR/NOAA= 210 = 1024 níveis de cinza.


Imagem Multiespectral

Uma imagem multiespectral é aquela formada por 2 ou maisimagens de diferentes faixas espectrais (bandas).

Para formar uma imagem colorida é necessário 2 ou mais bandasespectrais.

Com a superposição das bandas associadas as cores (vermelho,azul e verde - RGB)

RESOLUÇÃO ESPACIAL

SATÉLITES DE OBSERVAÇÃO

DA TERRA

PROGRAMA LANDSAT

Altitude : 705 km

Órbita heliossincrônica

Passagem no equador às 10:00hs +/- 15 min

Ciclo de repetição orbital de 15dias

6 bandas no visível (resoluçãoespacial = 30 m) e

1 banda no termal (resoluçãoespacial = 120 m)

Satélite Landsat 7 - ETM+

Imagem gerada pelo INPE/DGI ‐ Rio de Janeiro, RJ, Brasil

Grande penetração em corpos d'água Permite detalhar a turbidez da água

Permite detalhar o traçado de correntes em corpos d'águas costeiras

Apresenta sensibilidade a plumas de fumaça

BANDA 1

BANDA 2

Grande sensibilidade à presença de sedimentos em suspensãoTem boa penetração em copos d'água.

Boa para mapeamento de vegetação

Boa para mapeamento de áreas com atividades antrópicas


BANDA 3

Bom contraste entre a vegetação e solo expostoDiscrimina diversos tipos de vegetação. É a banda mais

utilizada para a delimitação das "manchas" urbanas e

traçado do sistema viário

É adequada também para mapeamentos de uso do solo


BANDA 4

Apresenta bom contraste entre solo e corpos d'água e áreas úmidasSensível à morfologia do terreno, sendo muito utilizada para

Mapeamentos de geologia e geomorfologia

Muito sensível à absorção da radiação eletromagnética pelos óxidos

de ferro e titânio, muito comuns nos solos tropicais intemperizados


BANDA 5 (infravermelho médio)

•Permite observar o teor de umidade nas plantas e causados por falta de água

•Informações sobre a umidade do solo

•Detectar possíveis estresses na vegetação


BANDA 6 (infravermelho termal)

• Mapeamento de estresse térmico em plantas.• Estudos de propriedade termal dos solos, mapeamento da

evapotranspiração.

• Utilizada para estudos de ilhas de calor urbanas.Imagem gerada pelo INPE/DGI ‐ Rio de Janeiro, RJ, Brasil

BANDA 7 (infravermelho médio)

• Apresenta sensibilidade à morfologia do terreno.• Estudos nas áreas de geologia, solos e geomorfologia.

• Utilizada também para identificação de minerais.

• Detecção de umidade no solo e na vegetação.Imagem gerada pelo INPE/DGI ‐ Rio de Janeiro, RJ, Brasil

Combinação de duas bandas no IR possibilita uma maior diferenciação entre solo e água.

Tipos e condições de vegetações Áreas urbanas e solos expostos Água

COMBINAÇÃO DE BANDAS 3, 4, 5(azul, verde, vermelho)

Resolução e Bandas Espectrais

TM HRV AVHRRFreqüência de

aquisição de imagem16 dias 26 dias 2 vezes no dia

Resolução espectral 30 m120 m

20 m (Banda 1 a 3)1 m (Pan)

1,1 km

Resolução radiométrica

8 bits 8 bits (Banda 1 a 3)6 bits (Pan)

10 bits

Resolução espectralbandas espectrais (micrômetros)

Banda 1 – 0,45‐0,52Banda 2 – 0,52‐0,60Banda 3 – 0,63‐0,69Banda 4 – 0,76‐ 0,90Banda 5 – 1,55‐1,75Banda 6 – 10,74‐12,5Banda 7 – 2,08‐2,35

Banda 1 – 0,50‐0,59Banda 2 – 0,61‐0,68Banda 3 – 0,79‐0,89Pan – 0,51‐0,73

Banda 1 – 0,58‐0,68Banda 2 – 0,725‐1,1Banda 3 – 3,55‐3,93Banda 4 – 10,30‐11,30Banda 5 – 11,50‐12,50

Satélite SPOT – Sensor HRV

Canal Faixa Espectral Principais aplicações

1 0,50‐0,59 Reflectância de vegetação verde sadiaMapeamento de água

2 0,61‐0,68 Absorção de clorofilaDiferenciação de espécies vegetaisDiferenciação entre solo e vegetação

3 0,79‐0,89 Levantamento de fitomassaDelineamento de corpos d’água

Pan 0,51‐0,73 Estudo de áreas urbanas

Satélite NOAA – Sensor AVHRRCanal Faixa Espectral Principais aplicações

1 0,58‐0,68 Mapeamento diurno de nuvem, gelo e neveDefinição de feições de solo e cobertura vegetal

2 0,725‐1,1 Delineamento da superfície da águaDefinição de condições de fusão de neve e geloAvaliação da vegetação e monitoramento meteorológico

3 3,55‐3,93 Mapeamento noturno e diurno de nuvensAnálise da temperatura (C) da superfície do marDetecção de pontos quentes (incêndios)

4 e 5 10,30‐ 11,3011,50‐12,50

Mapeamento noturno e diurno de nuvensMedição da superfície do mar, lagos e riosDetecção de erupção vulcânicaUmidade do solo, atributos meteorológicos das nuvens

Satélite LANDSAT – Sensor TMCanal Faixa Espectral Principais aplicações

1 0,45 – 0,52 Mapeamento de águas costeirasDiferenciação entre solo e vegetação

2 0,52 – 0,60 Reflectância de vegetação verde sadia

3 0,63 – 0,69 Absorção de clorofilaDiferenciação de espécies vegetais

4 0,76 – 0,90 Levantamento de biomassaDelineamento de corpos d’água

5 1,55 – 1,75 Medidas de umidade de vegetaçãoDiferenciação entre nuvens e neve

6 10,4 – 12,5 Mapeamento de estresse térmico em plantasOutros mapeamentos térmicos

7 2,08 – 2,35 Mapeamento hidrotermal

INTERPRETAÇÃO DE IMAGENS

Interpretar fotografias ou imagens é identificar objetos nelasrepresentados e dar significados a cada um deles. O resultado dainterpretação de imagens é a produção de um mapa.

AS FASES DA INTERPRETAÇÃO

A interpretação de imagens divide-se em três fases distintas, a sabera fotoleitura, a fotoanálise e a fotointerpretação.

1. Fotoleitura: consiste essencialmente na identificação de feiçõesou objetos sobre as imagens fotográficas, quando a feição é muitoevidente, a fotoleitura já passa dar o significado do objeto,resumindo o processo de fotointerpretação.

2. Fotoanálise: consiste no estudo das relações entre as imagens,associando e ordenando as partes dessas, ou seja comparandofeições e agrupando regiões similares, conhecidas como zonashomólogas. Zonas homólogas são portanto as áreasdelimitadas sobre as imagens fotográficas, constituídas pelarepetição dos elementos de textura que possuem propriedadessemelhantes e mesma estrutura.


3. Fotointerpretação: é o processo que utiliza o raciocínio lógicodedutivo e indutivo para compreender os princípios e osprocessos que criaram as feições e objetos identificados. Porexemplo, drenagem radial indica a presença de domo estrutural.


Os critérios usados na identificação e determinação de um objeto são:

1. Forma: geometria do objeto;2. Tamanho: critério que varia conforme a escala da fotografia

aérea ou a resolução espacial da imagem;3. Tonalidade: quantidade de energia (normalmente a luz solar)

refletida por um objeto. Obedecendo o princípio da reflectância, um objeto que absorve a energia incidente aparece nas imagens em tons escuros. O contrário acontece com um objeto que reflete a energia que aparece em tons claros;

4. Localização do objeto na paisagem;5. Textura: lisa ou rugosa, homogênea ou


Tonalidade: variação dos tons de cinza é utilizado pra interpretar osobjetos. Quanto mais luz ou energia refletir, mais a sua representaçãona imagem vai tender ao branco, e quanto menos energia, mais a suarepresentação vai tender ao preto.

Elementos de Interpretação de Imagens


Cor: formada pela combinação de duas ou mais imagens de bandasespectrais, usando o processo aditivo de combinação das cores primárias:Vermelho, Verde e Azul - RGB.


Textura: refere-se ao aspecto liso (uniforme) ou rugoso dos objetos numaimagem. Ela contém informações quanto às variações de tons decinza/cor de uma imagem. Esse elemento é importante na identificação deunidades de relevo. A textura lisa significa relevo plano, enquanto a rugosasignifica relevo acidentado.


Textura


Forma: é um dos elementosmais importantes, quealguns objetos só podem seridentificados apenas combase nesse elemento.


Forma:


Forma irregular, resultante de uma ausênciade estrutura ou organização. Área de favelaem Belo Horizonte.

Padrão: pode ajudar na identificação, uma vez que, se refere ao arranjo espacial de objetos. Nesse elemento, podemos associar padrões espaciais de unidades de relevo, plantações, habitações, indicadores de nível sócio-econômico.


Sombra: em imagens bidimensionais, esse elemento serve pradimensionar a altura de objetos.

Sombreamento ao longo de uma área

urbana, indicando uma acentuada

verticalização

Técnicas de interpretação visual de imagens


Algumas questões desse procedimento:1. Quais são as principais categorias de objetos presentes na paisagem?

(chamamos de categorias de objetos aqueles classificados em grandes unidades temáticas).

2. Dos objetos presentes na paisagem, quais são os mais significativos para o estudo?

3. Qual é a localização e a distribuição desses objetos?4. Os objetos identificados possuem tonalidades e texturas distintas?5. A organização dos objetos observados denota estruturas diferentes?6. Quais seriam os elementos explicativos para a localização das estruturas

espaciais identificadas?7. Qual legenda representa as estruturas espaciais identificadas? 8. Quais seriam os mecanismos explicativos de tais estruturas espaciais?

Comportamento Espectral dos Alvos

Água

Comportamento espectral de massas d’água com alta e baixa biomassa fitoplanctônica.

• + fitoplâncton

• - fitoplâncton


Água

Comportamento espectral de massas d’água com alta (gráfico superior) e baixa concentração de partículas em

suspensão.

+ concentração partículas

- concentração partículas


Solos

• A reflectância espectral dos solos é função de váriascaracterísticas importantes, incluindo:– A textura do solo (% de areia, silte e argila);– Umidade do solo (ex: seco, úmido, saturado);– Conteúdo de matéria orgânica;– Conteúdo de óxidos de ferro;– Salinidade do solo;– Rugosidade superficial.


Solos

(1) – Alto teor de matéria orgânica e estrutura argilosa (textura fina).


Solos

(2) – Baixo teor de matéria orgânica e médio teor de óxido de ferro.


Solos

(3) – Baixo teor de matéria orgânica e alto teor de óxido de ferro.


Solos

(4) – Alto teor de matéria orgânica e solo arenoso (textura grosseira).


Solos

5) – Alto teor de óxido de ferro e textura argilosa.


Vegetação

Fonte de REM

FATORES ATMOSFÉRICOS

FATORESDA CULTURA

SUBSTRATOSCULTURAIS

SOMBRAS

PIXEL

SENSOR ORBITAL

FATORES TOPOGRÁFICOS

FATORES QUE INFLUENCIAM A RESPOSTA ESPECTRAL DOS DOSSÉIS.


Vegetação

Função complexa de:

• Propriedades do dossel

• Propriedades do substrato

• Propriedades das folhas verdes


Vegetação

90

80

70

60

50

40

30

20

10

00.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

Arbusto

Pinheiro

Pinus

Ref

lect

ânci

a (%

)

Comprimento de Onda (m)

Grama

VISÍVEL NIR

TM1 TM2 TM3 TM4Influência do conteúdo de clorofila; daforma, área e número de folhas e daestrutura geral (celulose), naspropriedades espectrais de plantas.Embora exibam propriedades similaresno espectro visível, as plantas podemser facilmente distinguidas pela suareflectância no infravermelho próximo(NIR).


Vegetação

Vegetaçãoverde

Vegetaçãoseca

Mesma vegetação e diferentes estágio fonológicos

VegetaçãoMuito seca

CURVA PADRÃO

ASSINATURA ESPECTRAL DA FOLHA

• visível (B, G e R), a pequena reflectância (maior absortância) é produzida por pigmentos da folha (clorofila, xantofila e carotenos)

•Infravermelho Próximo (IR), a maior reflectância resulta da interação da radiação com a estrutura celular da folha.

interpretação visual de produtosde sensoriamento remoto · muito sensível à absorção da...

Documents