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MINISTÉRIO DA DEFESA
EXÉRCITO BRASILEIRO
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA
INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA
CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CARTOGRÁFICA
1º TEN FERNANDA LINS LIMA LEAL
1º TEN RAFAEL FERNANDES COSTA
ELABORAÇÃO DE UMA CARTA IMAGEM DE MANAUS
Rio de Janeiro 2005
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INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA
1º TEN FERNANDA LINS LIMA LEAL
1º TEN RAFAEL FERNANDES COSTA
ELABORAÇÃO DE UMA CARTA IMAGEM DE MANAUS
Projeto Final de Curso apresentado ao Curso de Engenharia Cartográfica do Instituto Militar de Engenharia, como requisito parcial para obtenção do título de Graduado em Engenharia Cartográfica. Orientador: Walter da Silva Prado – Cel R/1 Co-orientador: Oscar Ricardo Vergara – D.E. do IME
Rio de Janeiro 2005
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INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA
1º TEN FERNANDA LINS LIMA LEAL
1º TEN RAFAEL FERNANDES COSTA
ELABORAÇÃO DE UMA CARTA IMAGEM DE MANAUS
Projeto Final de Curso apresentado ao Curso de Engenharia Cartográfica do
Instituto Militar de Engenharia, como requisito parcial para obtenção do título de Graduado em Engenharia Cartográfica.
Orientador: Walter da Silva Prado – Cel R/1 Co-orientador: Oscar Ricardo Vergara – D.E. do IME
Aprovada em 13 de outubro de 2005 pela seguinte Banca Examinadora:
____________________________________________ Walter da Silva Prado – Cel R/1 - Presidente
____________________________________________ Oscar Ricardo Vergara – D.E. do IME
____________________________________________ Carlos Alberto Pires de Castro Filho – 1º Ten QEM
Rio de Janeiro 2005
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AGRADECIMENTOS
Gostaríamos de agradecer primeiramente a Deus, por ter iluminado nossos caminhos
até o presente momento, possibilitando, entre tantas outras conquistas, a conclusão do Curso
de Formação de Oficiais Engenheiros Militares do Instituto Militar de Engenharia.
Gostaríamos, ainda, de agradecer aos nossos pais e amigos, por todos os sonhos
compartilhados e pelo amor incondicional, sem o qual não encontraríamos a fórmula certa
para alcançar nossos ideais.
Agradecemos também a todos os integrantes da Seção de Engenharia Cartográfica do
IME, que nos incentivaram e apoiaram durante a realização deste projeto, cumprindo o papel
de uma grande família, com a qual foi possível dividir momentos de dúvida e cansaço, bem
como de certeza e alegria. Agradecemos ao nosso orientador, Cel Walter da Silva Prado, pela
transmissão de valiosos conhecimentos e, ainda, por toda a paciência com a qual nos recebeu
em cada reunião e seminário, mostrando sempre estar um passo à frente de um simples
orientador, tornando-se, também, um grande amigo.
É preciso destacar a intensa ajuda a nós ofertada pela 5ª Divisão de Levantamento, na
pessoa de seu comandante, Cel Gouveia Prado, por gentilmente nos ter recebido durante a
realização do trabalho, possibilitando a execução de importantes etapas de nosso projeto de
fim de curso. Agradecemos, em especial, aos integrantes da Seção de Edição e da Seção de
Vetorização da 5ª DL, pela disposição e pela paciência.
Não poderíamos deixar de citar o nome do Ten Barreto, pela amizade e pela atenção a
nós dispensada e, ainda, por cada ensinamento transmitido do início ao fim do trabalho.
Enfim, agradecemos a todos que, de alguma forma, direta ou indiretamente, nos ajudaram na
execução deste projeto.
5
SUMÁRIO
LISTA DE ILUSTRAÇÕES............................................................................................... 06 LISTA DE TABELAS........................................................................................................ 07 LISTA DE SIGLAS.............................................................................................................08
RESUMO............................................................................................................................ 09
ABSTRACT........................................................................................................................ 10
1 INTRODUÇÃO......................................................................................................11 1.1 SATÉLITE IKONOS II........................................................................................... 11 1.1.1 IMAGENS IKONOS................................................................................ 12 1.1.2 APLICAÇÕES..............................................................................................13 1.2 ENQUADRAMENTO DO TRABALHO.................................................................14 1.3 OBJETIVOS DO TRABALHO................................................................................14
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA........................................................................ 15 2.1 ORTORRETIFICAÇÃO......................................................................................... 15 2.2 MODELO GEOMÉTRICO DA IMAGEM............................................................. 16 2.3 FUSÃO DE IMAGENS...........................................................................................17 2.4 RESTITUIÇÃO........................................................................................................20 2.5. EDIÇÃO...................................................................................................................21
3 ÁREA DE TRABALHO................................................................................. 22
4 MATERIAIS UTILIZADOS.................................................................................22
5 METODOLOGIA.................................................................................................. 23 5.1 GERAÇÃO DO MODELO DIGITAL DO TERRENO......................................... 23 5.2 FUSÃO DE DADOS ATRAVÉS DA TRANSFORMAÇÃO IHS......................... 28 5.3 ORTORRETIFICAÇÃO DAS CENAS.................................................................. 32 5.4 CRIAÇÃO DO MOSAICO.....................................................................................35 5.5 RESTITUIÇÃO PLANIMÉTRICA.........................................................................41 5.6 GERAÇÃO DAS CURVAS DE NÍVEL.................................................................44 5.7 EDIÇÃO DA CARTA IMAGEM............................................................................49 5.8 CONTROLE DE QUALIDADE..............................................................................53
6 RESULTADOS...................................................................................................... 54 6.1 AVALIAÇÃO DA PRECISÃO PLANIMÉTRICA............................................... 54 6.2 AVALIAÇÃO DA QUALIDADE VISUAL...........................................................55
7 CONCLUSÕES......................................................................................................56 7.1 SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS...................................................57
8 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.................................................................58
6
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Fig.1. Triângulo de cores IHS...................................................................................19
Fig 2. Base Cartográfica de Manaus, na escala de 1:10000......................................24
Fig. 3. Função do ENVI 4.1. para a geração do MDT..............................................25
Fig. 4. Parâmetros para a geração do MDT..............................................................26
Fig. 5. Modelo Digital do Terreno gerado a partir da base 1:10000 de Manaus......27
Fig. 6. Fusão de Dados pelo método da Transformação IHS....................................28
Fig. 7. Seleção das bandas multiespectrais................................................................29
Fig. 8. Escolha da banda de maior resolução espacial (pancromática).....................29
Fig. 9. Escolha do método de reamostragem.............................................................30
Fig. 10. Cena 1, após a transformação IHS...............................................................31
Fig. 11. Seleção da área a ser ortorretificada.............................................................33
Fig. 12. Parâmetros para a ortorretificação................................................................34
Fig. 13. Cena 1, após a ortorretificação.....................................................................35
Fig. 14. Geração do mosaico baseada nas informações georreferenciadas...............36
Fig. 15. Seleção das cenas necessárias à criação do mosaico...................................37
Fig. 16. Falha durante a criação do mosaico.............................................................38
Fig. 17. Diferenças de tonalidade entre as cenas constituintes do mosaico..............38
Fig. 18. Ferramenta para importar arquivos editando suas propriedades.................39
Fig. 19. Parâmetros para a criação do mosaico........................................................39
Fig. 20. Mosaico.......................................................................................................40
Fig. 21. Mosaico após o balanço de cores por ajustamento......................................41
Fig. 22. Restituição Planimétrica da área de trabalho...............................................42
Fig. 23. Dados matriciais mesclados a dados vetoriais.............................................43
Fig. 24. Base cartográfica obtida a partir da restituição............................................44
Fig. 25. Ferramenta utilizada para a geração das curvas de nível.............................45
Fig. 26. Ferramenta utilizada para adicionar valores altimétricos às curvas.............46
Fig. 27. Parâmetros necessários à geração das curvas de nível.................................46
Fig. 28. Curvas de nível geradas pelo ENVI.............................................................47
Fig. 29. Curvas de nível em formato DGN...............................................................48
Fig. 30. Erros eliminados durante a validação..........................................................49
Fig. 31. Programa Declinação Magnética – versão 2.0............................................51
Fig. 32. Carta Imagem de Manaus............................................................................52
Fig. 33. Pontos de Controle.......................................................................................54
7
LISTA DE TABELAS
Tab. 1. Características técnicas do satélite IKONOS II e de seus produtos....................11
Tab. 2. Erro Médio Quadrático.......................................................................................55
8
LISTA DE SIGLAS
DSG DIRETORIA DE SERVIÇO GEOGRÁFICO
IMPLAN INSTITUTO MUNICIPAL DE PLANEJAMENTO URBANO E
INFORMÁTICA
MDT MODELO DIGITAL DO TERRENO
NPEV NORMAS PROVISÓRIAS PARA EDIÇÃO VETORIAL
TBCD TABELA DA BASE CARTOGRÁFICA DIGITAL
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RESUMO
As imagens de satélites de alta resolução - provenientes de sensores ópticos -
tornaram-se, ao longo do tempo, umas das mais importantes fontes de informação para a
Cartografia. Além de apresentarem a vantagem de um tratamento rápido e eficiente, em meio
digital, ainda oferecem a possibilidade de uma constante atualização de bases cartográficas já
existentes, aumentando, assim, sua importância perante as atividades cartográficas
desenvolvidas no país. As cartas-imagem têm sido amplamente utilizadas para a
representação do terreno, visto que são eficazes na tarefa de disponibilizar informações o mais
próximo possível da realidade, proporcionando a visualização de um grande número de
informações da área de interesse. Este trabalho diz respeito à implementação de uma
metodologia para a elaboração de uma carta-imagem de Manaus, na escala 1:25000, através
da utilização de imagens IKONOS. Com o auxílio do programa ENVI 4.1 e através de uma
base cartográfica de Manaus na escala 1:10000, cedida pelo IMPLAN (Instituto Municipal de
Planejamento Urbano e Informática), é gerado um Modelo Digital do Terreno que cobre toda
a área de trabalho. Através do MDT obtido, as cenas são ortorretificadas, o que as torna
apropriadas para a construção de um documento cartográfico. Com tais cenas é feito um
mosaico, através do qual gera-se um arquivo único que abranje toda a área com a qual se quer
trabalhar. A seguinte etapa é realizada no programa MicroStation 95 e trata da restituição
planimétrica e da representação das curvas de nível, geradas a partir do Modelo Digital do
Terreno. Após essa etapa, é feita a edição da carta-imagem de Manaus, deixando-a pronta
para a impressão.
10
ABSTRACT
High resolution satellite images – provided by optical sensors – have become one of
the most important sources of information for Cartography. They also represent an advantage
of quick and efficient processing, on digital media, offering the possibility of constant
updating, augmenting the importance to the development of Cartographic activities in the
country. The image maps have been widely used for terrain representation, since they are
efficient to represent the most realistic proportions of land formations, providing a
visualization of the region of interest and an attainment of a great number of information
concerning this area. This work is about an implementation of a methodology for the
elaboration of an image map of Manaus, in the 1:25000 scale, through the use of images
IKONOS. With the aid of software ENVI 4,1 and through a cartographic base of Manaus, in
the 1:10000 scale, yielded for the IMPLAN (Municipal Institute of Urban Planning and
Computer science), a digital terrain model that covers all the working area is generated.
Through the digital terrain model, the images are orthorectified, becoming appropriate for the
construction of a cartographic document. With these orthorectified images, a mosaic is made
in order to provide the confection of an only archive enclosing the whole of the working area.
The next stage is carried through in the software MicroStation 95 and deals with planimetric
restitution and with representation of altimetric isolines, generated from the digital model of
terrain. After this stage, the edition of the image map of Manaus is made, leaving it ready for
printing.
11
1. INTRODUÇÃO
1.1. SATÉLITE IKONOS II
O satélite IKONOS II, lançado em 24 de setembro de 1999, foi um dos grandes
pioneiros na produção de imagens de alta resolução espacial para fins comerciais. Possuindo
sensores com uma capacidade de imageamento de 1 metro (na banda pancromática), o satélite
IKONOS II oferece imagens nas quais os erros de posicionamento são mais perceptíveis do
que em imagens de média e baixa resoluções.
O IKONOS possui sensores com capacidade de efetuar visadas no sentido de sua
órbita e, ainda, perpendicularmente à esta, aumentando a freqüência de revisita e
possibilitando a aquisição de pares estereoscópicos, utilizados para trabalhos de restituição de
altimetria. Seu sistema sensor funciona nos modos pancromático (1 metro de resolução
espacial) e multiespectral (4 metros de resolução espacial). Essa característica possibilita a
aquisição de imagens cujos dados pertencentes às diversas bandas podem ser integrados para
a produção de imagens coloridas com 1 metro de resolução.
A aquisição das imagens dá-se com resolução radiométrica de 11 bits (2048 níveis de
cinza), aumentando seu poder de contraste e de discriminação de feições, inclusive nas áreas
de sombra. Antes do IKONOS, as imagens de satélites eram geralmente adquiridas com 8 bits
(1 byte) ou 256 níveis de cinza.
A empresa responsável pela operação do satélite IKONOS II e a distribuição de seus
produtos é a Space Imaging, cujo país de origem são os Estados Unidos da América. O
satélite opera a uma altitude de 680 km, descrevendo uma órbita héliossíncrona, com duração
de 98 minutos, e apresentando uma inclinação de 98,1°.
As principais características técnicas do satélite IKONOS II e de seus produtos estão
resumidos na tabela 1.
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Tab. 1. Características técnicas do satélite IKONOS II e de seus produtos
Altitude 680 km
Inclinação 98,1º
Velocidade 7km / s
Sentido da Órbita descendente
Duração da Órbita 98 minutos
Tipo de Órbita Sol-síncrona
Resolução Espacial Pancromática: 1m / Multiespectral: 4m
Bandas espectrais
Pan 0.45 - 0.90 µ
Azul 0.45 - 0.52 µ
Verde 0.52 - 0.60 µ
Vermelho 0.63 - 0.69 µ
Infra vermelho próximo 0.76 - 0.90 µ
Imageamento 13km na vertical (cenas de 13km x 13km)
Capacidade de Aquisição
de imagens
Faixas de 11km x 100km até 11km x 1000km
Mosaicos de até 12.000km2
20.000km² de área imageada numa passagem
Frequência de Revisita
2.9 dias a 1m de resolução
Esses valores valem para latitude de +/- 40º. A frequência de
revisita para latitudes maiores será menor, e maior para as
latitudes perto do Equador.
Fonte: Sítio da empresa ENGESAT
1.1.1. IMAGENS IKONOS
As imagens geradas pelo IKONOS II possuem uma alta resolução espacial, aliada à
precisão cartográfica correspondente. Esta última é, em alguns casos, obtida através do
processo de georreferenciamento, que consiste em localizar uma imagem ou arquivo vetorial
no espaço, por meio de um sistema referencial de coordenadas conhecido. Com imagens
raster, uma forma comum de georreferência é indicar o sistema de referência
13
(latitude/longitude) dos cantos superiores e inferiores, esquerdo e direito da imagem
(EASTMAN,1995).
Para aplicações em que é exigida uma maior precisão cartográfica, como no caso deste
trabalho, torna-se necessário realizar a ortorretificação da imagem. De acordo com SILVA
(2005), uma imagem IKONOS pode ser utilizada até uma escala 1:5000, oferecendo a
precisão cartográfica correspondente, desde que previamente ortorretificada.
1.1.2. APLICAÇÕES
São inúmeras as aplicações potenciais das imagens IKONOS. O sítio da empresa
ENGESAT faz referência a algumas delas, tais como:
• GIS (redes, telecomunicações, planejamento, meio ambiente);
• Elaboração de Cartas Imagem;
• Mapas de arruamentos e cadastro;
• Apoio em GPS;
• Uso e ocupação do solo;
• Meio Ambiente em escalas grandes;
• Arquitetura, Urbanismo e Paisagismo;
• Aplicação fundiária (regularização de propriedades, demarcação de pequenas
glebas, etc.);
• Engenharia (simulações mais realistas), em escalas da ordem 1:5000, com
precisão cartográfica;
• Agricultura convencional e Agricultura de Precisão;
• Aplicação florestal (estimativa de potencial econômico, projetos de
desenvolvimento sustentável, censo de árvores);
• Turismo (identificação de locais específicos, mapas de localização de atrativos
turísticos);
• Trabalhos até então realizados com fotos aéreas;
• Perícias em questões ambientais.
14
Em resumo, as imagens IKONOS são aplicadas, na maioria das vezes, em
mapeamentos urbanos e rurais que exijam alta precisão dos dados e em estudos acerca do uso
das terras, estimativas de colheitas, demarcação de propriedades rurais, laudos policiais em
questões ambientais, etc.
1.2. ENQUADRAMENTO DO TABALHO
Esse trabalho corresponde a um Projeto de Fim de Curso de graduação em Engenharia
Cartográfica do Instituto Militar de Engenharia, inserido no Plano Básico de Ciência e
Tecnologia (PBCT).
De acordo com o Boletim do Exército nº 29, de 22 de julho de 2005, o Plano Básico
de Ciência e Tecnologia (PBCT), integrante do Sistema de Planejamento do Exército
(SIPLEX-6), é o instrumento que, a partir de um diagnóstico realista do Exército no campo da
Ciência e da Tecnologia (C&T), tem por finalidade sintetizar as ações a serem efetivadas em
diferentes prazos, prevendo o emprego simultâneo dos recursos humanos, financeiros,
gerenciais e patrimoniais do Exército Brasileiro em prol da modernização do Sistema de
Ciência e Tecnologia do Exército (SCTEx), por intermédio do aumento de sua eficácia,
eficiência e efetividade.
É importante ressaltar que esse projeto é a continuação do Projeto de Fim de Curso
(Ortorretificação de Cenas IKONOS para Geração de uma Carta Imagem) desenvolvido pelos
então tenentes alunos Daniel e Scófano, durante o ano de 2003.
1.3. OBJETIVOS DO TRABALHO
O objetivo principal deste trabalho é a elaboração de uma carta-imagem da região de
Manaus, na escala 1:25000, através da utilização de quatro cenas de alta resolução IKONOS
pertencentes à Seção de Engenharia Cartográfica do Instituto Militar de Engenharia.
15
Nesse sentido, pode-se destacar a representação de feições pertencentes à malha viária
e à hidrografia da região, bem como de algumas edificações de relevada importância para a
área de trabalho.
2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
2.1. ORTORRETIFICAÇÃO
As imagens adquiridas por sensores portados por veículos orbitais não podem ser
tomadas como fonte de informação métrica segura, visto que as mesmas possuem erros
oriundos de diversas fontes, tais como a geometria da tomada das imagens, a curvatura e a
rotação da Terra, e os deslocamentos devido ao relevo.
Em uma carta, no entanto, raios ortogonais são projetados a partir da região imageada.
Tais raios nunca se encontram, e a imagem final não apresenta desvios nem distorções
relativas ao relevo (BRITO & COELHO, 2002).
A imagem em projeção ortogonal (ortorretificada) é passível de ser tomada como um
documento cartográfico, podendo ser empregada em qualquer atividade que demande um
mapa, uma carta ou alguma fonte de dados similar.
A ortorretificação é um tipo de correção geométrica de alta precisão, baseada em
fundamentações matemáticas e geométricas, que refletem a realidade física da geometria de
visada do sensor. Essa fundamentação leva em consideração as distorções que ocorrem na
formação da imagem, isto é, distorções relativas à plataforma, ao sensor, à Terra e à projeção
cartográfica.
Segundo Zhang (1999), uma imagem ortorretificada é denominada ortoimagem e,
nela, as distorções provenientes do posicionamento do satélite e da superfície física da Terra
(relevo e curvatura) são removidas. Para a sua produção, é necessário que se possua um
modelo digital do terreno (MDT), ou seja, uma representação digital do terreno composta por
16
pontos tridimensionais, vinculados a um sistema de gerenciamento de dados responsável por
sua estruturação e possibilitando sua visualização.
Por meio de uma ou mais ortoimagens, pode-se gerar uma carta-imagem, cuja
vantagem diante das cartas topográficas tradicionais é a de apresentar as feições pertencentes
à área de trabalho de forma completa, e não somente seus contornos e símbolos
representativos. É necessário, no entanto, que se utilize imagens de resolução geométrica alta
o suficiente para a representação adequada de temas urbanos (edificações; rodovias e vias de
pedestres; objetos de planejamento urbano, como hidrantes, postes de iluminação, torres,
reservatórios; etc).
2.2. MODELO GEOMÉTRICO DA IMAGEM
Segundo o sítio da empresa Gisplan, a linha de produtos Geo Ortho Kit é
disponibilizada desde julho de 2001 pela empresa para atender a usuários especializados que
procuram controlar o processo de ortorretificação das cenas IKONOS. Esse produto inclui,
além das cenas, um arquivo de metadados, calculados pela própria Space Imaging, que
representam o Modelo Geométrico da Imagem citado acima (IGM – Image Geometric
Model), expresso na forma de coeficientes numéricos – chamados de RPC’s (Rational
Polinomial Coefficients) – computados para cada imagem separadamente.
Esses coeficientes numéricos, definidos pelo IGM, são o relacionamento que existe
entre a imagem e o terreno. Sendo assim, eles permitem a reconstituição da geometria de cada
feição no momento de coleta, sem a necessidade do conhecimento dos parâmetros de atitude
do sensor.
Segundo Grodecki (2001), a exatidão obtida por meio do modelo racional polinomial
difere da exatidão obtida pelo modelo rigoroso (modelo físico do sensor) de, no máximo, 0,04
pixel, enquanto que apresenta um erro médio quadrático abaixo de 0,01 pixel. De acordo com
essas informações, torna-se possível a utilização do arquivo RPC para ortorretificar as
imagens IKONOS, eliminando a necessidade de se comprar produtos mais caros.
17
O RPC é um caso particular do Modelo Funcional Racional (RFM), que relaciona
coordenadas tridimensionais do espaço objeto (X,Y,Z) com coordenadas bidimensionais do
espaço imagem (linha, coluna), ou vice versa, assim como o modelo físico do sensor (HU et
al., 2004). A determinação dos coeficientes da transformação pode ser feita de duas formas
distintas: a independente do terreno e a dependente do terreno.
Na forma independente do terreno, o modelo físico do sensor é imprescindível para a
determinação dos coeficientes da transformação. Na forma dependente do terreno, são
utilizados pontos de controle medidos em campo para determinação dos mesmos coeficientes.
É preciso, no entanto, a existência de uma grande quantidade de pontos de controle e uma
distribuição acerca de toda a região de interesse.
O modelo racional entregue pela Space Imaging aos usuários, no produto Geo Ortho
Kit, é composto por polinômios de 3º ordem, cujos coeficientes foram estimados por uma
abordagem independente do terreno.
2.3. FUSÃO DE IMAGENS
A fusão de imagens é usada para integrar os dados de diferentes resoluções espaciais,
reunindo em uma só imagem sintética as características de alta resolução espacial e espectral
das componentes originais.
As imagens de satélite de alta resolução são adquiridas de dois diferentes modos:
modo pancromático (PAN) e modo multiespectral (MS). As imagens PAN contêm
informação espacial adequada para aplicações em mapeamento de média a grande escala e
análise de áreas urbanas. Entretanto, a imagem multiespectral dos sensores de alta resolução
espacial contém bandas que englobam a região visível e a do infravermelho próximo do
espectro eletromagnético, possuindo informação espectral para aplicações temáticas. Para o
aproveitamento de todas as informações contidas em cada banda, pode-se fazer uso da fusão
de dados através da transformação IHS, que é uma técnica normalmente utilizada para
combinar imagens de diferentes sensores e com diferentes resoluções espaciais.
18
Como dito, imagens pancromáticas podem ser combinadas com imagens
multiespectrais, de menor resolução espacial, mediante o uso de técnicas apropriadas. Deste
modo, a resolução espacial mais alta, pertencente à imagem pancromática, é também a
resolução final das novas bandas geradas, que compõem uma imagem híbrida, fornecendo um
conteúdo de informações com muito mais detalhes.
O espaço de cores conhecido por IHS (Intensity, Hue, Saturation) é uma forma
alternativa do espaço RGB para a representação de cores. No espaço IHS, as cores são
definidas por três atributos, em vez de quantidades de cores primárias.
SABINS (1987) definiu os atributos do espaço IHS como sendo:
• a intensidade, que é a medida da energia total refletida em todos os comprimentos de
onda, e responsável, portanto, pela sensação de brilho;
• o matiz é determinado pelo comprimento de onda dominante da energia emitida ou
refletida pelo objeto, definindo sua cor dominante;
• e a saturação representa a quantidade de luz branca presente no matiz, expressando a
pureza da cor.
Segundo GONZALEZ E WOODS (2000), as cores no espaço IHS são definidas com
respeito aos valores normatizados do vermelho, do verde e do azul dados em termos das cores
primárias do modelo RGB:
19
Fig. 1. Triângulo de cores IHS, adaptado de GONZALES E WOODS (2000).
Considerando que R, G e B estejam no espaço unitário, ou seja, todas variando no
intervalo [0,1], a partir das equações (1), (2) e (3), tem-se:
A equação (4) representa a equação do plano que contem o triângulo IHS
(mapeamento da pseudocor); e a equação (5) representa o brilho da imagem, ou seja, a
componente Intensidade.
Para a determinação do Matiz, que é representativa da cor ou comprimento de onda
dominante do pixel, é necessária a observância do triângulo de cores IHS (figura 1) que, por
deduções matemáticas, apresenta a relação:
20
Em tal relação, H está definido para o intervalo [0,180º]. No entanto, se (B/I)>(G/I),
serão encontrados valores acima de 180º, sendo necessário subtrair-se o valor encontrado pela
equação (6) de 360º. Para a normatização do matiz, opera-se o quociente do valor obtido na
equação (6) por 360º, resultando em um valor contido no intervalo [0,1].
A determinação de uma expressão para a Saturação é feita, também, por meio das
relações encontradas no triângulo IHS. Destas relações, tanto trigonométricas quanto
vetoriais, encontra-se a expressão (7).
Durante a fusão de dados através da transformação IHS, a imagem pancromática (de
maior resolução) substitui os valores de cinza pertencentes aos pixels da componente I
(intensidade). Isso pode ser feito porque se parte do princípio de que as bandas têm
características espectrais bastante parecidas. Assim, a nova componente de intensidade I passa
a ter a resolução espacial da imagem pancromática. As componentes H e S, que contêm as
demais informações, têm seus pixels reamostrados para estarem, então, com a resolução
espacial igual a da imagem de maior resolução (pancromática).
Pela aplicação da transformação inversa, volta-se às coordenadas do espaço RGB,
obtendo-se, assim, as bandas híbridas, as quais possuem resolução espacial de valor igual ao
da banda pancromática e características espectrais semelhantes às das bandas multiespectrais
originais.
2.4. RESTITUIÇÃO
A restituição é uma técnica usada para a representação do terreno na carta. Neste
projeto, a restituição trata do processo pelo qual as feições de interesse são destacadas sobre a
imagem, através de sua vetorização. O produto final dessa operação é chamado ortofotocarta
ou carta-ortoimagem.
21
Uma das vantagens apresentadas por esse método de restituição consiste no fato de
que a visualização estereoscópica do terreno é dispensada, de modo que, através dele, os
vetores são traçados diretamente sobre a ortoimagem, o que permite sua realização em
computadores comuns. Este método de restituição restringe-se, no entanto, às feições
planimétricas do terreno, sendo denominado “monorestituição”.
2.5. EDIÇÃO
Segundo as Normas Provisórias para Edição Vetorial (NPEV), a edição consiste na
transformação dos arquivos gerados nos processos de aquisição de dados (restituição plano-
altimétrica), conferindo-lhe melhor qualidade de acabamento.
Nesta fase, são acrescentados os símbolos que representam as diversas feições
topográficas, conforme as convenções cartográficas estabelecidas no Manual Técnico T 34-
700, além de cabeçalho, rodapé, inscrições marginais e textos, de forma a preparar o arquivo
para a incorporação à base de dados de um sistema de informações.
É também durante a edição que se faz a primeira impressão da carta, visando realizar a
revisão, para que os erros encontrados sejam corrigidos e a carta esteja pronta para a
impressão.
As normas e metodologias para a edição de cartas topográficas têm como objetivo
principal a padronização das diversas operações a serem realizadas na fase da edição vetorial
22
3. ÁREA DE TRABALHO
A região escolhida para a realização deste trabalho corresponde a um setor da cidade
de Manaus. Essa cidade apresenta a particularidade de conter, em seu território, o meridiano
de 60° W, onde ocorre a mudança de fuso. Tal fato a faz pertencer a duas zonas do
mapeamento sistemático (zonas 20 e 21).
Toda a área de trabalho localiza-se na zona 20 e é limitada pelos cantos de
coordenadas geográficas citadas a seguir:
Canto superior direito: -3°00’00”; -60°00’00”
Canto superior esquerdo: -3°00’00”; -60°07’30”
Canto inferior direito: -3°07’30”; -60°00’00”
Canto inferior esquerdo: -3°07’30”; -60°07’30”
A escala escolhida para a representação da área de trabalho foi a de 1:25000, e o índice
de nomenclatura correspondente à região é SA-20-Z-D-III-2-NE.
4. MATERIAIS UTILIZADOS
• Quatro cenas Geo Ortho Kit Bundle, nos modos pancromático e multiespectral, em
formato GeoTIFF, com IGM (Modelo Geométrico da Imagem). As imagens possuem
resolução radiométrica de 11 bits por pixel e resolução espacial de 1 m na banda pancromática
e de 4 m nas bandas multiespectrais;
• Base cartográfica digital da cidade de Manaus, na escala de 1:10000, fornecida pelo
IMPLAN (Instituto Municipal de Planejamento Urbano e Informática), com eqüidistância de
5 m, utilizada na geração do Modelo Digital do Terreno (MDT);
• Software ENVI 4.1, utilizado nas seguintes etapas: geração do MDT, ortorretificação
das cenas, criação do mosaico e geração das curvas de nível;
23
• Software MicroStation 95, utilizado para as restituições planimétrica e altimétrica e
edição da carta-imagem;
• Software MGE, utilizado para a geração da grade de coordenadas.
5. METODOLOGIA
A metodologia seguida para a realização deste trabalho é composta pelas etapas
relacionadas abaixo:
1) Geração do Modelo Digital do Terreno;
2) Fusão de Dados através da Transformação IHS;
3) Ortorretificação das cenas;
4) Criação do mosaico;
5) Restituição planimétrica;
6) Geração das curvas de nível;
7) Edição da carta imagem;
8) Controle de qualidade
5.1 GERAÇÃO DO MODELO DIGITAL DO TERRENO
Através da base cartográfica digital da cidade de Manaus (na escala de 1:10000),
gerou-se um Modelo Digital do Terreno em formato matricial, com pixels de dimensões
iguais a 5 m. Esse espaçamento adequa-se à realidade altimétrica da região de interesse, visto
que a área de trabalho não apresenta um relevo bastante acidentado, com altitude de 92,9 m,
segundo o sítio do IBGE.
24
Fig.2. Base Cartográfica de Manaus, na escala de 1:10000
Para a geração do MDT, foram utilizados apenas os dados altimétricos pertencentes à
base cartográfica 1:10000, ou seja, criou-se um arquivo contendo apenas a altimetria da
região. O modelo foi gerado a partir do software ENVI 4.1, utilizando-se a função “convert
contours to DEM” (figura 3).
25
Fig. 3. Função do ENVI 4.1 para a geração do MDT
É através dessa função que se faz a seleção da dimensão do pixel (5m), do método de
interpolação da grade (linear), da projeção cartográfica e do datum aos quais o MDT estará
relacionado (figura 4).
26
Fig. 4. Parâmetros para a geração do MDT
O Modelo Digital do Terreno gerado nesta etapa do projeto pode ser verificado na
figura 5.
27
Fig. 5. Modelo Digital do Terreno gerado a partir da base 1:10000 de Manaus
28
5.2 FUSÃO DE DADOS ATRAVÉS DA TRANSFORMAÇÃO IHS
Foi realizada a transformação IHS (figura 6) para a fusão dos dados das bandas
pancromática e multiespectrais das 4 cenas IKONOS, com o objetivo de aproveitar a
resolução espacial de 1m da banda pancromática (figura 8), conservando as características
espectrais das bandas originais.
Fig. 6. Fusão de Dados pelo método da Transformação IHS
Apesar de ser uma técnica bastante utilizada, esta fusão possui duas importantes
limitações: o número de bandas a ser utilizado limita-se apenas a três (figura 7) e a imagem
sintética de saída limita-se a uma resolução radiométrica de 8 bits. Este último problema é
derivado da própria natureza dos sistemas de cores, que são representados, tradicionalmente,
em 8 bits.
29
Fig. 7. Seleção das bandas multiespectrais
Fig. 8. Escolha da banda de alta resolução espacial (pancromática)
30
O método de reamostragem foi o de convolução cúbica (figura 9). Tal método utiliza
uma “janela”de dimensão 4 x 4 para calcular a média do valor de cinza do pixel de saída. Essa
média é calculada em relação aos 16 pixels circundantes ao centro do pixel localizado na
imagem de entrada. O valor do nível de cinza da imagem de saída é determinado em função
de um polinômio de terceiro grau, que é usado com aproximação para o cálculo da distância e
dos pesos correspondentes ao conjunto de 16 pixels.
Fig. 9. Escolha do Método de Reamostragem
O método de reamostragem por convolução cúbica, na fusão de dados por meio da
transformação IHS, permitiu a geração de uma imagem híbrida de aparência natural (figura
10), que facilitou a interpretação visual e a extração de informação para a etapa de restituição
planimétrica.
31
Fig. 10. Cena 1, após a transformação IHS
32
5.3 ORTORRETIFICAÇÃO DAS CENAS
De posse do Modelo Digital do Terreno, e através do Modelo Geométrico da
Imagem (IGM), fornecido pela Space Imaging para cada uma das imagens IKONOS, tornou-
se possível realizar a ortorretificação das quatro cenas selecionadas.
Por meio da ortorretificação, as cenas foram transformadas geometricamente, ou
seja, esta etapa minimizou as distorções provenientes do posicionamento do satélite no
momento da aquisição das cenas e, ainda, da superfície física da Terra (curvatura e relevo).
O software utilizado para se realizar a ortorretificação das imagens IKONOS foi o
ENVI 4.1. Para que essas imagens fossem ortorretificadas, foi preciso fornecer ao programa
os coeficientes RPC’s a elas pertencentes. Cabe ressaltar que tais coeficientes estão
relacionados a cada pixel da imagem, com origem fixada no pixel superior esquerdo. Isso
torna inviável a possibilidade de se ortorretificar apenas os cortes das cenas, caso estes não
incluam o pixel em questão.
Em virtude do que foi ressaltado no parágrafo acima, o corte das cenas IKONOS foi
realizado durante o processo da ortorretificação, visto que o ENVI 4.1, possibilitando a
seleção da área a ser ortorretificada (figura 11), faz o corte automaticamente.
33
Fig. 11. Seleção da área a ser ortorretificada
O corte das cenas diminuiu, consideravelmente, o tempo de operação, ou seja, tornou
menor o esforço computacional.
O ENVI 4.1 possui uma função direcionada exclusivamente à criação de ortoimagens
IKONOS, através da qual é possível selecionar o interpolador para a reamostragem dos pixels
das cenas em questão, o MDT a ser utilizado, o arquivo RPC correspondente a cada cena e o
sistema de projeção e o datum da imagem ortorretificada (figura 12).
O método de reamostragem escolhido nesta etapa também foi o da convolução
cúbica, por apresentar um resultado melhor para o objetivo deste projeto do que o obtido com
os métodos do vizinho mais próximo e bilinear, visto que esses dois últimos degradam a
qualidade visual das imagens.
34
Fig. 12. Parâmetros para a ortorretificação
O resultado da ortorretificação pode ser verificado na figura 13, que apresenta uma
parte da cena 1 ortorretificada (área pertencente à região de interesse).
35
Fig. 13. Cena 1, após a ortorretificação
5.4 CRIAÇÃO DO MOSAICO
As etapas anteriores tornaram possível a utilização dos cortes das quatro cenas
IKONOS para a criação de um mosaico ortorretificado abrangendo toda a área de trabalho.
Tal mosaico viabilizou a junção dos setores correspondentes à articulação da folha de 1:25000
do mapeamento sistemático da região de interesse para a construção da carta-imagem.
O mosaico foi construído através da função mosaicking, disponível no software
ENVI 4.1, que apesenta as opções de geração de mosaicos baseada em níveis de cinza dos
36
pixels da imagem ou baseada em seu georreferenciamento. A última opção foi a escolhida
(figura 14), devido ao fato das imagens IKONOS já estarem georreferenciadas.
Fig. 14. Geração do mosaico baseada nas informações georreferenciadas
Após a escolha da função a ser utilizada na geração do mosaico, o software solicita os
arquivos das imagens constituintes do mosaico (figura 15).
37
Fig. 15. Seleção das cenas necessárias à criação do mosaico
Após a construção do mosaico e uma análise mais detalhada do mesmo, foi possível
perceber algumas falhas na junção das cenas, que apresentava uma faixa preta de pequena
espessura ao longo de toda a região fronteiriça das imagens.
Tal problema devia-se ao fato de as imagens possuírem uma margem desprovida de
informações, ou seja, com valores de nível de cinza iguais a zero (figura 16).
38
Fig. 16. Falha durante a criação do mosaico
Outro problema encontrado no mosaico pode ser identificado na figura 17. Trata-se
da diferença entre os tons de cores das feições que se encontram nas junções das quatro cenas.
Fig. 17. Diferenças de tonalidade entre as cenas constituintes do mosaico
39
Para solucionar esses dois problemas, foi acionada uma função disponível no ENVI
4.1 (figura10) que possibilita importar arquivos, editando as suas propriedades.
Fig. 18. Função para importar arquivos editando suas propriedades
Essa função permite que se desconsidere, durante a geração do mosaico, os pixels
cujos níveis de cinza possuam valor igual a zero, através do “data value to ignore” (figura
11). A solução para o problema do tom de cor das feições foi a utilização da função “color
balancing”, na qual se escolheu a opção “adjust”.
Fig. 19. Parâmetros para a criação do mosaico
Acionando essa função, obteve-se o mosaico composto por toda a região de interesse
para a realização das próximas etapas do projeto.
40
Fig. 20. Mosaico
O mosaico gerado após a utilização desta ferramenta já não mais apresenta diferenças
tão acentuadas em relação ao tom de cor das feições representadas, como pode ser visto na
figura 21.
41
Fig.21. Mosaico após o balanço de cores por ajustamento
5.5 RESTITUIÇÃO PLANIMÉTRICA
Estando o mosaico construído, partiu-se então para a restituição planimétrica da área
de trabalho.
Esta etapa foi desenvolvida no software MicroStation 95 e teve como objetivo
principal o de restituir algumas das principais feições pertencentes à região de interesse, no
que diz respeito à hidrografia e à malha viária da mesma, bem como algumas edificações
relevantes para a área e escala de trabalho.
42
Fig. 22. Restituição Planimétrica da área de trabalho
Através do Projeto de Iniciação Científica intitulado “Normatização de Cartas
Imagens” (desenvolvido pela aluna Nina, do terceiro ano do Curso de Formação e Graduação
do Instituto Militar de Engenharia), pode-se constatar que não há, ainda, nenhuma norma para
a representação de feições em uma carta-imagem. Em vista disso, procurou-se estabelecer um
padrão baseado na TBCD (Tabela Base da Cartografia Digital) elaborada e utilizada pela
DSG (Diretoria de Serviço Geográfico).
Durante a restituição planimétrica, tomou-se o cuidado de vetorizar apenas as feições
representáveis em cartas topográficas de escala 1:25000. A grande vantagem da carta-
imagem, em se tratando do nível de informação adquirida pelo usuário, é justamente o fato de
se poder visualizar feições que não estariam em destaque em uma carta topográfica de mesma
escala, ainda que tais feições não estejam vetorizadas, como pode ser visto na figura 23.
43
Fig. 23. Dados matriciais mesclados a dados vetoriais
Pode-se dizer, ainda, que uma carta-imagem não precisa, necessariamente, apresentar
vetores sobrepostos à imagem, visto que a percepção das feições é facilitada pela alta
resolução das imagens utilizadas. Ainda assim, é necessário que se adicione à carta imagem a
toponímia.
No entanto, o valor da vetorização das feições não pode ser desconsiderado neste
projeto, uma vez que oferece a possibilidade de uma abrangente atualização cartográfica da
área de trabalho ou, até mesmo, a elaboração de uma nova base cartográfica de Manaus
(figura 24).
44
Fig.24. Base cartográfica obtida a partir da restituição
5.6 GERAÇÃO DAS CURVAS DE NÍVEL
A representação das curvas de nível na carta-imagem foi feita a partir de sua geração
no software ENVI 4.1, com a utilização do Modelo Digital do Terreno obtido em fase
anterior.
45
Fig. 25. Função utilizada para a geração das curvas de nível a partir do MDT
O ENVI 4.1 disponibiliza ao usuário uma função para a geração automática das
curvas de nível (figura 25), na qual é possível escolher o espaçamento entre as mesmas e,
ainda, adicionar aos vetores o valor altimétrico relacionado à cada curva, como mostrado na
figura 26.
46
Fig. 26. Função utilizada para adicionar valores altimétricos às curvas geradas
O espaçamento entre as curvas de nível foi definido de acordo com o padrão
estabelecido para cartas-topográficas na escala 1:25000, ou seja, 10 metros (figura 27).
Fig. 27. Parâmetros necessários à geração das curvas de nível
47
Fig.28. Curvas de nível geradas automaticamente pelo ENVI, a partir do MDT
Uma dificuldade encontrada durante essa etapa do trabalho foi o formato do arquivo
gerado pelo ENVI que, ao ser transformado pelo próprio ENVI em um formato compatível
com o software MicroStation (.DXF) e, posteriormente, em formato (.DGN), perdeu a
informação altimétrica associada a cada curva.
48
Fig. 29. Curvas de nível em formato DGN
Outros problemas oriundos dessa transformação podem ser observados na figura 30,
tais como alguns polígonos não existentes no arquivo original gerado pelo ENVI e ainda
curvas de nível apresentando grande parte de seu contorno não suavizado, ou seja, contendo
linhas retas e pontas bastante acentuadas. Tais erros, no entanto, foram eliminados durante a
validação do arquivo vetorial.
49
Fig. 30. Erros eliminados durante a validação
Cabe ressaltar que as curvas de nível geradas através de um MDT não possuem a
mesma qualidade de curvas obtidas por meio de um par estereoscópico das imagens. Porém,
não foi possível realizar a restituição altimétrica da região através da estereoscopia, devido à
falta de meios e material.
5.7 EDIÇÃO DA CARTA-IMAGEM
Esta etapa trata da preparação da carta-imagem para a impressão. Sendo assim, é
através dela que se adicionam as informações marginais e a grade de coordenadas inerentes ao
produto final.
A 5ª Divisão de Levantamento disponibilizou aos alunos autores deste projeto um
modelo padrão de layout utilizado pela mesma durante a fase de edição das cartas ali
50
produzidas. O modelo fornecido estava moldado para a escala 1:25000, de modo que não
houve a necessidade de se adaptar o layout à escala da carta-imagem. Por outro lado, as
informações contidas no mesmo foram substituídas por dados acerca da carta-imagem da
região de Manaus, sua altimetria e feições representativas, vetorizadas durante a realização da
restituição planimétrica.
Os dados marginais selecionados na elaboração da carta-imagem foram:
• Instituição responsável pelo produto, na parte superior direita do cabeçalho;
• Título da carta-imagem, no centro do cabeçalho;
• Índice de Nomenclatura, na parte superior esquerda do cabeçalho;
• Legenda, na lateral esquerda do rodapé;
• Escala, na parte superior central do rodapé;
• Convergência Meridiana, no centro do rodapé;
• Declinação Magnética, no centro do rodapé;
• Nortes de quadrícula, magnético e geográfico, na parte inferior central do
rodapé;
• Articulação da folha, na lateral direita do rodapé;
• Situação da folha no Estado, na lateral direita do rodapé, junto à articulação da
folha.
A Declinação Magnética foi obtida através do programa Declinação Magnética –
Brasil – versão 2.0, desenvolvido pelo LabEEE (Laboratório de Eficiência Energética em
Edificações), do Departamento de Engenharia Civil da Universidade Federal de Santa
Catarina (figura 31).
51
Fig. 31. Programa Declinação Magnética – versão 2.0
A grade de coordenadas foi gerada a partir do programa MGE, com o apoio da 5ª
Divisão de Levantamento, que nos forneceu os meios para a realização dessa etapa. Para a
geração da grade, foram fornecidas as coordenadas geográficas de canto da área de trabalho,
bem como a projeção e o datum aos quais a imagem está referenciada.
O resultado final desta etapa pode ser verificado na figura 32.
52
Fig. 32. Carta Imagem de Manaus
As coordenadas da grade pertencente à carta-imagem estão referenciadas ao datum
SAD-69 e projetadas em UTM. Encontram-se representadas, ainda, as coordenadas
geográficas dos cantos da carta.
53
5.8 CONTROLE DE QUALIDADE
Após a edição da carta-imagem, foram realizadas análises acerca de sua geometria,
através de uma avaliação da precisão planimétrica da imagem e, ainda, da qualidade visual do
produto, no contexto da escala em que a carta foi construída (1:25000).
Uma provável fonte de erros relacionados à qualidade visual de imagens digitais é a
má reamostragem dos níveis de cinza de cada pixel a elas pertencentes, tanto durante a
transformação IHS, quanto durante a ortorretificação. Há, ainda, os erros relacionados à
ampliação e à compressão das imagens, sendo o caso mais comum o de arquivos JPEG e
TIFF comprimido.
Um tipo de erro que é comum em ortoimagens - e que, em geral, incorre em maiores
problemas - é a incompatibilidade entre o Modelo Digital do Terreno empregado e a realidade
da região imageada. Tal erro pode ser conseqüência da extração do MDT a partir do solo
exposto, sem que se leve em conta os acidentes artificiais, fazendo com que estes fiquem
distorcidos, após a ortorretificação.
Outra hipótese trata da possibilidade de o MDT já ter sido adquirido com erros,
fazendo com que todos os acidentes (naturais e artificiais) da área problemática fossem
afetados. Tais erros inseridos no MDT geralmente decorrem de dados altimétricos
inconsistentes da base cartográfica digital com a qual se gerou o modelo.
Por fim, MDT's com espaçamento de grade maior do que a resolução da ortoimagem
digital causam degradação da precisão do produto final.
A avaliação da precisão planimétrica foi feita através do cálculo da diferença entre as
coordenadas de pontos retirados diretamente da carta-imagem e as coordenadas de pontos de
controle correspondentes, obtidos com GPS, por meio de um levantamento de campo
realizado por uma equipe composta de membros da Seção de Engenharia Cartográfica do
Instituto Militar de Engenharia, da 4ª Divisão de Levantamento do Exército Brasileiro
54
(localizada em Manaus) e da empresa Threetek. Trabalhou-se, assim, com 4 pontos de
controle (figura 33) pertencentes à área de trabalho.
Fig. 33. Pontos de Controle
A análise da qualidade visual do produto foi feita por meio de uma avaliação do
conteúdo informativo da carta, ou seja, foi verificado se as feições geralmente representadas
em uma carta na escala de 1:25000 encontravam-se perceptíveis na carta-imagem gerada.
6. RESULTADOS
Os resultados obtidos durante o controle de qualidade da construção da carta-imagem
encontram-se nos itens a seguir:
6.1 AVALIAÇÃO DA PRECISÃO PLANIMÉTRICA
Durante esta etapa, foi observado que a imagem apresentou um erro médio
quadrático menor do que 5m, que é o erro máximo admitido para cartas topográficas em
escala de 1:25000 (0,5mm na escala da carta).
55
O erro médio quadrático pode ser verificado na tabela 2.
Tab. 2. Erro Médio Quadrático
Pontos de Controle Pontos da Carta Imagem EMQ (m)
Coordenadas
UTM
E S E S
1 829333,15 9663911,05 829334,27 9663910,80 1,15
2 822562,10 9662757,85 822563,76 9662759,36 2,24
3 823140,34 9662015,90 823141,00 9662017,52 1,75
4 823007,98 9660858,00 823009,67 9660859,4 2,2
Dessa forma, pode-se concluir que o mosaico gerado pelas quatro cenas
ortorretificadas é passível de ser utilizado para a elaboração de cartas-imagem na referida
escala. De acordo com o Padrão de Exatidão Cartográfica (PEC), a carta imagem produzida
pode ser considerada de CLASSE A.
6.2 AVALIAÇÃO DA QUALIDADE VISUAL
Nesta etapa, foi realizada uma interpretação visual do conteúdo informativo contido
na carta-imagem.
Observou-se, assim, que o produto gerado satisfaz às condições para a elaboração de
cartas na escala de 1:25000, no que diz respeito às feições representadas no mesmo, ou seja, é
possível identificar, na carta-imagem produzida, as feições geralmente representadas em
cartas topográficas de mesma escala.
56
7. CONCLUSÕES
Finalizadas as oito etapas estabelecidas na metodologia para a elaboração de uma
carta-imagem da cidade de Manaus, foi possível concluir que é viável a obtenção de uma
carta-imagem de qualidade (Classe A, segundo o Padrão de Exatidão Cartográfica),
apropriada para a escala de 1:25000, por meio de imagens de alta resolução.
É preciso, no entanto, destacar a dificuldade em se trabalhar com a Tabela Base da
Cartografia Digital (TBCD) para a representação de algumas feições do terreno, visto que, em
uma carta imagem, os vetores situam-se sobre a imagem. Tal fato torna-se um fator negativo
para a sua visualização quando, por exemplo, a imagem destaca uma feição de cor semelhante
ao atributo cor do vetor obtido por meio da restituição planimétrica.
Uma ortoimagem, por si só, não é uma substituta para a carta topográfica, uma vez que
esta última já está devidamente traduzida para um código mais compreensível para os seres
humanos, enquanto a imagem ortorretificada possui informação excessiva e não-traduzida.
Durante a construção da carta-imagem, levou-se em consideração este fato, resultando, assim,
na realização da restituição planimétrica de feições importantes do terreno, pertencentes à
malha viária e à hidrografia da região.
É importante ressaltar, por conta dos resultados obtidos durante o controle de
qualidade, que a linha de produtos Geo Ortho Kit apresenta-se como uma opção bastante
viável para a construção de cartas-imagem a partir de cenas ortorretificadas, com as vantagens
de oferecer um menor nível de processamento e, ainda, um menor custo para os usuários.
A imagem IKONOS, no entanto, não atende às necessidades de projetos que envolvam
plantas em escalas maiores que 1:5000, como, por exemplo, cadastros técnicos municipais e
cadastros urbanos, em geral. Para tais, são recomendadas fotografias aéreas em escalas
correspondentes a seus objetivos.
57
7.1. SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS
Uma possível continuação para o projeto aqui apresentado seria a realização da
restituição plano-altimétrica por meio de um par estereoscópico de imagens IKONOS, com a
utilização de material apropriado.
Outra possível continuação seria a elaboração de uma norma para a representação de
feições em uma carta imagem, com o objetivo de padronizar as cartas imagens produzidas no
país. Para tal, seria necessária a confecção de uma tabela própria de atributos para os vetores
obtidos durante a restituição plano-altimétrica do terreno, visando facilitar a sua visualização
sobre a imagem.
58
8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1º DIVISÃO DE LEVANTAMENTO. Normas Provisórias para Edição Vetorial - NPEV.
BRITO, Jorge Nunes; COELHO, Luiz. Fotogrametria Digital. Instituto Militar de
Engenharia. 1ª Ed. Rio de Janeiro, Brasil. 2002.
CROSTA, A. P. Processamento digital de imagens de sensoriamento remoto. Campinas:
IG/UNICAMP, 1992.
EASTMAN, J. R., IDRISI. Exercícios tutorais. J. Ronald Eastman. Editor da versão em
português, Heinrich Hasenack. Porto Alegre, UFRGS - Centro de Ecologia, 1994. 109p.
FIGUEIRA, Nina Machado. Normatização de Cartas Imagens. 1º Ed. Instituto Militar de
Engenharia, 2005.
GONZALEZ, Rafael C.; WOODS, Richard E. Processamento de Imagens Digitais. Editora
Edgard Blücher Ltda, 2000.
GRODECKI, Jacek. IKONOS Stereo Feature Extraction—RPC Approach. Proceedings
of ASPRS 2001 Conference, St. Louis, April 23-27, 2001.
HU, Y., Tao, V., Croitoru, A. Understanding the rational function model: methods and
applications, International Archives of Photogrammetry and Remote Sensing, 12-23
July, Istanbul, vol. XX, 2004. 6 p.
MINISTÉRIO DA DEFESA; Presidência da República. Boletim do Exército nº 29, de 22 de
julho de 2005.
SABINS, Floyd F. Remote Sensing: Principles and Interpretation. Second edition, New-
York: Freeman and company, 1987.
59
SCOFANO, Flávio Vieira; SILVA, Daniel da Costa e. Ortorretificação de Cenas IKONOS
para Geração de uma Carta Imagem. Instituto Militar de Engenharia. 1ª Ed. Rio de Janeiro,
Brasil, 2003.
SILVA, Wagner Barreto da; VERGARA, Oscar Ricardo. Avaliação da qualidade
geométrica de imagens IKONOS ortorretificadas utilizando-se a transformação
polinomial racional. Anais XII Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto, Goiânia,
Brasil, 16-21 abril 2005, INPE, p. 2581-2588.
ZHANG, Z. Determining the epipolar geometry and its uncertainty: a review. INRIA
Research Report Nº 2927, 1999.
Sítio da empresa EngeSat
(http://www.engesat.com.br)
Sítio da empresa Gisplan
(http://www.gisplan.com.br)
Sítio do INPE
(http://www.inpe.br)