processamento digital de imagens correção geométrica registro correção radiométrica correção...
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Processamento Digital de Imagens
Correção Geométrica Registro Correção RadiométricaCorreção Atmosférica
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Integração com Sensoriamento Remoto
Sensoriamento Remoto representa uma fonte única de informação atualizada para um SIG.
A união da tecnologia e dos conceitos e teorias de Sensoriamento Remoto e SIG possibilita a criação de sistemas de informação mais ricos e sofisticados.
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Qual a posição do objeto na superfície da terra?
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Correção geométrica de imagens
Importância– eliminação de distorções sistemáticas
– estudos multi-temporais
– integração de dados em SIG
Requerimentos– conhecimento das distorções existentes
– escolha do modelo matemático adequado
– avaliação e validação de resultados
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Correção geométrica de imagens
Fontes de distorções geométricas (MSS, TM, HRV, AVHRR)– rotação da Terra (skew)
– distorções panorâmicas (compressão)
– curvatura da Terra (compressão)
– arrastamento da imagem durante uma varredura
– variações de altitude, atitude e velocidade do satélite
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Efeitos de distorções geométricas
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Correção geométrica de imagens Transformação geométrica
– modelo de correções independentes
– modelo fotogramétrico
– modelo polinomial (registro de imagens)
Mapeamento inverso Reamostragem (interpolação)
– vizinho mais próximo
– bilinear
– convolução cúbica
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Transformação Geométrica (T) Modelo de correções independentes
– distorções sistemáticas são corrigidas de forma independente
– cálculo (l,p) (,) não é factível
Modelo fotogramétrico– usa o princípio das equações de colinearidade– considera a interdependência das distorções– cálculo (l,p) (,) é factível
Modelo polinomial (registro de imagens)– cálculo (l,p) (,) através de pontos de controle
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Transformações geométricas
identidade escala
rotação
rotação residual
quebra do paralelismo
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Transformações geométricas (modelos)
Ortogonal - 3 parâmetros 1 rotação (), 2 translações (x, y)
Similaridade - 4 parâmetros 1 rotação (), 2 translações (x, y), 1 escala ()
Afim ortogonal - 5 parâmetros 1 rotação (), 2 translações (x, y), 2 escala (x, y )
Afinidade - 6 parâmetros 1rotação, rotação residual, 2 escalas, 2 translações
Polinomiais - 6 parâmetros
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ModelosModelos
yxb
yxajii
m
i
i
jij
jiim
i
i
jij
Y
X
0 0
0 0
yyxY
xyxX
yx
yx
cossen
sencos
Polinômio de grau m:
Afim ortogonal:
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Mapeamento Inverso (T-1)
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Reamostragem (interpolação)
Vizinho mais próximo
Bilinear
Convolução cúbica
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Interpolação VMP
• Efeito de blocos
• Processamento rápido
• Não cria novos valores de NC (mantém estatísticas da imagem)
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Interpolação Bilinear
• O valor obtido pela média ponderada dos NCs dos pontos E e F é transferido para a posição X
• Efeito de suavização devido a operação de média
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Interpolação Cúbica
• Computacionalmente mais caro• Introduz novos valores de NCs (altera parâmetros estatísticos) • Produz imagem com aparência mais natural
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Efeitos da Interpolação
2X
1/2X
C. Cúbica
VMP
Bilinear
Processamento Digital de Imagens
Registro
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Registro de Imagens
TM (09/09/90) TM (18/07/94) Registro
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Qual o Problema?
Identificar a transformação espacial T que modela a distorção entre as
imagens
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Procedimentos para o Registro
Seleção de feições Obtenção de pontos de controle Escolha da função de transformação
– Similaridade– Afim (polinômio de grau 1)– Polinômios
Interpolação
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Registro manual:Identicação de pontos de controle
Mínimo de pontos de controle: (N+1)(N+2)/2
3 para 1o grau e 6 para 2o grau
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Distribuição dos Pontos de Controle
Registro automático de Imagens
Baseado em área Baseado em feições
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Registro baseado em área
Imagem de referência Imagem de ajuste
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Registro baseado em feições
Referência: Landsat-TM
Ajuste: SPOT
Processamento Digital de Imagens
Correção radiométrica
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Correção radiométrica
Correção atmosférica Redução de ruídos Calibração de detetores Restauração
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Trajetória da Energia Radiante
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Correção Atmosférica
Modelagem dos processos de espalhamento e absorção da atmosfera– modelo complexo– dados auxiliares (visibilidade e umidade relativa)
nem sempre disponíveis Aproximações
– algumas hipóteses são realizadas
O efeito atmosférico aumenta inversamente com o comprimento de onda
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Correção Atmosférica
Selecionar regiões na imagem com reflectância nula (por exemplo, água)
Estimar o NC médio desta região Subtração deste NC de todos os NCs da imagem
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Correção Atmosférica
– Comparação entre imagens originais e imagens com correção atmosférica (banda 1 - TM) utilizando o método de Chavez Jr (1988).
24/09/1989
03/03/1990
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Restauração
Corrige as distorções radiométricas inseridas pelo sensor no processo de geração da imagem (borramento)
Os filtros de restauração são específicos para cada sensor e banda espectral
objetivo: reduzir o efeito de borramento
sensorFiltro de
restauraçãocena
Imagem digital
Imagem corrigida
f (ciclos/pixels)f (ciclos/pixels)
1
1
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Restauração
Imagem CBERS simulada
EIFOVx= 68,25 m EIFOVy= 71,5 m
Imagem restaurada
EIFOVx= 38,9 m EIFOVy= 34,44 m
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TM-5 restaurada
R(4)G(5)B(3)