PROCESSAMENTO DIGITAL DE IMAGENS CBERS

Esta aula apresenta a metodologia do Módulo Processamento Digital de Imagens, utilizando dados do CBERS, do Curso ministrado totalmente a Distância, desenvolvido pelo INPE (OBT) em parceria com a Selper:

Introdução ao Sensoriamento Remoto

http://www.dpi.inpe.br/ead/intro_sr/index.html

Além disto, mostra alguns resultados da 2ª Pesquisa realizada sobre o Perfil dos Usuários das Imagens do Satélite Sino-Brasileiro de Recursos Terrestres - CBERS (China-Brazil Earth Resources Satellite Program), e os produtos deste satélite.

Sobre o Programa CBERS

Com o CBERS (China-Brazil Earth Resources Satellite) o Brasil passou a dominar a tecnologia para o fornecimento de dados de sensoriamento remoto. Até então, o país dependia exclusivamente de imagens fornecidas por equipamentos estrangeiros.

A cooperação entre cientistas brasileiros e chineses no desenvolvimento de tecnologias espaciais resultou nos satélites CBERS-1 e CBERS-2, lançados respectivamente em 1999 e 2003 e atualmente inoperantes, e no CBERS-2B, colocado em órbita em setembro de 2007 e responsável por enviar imagens para as mais diversas aplicações, como monitorar desmatamentos e a expansão da agropecuária. Desde a assinatura do acordo de cooperação, em 1988, Brasil e a China já investiram cerca de US$ 350 milhões e atualmente o Brasil é um dos maiores distribuidores de imagens orbitais do mundo. Numa iniciativa pioneira, a política de acesso livre às imagens do satélite CBERS tem levado outros países, como os Estados Unidos, a disponibilizar dados orbitais de média resolução.

Para garantir o fornecimento ininterrupto de dados aos milhares de usuários conquistados pelo CBERS, o Brasil precisa manter e ampliar seu programa de satélites de observação da Terra. Estão programados os lançamentos de mais dois satélites (CBERS-3 e 4) em 2011 e 2014. E já se discute com a China o desenvolvimento de outros dois.

Além do fornecimento gratuito de imagens de satélite, que contribuiu para a popularização do sensoriamento remoto e para o crescimento do mercado de geoinformação brasileiro, o Programa CBERS promove a inovação na indústria espacial nacional, gerando empregos em um setor de alta tecnologia fundamental para o crescimento do País.

Objetivo do Curso a distância

Capacitar profissionais, de várias áreas, no uso da tecnologia de Sensoriamento Remoto.

Objetivo do Módulo Processamento de Imagens

Difundir o uso de dados do satélite sino-brasileiro (CBERS) e de outros satélites, disponíveis gratuitamente na Internet, bem como o software SPRING (Sistema de Processamento de Informações Georreferenciadas), desenvolvido pelo INPE, e também gratuito.

Metodologia

Esta metodologia de ensino foi desenvolvida com softwares e imagens disponíveis na Web, possibilitando acessos totalmente gratuitos.

Constitui-se de procedimentos em formato de rotinas com o “passo a passo” contendo mini-videos, para que os alunos de cursos de geotecnologias, e demais interessados nessa área, possam utilizá-los para:

-capturar imagens CBERS,

-mosaicos LANDSAT,

-georreferenciar imagens multitemporais,

-aplicar técnicas de processamento de imagens e

-gerar mapas temáticos.

O ambiente de ensino aprendizagem utilizado, e os programas específicos, para o ensino de Processamento de Imagens CBERS, no Curso, são apresentados a seguir:

TelEduc.Ambiente para a criação, capacitação e administração de cursos na Web (http://TelEduc.nied.unicamp.br).

Para inicio da comunicação com os alunos utilizamos a ferramenta “Agenda”, recurso que se caracteriza como a porta de entrada de um curso. Toda a programação da semana é explicitada nesta ferramenta a fim de que os formandos possam se organizar em relação aos tópicos, tempo de estudo e a elaboração das atividades.

O ponto forte do curso é o suporte diferenciado ao aluno, já que para ter sucesso em um curso a distância é muito importante a interatividade entre professores e alunos, entre alunos e o ambiente de aprendizado e se possível, entre os alunos também.

O formador como facilitador do processo de aprendizagem a distância deve sempre orientar o aluno sobre a dinâmica do curso, incentivando e conscientizando este aluno na importância de sua participação ativa neste contexto de aprendizagem.

As ferramentas mais utilizadas para aprimorar a interatividade no nosso curso são: “Atividades”: ela apresenta as atividades a serem realizadas durante o curso.

“Diário de Bordo”: como o nome sugere, trata-se de um espaço reservado para que cada participante possa registrar suas experiências ao longo do curso: sucessos, dificuldades, dúvidas, anseios visando proporcionar meios que desencadeiem um processo reflexivo a respeito do seu processo de aprendizagem.

“Correio”: trata-se de um sistema de correio eletrônico interno ao ambiente. Assim, todos os participantes do curso podem enviar e receber mensagens através deste correio. Todos, a cada acesso, devem consultar seu conteúdo a fim de verificar as novas mensagens recebidas.

“Portfólio”: nesta ferramenta os participantes do curso podem armazenar textos e arquivos utilizados e/ou desenvolvidos durante o curso, bem como endereços da Internet.

O aluno descreve o desenrolar das suas atividades no “Diário de Bordo”, e faz um comentário dizendo para o professor em qual etapa das rotinas ele teve mais dificuldades.

Como as rotinas mostram o “passo a passo” em itens, fica muito fácil para o aluno apontar as suas dúvidas e ir interagindo com o professor.

Em muitos casos o formador repete a operação, junto com o aluno, para conseguir visualizar onde está o problema e ajudá-lo a seguir em frente.

SWISH. Programa que usa a tecnologia Adobe Flash para criar apresentações multimídia. Ferramenta que permite criar com extrema habilidade animações em flash, acrescenta efeitos a imagens importadas, nos formatos GIF, JPEG e PNG, e executa efeitos sonoros em resposta ao clique do mouse. (http://www.swishzone.com).

 

 

CamStudio. Ferramenta para gravar a atividade da tela do computador  como arquivo de vídeo AVI. Os vídeos foram gerados demonstrando “passo a passo” a aplicação das técnicas em Geoprocessamento e Processamento de Imagens CBERS dentro do SPRING. (http://www.camstudio.org).

SPRING. Sistema de Informações Geográficas-SIG, desenvolvido e mantido pela OBT/ DPI – INPE.

Software Freeware – Download via Web http://www.dpi.inpe.br/spring Versões em Windows e Linux (4.3.3) com Manual on-line – browser estilo Web.

Principais Funcionalidades: Processamento Digital de Imagens, Manipulação de Dados Temáticos, Modelagem Numérica de Terreno, Armazenagem e Consultas de Dados Cadastrais, Modelagem e Uso de Redes e, Análises Espaciais.

Principais características: - Integrar, numa única base de dados, informações espaciais provenientes de dados cartográficos, dados de censo e cadastro urbano e rural, imagens de satélite, redes e modelos numéricos de terreno.

-Oferecer mecanismos para combinar as várias informações, através de algoritmos de manipulação e análise, além de ferramentas para consultar, recuperar, visualizar e plotar o conteúdo da base de dados geocodificados. No módulo “SPRING”, estão disponíveis as funções relacionadas à criação, manipulação de consulta ao banco de dados, funções de entrada de dados, processamento digital de imagens, modelagem numérica de terreno e análise geográfica de dados.

É o módulo principal de entrada, manipulação e transformação de dados geográficos. Para ter acesso ao material on line deste curso pode ser utilizado o Windows Media Player (WMP). Trata-se de um programa para áudio e vídeo em computadores pessoais. Produzido pela Microsoft, está disponível gratuitamente para o Microsoft Windows.

O módulo PROCESSAMENTO DE IMAGENS CBERS dos nossos cursos é composto pelas seguintes Rotinas:

Rotina 1. Como criar um banco de dados;

Rotina 2. Como criar as categorias: imagem, carta temática e classes temáticas;

Rotina 3. Como criar um projeto;

Rotina 4. Como importar o mosaico da NASA;

Rotina 5. Como capturar as imagens CBERS.

Rotina 6. Como realizar o registro das Imagens CBERS no SPRING;

Rotina 7. Contraste linear;

Rotina 8. Como aplicar as técnicas de segmentação e classificação;

Rotina 9. Edição matricial.

Banco ATLAS 2008: http://www.dpi.inpe.br/spring/portugues/banco.html

Access (versão 5.0 do SPRING) / 352 mbytes

Brasil - Polyconica/SIRGAS 2000

Executável win (XP/Vista)

IBGE, INPE

Base de dados do BRASIL - Imagens CBERS das capitais brasileiras, Mapa estadual, municipal 1991, 1994, 1997, 2001, 2005, 2007 (500.000 e 2.000.000), sede de municípios (2005), drenagem, vias acesso, séries cartográficas, vegetação radam, cenas Landsat, CBERS e SPOT, do Brasil.

Meridiano central W 51:00:00Abrangencia do fuso 54-48

http://www.ltid.inpe.br/cursoadistancia/

ProcessamentoDeImagensCBERS/AULAS/Aula3/

DetalhesRotina4_Alternativa.pdf

http://www.dgi.inpe.br/Suporte/files/manual_usuario_PT.htm

   Transformações polinomiais - pontos de controle

O uso de transformações polinomiais é bastante comum no registro de imagens. As transformações polinomiais fazem o vínculo entre coordenadas de imagem e as coordenadas no sistema de referência através de pontos de controle.

Pontos de controle são feições passíveis de identificação na imagem e no terreno, ou seja, são feições homólogas cujas coordenadas são conhecidas na imagem e no sistema de referência. Cruzamentos de estradas, pistas de aeroportos e confluência de rios são candidatos naturais a pontos de controle.

A determinação dos parâmetros da transformação polinomial selecionada é feita através da resolução de um sistema de equações. Para que esse sistema de equações possa ser montado as coordenadas dos pontos de controle devem ser conhecidas tanto no referencial da imagem como no sistema de referência.

As coordenadas de imagem (linha, coluna) são obtidas quando o usuário clica sobre a feição na imagem. As coordenadas de referência são usualmente obtidas através de mapas confiáveis que contenham as feições homólogas usadas como pontos de controle (modo Mesa na janela de registro).

O SPRING também aceita medições feitas diretamente no terreno com GPS (modo Teclado). Dados vetoriais existentes e imagens georreferenciadas também podem ser usados como fontes de extração de coordenadas de referência (modo Tela).

Uma vez determinados os n pontos de controle e selecionada a transformação polinomial, um sistema de 2n equações é montado para resolver 6, 12 ou 20 parâmetros, dependendo do polinômio ser de 1o, 2o ou 3o grau. Assim, conclui-se que o número mínimo de pontos de controle é 3 para o polinômio de 1o grau, 6 para o polinômio de 2o grau e 10 para o polinômio de 3o grau.

O número mínimo de pontos de controle representa a situação de um sistema de equações determinado, no qual o número de equações coincide com o número de incógnitas a calcular.

Entretanto, como as coordenadas medidas dos pontos de controle estão sujeitas a erros, convém usar um número de pontos maior que o mínimo.

Nesse caso, trabalha-se com um sistema de equações sobre-determinado, que tem mais equações que incógnitas e permite tratar e distribuir os erros de medição dos pontos de controle.

Em termos práticos aconselha-se o uso de 6 pontos de controle para o polinômio de 1o grau, 10 pontos de controle para o polinômio de 2o grau e 14 pontos para o polinômio de 3o grau.

Deve-se ter em mente também que a distribuição dos pontos de controle na área a ser registrada é de suma importância, pois as transformações polinomiais tendem a se comportar adequadamente apenas na região onde se encontram os pontos de controle.

Durante o Registro e a Importação de Arquivos GRIB, dos dados CBERS , o botão correção de sistema deve ficar ativado ou desativado?

As imagens CBERS selecionadas através do catálogo de imagens do INPE (www.dgi.inpe.br/CDSR) têm correção geométrica de sistema e estão, portanto, sujeitas às incertezas oriundas dos dados de efemérides e de atitude usados no processo de correção geométrica. Como as imagens do CBERS-2 e 2B estão sendo distribuídas gratuitamente à comunidade de usuários brasileiros, é oportuno enfatizar o estado atual da qualidade geométrica dessas imagens e descrever a melhor maneira de tratá-las através do módulo de registro do SPRING com o objetivo de eliminar o erro de posicionamento e refinar o erro interno. A exatidão de posicionamento define quanto uma imagem com correção de sistema está fora de sua posição geográfica correta. As imagens CBERS-2 e 2B podem apresentar erros de posicionamento de até 10 km. Dados de efemérides imprecisos e aproximações na integração dos dados de atitude feita a bordo do satélite são os principais responsáveis pelo erro de posicionamento das imagens com correção de sistema. O registro das imagens elimina o erro de posicionamento. A exatidão interna estabelece a possibilidade de integração de uma imagem com correção de sistema a mapas e a outros dados georreferenciados. Em outras palavras, o erro interno é o erro residual, aquele que não se consegue eliminar totalmente, quando se tenta sobrepor uma imagem a um mapa, ou seja, um erro interno pequeno significa uma boa sobreposição. O erro interno é de cerca de 90 m (4.5 pixels) para as imagens CCD, 250 m (3.125 pixels) para as imagens IRMSS e 700 m (2.7 pixels) para as imagens WFI. Como conseqüência, se a opção correção de sistema estiver ativa, esses valores de erro interno permanecem na imagem registrada.

Por outro lado, testes realizados no INPE mostram que o registro das imagens através de uma transformação de afinidade (polinômio de 1o grau) permite o refinamento do erro interno, que cai para cerca de 24a 28 m (1.4 pixel) para as imagens CCD, 112 m (1.4 pixel) para as imagens IRMSS e 416 m (1.6 pixel) para as imagens WFI. Portanto, se o registro for feito com o botão correção de sistema desativado e houver mais de 3 pontos de controle para o uso de um polinômio de 1o grau, consegue-se um bom resultado. Por isso, sugere-se, como regra geral para as imagens CBERS-2 e 2B, que o Registro e a Importação de Arquivos GRIB  sejam feitos com o botão correção de sistema desativado.

O registro é uma operação trabalhosa, existe alguma dica para realiza-lo com mais facilidade?

SIM. Observe as recomendações a seguir:

1.Clicar em Tela nos botões de opção Aquisição;

2.Reconhecer pontos homólogos, isto é, pontos que correspondam às mesmas feições nas imagens de referência e de ajuste. Faça isto antes de começar a aquisição dos pontos.

Utilize o recurso da opção Ampliar, que está no "Painel de Controle". Isto permite uma maior precisão na localização os pontos;

3.Clicar em Criar nos botões de opção Operação;

4. Clicar na caixa de texto Nome e fornecer um nome para o ponto que vai ser adquirido;

5. Clicar em CR para que apareça a mensagem "Selecione ponto de referência"; clicar sobre OK na mensagem, e logo em seguida, aponte o cursor sobre o ponto na tela de referência, clicando com o Botão da Esquerda do mouse novamente;

6. Um ponto representado por uma cruz verde aparecerá sobre a imagem ou dado vetorial na Tela 5; clicar e arrastar a cruz verde até o mesmo ponto geográfico escolhido na tela de referência.

Se você está realizando o registro, veja a seguir, um LEMBRETE que poderá auxiliá-lo:

Após CRIAR um ponto (clicar sobre o ponto na tela 1) aparecerá na tela 5 o ponto correspondente.

Esse ponto na Tela 5 - imagem de ajuste - é que deve ser movimentado para a posição correta, isto é, equivalente à posição da tela 1 na imagem de referência.

Se possível defina em torno de 9 pontos de controle, 3 na parte superior da imagem, 3 na parte central e 3 na parte inferior. Pode ser um número menor, desde que estejam bem distribuídos.

Use a opção SELECIONAR, antes de SALVAR os pontos de controle.

Selecione todos os pontos e avalie o erro de precisão, o ideal é conseguir um erro próximo de 1,5  pixel.  

Limiares de Similaridade e de Área     

A medida de Similaridade está baseada na distância Euclidiana entre os valores médios dos níveis de cinza de cada região. Assim duas regiões são consideradas distintas se a distância entre suas médias for superior ao limite de Similaridade escolhido.

Regiões com limiar de Área menor que o mínimo escolhido são absorvidas pelas regiões adjacentes mais similares a estas.

O valor de similaridade depende dos níveis de cinza da imagem. Para as imagens Landsat, ou CBERS, usamos o valor = 8. Por exemplo:

Considerando-se apenas uma banda e um limiar de similaridade igual a 8.    

Uma região com a média dos níveis de cinza = 12 e uma região vizinha com média dos níveis de cinza = 18, são consideradas similares.    

Porque a diferença entre as médias é igual a 6, que é um valor menor que 8, portanto essas regiões serão agrupadas formando uma nova região. O limiar de Área depende da área mínima, em número de pixels, que se deseja identificar.    

Por exemplo:     Para imagens Landsat de resolução = 30 x 30 metros, uma área de 20 pixels significa:

5 x 4 pixels = (5 x 30m) X (4 x 30metros) = 18000 m2 ( área mínima ).    

Para imagens CBERS de resolução = 20 x 20 metros, uma área de 20 pixels significa: 5 x 4 pixels = (5 x 20m) X (4 x 20metros) = 8000 m2 ( área mínima ). Experimente:

Área = 20 e Similaridade = 8  e faça alguns testes variando esses valores. Por exemplo:    

Área  e Similaridade : 20     e          8, 15        e     10, 30        e     10.

Produtos

CBERS-SATÉLITE SINO-BRASILEIRO

DE RECURSOS TERRESTRES

http://www.cbers.inpe.br

Um dos objetivos deste curso é divulgar os produtos dos satélites CBERS distribuídos gratuitamente na internet.

Três câmeras para observação da superfície terrestre em diferentes regiões de espectro eletromagnético compõem a carga útil dos satélites CBERS.

CÂMERA IMAGEADORA DE AMPLO CAMPO DE VISADA - WFI

Proporcionam imagens de extensas faixas da superfície do globo, permitindo uma visão integrada de formações geográficas de grande extensão, tais como grandes rios e regiões costeiras.

No CBERS-1, CBERS-2 e CBERS-2B, a câmara WFI produz imagens de uma faixa com 890 km de largura, com resolução de 260 m.

No CBERS-3 e CBERS-4, a câmara produzirá imagens de uma faixa com 866 km, com resolução de 73 m.

CÂMERA DE ALTA RESOLUÇÃO - CCD

Permite o acompanhamento de fenômenos que exigem maior detalhamento para seu estudo, tais como processos de desmatamento e mapeamentos agrícolas.

A direção de visada pode ser deslocada no sentido leste-oeste em até 32 graus em relação ao centro da órbita, possibilitando a obtenção de imagens estereoscópicas. Além disto, qualquer fenômeno detectado pela câmera WFI pode, também, ser localizado pela câmera CCD, para estudo mais detalhado.

No CBERS-1, CBERS-2 e CBERS-2B, a câmera CCD produz imagens de uma faixa com 113 km de largura, com resolução de 20m.

No CBERS-3 e CBERS-4, haverá uma segunda câmera CCD (PANMUX) que produzirá imagens com até 5 m de resolução.

IMAGEADOR POR VARREDURA DE MÉDIA RESOLUÇÃO - IRMSS

Permite a obtenção de imagens em quatro faixas espectrais na região do infravermelho.

No CBERS-1 e CBERS-2, produz imagens de uma faixa com 120 km de largura, com resolução de até 80m. Os CBERS-3 e CBERS-4 serão equipados com uma câmera IRMSS que produzirá imagens com até 40 m de resolução espacial.

CÂMERA PANCROMÁTICA DE ALTA RESOLUÇÃO - HRC

No CBERS 2B, o IRMSS foi substituído pela HRC.

Esta câmara experimental produz imagens de uma faixa de 27 km de largura, com resolução espacial de 2,7 m, em uma região espectral pancromática única.

Recordando: Resumo das principais aplicações

O satélite CBERS possui um conjunto de sensores ou instrumentos com alto potencial de atender a múltiplos requisitos de aplicações. Porém, cada um desses sensores tem características próprias que os tornam mais adequados a certas categorias de aplicações.  O potencial de aplicação de um dado sensor é estabelecido em função de suas características de resolução espacial, resolução temporal, e características espectrais e radiométricas.

A fim de maximizar os resultados para melhor relação custo/benefício deve-se considerar o compromisso entre as necessidades da aplicação e as características dos sensores. A seguir são indicadas algumas aplicações para cada câmera, entretanto o universo de aplicações é muito mais amplo.

A Câmera Imageadora de Alta Resolução (CCD), por possuir uma boa resolução espacial – 20 metros, presta-se à observação de fenômenos ou objetos cujo detalhamento seja importante. O campo de visada de 120 km, auxilia nos estudos municipais ou regionais. Dada a sua freqüência temporal de 26 dias, pode servir de suporte na análise de fenômenos que tenham duração compatível com esta resolução temporal. Suas bandas estão situadas na faixa espectral do visível e do infravermelho próximo, o que permite bons contrastes entre vegetação e outros tipos de objetos.

Destacam-se como aplicações potenciais da CCD:

 Vegetação: identificação de áreas de florestas, alterações florestais em parques, reservas, florestas nativas ou implantadas, quantificações de áreas, sinais de queimadas recentes.

Agricultura: identificação de campos agrícolas, quantificação de áreas, monitoramento do desenvolvimento e da expansão agrícola, quantificação de pivôs centrais, auxílio em previsão de safras, fiscalizações diversas.

Meio ambiente: identificação de anomalias antrópicas ao longo de cursos d´água, reservatórios, florestas, cercanias urbanas, estradas; análise de eventos episódicos naturais compatíveis com a resolução da Câmera, mapeamento de uso do solo, expansões urbanas.

Água: identificação de limites continente-água, estudos e gerenciamento costeiros, monitoramento de reservatórios.

Cartografia: dada a sua característica de permitir visadas laterais de até 32º a leste e a oeste, em pequenos passos, possibilita a obtenção de pares estereoscópicos e a conseqüente análise cartográfica (CBERS 2). Essa característica também permite a obtenção de imagens de uma certa área no terreno em intervalos mais curtos, o que é útil para efeitos de monitoramento de fenômenos dinâmicos.

Geologia e solos: apoio a levantamentos de solos e geológicos.

Educação: geração de material de apoio a atividades educacionais em geografia, cartografia, meio ambiente, e outras disciplinas.

O IRMSS (Imageador por Varredura de Média Resolução), presente nos CBERS-1 e 2, tem duas bandas espectrais na região do infravermelho médio e uma pancromática, com 80 metros de resolução espacial, mais uma banda na região do infravermelho termal com 160 metros. Suas aplicações são as mesmas da CCD, com as devidas adaptações.  Outras aplicações são: Análise de fenômenos que apresentem alterações de temperatura da superfície.

Geração de mosaicos estaduais. Geração de cartas-imagens.

O WFI (Imageador de Amplo Campo de Visada) pode imagear grandes extensões territoriais, de 890 km. Essa característica torna o WFI muito interessante para observar fenômenos cuja magnitude ou interesse seja nas escalas macro-regionais ou estaduais. Em função dessa ampla cobertura espacial, sua resolução temporal também tem um ganho - podem ser geradas imagens de uma dada região com menos de cinco dias de intervalo. Entre as aplicações, podem ser mencionadas: Geração de mosaicos nacionais ou estaduais. Geração de índices de vegetação para fins de monitoramento. Monitoramento de fenômenos dinâmicos, como safras agrícolas, queimadas persistentes. Sistema de alerta, em que a imagem WFI serve como indicativo para a aquisição de imagens de mais alta resolução da CCD ou do IRMSS. Acoplamento a outros sistemas mundiais de coleta de dados de baixa a média resolução.

A HRC (Câmera Pancromática de Alta Resolução) pode imagear uma faixa relativamente estreita - 27 km -, mas com altíssima resolução, de 2,7 m de dimensão de pixel. O modo de operação está estabelecido em uma revisita de 130 dias. Ou seja, ao longo do ano será possível ter ao menos duas coberturas completas do país. Com esta câmera não será possível ter estereoscopia.  Entre as aplicações, podem ser mencionadas: Geração de mosaicos nacionais ou estaduais detalhados.

Atualização de cartas temáticas e outros tipos de cartas.

Geração de produtos para fins de planejamento local ou municipal.

Aplicações urbanas e de inteligência.

Fusão HRC X CCD

http://wiki.dpi.inpe.br/doku.php?id=fusaohrcccdcbers2b:exemplo

QUALIDADE GEOMÉTRICA DE IMAGENS CBERS-2

Nível 2 de processamento_imagem com

correção radiométrica e correção geométrica de sistema

http://www.dgi.inpe.br/CDSR

IMAGENS DISPONÍVEIS PARA DOWNLOAD

ATRAVÉS DO CATÁLOGO

É importante que elas passem por um processo de registro para que o erro de posicionamento seja eliminado e o erro interno seja refinado

EXATIDÃO DE POSICIONAMENTO DAS

IMAGENS CBERS-2 

As imagens CBERS-2 podem apresentar um erro de posicionamento de até 10km, o registro das imagens elimina o erro de posicionamento

EXATIDÃO INTERNA DAS IMAGENS CBERS-2

80m para as imagens CCD

250m para as imagens IRMSS e

700m para as imagens WFI

O registro das imagens por uma transformação de afinidade (polinômio do primeiro grau) permite o refinamento do erro interno

24 m para as imagens CCD

112 m para as imagens IRMSS

416 m para as imagens WFI

CCD na escala 1:100.000, IRMSS na escala 1:250.000 e WFI na escala 1:1.000.000

Recordando

Níveis de Correção Geométrica de Produtos CCD_CBERS

Imagem Nível 0: imagem recebida diretamente pela estação de recepção do INPE, contendo dados não calibrados, e informação adicional sobre atitude e efemérides do satélite. Esta imagem é arquivada pelo INPE em formato específico para uso interno.Imagem Nível 1: imagem resultante da aplicação de procedimentos de calibração radiométrica a uma imagem nível 0.

Imagem Nível 2: imagem selecionada através do catálogo:http://www.dgi.inpe.br/CDSR;

Nível 1, à qual foi aplicado procedimento de correção geométrica de sistema, com uso de dados da plataforma e sem uso de pontos de controle. As imagens CBERS-2 podem apresentar um erro de posicionamento de até 10 km, é importante que elas passem por um processo de registro para que o erro de posicionamento seja eliminado e o erro interno seja refinado; usar, por exemplo, imagens ortorretificas pela NASA, como referencia no registro. Informações adicionais sobre o acesso a estas imagens, poderão ser encontradas no endereço: http://glcf.umiacs.umd.edu/data 

Cont. Recordando

O erro interno é de cerca de 80m para as imagens CCD. O registro das imagens por uma transformação de afinidade (polinômio do primeiro grau) permite o refinamento do erro interno, que cai para cerca de 24m.

Este produto é disseminado pelo INPE no seguinte formato:

Geotiff e Projeção UTM (Sistema referencial de localização terrestre baseado em coordenadas métricas definidas para cada uma das 60 zonas UTM, múltiplas de 6 graus de longitude, na Projeção Universal Transversal de Mercator e cujos eixos cartesianos de origem são o Equador, para coordenadas N (norte) e o meridiano central de cada zona, para coordenadas E (leste), devendo ainda ser indicada à zona UTM da projeção. As coordenadas N (norte) crescem de S para N e são acrescidas de 10.000.000 (metros) para não se ter valores negativos ao sul do Equador que é a referência de origem; já as coordenadas E (leste) crescem de W para E, acrescidas de 500.000 (metros) para não se ter valores negativos a oeste do meridiano central); eDatum SAD 69 (apresenta o vértice Chuá-MG como a origem das coordenadas, e elipsóide de referência o recomendado pela União Astronômica Internacional, homologado em 1967 pela Associação Internacional de Geodésia).

QUALIDADE GEOMÉTRICA DE IMAGENS CBERS-2 - Nível 3

Imagem com correções radiométrica e geométrica refinada pelo uso de pontos de controle, obtidos automaticamente de uma base de dados ou selecionados manualmente.

 

https://zulu.ssc.nasa.gov/mrsid , http://www.landcover.org/data/landsat

Mais informações

Imagem Nível 3: imagem CBERS nível 2 à qual foram aplicados procedimentos adicionais de correção geométrica com o uso de pontos de controle, que permitem a localização dos elementos lineares na imagem, em um terreno plano, com precisão compatível com o padrão de exatidão cartográfica na escala 1:100.000. Produto em fase de teste, com grande aceitação por parte dos avaliadores, mas ainda não disponível sistematicamente para o usuário.

* A Seqüência Lógica para o usuário fazer Avaliação Geométrica das Imagens CCD_CBERS é apresentada a seguir: O programa utilizado para esta avaliação é o MARLIN, com distribuição gratuita pelo INPE, destinado à visualização e à avaliação de imagens digitais (http://www.dgi.inpe.br/CDSR_TESTES/MARLIN_loginP.php). Para avaliar a qualidade de uma imagem, selecionar no menu principal do MARLIN, na opção “Geometria”, a função criar “Nova Análise”.

Em seguida, definir a imagem de referência (Imagem Ortorretificada da NASA) e a de trabalho (CCD_CBERS).

Cont. Mais informações

Abrirá uma nova janela para a entrada dos pontos de controle.

Reconhecer pontos homólogos: pontos que correspondam às mesmas feições nas imagens de referência e de ajuste. Se possível defina em torno de 9 pontos de controle, 3 na parte superior da imagem, 3 na parte central e 3 na parte inferior. Pode ser um número menor, desde que estejam bem distribuídos na imagem. Os resultados da avaliação ou Medidas de Qualidade Geométrica da Imagem são visualizados na opção do botão “Mostrar Análise”, da Janela Pontos de Controle.  

Na Janela de Erros, clicar na opção do botão “Mostrar Relatório”, para visualizar o Relatório de Qualidade Geométrica das Imagens. Usar inicialmente as Transformações Ortogonal, e depois, a Similaridade, para avaliar a Geometria Interna das Imagens CBERS. E finalmente, usar a Transformação Afim para avaliar a "Registrabilidade" das imagens.

QUALIDADE GEOMÉTRICA DE IMAGENS CBERS-Nível 4

 Imagem com correções radiométrica e geométrica refinada pelo uso de pontos de controle e de um Modelo Numérico de Elevação (MNET), obtidos automaticamente de uma base de dados ou selecionados manualmente. DEM-> SRTM:

http://srtm.usgs.gov

Mais informações

Imagem Nível 4: imagem CBERS nível 3 refinada pelo uso de modelo digital de elevação (imagens ortorretificadas), e compatível com aplicações que requerem uma modelagem cartográfica acurada em qualquer tipo de terreno.

Produto em fase de planejamento, ainda não disponível para o usuário. Arquivos provenientes dos dados do SRTM (Shuttle Radar Topography Mission*), disponíveis na Internet gratuitamente, para as Américas do Sul e do Norte podem ser utilizados no processamento de ortorretificação das imagens CCD/CBERS.

* VALERIANO, M. M. ; ROSSETTI, Dilce de Fátima ; ALBUQUERQUE, P. C. G. . TOPODATA: desenvolvimento da primeira versão do banco de dados geomorfométricos locais em cobertura nacional . In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE SENSORIAMENTO REMOTO, 2009, Natal, RN. Anais do XIV SIMPÓSIO BRASILEIRO DE SENSORIAMENTO REMOTO. São José dos Campos, SP : INPE, 2009. http://marte.dpi.inpe.br/col/dpi.inpe.br/sbsr@80/2008/11.14.21.06/doc/5499-5506.pdf

CBERS_CCD_Nível 3 poderão ser importadas para o SPRING sem registro prévio usando a ferramenta WIZARD CBERS.

O projeto é criado, automaticamente, com os parâmetros de projeção e datum definidos no arquivo GeoTiff, e retângulo envolvente contendo toda a imagem

Resultados

O Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais - INPE, através da Coordenação-Geral de Observação da Terra - OBT, disponibilizou, via internet, os resultados da 2ª Pesquisa realizada sobre o Perfil dos Usuários das Imagens do Satélite Sino-Brasileiro de Recursos Terrestres - CBERS (China-Brazil Earth Resources Satellite Program).

http://www.dgi.inpe.br/pesquisa2009

A pesquisa foi elaborada com a finalidade de promover a melhoria do Programa CBERS, e teve como objetivo conhecer o Perfil dos Usuários CBERS, e a Aplicabilidade de suas Imagens.

Inclusive estes dados serão utilizados no aperfeiçoamento dos processos e produtos, serviços prestados e cursos oferecidos pela OBT.

Indicadores de Gestão:

Estimativa e geração de economia, melhoria da infraestrutura, contratação de recursos humanos, treinamentos, aumento de faturamento e as atividades econômicas desenvolvidas.

Considerando as seguintes modalidades de cursos da OBT : presencial (no INPE, ou na organização do usuário), semipresencial e a distância.

Dos 3031 participantes, indicaram interesse pela categoria a Distância - 1438 (47,4 %)~ a metade dos participantes da 2ª Pesquisa realizada sobre o Perfil dos Usuários das Imagens CBERS).

Considerando um total de 8064 indicações de interesse, incluindo todos os cursos de curta duração da OBT, disponíveis no endereço:

http://www.dpi.inpe.br/cursos,

optaram pela modalidade totalmente a Distância, e na categoria,

Introdução ao Sensoriamento Remoto,

1043 participantes (12,9 %).

Indicadores das Imagens CBERS:

imagens solicitadas e efetivamente utilizadas

Indicadores das Imagens CBERS:

imagens efetivamente utilizadas

Indicadores de Qualidade: avaliação das imagens enviadas

eletronicamente

Com o advento de novas tecnologias, que tornou possível aos formadores acrescentarem mais recursos tecnológicos, para exemplificar ou demonstrar a operação das atividades propostas em Processamento de Imagens, com o uso de Imagens CBERS e do SPRING, o índice de aprovação dos alunos subiu

de 79, 41 %, no curso ministrado no final de 2006,

para 90 % no curso ministrado no início de 2007 e

para 100 % no curso ministrado no segundo semestre de 2007, com término em novembro.

Conclusões

Os dados apresentados na 2ª Pesquisa realizada sobre o Perfil dos Usuários das Imagens CBERS, confirmam o sucesso do Programa CBERS na Difusão de Dados, e mostram que o uso de imagens de satélite CBERS é fundamental quando é necessário coletar informações precisas sobre a superfície da terra de forma rápida, eficaz e sem custo financeiro. Foram distribuídas gratuitamente, pela internet, mais de meio milhão de imagens para aproximadamente vinte mil usuários, em cerca de duas mil instituições públicas e privadas.

Os excelentes resultados obtidos nas Avaliações dos Cursos a Distância da OBT, realizadas pelos alunos, motivou a equipe de formadores destes cursos, a treinar nos cursos atuais, profissionais de outras áreas, como por exemplo: Médico Veterinário, Turismólogo, Perito Criminal Federal, Pedagogo, Técnico em Agropecuária e em Agrimensura, Historiador, entre outros.

Com o levantamento dos dados que apontam 47,4 %, dos participantes, na 2ª Pesquisa realizada sobre o Perfil dos Usuários das Imagens CBERS, com interesse na modalidade de cursos, na categoria a Distância, a tendência é a OBT investir cada vez mais na capacitação dos usuários, nesta modalidade de ensino, desenvolvendo metodologias apropriadas para estes fins nos cursos de curta duração.

Portanto, a tendência é a OBT promover ações de qualidade que atendam e estimulem demandas locais, regionais, nacionais e internacionais, para o uso, conhecimento e aplicações de técnicas de Sensoriamento Remoto, principalmente com o uso de Imagens CBERS.

OBRIGADO!

Eliana Maria Kalil Mello (kalil@ltid.inpe.br)