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UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBACENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA NATUREZA
DEPARTAMENTO DE GEOCIÊNCIAS
Interpretação Visual de Produtos de Sensoriamento Remoto
Prof. Dr. Richarde Marques
IMAGEM
A imagem é composta porpixels geograficamenteordenados e adjacentes umcom os outros constituindode “n” pixels na direção X e“n” pixels na direção Y.
IMAGENS DE SENSORIAMENTO REMOTO
IMAGEM: é uma representação, oumodelo, que representa asinformações dos objetos atravésda reflectância espectral PIXEL(Picture Element).
IMAGENS DE SENSORIAMENTO REMOTO
Um pixel tem propriedades espaciaise espectrais. A propriedade espectraldefine a intensidade da respostaespectral de uma célula em umadeterminada banda espectral
IMAGEM EM TONS DE CINZA
Refere-se à capacidade do sistema sensor em detectar asvariações da radiância espectral recebida.
os valores da refletância estão associados a uma escalade tons que variam de branco (Alta Refletância) ao preto(Baixa Refletância).
O número de níveis de cinza está expresso em bits, ouseja, expresso em função do número de dígitos bináriosnecessários para armazenar, em forma digital, o valor donível máximo de cinza.
IMAGENS DE SENSORIAMENTO REMOTO
IMAGEM EM TONS DE CINZA
Os tons irão variar do preto, para valores de refletânciaigual a zero e branco para os valores máximos.
Como calcular a quantidade de níveis de cinza:Níveis de Cinza = 2número de bits
Exemplo 1: TM/Landsat = 8 bits. TM/Landsat = 28
= 256 níveis de cinza.
Exemplo 2: AVHRR/NOAA = 10 bits. AVHRR/NOAA= 210 = 1024 níveis de cinza.
IMAGENS DE SENSORIAMENTO REMOTO
Imagem Multiespectral
Uma imagem multiespectral é aquela formada por 2 ou maisimagens de diferentes faixas espectrais (bandas).
Para formar uma imagem colorida é necessário 2 ou mais bandasespectrais.
Com a superposição das bandas associadas as cores (vermelho,azul e verde - RGB)
PROGRAMA LANDSAT
Altitude : 705 km
Órbita heliossincrônica
Passagem no equador às 10:00hs +/- 15 min
Ciclo de repetição orbital de 15dias
6 bandas no visível (resoluçãoespacial = 30 m) e
1 banda no termal (resoluçãoespacial = 120 m)
Satélite Landsat 7 - ETM+
Imagem gerada pelo INPE/DGI ‐ Rio de Janeiro, RJ, Brasil
Grande penetração em corpos d'água Permite detalhar a turbidez da água
Permite detalhar o traçado de correntes em corpos d'águas costeiras
Apresenta sensibilidade a plumas de fumaça
BANDA 1
BANDA 2
Grande sensibilidade à presença de sedimentos em suspensãoTem boa penetração em copos d'água.
Boa para mapeamento de vegetação
Boa para mapeamento de áreas com atividades antrópicas
Imagem gerada pelo INPE/DGI ‐ Rio de Janeiro, RJ, Brasil
BANDA 3
Bom contraste entre a vegetação e solo expostoDiscrimina diversos tipos de vegetação. É a banda mais
utilizada para a delimitação das "manchas" urbanas e
traçado do sistema viário
É adequada também para mapeamentos de uso do solo
Imagem gerada pelo INPE/DGI ‐ Rio de Janeiro, RJ, Brasil
BANDA 4
Apresenta bom contraste entre solo e corpos d'água e áreas úmidasSensível à morfologia do terreno, sendo muito utilizada para
Mapeamentos de geologia e geomorfologia
Muito sensível à absorção da radiação eletromagnética pelos óxidos
de ferro e titânio, muito comuns nos solos tropicais intemperizados
Imagem gerada pelo INPE/DGI ‐ Rio de Janeiro, RJ, Brasil
BANDA 5 (infravermelho médio)
•Permite observar o teor de umidade nas plantas e causados por falta de água
•Informações sobre a umidade do solo
•Detectar possíveis estresses na vegetação
Imagem gerada pelo INPE/DGI ‐ Rio de Janeiro, RJ, Brasil
BANDA 6 (infravermelho termal)
• Mapeamento de estresse térmico em plantas.• Estudos de propriedade termal dos solos, mapeamento da
evapotranspiração.
• Utilizada para estudos de ilhas de calor urbanas.Imagem gerada pelo INPE/DGI ‐ Rio de Janeiro, RJ, Brasil
BANDA 7 (infravermelho médio)
• Apresenta sensibilidade à morfologia do terreno.• Estudos nas áreas de geologia, solos e geomorfologia.
• Utilizada também para identificação de minerais.
• Detecção de umidade no solo e na vegetação.Imagem gerada pelo INPE/DGI ‐ Rio de Janeiro, RJ, Brasil
Combinação de duas bandas no IR possibilita uma maior diferenciação entre solo e água.
Tipos e condições de vegetações Áreas urbanas e solos expostos Água
COMBINAÇÃO DE BANDAS 3, 4, 5(azul, verde, vermelho)
Resolução e Bandas Espectrais
TM HRV AVHRRFreqüência de
aquisição de imagem16 dias 26 dias 2 vezes no dia
Resolução espectral 30 m120 m
20 m (Banda 1 a 3)1 m (Pan)
1,1 km
Resolução radiométrica
8 bits 8 bits (Banda 1 a 3)6 bits (Pan)
10 bits
Resolução espectralbandas espectrais (micrômetros)
Banda 1 – 0,45‐0,52Banda 2 – 0,52‐0,60Banda 3 – 0,63‐0,69Banda 4 – 0,76‐ 0,90Banda 5 – 1,55‐1,75Banda 6 – 10,74‐12,5Banda 7 – 2,08‐2,35
Banda 1 – 0,50‐0,59Banda 2 – 0,61‐0,68Banda 3 – 0,79‐0,89Pan – 0,51‐0,73
Banda 1 – 0,58‐0,68Banda 2 – 0,725‐1,1Banda 3 – 3,55‐3,93Banda 4 – 10,30‐11,30Banda 5 – 11,50‐12,50
Satélite SPOT – Sensor HRV
Canal Faixa Espectral Principais aplicações
1 0,50‐0,59 Reflectância de vegetação verde sadiaMapeamento de água
2 0,61‐0,68 Absorção de clorofilaDiferenciação de espécies vegetaisDiferenciação entre solo e vegetação
3 0,79‐0,89 Levantamento de fitomassaDelineamento de corpos d’água
Pan 0,51‐0,73 Estudo de áreas urbanas
Satélite NOAA – Sensor AVHRRCanal Faixa Espectral Principais aplicações
1 0,58‐0,68 Mapeamento diurno de nuvem, gelo e neveDefinição de feições de solo e cobertura vegetal
2 0,725‐1,1 Delineamento da superfície da águaDefinição de condições de fusão de neve e geloAvaliação da vegetação e monitoramento meteorológico
3 3,55‐3,93 Mapeamento noturno e diurno de nuvensAnálise da temperatura (C) da superfície do marDetecção de pontos quentes (incêndios)
4 e 5 10,30‐ 11,3011,50‐12,50
Mapeamento noturno e diurno de nuvensMedição da superfície do mar, lagos e riosDetecção de erupção vulcânicaUmidade do solo, atributos meteorológicos das nuvens
Satélite LANDSAT – Sensor TMCanal Faixa Espectral Principais aplicações
1 0,45 – 0,52 Mapeamento de águas costeirasDiferenciação entre solo e vegetação
2 0,52 – 0,60 Reflectância de vegetação verde sadia
3 0,63 – 0,69 Absorção de clorofilaDiferenciação de espécies vegetais
4 0,76 – 0,90 Levantamento de biomassaDelineamento de corpos d’água
5 1,55 – 1,75 Medidas de umidade de vegetaçãoDiferenciação entre nuvens e neve
6 10,4 – 12,5 Mapeamento de estresse térmico em plantasOutros mapeamentos térmicos
7 2,08 – 2,35 Mapeamento hidrotermal
INTERPRETAÇÃO DE IMAGENS
Interpretar fotografias ou imagens é identificar objetos nelasrepresentados e dar significados a cada um deles. O resultado dainterpretação de imagens é a produção de um mapa.
AS FASES DA INTERPRETAÇÃO
A interpretação de imagens divide-se em três fases distintas, a sabera fotoleitura, a fotoanálise e a fotointerpretação.
1. Fotoleitura: consiste essencialmente na identificação de feiçõesou objetos sobre as imagens fotográficas, quando a feição é muitoevidente, a fotoleitura já passa dar o significado do objeto,resumindo o processo de fotointerpretação.
2. Fotoanálise: consiste no estudo das relações entre as imagens,associando e ordenando as partes dessas, ou seja comparandofeições e agrupando regiões similares, conhecidas como zonashomólogas. Zonas homólogas são portanto as áreasdelimitadas sobre as imagens fotográficas, constituídas pelarepetição dos elementos de textura que possuem propriedadessemelhantes e mesma estrutura.
AS FASES DA INTERPRETAÇÃO
3. Fotointerpretação: é o processo que utiliza o raciocínio lógicodedutivo e indutivo para compreender os princípios e osprocessos que criaram as feições e objetos identificados. Porexemplo, drenagem radial indica a presença de domo estrutural.
AS FASES DA INTERPRETAÇÃO
Os critérios usados na identificação e determinação de um objeto são:
1. Forma: geometria do objeto;2. Tamanho: critério que varia conforme a escala da fotografia
aérea ou a resolução espacial da imagem;3. Tonalidade: quantidade de energia (normalmente a luz solar)
refletida por um objeto. Obedecendo o princípio da reflectância, um objeto que absorve a energia incidente aparece nas imagens em tons escuros. O contrário acontece com um objeto que reflete a energia que aparece em tons claros;
4. Localização do objeto na paisagem;5. Textura: lisa ou rugosa, homogênea ou
Interpretação Visual de Produtos de Sensoriamento Remoto
Tonalidade: variação dos tons de cinza é utilizado pra interpretar osobjetos. Quanto mais luz ou energia refletir, mais a sua representaçãona imagem vai tender ao branco, e quanto menos energia, mais a suarepresentação vai tender ao preto.
Elementos de Interpretação de Imagens
Elementos de Interpretação de Imagens
Cor: formada pela combinação de duas ou mais imagens de bandasespectrais, usando o processo aditivo de combinação das cores primárias:Vermelho, Verde e Azul - RGB.
Elementos de Interpretação de Imagens
Textura: refere-se ao aspecto liso (uniforme) ou rugoso dos objetos numaimagem. Ela contém informações quanto às variações de tons decinza/cor de uma imagem. Esse elemento é importante na identificação deunidades de relevo. A textura lisa significa relevo plano, enquanto a rugosasignifica relevo acidentado.
Elementos de Interpretação de Imagens
Forma: é um dos elementosmais importantes, quealguns objetos só podem seridentificados apenas combase nesse elemento.
Elementos de Interpretação de Imagens
Forma irregular, resultante de uma ausênciade estrutura ou organização. Área de favelaem Belo Horizonte.
Padrão: pode ajudar na identificação, uma vez que, se refere ao arranjo espacial de objetos. Nesse elemento, podemos associar padrões espaciais de unidades de relevo, plantações, habitações, indicadores de nível sócio-econômico.
Elementos de Interpretação de Imagens
Sombra: em imagens bidimensionais, esse elemento serve pradimensionar a altura de objetos.
Sombreamento ao longo de uma área
urbana, indicando uma acentuada
verticalização
Interpretação Visual de Produtos de Sensoriamento Remoto
Algumas questões desse procedimento:1. Quais são as principais categorias de objetos presentes na paisagem?
(chamamos de categorias de objetos aqueles classificados em grandes unidades temáticas).
2. Dos objetos presentes na paisagem, quais são os mais significativos para o estudo?
3. Qual é a localização e a distribuição desses objetos?4. Os objetos identificados possuem tonalidades e texturas distintas?5. A organização dos objetos observados denota estruturas diferentes?6. Quais seriam os elementos explicativos para a localização das estruturas
espaciais identificadas?7. Qual legenda representa as estruturas espaciais identificadas? 8. Quais seriam os mecanismos explicativos de tais estruturas espaciais?
Comportamento Espectral dos Alvos
Água
Comportamento espectral de massas d’água com alta e baixa biomassa fitoplanctônica.
• + fitoplâncton
• - fitoplâncton
Comportamento Espectral dos Alvos
Água
Comportamento espectral de massas d’água com alta (gráfico superior) e baixa concentração de partículas em
suspensão.
+ concentração partículas
- concentração partículas
Comportamento Espectral dos Alvos
Solos
• A reflectância espectral dos solos é função de váriascaracterísticas importantes, incluindo:– A textura do solo (% de areia, silte e argila);– Umidade do solo (ex: seco, úmido, saturado);– Conteúdo de matéria orgânica;– Conteúdo de óxidos de ferro;– Salinidade do solo;– Rugosidade superficial.
Comportamento Espectral dos Alvos
Solos
(1) – Alto teor de matéria orgânica e estrutura argilosa (textura fina).
Comportamento Espectral dos Alvos
Solos
(2) – Baixo teor de matéria orgânica e médio teor de óxido de ferro.
Comportamento Espectral dos Alvos
Solos
(3) – Baixo teor de matéria orgânica e alto teor de óxido de ferro.
Comportamento Espectral dos Alvos
Solos
(4) – Alto teor de matéria orgânica e solo arenoso (textura grosseira).
Comportamento Espectral dos Alvos
Vegetação
Fonte de REM
FATORES ATMOSFÉRICOS
FATORESDA CULTURA
SUBSTRATOSCULTURAIS
SOMBRAS
PIXEL
SENSOR ORBITAL
FATORES TOPOGRÁFICOS
FATORES QUE INFLUENCIAM A RESPOSTA ESPECTRAL DOS DOSSÉIS.
Comportamento Espectral dos Alvos
Vegetação
Função complexa de:
• Propriedades do dossel
• Propriedades do substrato
• Propriedades das folhas verdes
Comportamento Espectral dos Alvos
Vegetação
90
80
70
60
50
40
30
20
10
00.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
Arbusto
Pinheiro
Pinus
Ref
lect
ânci
a (%
)
Comprimento de Onda (m)
Grama
VISÍVEL NIR
TM1 TM2 TM3 TM4Influência do conteúdo de clorofila; daforma, área e número de folhas e daestrutura geral (celulose), naspropriedades espectrais de plantas.Embora exibam propriedades similaresno espectro visível, as plantas podemser facilmente distinguidas pela suareflectância no infravermelho próximo(NIR).
Comportamento Espectral dos Alvos
Vegetação
Vegetaçãoverde
Vegetaçãoseca
Mesma vegetação e diferentes estágio fonológicos
VegetaçãoMuito seca