UFGD FCA PROF. OMAR DANIEL BLOCO 3 RESTAURAÇÃO DE IMAGENS

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1 UFGD FCA PROF. OMAR DANIEL BLOCO 3 RESTAURAÇÃO DE IMAGENS Qualquer tipo de tratamento de imagens deve ser efetuado antes de seu registro, ou seja, com a imagem original. As imagens CBERS aparecem com aspecto borrado, o que pode ser reduzido com o procedimento Restauração do. As imagens CBERS tem resolução nominal de 20 m; no entanto, as originais estão fora da especificação em 1,5 vezes, devendo ser restauradas para 20 m antes de qualquer procedimento. PRÁTICA 1 Observar que as Práticas 2 e 3 do Bloco 2 já devem ter sido realizadas. Portanto, já temos o Proj_1 e as imagens CBERS originais importadas, sem nenhuma transformação, conforme exige o procedimento Restauração. Restaurando imagens: - (Painel de controle Banco de Dados Banco_1) ativar o banco. - (Painel de controle Projeto Proj_1) ativar o projeto. - [Imagem Restauração] na janela aparece como padrão o sensor CBERS2_CCD-X e a banda 1; manter o sensor e escolher a banda a ser restaurada. * a banda a ser restaurada deverá estar selecionada; começar pela banda 2 (azul, B). (Nome: RCB2B_ _163_125_b2) fornecer o nome da imagem de saída restaurada e manter os 20 m (opções para 20, 15 e 10 m). Repetir o procedimento para as outras duas bandas, não esquecendo antes de selecionar cada uma no Painel de controle e de alterar o número da banda na janela Restauração. - {Nome: RCB2B_ _163_125_b3} - {Nome: RCB2B_ _163_125_b4} * observar no diretório AgroGeo/ImaCBERS/Restauradas, duas imagens, uma restaurada ( res) e outra não ( ori); ver a diferença de embaçamento. EXPORTAÇÃO DE IMAGENS TIFF E IMPORTAÇÃO PARA O IMPIMA Se houve necessidade de restaurar as imagens originais estas ainda não foram registradas, devendo ser exportadas em formato geotiff e em seguida importadas para o IMPIMA, só então poderá ser feito o registro. PRÁTICA 2 Exportando imagens CBERS em formato geotiff: - # Iniciar Programas - (Painel de controle Banco de Dados Banco_1) ativar o banco. - (Painel de controle Projeto Proj_1) ativar o projeto.

2 - [Arquivo] [Exportar] [Exportar dados vetoriais e matriciais...] * manter o formato padrão Tiff/GeoTiff e optar por RGB (as três imagens serão exportadas em uma só) * primeiro selecione R clicando () no lado esquerdo e em seguida selecione a banda 3 em Planos de Informações. * repita para G (banda 4) e B (banda 2) - [Salvar...] selecione nesta janela o diretório já criado AgroGeo/ImaCBERS/Tiff - {Nome: RCB2B_ _163_125_b2_RGB} dê novo nome ao arquivo que comporá as três bandas RGB (máximo 32 caracteres). - [Fechar] * examinar com o Explorer se os arquivos foram salvos em AgroGeo/ImaCBERS/Tiff PRÁTICA 3 Importando imagens para o IMPIMA: - # Iniciar Programas Impima IMPIMA - [Arquivo] [Abrir...] [Desenhar] ao clicar sobre a Banda em Parâmetros da imagem de entrada desenha-se automaticamente a imagem. [Realçar] mover o controlador de Realce e verificar o resultado da alteração do contraste. * Deslizar o mouse sobre a imagem e selecionar um retângulo, clicando o BE em um canto superior esquerdo e novamente o BE sobre um canto inferior direito, selecionando assim a área a ser visualizada. [Recompor] antes do salvamento das imagens recomponha para que sejam gravadas com as características de contraste originais. Salvando imagens para o diretório de trabalho: * se as bandas estão empilhadas em um único arquivo (é o caso deste exemplo), antes se salvar cada uma, estas devem ser selecionadas em Parâmetros da imagem de saída (a partir do salvamente da banda 2 pode ser necessário tirar a seleção da banda anterior). - (Bandas 1) verificar se Amostragem = [Arquivo] [Salvar como... AgroGeo/ImaCBERS/SPG: RCB2B_ _163_125_b3 ] dar o nome do arquivo a ser salvo - [Salvar] aguardar. * repetir o procedimento para as bandas 2 e 3, dando os seguintes nomes: Banda 2: RCB2B_ _163_125_b4 Banda 3: RCB2B_ _163_125_b2 - [Arquivo] [Sair] *examinar com o Explorer se os arquivos foram salvos em AgroGeo/ImaCBERS/SPG REGISTRO DE IMAGENS Tem como finalidade fazer a correção geométrica das imagens apresentadas, via mesa, teclado ou tela, a criação de um projeto (se ainda não o foi) e a importação das imagens para o banco de dados

3 Registro é uma transformação geométrica que relaciona coordenadas da imagem (linha e coluna) com coordenadas geográficas (latitude e longitude) de um mapa ou outra base georreferenciada. Essa transformação elimina distorções existentes na imagem, causadas no processo de formação da imagem, pelo sistema sensor e por imprecisão dos dados de posicionamento da plataforma (aeronave ou satélite). A necessidade de fazer o registro: Imagens apresentam erros internos de posicionamento; no caso de CBERS, é de aproximadamente 90 m para as câmeras CCD, que após o refinamento do registro permite o uso de escala 1: ; Integração de imagens obtidas por sensores diferentes; Imagens obtidas em tempos diferentes (análise temporal); Imagens tomadas em posições diferentes (obter informação tridimensional); Mosaico de imagens. PROCEDIMENTOS Para a realização do registro, são necessários: 1. Escolher os Pontos de controle - são feições possíveis de serem identificadas de modo preciso na imagem e no mapa, como por exemplo o cruzamento de estradas. 2. Definir a equação de Mapeamento - escolher que equação matemática, normalmente primeiro ou segundo grau, que fará a reamostragem dos pixels. 3. Definir o processo de Interpolação - Vizinho mais próximo, Bilinear ou Convolução Cúbica. No o usuário pode adquirir os pontos de três modos; usando um mapa na mesa digitalizadora (modo Mesa), através de qualquer plano de informação já georeferenciado (modo Tela) ou informando as coordenadas diretamente via teclado (modoteclado). 4. Ter uma imagem georreferenciada, formato geotiff (há outras bases de dados e formas de entrada) MESA: No modo mesa o usuário necessita ter apenas um mapa (carta topográfica da mesma área da imagem). Este mapa deve ser calibrado em uma mesa di gitalizadora. Não é necessário ativar um Projeto, neste caso o sistema pedirá para informar a projeção a ser utilizada no registro. TELA: Neste modo o usuário pode utilizar um Plano de Informação em um projeto ativo. Este PI pode ser uma imagem que já foi georeferenciada ou um PI temático (por exemplo, mapa de estradas ou rios) que tenha feições reconhecidas na imagem. TECLADO: No modo teclado também não é necessário ter um projeto ativo, devendo neste modo informar a projeção. Os pontos de controle são informados em coordenadas planas ou geográficas, sendo coletados diretamente sobre uma carta topográfica ou com GPS. PRÁTICA 4 criando nova categoria para a imagem da NASA: - (Painel de controle Modelo de Dados) aparece a tela Modelo de dados. {Nome: CAT_Ima_NASA} digitar o nome da categoria. - (Modelo de dados Imagem) - [Crias] [Executar] [Fechar]

4 PRÁTICA 5 criando novo projeto e importando a imagem referência (NASA): - (Painel de controle Banco de Dados Banco_1) ativar o banco; observar se Proj_1 está ativado e em caso positivo desativá-lo. - [Arquivo Importar Importar dados vetoriais e matriciais...] * a tela apresentada possui três pastas, das quais somente haverão alterações em Dados e Saída: Dados - {Arquivo... s _1-20_rgb.tif} este arquivo encontra-se no diretório AgroGeo/ImaNASA; será necessário alterar Ficheiros do tipo...para TIFF/GEOTIFF. - [Abrir] * uma janela informando que Não existe datum definido para o Geotiff aparece. - [OK] a janela Projeções aparece. - (Sistemas escolher UTM) - (Modelos da Terra escolher WGS84) - {Zona: digitar 21} - {Long: digitar o } Saída - {Projeto: Proj_2} - (Categoria... CAT_Ima_NASA) clicar e selecionar. - {PI: s _1-20} aguardar. - [Fechar] * recomenda-se fechar o e executá-lo novamente, para limpeza de memória. - [Fechar] o. * observar que na CAT_Imagem encontram-se as três bandas importadas de s _1-20, com o dígito final acrescentado automaticamente (1, 2 e 3); acionar entre () em ordem o R, o G e o B.

5 PRÁTICA 6 aquisição de pontos de controle e registro de imagens: - (Painel de controle Banco de Dados Banco_1) ativar o banco. - (Painel de controle Projeto Proj_2) ativar o projeto. Registro de Imagens - [Arquivo] [Registro] juntamente com a janela Registro de imagem é aberta também a tela Auxiliar. - (Aquisição - Tela) - (Imagem...) escolher o diretório AgroGeo/ImaCBERS/SPG; aparecerão as três bandas salvas anteriormente pelo IMPIMA na prática 3 deste mesmo bloco. - (Arquivos RCB2B_ _163_125_b2 RCB2B_ _163_125_b3 RCB2B_ _163_125_b4) selecionar os três arquivos; observar que eles aparecem logo abaixo em Vizualição/Bandas - (Bandas (B) (R) (G)) preencher () na sequencia BRG. [Contraste] essa operação levanta a tela Auxiliar e a janela Contraste onde se pode mover os botões; a princípio usar para RGB. [Executar] cada vez que for realizada nova movimentação de RGB. [Fechar] a janela Contraste. [Fechar] selecionar e fechar também a janela Seleção de imagens. * voltar à janela Registro de imagem. (Coordenadas de referência Geográfica S) - {Nome: 1} - (Operação - Criar). - (OK) - sobre a mensagem Digite coordenadas de referencia! * ir para a tela principal do e no Painel de controle, onde se lê Inativa, optar por Geográficas. - [Ferramentas Posicionar cursor] vamos inserir um ponto conhecido sobre a imagem. - {Long: o Lat: s } trevo da rodovia Dourados-Itahum para a UFGD. [Executar] uma cruz aparece um pouco acima e à direita do centro da imagem. Utilizar o Cursor de Zoom do Painel de controle e faça um retângulo de aproximadamente 3 x 3 cm tendo a cruz ao meio. A tela será ampliada e se a cruz tiver desaparecido, acione a janela Posicionar cursor novamente e Execute. Altere o Zoon in ou Zoon out pelo Painel de controle até que a resolução fique boa (aproximadamente na escala 1: ver no Painel de controle) * desligar todos os botões do Painel de controle e clicar sobre o trevo; uma cruz com o nome dado 1. * levante a janela Registro de imagem e selecione o Ponto de controle 1. Note que as Coordenadas de referência aparecem, com diferença dos valores dados acima (confira se está selecionado Geográfica e não Plana). Altere-os e pressione Aplicar. * Levante a tela Auxiliar e note que o PC 1 também aparece nela, próximo ao Rio Dourados e Fátima do Sul. O registro fará com que apareça no mesmo local da imagem da NASA, realizando a correção geométrica da imagem que está sendo registrada. Use o Cursor de Zoom do Painel para verificar detalhes da área. * Use Recompor do Painel para retornar a imagem ao tamanho original; em seguida clique duas vezes no botão Zoom In e poderá ver parte da cidade de Dourados no canto superior esquerdo da tela; acione o botão Cursor de vôo e cole-o próximo a este mesmo canto, arrastando-o até o centro da tela; clique duas vezes no botão Zoom In ;

6 o trevo já pode ser visto um pouco abaixo do centro da tela. Use novamente o Cursor de vôo e arraste o trevo ao centro da tela; clique duas (ou três) vezes no botão Zoom Out para que o PC 1 apareça no canto inferior direito da tela. * desligue todos os botões do Painel, cole o cursos sobre PC 1 e arraste-o até o mais próximo possível do trevo; clique quatro vezes no botão Zoom In e agora posicione o mais precisamente PC 1 sobre o alvo (trevo). - (Recompor) * observe agora a distância visual entre a posição anterior e a atual; isso indica o quanto a imagem será deslocada para se ajustar às coordenadas corretas. * levante a tela principal do e use Recompor; alterne entre ela e a tela Auxiliar usando Alt Tab do teclado e veja que a imagem a ser registrada é menor do que a da NASA e que cobre o canto superior esquerdo desta, pelo posicionamento do PC 1; portanto, os próximos pontos de controle deverão ser procurados nesta região. * na janela Registro de imagem mude o modo de Aquisição para Teclado e insira as seguintes Coordenadas de referência: PC 2 o s PC 3 o s PC 4 o s PC 5 o s PC 6 o s PC 7 o s PC 8 o s PC 9 o s PC 10 o s Obs: por segurança salve a cada ponto adquirido, mesmo que seja insuficiente para fazer o registro. - Repetir para no mínimo 6 pontos de controle. De sempre preferência para escolher os pontos, o mais distribuídos possível na área da imagem. NOTA: A aquisição de pontos de controle pelo modo Tela exige que se tenha um projeto ativo, do qual será usado para extrair os pontos de controle a serem utilizados para registrar a imagem. Os procedimentos são muito semelhantes aos dois itens descritos acima. Selecionando os pontos para registro Os procedimentos a seguir são comuns para qualquer modo de entrada dos pontos de controle (Mesa, Teclado ou Tela). Definindo mapeamento Registro de Imagem - (Grau do Polinômio - 1 ou 2) - (Operação - selecionar) - Selecionar todos os pontos de controle e avaliar os Erros dos Pontos de Controle - Editar pontos (mover, suprimir e criar se necessário) - (Salvar) a combinação de pontos de menor erro - [Fechar] NOTAS: Conforme os pontos vão sendo selecionados, os cálculos de erro (em unidades de resolução pixel ) são automaticamente apresentados na frente de seus nomes. Os cálculos também são feitos para os pontos não selecionados (Pontos de Teste).

7 O ideal é trabalhar com o máximo de pontos coletado, pois quanto mais pontos, desde que bem distribuídos e precisos, melhor o registro. O usuário deve observar o valor apresentado como Erro dos Pontos de Control e, pois deverá usar este valor para controle da precisão desejada. Por exemplo: numa área urbana, pode- se considerar um erro de 0.5 "pixel", para uma resolução de 30 metros. Em áreas de florestas, pode - se aceitar um erro de 3 "pixels", para a mesma resolução, pela dificuldade de se conseguirem pontos de controle. Isto vai depender da aplicação do usuário. Outro parâmetro usado para analisar o erro é função da escala que está se trabalhando. Por exemplo: para um mapeamento na escala de 1:50.000, o erro aceitável no registro é metade do valor da escala, isto é 25 metros. Assim um erro de dois pixels, para resolução de 10 metros, isto é, 20 metros, seria aceitável para esta escala de trabalho. Se necessário, repita a operação de seleção dos pontos de controles e teste até alcançar um resultado satisfatório. Você poderá testar outros pontos, outro polinômio, ou mesmo corrigir a posição de algum ponto que não deseja abandonar. PRÁTICA 7 Importando a Imagem p/ o Projeto: - (Painel de controle Banco de Dados Banco_1) ativar o banco. - (Painel de controle Projeto Proj_2) ativar o projeto. - [Arquivo][Importar] [Importar imagens registradas] se encontram no diretório AgroGeo/ImaCBERS/SPG. - (Arquivos RCB2B_ _163_125_b2) - (Categorias CAT_Ima_CBERS2B) - {PI: b2} aguardar. - - Repetir para as bandas b3 e b4 (RCB2B_ _163_125_b3; RCB2B_ _163_125_b4). [Fechar] NOTAS: Ao término do registro, observe que o plano de informação importado, agora faz parte da lista apresentada no Painel de Controle. Quando a imagem disponível não é suficiente para recobrir toda área de seu projeto, você deverá adquirir uma imagem adjacente e efetuar todo o processo de leitura e registro da imagem restante, e assim efetuar um mosaico desta imagem. Use Posicionar cursos de ponto e insira as coordenadas do trevo (PC 1), para verificar a precisão do ajuste.

8 RECORTE DE IMAGENS Reduzir o tamanho das imagens para as dimensões adequadas ao trabalho, facilitando o processamento e diminuindo o consumo de espaço em disco. PRÁTICA 8 recortando imagens: - (Painel de controle Ferramentas Recortar plano de informações) - (Opção: Retângulo envolvente) - (Retângulo envolvente...) - {Long1: o Long2: o Lat1: s Lat2: s } - (Opção: Categoria: rec) após optar por Categoria, preencher o espaço vazio com a palavra rec, permitindo assim que o sistema recorte todas as imagens que estiverem dentro da categoria CAT_Ima_CBERS2B, colocando a extensão rec para diferenciar o conteúdo. - [Fechar] se a tela Auxiliar estiver ativada, fechá-la também. PRÁTICA 9 Para facilitar as práticas futuras e manter as imagens anteriores intactas nos dois projetos iniciais, criar novo projeto e transferir as imagens. criando e ativando novo projeto: - (Painel de controle Projeto) - {Nome: Proj_3} - (Coordenadas: optar por Geográficas) - {Long1: o Long2: o Lat1: s Lat2: s } - [Criar] - (Selecionar: Proj_3) - [Ativar] se perguntado sobre o fechamento do projeto atual, responder Sim. criando novos PI s vazios: - (Painel de controle Plano de informação) - (Optar: Categorias CAT_Ima_CBERS2B) - {Nome: b2} - [Criar] * repetir o procedimento para b3 e b4; o Retângulo envolvente será o mesmo do Proj_3 recém criado e ativo. - [Fechar]

9 transferindo as imagens recortadas do Proj_2 para Proj_3: - (Selecionar PI de destino: b2) é o PI que receberá a imagem. - (Editar Mosaico...) - (Selecionar: Projetos Proj_2) - (Selecionar: Categorias CAT_Ima_CBERS2B) - (Selecionar: Planos de informação de origem b2_rec) [Executar] * repetir o procedimento, selecionando para a imagem b3 e depois b4, sem sair da janela Mosaico. [Fechar] * acione entre () os códigos R3G4B2.