Processamento Digital é um endereço da Web criado pelo geógrafo Jorge Santos com objetivo de com-partilhar dicas sobre Geoprocessamento e Software Livre. A idéia surgiu no ano de 2009.
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da execução de complexos processos espaciais.
• Para dominar técnicas computacionais e produzir dados espaciais através dos Sistemas de Informação
Geográfica (SIGs).
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• Porque somos um dos principais utilizadores e divulgadores de software proprietário e de código aberto no Brasil.
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MEU PERFIL
Proprietário do site Processamento Digital, Jorge Santos é Geógrafo e atua na iniciativa privada como Técnico em Geoprocessamento há oito anos. Durante este tempo, desenvolveu competências em ambiente de produção de dados e prestou diversas consultorias em Geoprocessamento pelo Brasil. Atualmente, tem desenvolvido capacitação em aplicativos SIG através de treinamentos via Web. Considero-me um profissional sério e com visão social. Tenho plena convicção de que o conhecimento faz a diferença na vida de uma pessoa, por isso, procuro contribuir para um mundo melhor através do meu site Processamento Digital, um espaço da Web que utilizo para distribuir dicas para Geoprocessamento e Software Livre. Dentro das minhas possibilidades, costumo tirar dúvidas de amigos e visitantes do site nos finais de semana. Perfil Social [email protected]
Jorge Santos
(21) 9 9821-5240 /ProcessamentoDigital http://lattes.cnpq.br/1910845468254276 jorgepsantos2002 Além do conhecimento em Geotecnologias, fui militar por seis anos e também fui instrutor no Exército. Já gerenciei equipes, atuei na construção de sites como WebDesigner, trabalhei em avaliação de software para Geoprocessamento, sou diagramador e fui expositor em Feiras e Eventos. Outras CompetênciasExperiências
• Representação discreta das feições ou formas presentes no espaço geográfico • Análises espaciais com geometrias de ponto, linha ou polígono • Vetores representados por arquivos Shapefile, DXF e KML, entre outros. • Representação contínua de fenômenos do espaço geográfico • Estrutura formada por linhas e colunas • Imagens de satélite, aerolevantamento, drone ou radar • Nível de detalhes diretamente relacio-nado com o tamanho do pixel. • Registro de informações associadas a geometria de ponto, linha ou polígono • Armazena o cálculo de comprimento, perímetro ou área geográfica das feições • Base de dados dos arquivos vetorais utilizada para o cadastro de informações alfanuméricas.Dados Vetoriais
Dados Matriciais
Dados Cadastrais
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O documento “Composição Resourcesat-2 em Cores Verdadeiras”, produzido pelo site Processamento Digital, foi elaborado sob uma Licença Creative Commons - Atribuição - Não Comercial - Sem Derivados 4.0 Brasil, com base no trabalho disponível em:
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Conteúdo
SUMÁRIO
1.1. Fique por dentro dos termos técnicos
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1.1.1. Informações Gerais
6
1.1.2. Informações Técnicas do Satélite
6
1.2. Download de Imagens Resourcesat-2
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1.2.1. Cenas Resourcesat-2 no Novo Site do INPE
6
1.2.2. Grade Resourcesat-2 para facilitar a pesquisa
6
1.3. Composição de Bandas Resourcesat-2
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1.3.1. Resourcesat-2 RGB 5/4/3 7
1.3.2. Resourcesat-2 RGB 4/3/2 7
1.4. Composição em Pseudo Cores Naturais
7
1.4.1. Resourcesat-2 Composição PNC
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1.5. Outros Tutoriais sobre Composição PNC
8
1.5.1. ENVI: Composição IRS-P6 em Cores Verdadeiras
8
1.5.2. ArcGIS: Composição IRS-P6 em Cores Verdadeiras com Raster Calculator
8
1.5.3. QGIS 1.8: Composição IRS-P6 em Cores Verdadeiras com Raster Calculator
8
1.5.4. ArcGIS 10: Composição de Imagens IRS-P6 em Cores Verdadeiras
8
2.1. ENVI 5.2 Clássico : Banda Azul Sintética
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2.1.1. ENVI Clássico: Carregar bandas
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2.1.2. ENVI Clássico: Gerar a Banda Azul Sintética
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2.1.3. ENVI Clássico: Salvar a Banda Azul Sintética
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2.2. ENVI 5.2 Clássico: Banda Verde Sintética
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2.3. Transformação das Bandas para 16 Bit
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2.4. Carregamento da Banda 3 (Red)
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2.4.1. ENVI Clássico: Composição Colorida RGB
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2.4.2. ENVI Clássico: Equalização Automática
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2.5. ENVI 5.2 Clássico: PNC com Realce Linear
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1.1. Fique por dentro dos termos técnicos
1.1.1. Informações Gerais
• Plataforma: é o termo técnico para “satélite”. São sinônimos. Exemplo: Plataforma Landsat, Plataforma Ikonos, Plataforma CBERS, etc.
• Instrumento Imageador: é o termo que designa o tipo de câmera embarcada na plataforma. Exemplo 1: A plataforma Landsat-8 possui dois instrumentos imageadores: OLI e TIRS. Exemplo 2: O instrumento imageador à bordo do satélite sino-brasileiro CBERS-2B que produz imagens com resolução espacial de 2,5 m chama-se HRC (High Resolution Camera). • Bandas: sinônimo para qualquer faixa do Espectro Eletromagnético. Ex: Imagens Resourcesat-2 distribuídas no Brasil possuem quatro faixas espectrais. • NIR: termo em inglês que significa Near Infrared (Infravermelho Próximo). • SWIR: termo em inglês que significa Shortwave Infrared (Infravermelho de Onda Curta). • IRS-P6: outra designação para o satélite Resourcesat-1. • Resolução Radiométrica: Indica a quantificação dos dados raster. Imagens Resoucesat-2 são entregues na escala de 16 Bits Sem Sinal. Semelhante ao seu antecessor, a plataforma Resourcesat-2 não possui a Banda Azul.
No contrato para distribuição de imagens Resourcesat no Brasil, a Banda 1 não será distribuída (pancromática com 5,8 m de tamanho de pixel).
1.1.2. Informações Técnicas do Satélite
Instrumento Banda Resolução Espectral Resolução Espacial Revisita
LISS III (Linear Imaging Self-Scanner) B2 (Green) B2: 0.52-0.59 µm (green) 24 m 24 dias B3 (Red) B3: 0.62-0.68 µm (red) B4 (Near Infrared) B4: 0.77-0.86 µm (NIR) B5 (SWIR) B5: 1.55-1.70 µm (SWIR)
1.2. Download de Imagens Resourcesat-2
1.2.1. Cenas Resourcesat-2 no Novo Site do INPE
O download das cenas Resourcesat-2 pode ser realizado no Catálogo do INPE. As imagens são gratuitas e possuem resolução espacial de 24 metros. Link para acessar o novo site: http://www.dgi.inpe.br/catalogo/
Para os novos utilizadores do Catálogo do INPE, segue um link com instruções para utilização do catálogo tendo como exemplo a pesquisa Landsat-8. Link para acessar o tutorial: http://www.processamentodigital.com.br/2015/07/23/download-landsat8-no-site-do-inpe/
1.2.2. Grade Resourcesat-2 para facilitar a pesquisa
A pesquisa por órbita/ponto é um recurso muito utilizado pelos usuários de imagens de satélite do Brasil. Para localizar cenas Resourcesat-2 no acervo do INPE, podemos utilizar uma grade no formato shaepfile que fornece a localização das cenas através da órbita/ponto, que são passagens do satélite em diversas regiões do planeta. Link para download da grade Resourcesat-2: http://www.processamentodigital.com.br/wp-content/uploads/2015/07/grade_Resourcesat_liss3.zip
Para visualizar as órbitas, faça o download do shapefile contendo as grades e utilize um Sistema de Informações Geográficas (SIG) para consultar as passagens do satélite no Brasil. Abra o arquivo no QGIS ou ArcGIS. A grade também pode ser utilizada na consulta por imagens de satélite Resourcesat-1.
Figura 1. Grade de cenas Resourcesat para auxiliar nas pesquisas por imagens no catálogo do INPE.
Conheça o satélite
Resourcesat-2
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1.3. Composição de Bandas Resourcesat-2
Há duas combinações de bandas para o satélite Resourcesat-2: RGB 5/4/3 e RGB 4/3/2. A composição de bandas em falsa cor (RGB 5/4/3) apresenta uma radiometria semelhante às imagens Landsat e a composição RGB 4/3/2 também em falsa cor realça a vegetação em vermelho para destacá-la do restante das feições. Outras combinações de bandas podem ser testadas para revelar novos alvos na área de estudo.
1.3.1. Resourcesat-2 RGB 5/4/3
Alocar a banda 5 (SWIR) no canal Vermelho, alocar a banda 4 (NIR) no canal Verde e alocar a banda 3 (RED) no canal Azul. Figura 2. Imagem Resourcesat-2 aberta no ENVI 5.2. Composição Colorida RGB 5/4/3.1.3.2. Resourcesat-2 RGB 4/3/2
Alocar a banda 4 (NIR) no canal Vermelho, alocar a banda 3 (RED) no canal Verde e alocar a banda 2 (GREEN) no canal Azul. Figura 3. Imagem Resourcesat-2 aberta no ENVI 5.2. Composição Colorida RGB 4/3/2.1.4. Composição em Pseudo Cores Naturais
O satélite IRS-P6 ou Resourcesat-1 tornou-se uma alternativa estratégica para os usuários de imagens do Brasil após o fim das missões CBERS e Landsat. Na época, com uma Resolução Espacial de 24m, alguns alvos que estavam fora do alcance do pixel de 30 metros puderam ser identificados com facilidade na plataforma Resourcesat. Como o sensor não possui a banda azul, não é possível gerar imagens Resourcesat em cores verdadeiras. Para gerar uma outra combinação de bandas que se aproxima dessa composição True Color, temos que gerar uma banda azul sintética, uma banda verde sintética e combiná-las com a banda vermelha para formar uma imagem conhecida como Pseudo Natural Color (PNC). Esta composição deve ser considerada como opcional.
1.4.1. Resourcesat-2 Composição PNC
Composição gerada através da matemática de bandas. Bandas Azul Sintética e Verde Sintética combinadas com a banda 3 (RED).
Figura 4. Imagem Resourcesat-2 aberta no ENVI 5.2. Composição Colorida em Pseudo Cor Natural (PNC).
1.5. Outros Tutoriais sobre Composição PNC
1.5.1. ENVI: Composição IRS-P6 em Cores Verdadeiras
http://www.processamentodigital.com.br/2012/04/24/envi-composicao-irs-p6-em-cores-verdadeiras/
1.5.2. ArcGIS: Composição IRS-P6 em Cores Verdadeiras com Raster Calculator
http://www.processamentodigital.com.br/2012/04/25/arcgis-composicao-irs-p6-em-cores-verdadeiras-com-raster-calculator/
1.5.3. Quantum GIS 1.8: Composição IRS-P6 em Cores Verdadeiras com Raster Calculator
http://www.processamentodigital.com.br/2012/04/26/quantum-gis-composicao-irs-p6-em-cores-verdadeiras-com-raster-calculator/1.5.4. ArcGIS 10: Composição de Imagens IRS-P6 em Cores Verdadeiras
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2.1. ENVI 5.2 Clássico : Banda Azul Sintética
Você pode gerar a composição Resourcesat-2 PNC pela nova interface do ENVI ou pela interface clássica. Para abrir o ENVI Clássico, navegue pelo grupo de programas do ENVI no Menu Iniciar e localize a pasta Tools. Clique no ícone ENVI Classic. Usuários do Windows 8 podem restaurar o Menu Iniciar através da instalação do aplicativo Classic Shell: http://www.classicshell.net
Figura 5. Localização do ENVI 5.2 Clássico no Windows 8.
2.1.1. ENVI Clássico: Carregar bandas
Clique no menu File - Open Image File e carregue as bandas 2 e 4.
Figura 6. Localização do ENVI 5.2 Clássico no Windows 8.
As bandas serão carregadas na janela Available Bands List:
Figura 7. A Janela Available Bands List. Bandas 2 e 4.
2.1.2. ENVI Clássico: Gerar a Banda Azul Sintética
Para a gerar a banda azul sintética, temos que realizar uma álgebra com as bandas 2 e 4. A banda 3 não será utilizada nesta etapa.
Na janela ENVI Classic, clique no menu Basic Tools – Band Math. Insira a expressão abaixo para criar a banda azul sintética:
0.85 * [B2] - 0.15 * [B4]
Figura 8. A janela Band Math. Fórmula para gerar a banda azul sintética.
Clique no botão Add to List e clique no botão OK. Na sequência, informe para o programa as bandas que correspondem às variáveis presentes na expressão. Na janela
Variables to Bands Pairings, clique na variável B2 para selecioná-la (1). Em
seguida, selecione a faixa que corresponde a banda 2 (2).
Figura 9. A janela Variables to Bands Pairings. Recurso para associar a banda 2 com a variável [B2].
Siga a mesma lógica e associe a banda 4 à variável B4:
Figura 10. A janela Variables to Bands Pairings. Recurso para associar a banda 4 com a variável [B4].
Composição Resourcesat-2 em
Pseudo Cor Natural
1
2
2.1.3. ENVI Clássico: Salvar a Banda Azul Sintética
Na mesma janela, clique no botão Choose e selecione um local de saída para a nova banda azul. O ENVI trabalha com um sistema de criação de arquivos intermediários, portanto, o resultado da matemática de bandas será armazenado no computador sem a extensão de arquivo TIF apropriada para imagens GeoTIFF. Figura 11. Criação da banda azul sintética. Arquivos intermediários do ENVI não possuiem extensão. Pressione o botão OK. Uma nova banda azul será adicionada no ENVI: Figura 12. Nova banda azul adicionada no ENVI.2.2. ENVI 5.2 Clássico: Banda Verde Sintética
Clique novamente no menu Basic Tools – Band Math e insira a expressão abaixo para criar uma nova banda verde:
0.65 * [B2] + 0.35 * [B4]
Figura 13. A janela Band Math. Fórmula para gerar a banda verde sintética.
Na janela Variables to Bands Pairings, faça a associação das variáveis B2 e B4 com as bandas 2 e 4 do sensor Resourcesat-2. Selecione um nome e um local para criação do arquivo intermediário do ENVI e clique no botão OK.
Figura 14. Criação da banda verde sintética no ENVI.
A nova banda verde será adicionada no ENVI:
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2.3. Transformação das Bandas para 16 Bit
Com a matemática de bandas, podemos realizar a composição colorida RGB, porém, temos um problema com o Tipo de Dado: o raster criado pelo Band Math está em
Ponto Flutuante 32 Bit e deve ser convertido para Inteiro Sem Sinal 16 Bit.
Na janela do ENVI Clássico, clique no menu Basic Tools - Stretch Data.
Figura 16. Stretch Data. Modifica o Tipo de Dado dos arquivos raster.
Na janela Data Stretching, modifique as opções conforme os parâmetros abaixo: • No item Output Data Range, digite os intervalos 0 e 65535; • No item Data Type, selecione Unsigned Int;
• Clique no botão Choose e selecione um local para o raster intermediário; • Finalize clicando no botão OK. Figura 17. Parâmetros para transformação de Float 32 para Inteiro de 16 Bit sem Sinal. Repita este procedimento para a banda azul criada pelo processo anterior. As bandas transformadas para o intervalo de 16 Bit serão adicionadas no ENVI Clássico: Figura 18. A janela Available Bands List. As duas bandas foram convertidas para 16 Bit.
2.4. Carregamento da Banda 3 (Red)
Clique no menu File - Open Image File e carregue a banda 3 no ENVI Clássico. Os processos foram finalizados e podemos realizar a composição colorida RGB. Remova todas as bandas dos processos anteriores e deixe apenas estas três bandas.
Figura 19. A janela Available Bands List. Bandas que serão utilizadas na composição colorida.
2.4.1. ENVI Clássico: Composição Colorida RGB
Clique no canal RGB Color e siga as instruções abaixo: • CANAL R (RED): Alocar Banda 3 original • CANAL G (GREEN): Alocar a nova banda verde em 16 Bit; • CANAL B (BLUE): Alocar a nova banda azul em 16 Bit. Para carregar a composição colorida, clique no botão Load RGB. Figura 20. ENVI Clássico. Composição Colorida RGB.2.4.2. ENVI Clássico: Equalização Automática
O ENVI possui recursos automáticos para equalizar imagens. São três canais para manipulação de realce: Image, Scroll e Zoom. Cada canal possui um algoritmo próprio para manipulação das curvas do histograma e se subdividem em: Linear, Linear 0-255, Gaussian, Equalization e Square Root.
O método para salvar uma imagem sem nenhum realce está localizado no menu
Enhance - [Scroll] Linear. Esta é a opção que deve ser utilizada todas as vezes
2.5. ENVI 5.2 Clássico: PNC com Realce Linear
Esta é a imagem Resourcesat-2 em Pseudo Cores Naturais (Pseudo Natural Color - PNC). Para obter outros resultados de realce, clique no menu Enhance e selecione um dos canais para manipulação do histograma do raster. Para retornar ao realce padrão, clique em Enhance - Scroll Linear.
Figura 21. ENVI 5.2 Clássico. Raster Resourcesat-2 Composição PNC. Localização da imagem: Brasília-DF
2.6. Exportar Imagem PNC como GeoTIFF
A última etapa do processo consiste em exportar a composição como imagem em 8 Bit. Clique no menu File localizado na janela do Display e selecione a opção
Save Image As - Image File. Verifique se o item Resolution está marcado como 24 Bit Color (BSQ) e selecione o formato TIFF/GeoTIFF no item Output File Type. Indique uma pasta do computador para salvar a imagem Resourcesat-2 e finalize clicando no botão OK.
