Fusão de Imagens do Satélite CBERS-2B no SPRING

Autoria

Laércio M. Namikawa - laercio@dpi.inpe.br


Objetivo

O objetivo deste how-to do SPRING é descrever o procedimento para colorir a imagem pancromática do sensor HRC com as cores de uma composição colorida de imagens do sensor CCD. As imagens do CBERS-2B podem ser obtidas gratuitamente do catálogo de imagens do INPE.
O procedimento descrito usa a técnica de transformação do espaço de cores RGB para o IHS e de IHS para RGB. Na transformação RGB para IHS, as cores são obtidas de uma composição colorida de bandas CCD, e na execução da transformação inversa IHS para RGB, a componente I (intensidade) é substituída pela imagem HRC.

Obtendo o SPRING na Internet

O SPRING, nas versões Linux e Windows 95/98/NT/ME/2000/XP/Vista, pode ser obtido livremente (“freeware”) via Internet.


Importando Imagens CBERS-2B

Registrando a imagem HRC com as CCD

A imagem HRC não coincide com a CCD (veja sobre a aquisiçaõ em http://www.dgi.inpe.br/Suporte/files/HRC-CBERS-2B-informe1_PT.pdf). O registro de imagens é a operação que produz uma nova imagem que coincide com outra existente.
Registre a imagem HRC com a CCD.


Preparando as bandas CCD

As bandas CCD tem resolução espacial de 20 metros enquanto a imagem HRC tem resolução de 2.5 metros. A resultado da fusão será melhor utilizando a restauração e a reamostragem para gerar imagens CCD com resolução espacial de 2.5 metros, ao invés da resolução original.

Restaurando

A restauração corrige as distorções inseridas pelo sensor na geração das imagens e tem parâmetros de acordo com as características do sensor. O uso desta técnica permite gerar a partir da imagem de uma banda CCD com resolução espacial de 20 metros uma nova imagem com resolução espacial de 10 metros.

Restaure as imagens CCD.

Reamostrando

A imagem HRC cobre uma área 25 vezes menor que a da imagem CCD (veja aqui). Durante a reamostragem , além de reduzir a resolução do pixel das bandas CCD restauradas de 10 para 2.5 metros, as bandas devem ser recortadas para o mesmo retângulo envolvente da imagem HRC. O interpolador bilinear é utilizado para a reamostragem para garantir uma transição suave de cores entre pixels.

Reamostre as imagens CCD.


Preparando a imagem HRC

A imagem HRC deve ter o mesmo retângulo envolvente das bandas CCD para que a fusão seja feita corretamente. Para isto, deve-se criar um novo plano de informação e preenche-lo com a imagem HRC registrada.

Ative uma imagem CCD
reamostrada e ative
a edição de
Planos de Informação
Selecione a categoria
HRC, digite o nome
do novo PI e
clique no botão
Criar
Ative o PI criado
e ative a ferramenta
de Mosaico
Selecione o PI com
a imagem HRC registrada
, interpolador
Vizinho +Próximo e
clique no botão
Executar

Note que os procedimentos aplicados as imagens podem provocar um deslocamento das imagens. Além disto, como a área comum é menor que a área das imagens originais, o registro pode ser melhorado. Por estas razões, se necessário, execute o registro novamente. Sugere-se que se defina a imagem HRC como referência e que cada banda CCD seja registrado com esta referência. O registro pode ser executado com o procedimento já apresentado, invertendo as imagens CCD pela HRC.


Transformando RGB para IHS

As cores RGB são obtidas de uma composição colorida de bandas CCD reamostradas e transformadas nas componentes de Intensidade, Saturação e Matiz.
Para transformar, execute a seqüência:

Visualize uma
composição colorida
de bandas CCD
reamostradas e inicie
a ferramenta de
transformação através do menu
Imagem - Transformação
IHS ↔ RGB
,
Selecione transformação
RGB→IHS, clique
no botão R para
definir o PI com
a imagem em vermelho,
selecione a imagem
com a Banda 3
reamostrada e clique
no botão Executar
Repita para o verde com o botão R,
selecionando a imagem
com a Banda 4
reamostrada e cliquando
no botão Executar
Repita para o azul com o botão B,
selecionando a imagem
com a Banda 2
reamostrada e cliquando
no botão Executar
Selecione o tamanho
do pixel da imagem
de saída como sendo
igual ao da imagem
em vermelho (R) e
clique no botão Executar

Transformando IHS para RGB

As componentes de Saturação e Matiz geradas no passo anterior são transformadas em cores RGB substituindo a componente de Intensidade pela imagem HRC.
Para transformar, execute a seqüência:

Inicie a ferramenta de
transformação através do menu
Imagem - Transformação
IHS ↔ RGB
,
Selecione transformação
IHS→RGB, clique
no botão I para
definir o PI com
a imagem intensidade,
selecione o PI com a imagem
HRC recortada e clique
no botão Executar
Repita para o matiz
com o botão H,
selecionando a imagem
com a componente H
e cliquando
no botão Executar
Repita para a saturação
com o botão B,
selecionando a imagem
com a componente S
e cliquando
no botão Executar
Selecione o tamanho
do pixel da imagem
de saída como sendo
igual ao da imagem
intensidade (I) e
clique no botão Executar
Imagem resultante

Métodos Alternativos

Outros métodos podem ser usados como, por exemplo, o de transformação por componentes principais.


Exemplo da Fusão

Imagens Originais

Imagem RGB das bandas CCD 3, 4 e 2 Imagem Monocromática da HRC

Imagem RGB Resultante da Fusão

Imagem RGB resultante da fusão

Para obter a imagem resultante inteira, acesse o link.