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Fusão de Imagens do Satélite CBERS-4 no TerraView 5
Autoria
Laércio M. Namikawa - laercio.namikawa@inpe.br
Objetivo
O objetivo é descrever o procedimento para colorir a imagem pancromática do sensor PAN5M com as cores de uma composição colorida de imagens do sensor PAN10M.
As imagens do CBERS-4 podem ser obtidas gratuitamente do catálogo de imagens do INPE.
O procedimento descreve a técnica utilizando a transformação do espaço de cores RGB para o IHS e de IHS para RGB e a metodologia usando a transformação por Componentes Principais. Nas transformações, as cores são obtidas de uma composição colorida de bandas PAN10M, e na execução das transformações inversas, a componente I (intensidade - para IHS para RGB) ou a Primeira Componente (para a Componentes Principais) é substituída pela imagem PAN5M.
Obtendo o TerraView 5
O TerraView Versão 5, nas versões Linux, MacOS e Windows, pode ser obtido livremente (“Free and Open Software”).
Importando Imagens PAN10M e PAN5M
Utilize o menu Projeto → Adiciona Camada → Arquivo Raster e selecione os arquivos.
Ou arraste e solte sobre a janela do TerraView.
Recortando Imagens PAN10M e PAN5M
Selecione a área de interesse e recorte as imagens para esta área menor. Eventualmente a área de interesse pode estar em duas cenas. neste caso, efetue o Mosaico das cenas.
- Utilize o menu Projeto → Processamento Matricial → Recorte.
- Selecione a camada.
- Defina a área de recorte por Região de Interesse (área definida com cursor), Extensão do Layer (Retângulo Envolvente de uma camada - X e Y podem ser alterados), Camada (recorte por polígono definido na camada), ou Dimensão (Retângulo definido por linha, coluna e tamanho da imagem). Utilize o botão de Aplicar quando a opção de recorte selecionada apresentar este botão).
- Definir diretório e nome do arquivo de Saída (Arquivo de saída será GeoTIFF).
- Executar.
Registrando a imagem PAN5M com as imagens das bandas da PAN10M
A imagem PAN5M pode não ter uma coincidência ótima com a PAN10M. Mesmo com nível de correção L4, o registro entre as bandas e com a pancromática podem ser melhorados para área de interesse do recorte).
No TerraView, selecione uma banda PAN10M como sendo a imagem a ser ajustada e a banda PAN5 como sendo a imagem de referência. Tente utilizar a ferramenta de busca automática. Caso os erros dos pontos de controle sejam muito altos ou o número de pontos encontrados seja muito pequeno em determinada área, amplie para área e tente a ferramenta novamente. Uma vez que o mapeamento definido tem erro médio baixo (use de preferência a transformação Afim), o registro pode ser realizado, gerando uma nova imagem.
- Selecione uma banda PAN10M como sendo a imagem a ser ajustada.
- Selecione a PAN5M como sendo a imagem de referência.
- Utiliza a ferramenta de busca automática.
- Verifique o erro médio e os erros dos pontos de controle.
- Caso sejam muito altos ou o número de pontos encontrados seja muito pequeno em determinada área:
- Amplie para área.
- Utiliza a ferramenta de busca automática.
- Repita até que o mapeamento definido tenha erro médio baixo (use de preferência a transformação Afim)
- Defina o nome da imagem PAN10M registrada.
- Execute o registro.
Executando a Fusão
O procedimento de fusão no TerraView exige que as bandas da imagem colorida (PAN10M neste caso) estejam compostas em uma imagem com várias bandas. A ferramenta Compõe/Decompõe executa esta tarefa. Esta imagem composta de bandas PAN10M será fusionada com a imagem PAN5M.
Executar a Fusão
- Selecionar a camada com a imagem de Resolução Inferior (PAN10M).
- Selecionar a imagem pancromática como sendo a imagem de Resolução Superior (PAN5M).
- Definir o tipo de fusão.
- A opção PCA fornece resultados melhores do que a IHS e é mais flexível que a WiSpeR (requer que a banda pancromática intersecte espectralmente com todas as bandas coloridas).
- Selecionar a banda 0 da imagem de Resolução Maior (PAN5M).
- Selecionar as bandas da imagem de Resolução Menor (PAN10M).
- Definir Interpolador Bilinear.
- Definir o diretório e nome do arquivo fusionado.
- Executar a Fusão.
Exemplo para a imagem sobre Brasília
Imagens utilizadas:
- Banda InfraVermelho: CBERS_4_PAN10M_20190602_158_118_L4_BAND4
- Banda Vermelho: CBERS_4_PAN10M_20190602_158_118_L4_BAND3
- Banda Verde: CBERS_4_PAN10M_20190602_158_118_L4_BAND2
- Banda Pancromática: CBERS_4_PAN5M_20190602_158_118_L4_BAND1
Recorte
Em projeção UTM Zona 23 Sul
- MinX: 1610000
- MaxX: 211000
- MinY: 8231000
- MaxY: 8278000
Repetir para as outras camadas com bandas PAN10M e também para a PAN5M.
Composição
Composição cria uma imagem com 3 bandas. No TerraView, a imagem composta é visualizada por default na ordem: componente 0 em R, 1 em G, 2 em B e as outras não são apresentadas. As componentes da imagem e a ordem delas nos canais RGB pode ser alterada na interface de Estilo.
Neste exemplo, a seguinte composição é criada:
- Componente 0 (R): PAN10M Banda 4
- Componente 1 (G): PAN10M Banda 3
- Componente 2 (B): PAN10M Banda 2
Fusão por Componentes Principais
O método calcula as bandas Componentes Principais e troca a
Primeira Componente pela imagem PAN5M, inserindo a resolução espacial de 5 metros
nas bandas espectrais da PAN10M.
Resultado
Imagem PAN5M pancromática.
Resolução espacial de 5 metros.
Imagem PAN10M em composição de bandas: R4G3B2.
Resolução espacial de 10 metros.
Imagem PAN10M fusionada com a PAN5M.
Resolução espacial de 5 metros.
Resultado
Para um resultado melhor, deve-se restaurar as bandas da PAN10M utilizando o SPRING. Veja sobre a Restauração aqui.
Imagem PAN10M restaurada para 5 metros e fusionada com a PAN5M.
Resolução espacial de 5 metros.