Divisão de Observação da Terra e Geoinformática

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====== Fusão de Imagens do Satélite CBERS-4 no TerraView 5 ======
=== Autoria ===
Laércio M. Namikawa - laercio.namikawa@inpe.br


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==== 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 [[http://www.dgi.inpe.br/catalogo/|catálogo de imagens do INPE]].\\
O procedimento descreve a técnica utilizando a [[http://www.dpi.inpe.br/spring/portugues/tutorial/transformacao.html|transformação do espaço de cores]] RGB para o IHS e de IHS para RGB e a metodologia usando a [[http://www.dpi.inpe.br/spring/portugues/tutorial/compon.html|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 [[http://www.dpi.inpe.br/terralib5/wiki/doku.php?id=wiki:downloads|obtido livremente]] ("Free and Open Software").

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==== 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.

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==== 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.

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==== 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.

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==== 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.

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===== 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

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==== Recorte ====
Em projeção UTM Zona 23 Sul

  * MinX: 1610000
  * MaxX: 211000
  * MinY: 8231000
  * MaxY: 8278000

|Selecione a camada com uma das bandas PAN10M\\ \\ Processamento->Processamento Matricial->Recorte\\ Tipo: Extensão do Layer\\ Digitar as coordenadas Inferior Esquerdo (LLX e LLY)\\ e Superior Direito (URX e URY)\\ Clique no botão **Aplicar**|{{:fusaopan10m5mtv:recorte1.png?400|}}|
|Clique no botão **Avançar**|{{:fusaopan10m5mtv:recorte2.png?400|}}|
|Clique no botão para definir nome da saída\\ Definir diretório e nome do arquivo recortado\\ clique no botão\\ **Terminar**|{{:fusaopan10m5mtv:recorte3.png?400|}}|

Repetir para as outras camadas com bandas PAN10M e também para a PAN5M.


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==== 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

|Processamento->Processamento Matricial->Compõe/Decompõe\\ Selecione as camadas com as bandas PAN10M\\ Clique no botão **Avançar**|{{:fusaopan10m5mtv:compoe1.png?400|}}|
|Selecione a aba Compõe Bandas\\ Selecione a imagem da componente 0\\ (Camada com a PAN10M Banda 4)\\ Selecione a imagem da componente 1\\ (Camada com a PAN10M Banda 3)\\ Selecione a imagem da componente 2\\ (Camada com a PAN10M Banda 2)\\ Selecione a banda 0 de cada uma das imagens\\ (as imagens de entrada têm somente uma banda)\\ Clique no botão **Avançar**|{{:fusaopan10m5mtv:compoe2.png?400|}}|
|Clique no botão para definir nome da saída\\ Definir diretório e nome do arquivo recortado\\ Clique no botão **Terminar**|{{:fusaopan10m5mtv:compoe3.png?400|}}|
|Visualizando a imagem composta em RGB default|{{:fusaopan10m5mtv:compoe4.png?400|}}|

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==== 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.

|Processamento->Processamento Matricial->Fusão\\ Selecione a camada com imagem composta PAN10M \\ como sendo a camada com resolução inferior\\ Clique no botão **Avançar**\\ Selecione a camada com imagem PAN5M\\ como sendo a camada com resolução superior\\ Clique no botão **Avançar**|{{:fusaopan10m5mtv:fusao1.png?400|}}|
|Selecione a aba Resolução Maior\\ Observe que a banda 0 é a disponível e está selecionada|{{:fusaopan10m5mtv:fusao2.png?400|}}|
|Selecione a aba Resolução Menor\\ Selecione as 3 bandas PAN10M a serem fusionadas.\\ Defina o interpolador Bilinear |{{:fusaopan10m5mtv:fusao3.png?400|}}|
|Clique no botão para definir nome da saída\\ Definir diretório e nome do arquivo recortado\\ Clique no botão **Terminar**|{{:fusaopan10m5mtv:fusao4.png?400|}}|

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==== Resultado ====

Imagem PAN5M pancromática.\\ Resolução espacial de 5 metros.\\ {{:fusaopan10m5mtv:exemplofusao4.png?800|}} \\ \\



Imagem PAN10M em composição de bandas: R4G3B2.\\ Resolução espacial de 10 metros.\\


{{:fusaopan10m5mtv:exemplofusao1.png?800|}} \\ \\

Imagem PAN10M fusionada com a PAN5M.\\ Resolução espacial de 5 metros.\\


{{:fusaopan10m5mtv:exemplofusao2.png?800|}} 

=== Resultado ===

Para um resultado melhor, deve-se restaurar as bandas da PAN10M utilizando o SPRING. Veja sobre a Restauração [[http://wiki.dpi.inpe.br/doku.php?id=spring:restauracbers|aqui]].\\

Imagem PAN10M restaurada para 5 metros e fusionada com a PAN5M.\\ Resolução espacial de 5 metros.\\


{{:fusaopan10m5mtv:exemplofusao5.png?800|}}