masterThesis
Análise da integração espacial de múltiplos sensores
Autor
OLIVEIRA, Claudianne Brainer de Souza
Institución
Resumen
Esta pesquisa trata de experimentos da análise espacial multifonte de pontos das bordas do reservatório de Itaparica nas margens da cidade de Petrolândia e do perímetro irrigado de Apolônio Sales no município de Petrolândia, Pernambuco, Brasil, utilizando o método de fusão RGB-IHS de um recorte idêntico para as bandas da faixa do visível, representando a área de estudo (coordenadas do vértice inferior esquerdo do recorte: φ1=-9°2’1”; λ1=-38°19’55”; vértice superior direito: φ2=- 8°51’51”; λ2=-38°7’4”). Para a primeira fusão usou-se a banda pancromática (0,51 µm a 0,85 µm) de 5 m, e as bandas 7-6-5 do sensor MUX do satélite CBERS-4 de 10 m; e na segunda fusão foi utilizada a banda 8 pancromática (0,500 µm a 0,680 µm) de 15 m, e as bandas 3-2-1 do sensor OLI do satélite LANDSAT 8. Esta pesquisa desenvolveu um método simples e realizou experimentos para detectar e quantificar as mudanças em informação espectral nas imagens fusionadas. O método envolve séries de testes de perfis espectrais (número digital vs. Distância) nas interfaces água, vegetação e solo, que permitiram selecionar os perfis mais sensíveis as bordas; localizar e quantificar as discrepâncias entre bordas antes e depois das fusões, e ainda definiu três tipos de bordas sensíveis aos testes: solo exposto x água, área urbana x água, e vegetação x água (bordas homólogas com as mesmas coordenadas E, N), indicando quais das fusões obtiveram ganhos ou perdas na definição de bordas. As bandas 7-6-5 do sensor MUX (órbita-ponto 149- 110; 23/01/2017) fusionadas de 10 m para 5 m, com 8 bits (256 níveis de cinza), demonstrou excelente ganho na capacidade de separar bordas, ganho este superior ao da fusão das bandas 4-3-2 de 30 m fusionadas para 15 m do sensor OLI (órbita-ponto 216-066; 26/01/2017), apesar de possuir uma maior quantização, de 16 bits (65536 níveis de cinza). O maior ganho depois da fusão na capacidade de definir bordas do MUX CBERS-4 foi comprovado pelas maiores variações de ND dos perfis espectrais nas bordas, quando comparadas aos resultados dos mesmos perfis do OLI LANDSAT-8. Os ganhos em contraste foram quantificados estatisticamente pela média e desvio-padrão, e matriz de correlação, entre recortes das bandas não fusionadas e fusionadas; as grandes diferenças entre média e desvio-padrão entre as bandas da composição R7-G6-B5 do MUX CBERS-4, indicam um ganho excelente em contraste para as bordas testadas, ao contrário dos ganhos menores na composição R4-G3-B2 do OLI LANDSAT 8, que mostrou pequenas diferenças entre média e desvio-padrão, e baixa separação de bordas nos perfis. CAPES This research deals with experiments of the multispectral spectral analysis of points on the edges of the Itaparica reservoir on the banks of the city of Petrolândia and of the irrigated perimeter of Apolônio Sales in the city of Petrolândia, Pernambuco, Brazil, using the RGB-IHS fusion method of a similar equal for bands of the visible, representing the study area (coordinates of the lower left vertex of the cut: φ1= - 9°2’1”; λ1= -38° 19’55”; upper right vertex: φ2= -8°51’51”; λ2= -38°7’4”). For the first fusion, the panchromatic band (0.51 μm to 0.85 μm) of 5 m was used, and the bands 7-6-5 of the MUX sensor of the CBERS-4 satellite of 10 m; and in the second melting the panchromatic band 8 (0.500 μm to 0.680 μm) of 15 m was used, and the OLI sensor bands 3-2-1 of the LANDSAT 8 satellite were used. This research developed a simple method and performed experiments to detect and quantify the changes in spectral information in the fused images. The method involves series of tests of spectral profiles (digital number vs. distance) at the interface water, vegetation and soil, which allowed to select the profiles more sensitive the edges; locate and quantify the discrepancies between edges before and after the fused, and defined three types of edges sensitive to the tests: soil exposed x water, urban area x water, and vegetation x water (homologous edges with the same coordinates E, N), indicating which fused obtained gains or losses in the definition of edges. The bands 7-6-5 of the MUX sensor (orbit-point 149-110; 23/01/2017) fused from 10 m to 5 m, with 8 bits (256 gray levels), demonstrated excellent gain in the ability to separate edges , gain higher than that of the fused of the 30 m bands 4-3-2 fused to 15 m of the OLI (orbit-point 216-066; 26/01/2017), sensor, despite having a greater quantization, of 16 bits ( 65.536 gray levels). The higher gain after fusion in the MUX CBERS-4 edge-defining ability was demonstrated by the higher ND variations of the edge spectral profiles when compared to the results of the same OLI LANDSAT-8 profiles. The contrast gains were statistically quantified by the mean and standard deviation, and correlation matrix, between cuts of the non-fused and fused bands; the large differences between mean and standard deviation between the bands of the composition R7-G6-B5 of the MUX CBERS-4, indicate an excellent contrast gain for the edges tested, as opposed to the smaller gains in OLI composition R4-G3-B2 LANDSAT 8, which showed small differences between mean and standard deviation, and low separation of edges in the profiles.