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Pré-processamento de imagens
1. Correcções geométricas2. Correcções radiométricas
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Factores de distorção geométrica
• A rotação da terra de poente para nascente, combinada com a deslocação do satélite sobre a região correspondente a uma imagem, durante a captação desta, provoca um desvio das posições dos pixels ao longo da imagem.
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Efeito da rotação da terra
[RJ99, p 50]
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Factores de distorção geométrica
• A distorção panorâmica para sensores de varrimento (exemplo: sensor do Landsat) provoca uma alteração da dimensão e forma das parcelas de terreno que correspondem aos pixels da imagem.
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Distorção panorâmica
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Factores de distorção geométrica
• A curvatura da terra pode afectar a geometria de imagens de sensores como o NOAA/AVHRR. O factor de distorção nos pixels na margem da imagem, devido à curvatura, cresce de 2.89 para 4.94 para esse sensor (largura de imagem de 2700km)
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Factores de distorção geométrica
• O varrimento da cena combinado com o movimento da plataforma provoca um desvio da posição dos pixels no sentido do movimento da plataforma. Este efeito atinge 213m para cada linha da imagem para o sensor Landsat MSS.
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Factores de distorção geométrica
• As variações na altitude, velocidade e posição da plataforma podem causar distorções acentuadas, especialmente se as imagens são obtidas por avião.
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Variações plataforma
[RJ99 p. 55]
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Factores de distorção geométrica
• A sobreposição de linhas da imagem pode causar uma distorção da razão entre a escala horizontal e vertical da imagem.
• Erros instrumentais, principalmente em sistemas com varrimento por espelhos.
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Correcções geométricas
1. Modelar os factores de distorção e deduzir as correcções a efectuar.
2. Fazer uma transformação polinomial para corrigir a imagem e pontos de controle para estimar os parâmetros dessa transformação.
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Transformações polinomiais
1. Definir uma nova grelha para a imagem corrigida
[RJ99 p. 58]
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Transformações polinomiais
2. Escolher pontos de controle na imagem
[RJ99 p. 57]
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Pontos de controle: em número suficiente e bem distribuidos
[RJ99 p.68]
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Transformações polinomiais
3. Determinar o grau do polinómio para a transformação.
• f(x,y)=a+bx+cy: 3 parâmetros, rotação, translação e mudança de escala
• f(x,y)=a+bx+cy+dxy+ex2+fy2: 6 parâmetros• f(x,y) de 3º grau: 10 parâmetros
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Transformações polinomiais
• Estimar os coeficientes dos polinómios por um método de mínimos quadrados, i.e., tal a soma dos quadrados dos desvios entre ui e f(xi,yi) e entre vi e g(xi,yi) seja mínimo.
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Transformações polinomiais
• Determinar o desvio padrão dos erros (RMS). – Se o desvio padrão for suficientemente pequeno
(menor do que o lado do pixel ou, preferencialmente, metade do lado do pixel) a transformação é considerada aceitável.
– Caso contrário, as coordenadas dos pontos de controle devem ser revistas.
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Transformações polinomiais
Como em geral não existe uma concordância perfeita entre (u,v) e o centro do pixel na imagem original, é atribuido ao pixel (x,y) um valor segundo um dos critérios:
• critério do vizinho mais próximo: o valor do pixel da imagem original com coordenadas mais próximas de (u,v).
• critério de interpolação: uma combinação dos valores dos pixels com coordenadas mais proximas de (u,v).
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Exemplo de transformação
Carta georeferenciada Imagem original
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Carta georeferenciada Imagem corrigida