Publicado por: sadeckgeo | abril 8, 2010

Georreferenciamento ENVI 4.7

As geotecnologias tem tido uma popularização enorme nos últimos anos e com isso a quantidade de dados pala net tem se multiplicado. Vários sites hoje, já disponibilizam imagens de satélite com níveis de processamento elevado, isso por um lado é muito bom, porque agiliza outros processos, porém, isso acorrenta o profissional, excluindo-o de processos importantes como por exemplo a correção geométrica que é o tema do tutorial aqui disponibilizado.

O tema já vem sendo pedido a algum tempo pelos colegas da geocomunidade (Anderson Campos, Silvania e outros) e agora que deu um tempinho resolvi atender os pedidos, mas peço desculpas pela demora.

CORREÇÃO GEOMÉTRICA

Toda imagem de satélite apresenta distorções sistemáticas inseridas durante o processo de aquisição das mesmas e por isso é de fundamental importância que seja feito a Correção Geométrica (Registro ou Georreferenciamento) para corrigir essas distorções sistemáticas, facilitando a integração de dados temporalmente distintos e de fontes variadas. Esse processo de correção pode ainda ser melhorado com a prática de ortorretificação, que utiliza não só a referência espacial, mas também a referência altimétrica.

Baseado nos documentos criados pelos professores do INPE, o processo de correção geométrica compreende três grandes etapas.

  1. Transformação geométrica, também denominada mapeamento direto, que estabelece uma relação entre coordenadas de imagem (linha e coluna) e coordenadas geográficas (latitude e longitude). Trata-se de uma etapa em que se eliminam as distorções existentes e se define o espaço geográfico a ser ocupado pela imagem corrigida.
  2. Mapeamento inverso, que inverte a transformação geométrica usada no mapeamento direto, permitindo que se retorne à imagem original para que se definam os níveis de cinza que comporão a imagem corrigida.
  3. Reamostragem, que nada mais é que uma interpolação sobre os níveis de cinza da imagem original.

TRANSFORMAÇÃO GEOMÉTRICA

Neste tópico nos restringiremos a falar somente do método mais usado que é o Polinomial. Esse modelo é abalizado em funções matemáticas polinomiais que levam em consideração as coordenadas dos pontos de controle tanto da imagem a ser registrada como na de referência. Sendo assim, ele precisa que os pontos de controle sejam muito bem distribuídos por toda a cena, com o intuito de minimizar as distorções de forma homogênea. É importante lembrar que existem vários níveis de polinomial para diversas aplicações e cada um necessita de uma quantidade mínima de pontos de controle para poder ter um bom desenpenho.

MAPEAMENTO INVERSO

Esse processo é como se fosse um procedimento intermediário para correção dos níveis de cinza que definirão o valor a ser associado a uma certa posição na imagem corrigida, pois no mapeamento direto, é definido apenas a geometria e o espaço geográfico da imagem corrigida.

REAMOSTRAGEM

É um processo de interpolação entre os níveis de cinza da imagem de saída retirados do mapeamento inverso. Existem, basicamente, três tipos de interpolação recorrentes nos softwares de PDI que são: vizinho mais próximo, que usa o nível de cinza mais próximo ao resultado do mapeamento inverso; bilinear, que usa três interpolações lineares sobre os quatro pixels que cercam o resultado do mapeamento inverso, duas ao longo das linhas e uma na direção das colunas e; convolução cúbica, que usa cinco interpolações polinomiais do terceiro grau sobre os dezesseis pixels que cercam o resultado do mapeamento inverso, quatro ao longo das linhas e a quinta na direção das colunas. (Franklin, 2001)

CONSIDERAÇÕES

No “georreferenciamento” é sempre levado em consideração nos trabalhos técnicos e acadêmicos o RMS (Root Mean Square Error ou erro médio quadrático), que é gerado a partir do 3º ponto e leva em consideração a diferença dos valores calculados com os valores reais elevados ao quadrado e somados, essa soma é então dividida pelo número de medidas para se obter uma media, cuja raiz quadrada fornece uma medida de erro.

Sobre registro ainda existem muito mais observações a serem feitas a respeito de outras técnicas e as nuances dos procedimentos.

Fiquem agora com o tutorial de registro.

Qualquer duvida ou contribuição post comentários.

Links Relacionados:

Registro 1de3 – ArcGIS 9.2

Registro 2de3 – ArcGIS 9.2

Registro 3de3 – ArcGIS 9.3

Registro de imagens. AutoSync – ERDAS 9.1

Registro de Imagens

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Responses

  1. Fala man,

    Ótimo post!!!

    Gostei muito devido a explicação das etapas da correção geométrica.

    Abraço,

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  2. Grande Sadeck!!!

    Excelente material!

    Você tem algo aí relacionado a classificação orientada a objetos, mais precisamente algo relacionado a classificação por regras no Envi Zoom? Consegui o tutorial da Sulsoft, mas ele é aplicado a áreas urbanas e preciso de regras relacionadas a caracterização de vegetação em cerrado…

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    • Então Rener,

      Tutoriais sobre o ENVI EX ainda estão em andamento, na verdade o que está me faltando é tempo… rs
      Em todo caso, vai ser difícil você encontrar padrões definidos para cerrado, sendo assim vou ver se consigo algo relacionado à temática e posto aqui. Ok?

      Um abraço

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  3. Eu trabalho com imagens de TSM no ENVI. Gostaria muito de saber se você tem algum site na qual posso baixar imagens georreferenciadas para servir de base para meu trabalho, ja que grande parte das minhas imagens são do oceano, minha alternativa é geor. pela linha de costa dos estados do Espírito Santo e sul da Bahia, mas se houver outro método fico feliz em saber também, aguardo muito sua resposta!!

    Abraços, Flávia Maria.

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  4. Eu estou começando a usar o envi agora (versão 4.7). Seu tutorial é ótimo mas na passagem de rodar o registro está dando erro e trava o programa, o que torna desanimador depois de identificar cem pontos ou mais. Por favor, confira se as passagens do tutorial são essas mesmo ou se sou eu quem está interpretando errado o que está escrito.
    Abraço,
    Alex

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    • Caro Alex,

      Realmente se torna desanimador… Mas você pode salvar seus pontos para fazer a restauração depois.
      Verifiquei o Tutorial e pedi para que um amigo o seguisse e não encontramos problemas de procedimento… Logo, acredito que ou o seu programa está com algum problema de instalação ou você está inserindo parâmetros diferentes dos de entrada.
      Gostaria de ter mais informações de como você está procedendo no registro, se puder mandar um vídeo dos passos finais, posso ver o que está ocorrendo.

      Um abraço.

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  5. Brother é o seguinte, faço georreferenciamento de imagens landsat e cybs no envi, para posteriormente trabalhar ela no arcgis, mas veja bem ja tente de varias formas e no final não consigo salvar ela para posterior abrir a mesma no arcgis, compara ela e esta tudo ok o geo, gero as memorias e tal, mas a ultima etapa de salvar a imagem geo não estou conseguindo, por favor se poder mande uma dica ai ou um tutorial sobre isto.
    Abraço mano

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    • Olá Vitor,

      Nesse tutorial você vai encontrar esse procedimento para salvar a imagem em formato TIFF, que pode ser aberto no ArcGIS.

      Qualquer outra duvida mande mais informações para que eu possa lhe ajudar.

      Um abraço.

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  6. Oi, Tenho de fazer o registro de uma imagem Landsat. Estou utilizando as imagens geocover para o georreferenciamento. Parte da imagem está na imagem 1 do geocover e a outra parte na imagem 2 do geocover. Primeiro georrefenciei parte da imagem Landsat com a geocover1. Entretanto quando tento linkar a geocover 2 para continuar o registro, não consigo o link. Não sei o que está errado. Por favor me ajude.

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    • Caro Henrique,

      De forma rápida para resolução desse problema, tente usar um mosaico das imagens Geocover para depois seguir com o registro.

      espero que assim dê certo.

      um abraço

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  7. Olá Sadeck, venho novamente pedir ajuda, a qual já teve paciência em oferecer em outra ocasião. Se não tiver tempo para ler, sem problemas, obrigado de qualquer forma. É o seguinte: estou “tentando” começar a lidar com imagens de satélite e confesso que li um bocado sobre o assunto, inclusive vários dos seus tutos, mas quando coloquei a mão na massa tive a péssima sensação de “não sei o que estou fazendo”. Gostaria de utilizar imagens Cbers2B + HRC ou outro tipo de fusão, talvez até adquirir algumas imagens Alos, que tem um valor razoável pelo que vi. O que está acontecendo; consigo localizar (depois de muita luta) as imagens Cbers2B e HRC que quero, faço o pedido ao Inpe (que é digno de reverência, simplesmente impressionante um serviço gratuito destes no Brasil) recebo os links e baixo as imagens. Até ai tudo bem. Abro elas no Envi4.7, com exceção das bandas 1 e 5 do Cbers2B. Depois de uma pesquisa, o próprio Inpe explica que as imagens tem falhas e tamanhos diferentes devido ao próprio satélite, sendo que não recomenda o seu uso. Ok,… mas e se eu quiser teimar e tentar montar uma composição natural com a banda 1, existe um jeito de redimensionar esta para o mesmo tamanho das bandas 2, 3 e 4?
    Bueno, fosse só isso estaria tudo bacana, mas… estou completamente perdido! A minha pergunta inicial é: que tipo de imagem devo usar como base para registrar a Cbers2B e a HRC. Já ouvi falar várias vezes sobre o tal “Geocover da Nasa”, mas para mim quando entro nas páginas referentes a isso (https://zulu.ssc.nasa.gov/mrsid/ e http://www.glcf.umd.edu/data/mosaic/) fica tudo mais complicado. Não entendo como pegar a imagem que preciso. Diante disto, tentei entrar no Siscom/Ibama e baixar imagens já registradas; peguei uma grade em SHP de um outro blog para verificar no GoogleEarth qual era a imagem que eu precisava e baixei a do Ibama. Peguei o seu tuto de como registrar imagens no Envi e tentei seguir o roteiro, mas logo depois do 4 ou 5 GCP a imagem se distorce e recebo uma mensagem sobre os pontos estarem mal localizados. Pergunto, existe alguma técnica a ser seguida quando estamos coletando os GCP’s? Devo seguir alguma metodologia específica? Posso “desenhar” uma grade de referência vetorial nas duas imagens para servir de orientação? Enfim, peguei duas imagens Cbers2B, uma que baixei do Inpe e outra do Ibama já registrada e não consegui completar o procedimento (sei que é coisa de amador, mas é a categoria onde me encontro).
    Mas…. digamos que por um milagre tudo tivesse dado certo, ai eu teria que registrar a HRC; pergunto: preciso ter imagens de mesmo tamanho para registrar? Idas ao campo estão descartadas por enquanto, justamente porque preciso de um estudo prévio. Supondo que as duas imagens estão registradas, tenho também que ter imagens do mesmo tamanho (linhas e colunas) para poder efetuar a fusão?
    Ratifico que antes de vir até o espaço aqui reservado aos questionamentos, li os seus tutoriais, baixei a apostila do Envi do site da Sulsoft (o qual li até a parte dos filtros, menos o capitulo de classificação), li as informações sobre o Cbers no site do Inpe, entrei em outros fórums para verificar outros relatos e infelizmente minha capacidade cerebral parece estar abaixo do necessário para entender sozinho. O meu apelo ao amigo é o seguinte: poderia elaborar um tutorial básico-iniciante-paraquemnãosabenada, que aborde exatamente, com fotos, como baixar tais imagens que servem de base para o registro, como seguir um procedimento de localização de GCP’s e como solucionar problemas de tamanhos diferentes de bandas e composições?! Um video também resolveria o caso. Não sei se sou o único “mané” que não consegue fazer estes procedimentos, mas peço desculpas a você e todos os colegas que já tem experiência e devem achar o caso de pura falta de habilidade e atenção, mas não sei mais o que fazer e o fato é que estou quase a desistir (pelo menos por um tempo), por isso vim pedir ajuda. Muitíssimo obrigado pela atenção, e saiba que mesmo sem conseguir fazer o que queria, aprendi muito lendo os seus artigos. Grande abraço e boas vibrações.

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    • Olá Daniel,

      Realmente são muitas duvidas para sanar, mas mantenha-se calmo!!! Vou lhe enviar um email para conversarmos sobre as suas duvidas.

      Um abraço.

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  8. O processo do mapeamento direto está ligado a obtenção das coordenadas da imagem de saída (N,E) por meio das coordenadas da imagem de entrada (linhas e colunas).
    Já o mapeamento inverso, está ligado a obter as coordenadas da imagem original (linhas e colunas) através das coordenadas de terreno da imagem de saída. Durante esse procedimento, é realizada a reamostragem, em decorrencia da diferença de escala, rotação e translação existente entre a imagem de saída e imagem de entrada, o que nem sempre durante os cálculos, gera valores inteiros para as linhas e colunas, resultando num arredondamento desses valores, que precisa ser corrigido com o uso de um interpolador (vizinho mais próximo, interpolador bilinear ou convolução cúbica).

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  9. Olá, estou interesado em ortorectificar uma imagem Landsat com Envi 4.7. Queria saber se é possivel fazer isto sem ter os RPCs. Disponho do DEM unicamente. Obrigado.

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  10. Sadeck,

    O que não to entendendo no seu tut é que vc começa a a coleta de pontos de controle através da imagem para imagem (as image to image)e depois – no memento de executar o georreferenciamento (quando vc roda o registro) – vc utiliza da imagem para o mapa (as imagem to mapa). O que não ficou claro para mim é a diferença entre “as image to image” e “as image to map”. Vc poderia esclarecer?

    Obrigado eternamente!

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    • Caro Diogo,

      É isso mesmo, eu uso o imagem para o mapa (as imagem to mapa) por conta de nessa opção eu poder redefinir a resolução espacial da minha imagem de saída, pois geralmente usamos as imagens do GLCF e elas tem 28.5 m de resolução. Se você salvar na opção imagem para imagem (as image to image) a sua imagem de saída também ficará com 28.5 m de resolução espacial.

      Ficou claro?

      Um abraço.

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      • Grande Sadeck!

        Eu nunca vou parar de te agradecer! Obrigado pela atenção maravilhosa!

        A sigla GLCF não entendi.

        Agora olha o que estou passando. To fazendo o curso do ENVI e to nessa parte do georreferenciamento. Neste capitulo estou georrefrenciando uma imagem landsat a partir de uam spot georreferenciada e/ou um vetor georreferenciado.
        O que aprendi é: posso coletar os pontos de controle de uma imagem georreferenciada ou de uma base vetorial também, georreferenciada – opções que são executadas com as ferramentas select GCPs: as image to imagem ou as image to map. Mas quando vou executar a retificação nos podemos escolher metodos de deformação (RST, Polynomial e Triangulation) e de reamostragem (Nearest, bilinear e cubic convolution). Me parece que isso esta ok.

        Agora segue as minhas duvidas:

        1) Quando executo a retificação (uso o warp display band)a imagem landsat fica com resolução espacial de 10m, ela não deveria preservar a resolução espacial de 30m?
        Me parece que o resampling que provoca isso. Se isso estiver correto, essa imagem perde os seus parâmentros radiométricos implicando o não uso para análises radiomátricas?

        Toda reamostragem deforma os padrões radiométricos?

        2) Qual a utilidade do background?

        3) E o degree do Polynomial tem alguma utilidade clara?

        Desculpa tantas duvidas e um texto tão grande.

        Mais uma vez obrigado!

        Abração

        Diogo

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  11. Caro Diogo,

    Não precisa agradecer, tamo junto!

    A sigla GLCF significa Global Land Cover Facility http://glcf.umiacs.umd.edu/

    Então, por isso usamos a função “as imagem to map” pois assim você pode ajustar o valor do pixel. Se não for assim, a imagem registrada sai com a resolução da imagem de referência.

    Sempre perde alguma coisa, mas nesse caso perde menos pq o que define a perda é o interpolador… se você estiver usando o “Nearest” ai a perda é menor.

    Os padrões radiométricos são mudados pelo interpolador.

    Fazer a composição do box para a imagem… fora isso não veja uma maior utilidade… Agora se sua imagem estiver com pixels de valor “0” na área da imagem, quando você retirar o background ela ficara “furada”. É preciso ter cuidado com isso.

    O grau do polinomial é o que define o nível de torção ou distorção que a imagem sofrerá baseada nos pontos de controle para se ajustar à outra imagem. Sendo assim, se você coletar poucos pontos e usar um polinomial de 2° ordem, dependendo do algoritmo do software, você pode estar causando mais deslocamento ainda.

    Não se preocupe com o tamanho do texto… é melhor quando vem assim bem explicado.

    Um abraço.

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  12. O negócio ta ficando bom!

    Gratidão é um sentimento muito gostoso, como demostrar de longe é dificil, tento deixa-lo bem destacado.

    Para que fique claro: a cada tópico que tenho estudado estou tentando estuda-lo de modo que sinta que ele esta razoavelmente compreendido, para que eu possa usa-lo competentemente. Resumindo, para evitar ficar fazendo besteira. Acho que esse ponto é importantíssimo.

    Voltando:

    1) A opção “as image to image” preserva a resolução espacial da imagem de origem, ou seja, a imamgem que será georreferenciada terá a mesma resolução da imagem que foi usada com as referências geográficas.

    1.1) No caso de georreferenciar pensando em fazer a fusão posteriormente é interessante então fazer o método que faça já a mudança de resolução para a mesma imagem que será fusionada.

    2) Se usa imagem do GLCF porque elas são georeferenciadas? São bem georreferenciadas?

    3) No ENVI tem as opções na ferramente Map >> Registration>> “select GCPs” e “Warp from GCPs”: tem diferenças entre as duas?

    Para finalizar: a diferença básica entre “as image to image” e “as image to map” é que a primeira o reamostragem da imegem segue a mesma resolução da imagem que foi usada como base geográfica?

    Obrigadão!

    Diogo

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    • Então Diogo,

      1) – SIM.
      1.1) – Não.
      2) – Elas estão ortorretificadas.
      3) – Select GCPs – Você coleta / Warp from GCPs – você já coletou e vai só importar os pontos. Basicamente é isso.
      Para finalizar: isso!

      D nada!

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  13. Olá, você tem algum tutorial sobre georreferenciamento automático no ENVI?

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    • Marcos,

      Ainda não… Mas vou ver se coloco ele na lista.

      Um abraço.

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  14. Oi, existe alguma maneira de georreferenciar mais de três bandas simultaneamente no ENVI?

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