FaláciaFaláciaFaláciaFaláciaFaláciaFaláciaFaláciaFalácia EcológicaEcológicaEcológicaEcológicaEcológicaEcológicaEcológicaEcológica no no no no no no no no ContextoContextoContextoContextoContextoContextoContextoContexto do do do do do do do do SensoriamentoSensoriamentoSensoriamentoSensoriamentoSensoriamentoSensoriamentoSensoriamentoSensoriamento RemotoRemotoRemotoRemotoRemotoRemotoRemotoRemoto::::::::

AjusteAjusteAjusteAjusteAjusteAjusteAjusteAjuste de de de de de de de de EscalaEscalaEscalaEscalaEscalaEscalaEscalaEscala BaseadoBaseadoBaseadoBaseadoBaseadoBaseadoBaseadoBaseado emememememememem FunçãoFunçãoFunçãoFunçãoFunçãoFunçãoFunçãoFunçãode de de de de de de de TransferênciaTransferênciaTransferênciaTransferênciaTransferênciaTransferênciaTransferênciaTransferência de de de de de de de de ModulaçãoModulaçãoModulaçãoModulaçãoModulaçãoModulaçãoModulaçãoModulação

Giovanni A. Giovanni A. Giovanni A. Giovanni A. Giovanni A. Giovanni A. Giovanni A. Giovanni A. BoggioneBoggioneBoggioneBoggioneBoggioneBoggioneBoggioneBoggione

AnáliseAnáliseAnáliseAnáliseAnáliseAnáliseAnáliseAnálise EspacialEspacialEspacialEspacialEspacialEspacialEspacialEspacial de Dados de Dados de Dados de Dados de Dados de Dados de Dados de Dados GeográficosGeográficosGeográficosGeográficosGeográficosGeográficosGeográficosGeográficos Dezembro/2009Dezembro/2009Dezembro/2009Dezembro/2009Dezembro/2009Dezembro/2009Dezembro/2009Dezembro/2009

PERGUNTA !!!!PERGUNTA !!!!PERGUNTA !!!!PERGUNTA !!!!PERGUNTA !!!!PERGUNTA !!!!PERGUNTA !!!!PERGUNTA !!!!

É possível otimizar o ajuste da escala em dadosraster oriundos de Sensoriamento Remoto emfunção de um problema específico?

A unidade de área utilizada para a amostragem édeterminada pela mecânica do satélite, em vezde uma escala apropriada e significativa paraproblemas específicos.

PPPPPPPPROBLEMASROBLEMASROBLEMASROBLEMASROBLEMASROBLEMASROBLEMASROBLEMAS: E: E: E: E: E: E: E: ESCALASCALASCALASCALASCALASCALASCALASCALA XXXXXXXX SR SR SR SR SR SR SR SR XXXXXXXX RRRRRRRREAMOSTRAGEMEAMOSTRAGEMEAMOSTRAGEMEAMOSTRAGEMEAMOSTRAGEMEAMOSTRAGEMEAMOSTRAGEMEAMOSTRAGEM

•Simulação? Adaptação?

•Radiometria? Geometria? Bits?

•Qual a finalidade?•Qual a finalidade?

� Ex. CBERS x LANDSAT

FFFFFFFFALÁCIAALÁCIAALÁCIAALÁCIAALÁCIAALÁCIAALÁCIAALÁCIA EEEEEEEECOLÓGICACOLÓGICACOLÓGICACOLÓGICACOLÓGICACOLÓGICACOLÓGICACOLÓGICA -------- CCCCCCCCONTEXTUALIZAÇÃOONTEXTUALIZAÇÃOONTEXTUALIZAÇÃOONTEXTUALIZAÇÃOONTEXTUALIZAÇÃOONTEXTUALIZAÇÃOONTEXTUALIZAÇÃOONTEXTUALIZAÇÃO

Cao e Lam (1997)

• falácia individualística (individualistic fallacy);• falácia individualística (individualistic fallacy);

•falácia de nível cruzado (Cross-level fallacy);

•falácia ecológica (ecological fallacy)

FFFFFFFFALÁCIAALÁCIAALÁCIAALÁCIAALÁCIAALÁCIAALÁCIAALÁCIA EEEEEEEECOLÓGICACOLÓGICACOLÓGICACOLÓGICACOLÓGICACOLÓGICACOLÓGICACOLÓGICA EMEMEMEMEMEMEMEM SSSSSSSSENSORIAMENTOENSORIAMENTOENSORIAMENTOENSORIAMENTOENSORIAMENTOENSORIAMENTOENSORIAMENTOENSORIAMENTO RRRRRRRREMOTOEMOTOEMOTOEMOTOEMOTOEMOTOEMOTOEMOTO

2,5 m10 m

CCCCCCCCOMOOMOOMOOMOOMOOMOOMOOMO SESESESESESESESE RESOLVERESOLVERESOLVERESOLVERESOLVERESOLVERESOLVERESOLVE????????

• Técnicas de reamostragem

•Interpolação – gera novos pixels a partir de um método

CCCCCCCCONTEXTUALIZAÇÃOONTEXTUALIZAÇÃOONTEXTUALIZAÇÃOONTEXTUALIZAÇÃOONTEXTUALIZAÇÃOONTEXTUALIZAÇÃOONTEXTUALIZAÇÃOONTEXTUALIZAÇÃO:::::::: RRRRRRRREAMOSTRAGEMEAMOSTRAGEMEAMOSTRAGEMEAMOSTRAGEMEAMOSTRAGEMEAMOSTRAGEMEAMOSTRAGEMEAMOSTRAGEM

•Decimação – agrega pixels a partir de um método

Imagem original

IIIIIIIINTERPOLAÇÃONTERPOLAÇÃONTERPOLAÇÃONTERPOLAÇÃONTERPOLAÇÃONTERPOLAÇÃONTERPOLAÇÃONTERPOLAÇÃO

VMP Bilinear ICC

Vizinho Mais Próximo

DDDDDDDDECIMAÇÃOECIMAÇÃOECIMAÇÃOECIMAÇÃOECIMAÇÃOECIMAÇÃOECIMAÇÃOECIMAÇÃO

Agregação de Pixels

Original

SSSSSSSSOLUÇÃOOLUÇÃOOLUÇÃOOLUÇÃOOLUÇÃOOLUÇÃOOLUÇÃOOLUÇÃO PPPPPPPPROPOSTAROPOSTAROPOSTAROPOSTAROPOSTAROPOSTAROPOSTAROPOSTA: FEP...FTM : FEP...FTM : FEP...FTM : FEP...FTM : FEP...FTM : FEP...FTM : FEP...FTM : FEP...FTM

Representa o comportamento do sensor na geração da imagem

IFOV ?

EIFOV ?

TAMANHO DE PIXEL ?

PIXEL

w

u2

1EIFOV ⋅

⋅=

MMODELOODELO GGERALERAL

Banon, Santos (1993)

PIXELEIFOV ⋅⋅= ϕ66.2 PIXELEIFOV ⋅⋅= ϕ66.2

Situação ótima: IFOV 1.5EIFOV ⋅=

PIXELIFOV1.5 ⋅⋅=⋅ ϕ66.2

Função de Espalhamento Pontual - Resposta do Sensor

DOMÍNIO DO ESPAÇO

x

CCCCCCCCOMOOMOOMOOMOOMOOMOOMOOMO CCCCCCCCALCULARALCULARALCULARALCULARALCULARALCULARALCULARALCULAR AAAAAAAA FTM?FTM?FTM?FTM?FTM?FTM?FTM?FTM?

DOMÍNIO DA FREQUÊNCIA

•Estimação da FTM por um modelo experimental

•Estimação da Função de Transferência por um modelo teórico e aproximação por um modelo gaussiano

Modelo Experimental: Black Modelo Experimental: Black Modelo Experimental: Black Modelo Experimental: Black TargetTargetTargetTarget

C1101C1111

C0901C0909

Area for ASD

measurements

C0111C0109

C0101

Calibration Area

400m×400m

Black Target

North

Area for

atmospheric

measurements

MMMMMMMMODELOODELOODELOODELOODELOODELOODELOODELO TTTTTTTTEÓRICOEÓRICOEÓRICOEÓRICOEÓRICOEÓRICOEÓRICOEÓRICO –––––––– SSSSSSSSUBSISTEMAUBSISTEMAUBSISTEMAUBSISTEMAUBSISTEMAUBSISTEMAUBSISTEMAUBSISTEMA IIIIIIIIMAGEADORMAGEADORMAGEADORMAGEADORMAGEADORMAGEADORMAGEADORMAGEADOR

ehdhohh ∗∗= eHd

HoHH ⋅⋅=

FTMFTMFTMFTMFTMFTMFTMFTM

Curvas de Resposta do Sistema de ReferênciaCurvas de Resposta do Sistema de Referência

Curvas de Resposta do Sistema de Ajuste

Curvas de Resposta do Sistema de Ajuste

Aproximação da GaussianaAproximação da Gaussiana

Curva Resultante do Sistema de ReferênciaCurva Resultante do Sistema de Referência

Curva Resultante do Sistema de Ajuste

Curva Resultante do Sistema de Ajuste

DDDDDDDDIAGRAMAIAGRAMAIAGRAMAIAGRAMAIAGRAMAIAGRAMAIAGRAMAIAGRAMA DEDEDEDEDEDEDEDE FFFFFFFFLUXOLUXOLUXOLUXOLUXOLUXOLUXOLUXO

Cálculo da RelaçãoEntre os SistemasCálculo da RelaçãoEntre os Sistemas

Cálculo dos Coeficientesdo Filtro Passa Baixas

Cálculo dos Coeficientesdo Filtro Passa Baixas

DecimadorDecimador

Imagem de EntradaImagem de Entrada Imagem de SaídaImagem de Saída

FILTRO

H

ajusteReferencia

RRRRRRRRELAÇÃOELAÇÃOELAÇÃOELAÇÃOELAÇÃOELAÇÃOELAÇÃOELAÇÃO ENTREENTREENTREENTREENTREENTREENTREENTRE OSOSOSOSOSOSOSOS SISTEMASSISTEMASSISTEMASSISTEMASSISTEMASSISTEMASSISTEMASSISTEMAS

Hajuste= Hfiltro . HRefe

HFiltro= Hajuste/HRefe

δFiltro = [(δajuste)2-(δRefer)

2]1/2

Processo único de filtragem e decimação

Exemplo: Ratio = 4. Janela 5x5

DDDDDDDDECIMATORECIMATORECIMATORECIMATORECIMATORECIMATORECIMATORECIMATOR

DDDDDDDDECIMATORECIMATORECIMATORECIMATORECIMATORECIMATORECIMATORECIMATOR -------- PPPPPPPPLUGINLUGINLUGINLUGINLUGINLUGINLUGINLUGIN

DDDDDDDDECIMATORECIMATORECIMATORECIMATORECIMATORECIMATORECIMATORECIMATOR -------- PPPPPPPPLUGINLUGINLUGINLUGINLUGINLUGINLUGINLUGIN

EIFOVEIFOVEIFOVEIFOV----xxxx EIFOVEIFOVEIFOVEIFOV----yyyy DESVIODESVIODESVIODESVIO----xxxx DESVIODESVIODESVIODESVIO----yyyy

QBQBQBQB 3.873.873.873.87 3.873.873.873.87 1.451.451.451.45 1.451.451.451.45

ALOSALOSALOSALOS 15.0015.0015.0015.00 15.0015.0015.0015.00 0.560.560.560.56 0.560.560.560.56

PPPPPPPPARÂMETROSARÂMETROSARÂMETROSARÂMETROSARÂMETROSARÂMETROSARÂMETROSARÂMETROS

LANDLANDLANDLAND 41.6041.6041.6041.60 45.4045.4045.4045.40 0.520.520.520.52 0.570.570.570.57

MODIS B1MODIS B1MODIS B1MODIS B1 299.60299.60299.60299.60 261.50261.50261.50261.50 0.450.450.450.45 0.390.390.390.39

MODIS B2MODIS B2MODIS B2MODIS B2 291.10291.10291.10291.10 253.90253.90253.90253.90 0.440.440.440.44 0.380.380.380.38

MODIS B3MODIS B3MODIS B3MODIS B3 560.00560.00560.00560.00 499.10499.10499.10499.10 0.420.420.420.42 0.380.380.380.38

MODIS B4MODIS B4MODIS B4MODIS B4 546.10546.10546.10546.10 499.30499.30499.30499.30 0.410.410.410.41 0.380.380.380.38

RRRRRRRRESULTADOSESULTADOSESULTADOSESULTADOSESULTADOSESULTADOSESULTADOSESULTADOS -------- 33333333RRRRRRRR44444444GGGGGGGG22222222BBBBBBBB

ALOS ALOS ALOS ALOS ALOS ALOS ALOS ALOS –––––––– 10 10 10 10 10 10 10 10 MMMMMMMM

RRRRRRRRESULTADOSESULTADOSESULTADOSESULTADOSESULTADOSESULTADOSESULTADOSESULTADOS –––––––– DDDDDDDDECIMATORECIMATORECIMATORECIMATORECIMATORECIMATORECIMATORECIMATOR

QQQQQQQQUICKUICKUICKUICKUICKUICKUICKUICK BBBBBBBBIRDIRDIRDIRDIRDIRDIRDIRD –––––––– 10 10 10 10 10 10 10 10 MMMMMMMM

RRRRRRRRESULTADOSESULTADOSESULTADOSESULTADOSESULTADOSESULTADOSESULTADOSESULTADOS -------- VMPVMPVMPVMPVMPVMPVMPVMP

QQQQQQQQUICKUICKUICKUICKUICKUICKUICKUICK BBBBBBBBIRDIRDIRDIRDIRDIRDIRDIRD –––––––– 10 10 10 10 10 10 10 10 MMMMMMMM

RRRRRRRRESULTADOSESULTADOSESULTADOSESULTADOSESULTADOSESULTADOSESULTADOSESULTADOS --------APAPAPAPAPAPAPAP

QQQQQQQQUICKUICKUICKUICKUICKUICKUICKUICK BBBBBBBBIRDIRDIRDIRDIRDIRDIRDIRD –––––––– 10 10 10 10 10 10 10 10 MMMMMMMM

RRRRRRRRESULTADOSESULTADOSESULTADOSESULTADOSESULTADOSESULTADOSESULTADOSESULTADOS

LLLLLLLLANDSATANDSATANDSATANDSATANDSATANDSATANDSATANDSAT –––––––– 30 30 30 30 30 30 30 30 MMMMMMMM

RRRRRRRRESULTADOSESULTADOSESULTADOSESULTADOSESULTADOSESULTADOSESULTADOSESULTADOS -------- DDDDDDDDECIMATORECIMATORECIMATORECIMATORECIMATORECIMATORECIMATORECIMATOR

AAAAAAAALOSLOSLOSLOSLOSLOSLOSLOS –––––––– 30 30 30 30 30 30 30 30 MMMMMMMM

RRRRRRRRESULTADOSESULTADOSESULTADOSESULTADOSESULTADOSESULTADOSESULTADOSESULTADOS -------- VMPVMPVMPVMPVMPVMPVMPVMP

AAAAAAAALOSLOSLOSLOSLOSLOSLOSLOS –––––––– 30 30 30 30 30 30 30 30 MMMMMMMM

RRRRRRRRESULTADOSESULTADOSESULTADOSESULTADOSESULTADOSESULTADOSESULTADOSESULTADOS

PPPPPPPPROBLEMAROBLEMAROBLEMAROBLEMAROBLEMAROBLEMAROBLEMAROBLEMARRRRRRRREALEALEALEALEALEALEALEAL

•Parâmetros do QuickBird (imagem referência)

�2,4 m

�4 bandas espectrais (visível, infravermelho próximo)

�Curvas espectrais

•Imagem QuickBird

PPPPPPPPROBLEMAROBLEMAROBLEMAROBLEMAROBLEMAROBLEMAROBLEMAROBLEMARRRRRRRREALEALEALEALEALEALEALEAL

•Imagem QuickBird

•Parâmetros da RALCam (imagem referência)

�10 m

�4 bandas espectrais (visível, infravermelho próximo)

�Curvas espectrais

•Imagem ALOS

CCCCCCCCURVASURVASURVASURVASURVASURVASURVASURVAS RRRRRRRRALALALALALALALALCCCCCCCCAMAMAMAMAMAMAMAM

Critérios de avaliação:

(a) Teste de qualidade visual

(b) Estatísticas

PPPPPPPPROBLEMAROBLEMAROBLEMAROBLEMAROBLEMAROBLEMAROBLEMAROBLEMARRRRRRRREALEALEALEALEALEALEALEAL

(b) Estatísticas

(d) Perfil radiométrico ao longo de uma linha das imagens

São José dos Campos - SP

PPPPPPPPROBLEMAROBLEMAROBLEMAROBLEMAROBLEMAROBLEMAROBLEMAROBLEMARRRRRRRREALEALEALEALEALEALEALEAL

AAAAAAAANÁLISENÁLISENÁLISENÁLISENÁLISENÁLISENÁLISENÁLISE VVVVVVVVISUALISUALISUALISUALISUALISUALISUALISUAL

São José dos Campos - SP

Bandas 1 2

EEEEEEEESTATÍSTICASSTATÍSTICASSTATÍSTICASSTATÍSTICASSTATÍSTICASSTATÍSTICASSTATÍSTICASSTATÍSTICAS

Mét. orig vmp ap DECIM orig vmp ap DECIM

Média 33,27 33,31 33,26 33,19 52,78 52,88 52,78 52,15

DP 8,10 8,10 6,55 8,43 16,47 16,56 13,08 16,62

São José dos Campos - SP

Bandas 3 4

Mét. orig vmp ap DECIM orig vmp ap DECIM

EEEEEEEESTATÍSTICASSTATÍSTICASSTATÍSTICASSTATÍSTICASSTATÍSTICASSTATÍSTICASSTATÍSTICASSTATÍSTICAS

Mét. orig vmp ap DECIM orig vmp ap DECIM

Média 35,83 35,91 35,82 34,85 51,79 51,86 51,79 51,55

DP 15,40 15,45 12,54 15,53 15,77 15,84 11,15 15,33

APVMP

PPPPPPPPERFILERFILERFILERFILERFILERFILERFILERFIL RRRRRRRRADIOMÉTRICOADIOMÉTRICOADIOMÉTRICOADIOMÉTRICOADIOMÉTRICOADIOMÉTRICOADIOMÉTRICOADIOMÉTRICO –––––––– BBBBBBBBANDAANDAANDAANDAANDAANDAANDAANDA 22222222

DECIMATOR

ÍÍNDICESNDICES-- DDECIMATORECIMATOR -- QQUEENSUEENS CCASEASE

ÍÍNDICESNDICES-- DDECIMATORECIMATOR-- QQUEENSUEENS CCASEASE

QBStaBasic Statistics:Mean: 19.942202Standard Deviation: 14.503238Moran's I:Autocorrelation Index: 0.8756506296

VMPBasic Statistics:Mean: 19.939534Standard Deviation: 14.515808Moran's I:Autocorrelation Index: 0.5821756512

ÍÍNDICENDICE DEDE MMORANORAN GGLOBALLOBAL –– B2B2

DECIMATORBasic Statistics:Mean: 20.369702Standard Deviation: 18.033963Moran's I:Autocorrelation Index: 0.7008672475

MMMMMMMMORANORANORANORANORANORANORANORAN LLLLLLLLOCALOCALOCALOCALOCALOCALOCALOCAL –––––––– GGGGGGGGATILHOATILHOATILHOATILHOATILHOATILHOATILHOATILHO

PERGUNTA !!!!PERGUNTA !!!!PERGUNTA !!!!PERGUNTA !!!!PERGUNTA !!!!PERGUNTA !!!!PERGUNTA !!!!PERGUNTA !!!!

É possível otimizar o ajuste da escala em dadosraster oriundos de Sensoriamento Remoto emfunção de um problema específico?

CCCCCCCCONCLUSÃOONCLUSÃOONCLUSÃOONCLUSÃOONCLUSÃOONCLUSÃOONCLUSÃOONCLUSÃO

�Problema sem solução ótima

�Decimador→ melhorar a lógica

�Novas Questões:

�Wavelets�Média Ponderada�Valores Mínimos e Máximos de Radiância�Análise Espacial

.

•Dark, SJ and Bram, D. TheTheTheThe modifiablemodifiablemodifiablemodifiable arealarealarealareal unitunitunitunit problemproblemproblemproblem (MAUP)(MAUP)(MAUP)(MAUP) inininin physicalphysicalphysicalphysicalgeographygeographygeographygeography. Progress in Physical Geography 31 (5) pp. 471-479 (2007)

•Cao, C.; Lam, N. Understanding the Scale and Resolution Effects in RemoteSensing and GIS. In: Quattrochi, D.A. e Goodchild, M.F. (Eds.) ScaleScaleScaleScale inininin RemoteRemoteRemoteRemoteSensingSensingSensingSensing andandandand GISGISGISGIS.... CRC Lewis: Boca Raton, FL, USA, p. 57-72. 1997

•Banon GJF, Santos AC (1993). DigitalDigitalDigitalDigital filterfilterfilterfilter designdesigndesigndesign forforforfor sensorsensorsensorsensor simulationsimulationsimulationsimulation::::applicationapplicationapplicationapplication totototo thethethethe BrazilianBrazilianBrazilianBrazilian RemoteRemoteRemoteRemote SensingSensingSensingSensing SatelliteSatelliteSatelliteSatellite. Sao Jose dos campos:

RRRRRRRREFERÊNCIASEFERÊNCIASEFERÊNCIASEFERÊNCIASEFERÊNCIASEFERÊNCIASEFERÊNCIASEFERÊNCIAS

applicationapplicationapplicationapplication totototo thethethethe BrazilianBrazilianBrazilianBrazilian RemoteRemoteRemoteRemote SensingSensingSensingSensing SatelliteSatelliteSatelliteSatellite. Sao Jose dos campos:INPE. 62 p. (INPE-5523- RPQ/665).

•Storey JC (2001) LandsatLandsatLandsatLandsat 7777 onononon----orbitorbitorbitorbit modulationmodulationmodulationmodulation transfertransfertransfertransfer functionfunctionfunctionfunction estimationestimationestimationestimation.... In:Sensors, Systems, and Next Generation Satellites 5., 17-20 sep. 2001,Toulouse,France. Proceedings. . .Bellingham, WA, USA: SPIE, 2001, p. 50–61.

•DefiniçãoDefiniçãoDefiniçãoDefinição dadadada escalaescalaescalaescala emememem imagensimagensimagensimagens dededede sensoriamentosensoriamentosensoriamentosensoriamento remotoremotoremotoremoto:::: umaumaumauma abordagemabordagemabordagemabordagemalternativaalternativaalternativaalternativa. Boggione, G. A.; Silva, M. V. A.; Carvalho Junior, N. R.; Teles, T. L.;Nazareno, N. R. X. Anais XIV Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto,Natal, Brasil, 25-30 abril 2009, INPE, p. 1739-1746.

FaláciaFaláciaFaláciaFaláciaFaláciaFaláciaFaláciaFalácia EcológicaEcológicaEcológicaEcológicaEcológicaEcológicaEcológicaEcológica no no no no no no no no ContextoContextoContextoContextoContextoContextoContextoContexto do do do do do do do do SensoriamentoSensoriamentoSensoriamentoSensoriamentoSensoriamentoSensoriamentoSensoriamentoSensoriamento RemotoRemotoRemotoRemotoRemotoRemotoRemotoRemoto::::::::

AjusteAjusteAjusteAjusteAjusteAjusteAjusteAjuste de de de de de de de de EscalaEscalaEscalaEscalaEscalaEscalaEscalaEscala BaseadoBaseadoBaseadoBaseadoBaseadoBaseadoBaseadoBaseado emememememememem FunçãoFunçãoFunçãoFunçãoFunçãoFunçãoFunçãoFunçãode de de de de de de de TransferênciaTransferênciaTransferênciaTransferênciaTransferênciaTransferênciaTransferênciaTransferência de de de de de de de de ModulaçãoModulaçãoModulaçãoModulaçãoModulaçãoModulaçãoModulaçãoModulação

Giovanni A. Giovanni A. Giovanni A. Giovanni A. Giovanni A. Giovanni A. Giovanni A. Giovanni A. BoggioneBoggioneBoggioneBoggioneBoggioneBoggioneBoggioneBoggione

AnáliseAnáliseAnáliseAnáliseAnáliseAnáliseAnáliseAnálise EspacialEspacialEspacialEspacialEspacialEspacialEspacialEspacial de Dados de Dados de Dados de Dados de Dados de Dados de Dados de Dados GeográficosGeográficosGeográficosGeográficosGeográficosGeográficosGeográficosGeográficos Dezembro/2009Dezembro/2009Dezembro/2009Dezembro/2009Dezembro/2009Dezembro/2009Dezembro/2009Dezembro/2009