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QGIS 3: Reamostragem de Pixels em Arquivos Raster

Este post traz um tutorial de como fazer reamostragem de pixels em arquivos raster no QGIS 3.

De acordo com Boggione (2003), o processo de reamostragem (resampling) possibilita a estimativa de valores de pixels de uma imagem (ou banda do sensor de um satélite). Isto pode ser importante quando se trabalha com imagens de resolução espacial (tamanho de pixel) diferentes, ou quando se quer obter informações com um pouco mais de detalhes, sem que isso de fato melhore a resolução espacial da imagem utilizada.

O QGIS 3 possui uma função que permite realizar a reamostragem de maneira fácil. Para o exemplo do tutorial, estará sendo empregada uma imagem do satélite CBERS 4A, Sensor WPM, obtida no site do INPE (Instituto Nacional de Pesquisa Espaciais). A bandas azul, verde, vermelho e vermelho próximo possuem resolução espacial de 8m, enquanto que a banda Pancromática possui resolução de 2m. A versão do QGIS utilizada foi a 3.4.

O resultado é uma imagem que, mesmo sem uma melhora na resolução, apresenta uma maior quantidade dados. Abaixo, um exemplo de imagem sem e com reamostragem de pixels, utilizando as bandas 4 (infravermelho próximo), 3 (vermelho) e 2 (verde). Observe como a imagem reamostrada aumenta a capacidade de quantidade de pixel e muda a escala de detalhamento da imagem.

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Ao se trabalhar em escalas maiores, a reamostragem realça mais os dados e permite análises na escala da cidade ou do bairro. Aplicações possíveis incluem estudos sobre arborização urbana, cobertura da terra, expansão urbana, dentre outros.

comparação

 

Abaixo, um tutorial de 4 passos para reamostrar os pixels de dados raster no QGIS 3:

 

Etapa 1: Importe as camadas raster das bandas da imagem

Na tela principal do QGIS, clique em “Gerenciador de fontes de dados livres” ou pressione Ctrl + L.

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Na tela que aparecer, vá na aba “Raster” e clique nos três pontos (“…”). Selecione as bandas da imagem que deseja inserir no QGIS e clique em “Adicionar”. Ao terminar a importação dos dados, feche esta tela.

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Pronto, as camadas das bandas da imagem de satélite estão importadas. Agora é necessário definir o recorte de reamostragem.

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Etapa 2: Demarque o recorte a ser reamostrado

Após inserir os arquivos raster, centralize na tela o recorte da imagem de satélite que você deseja reamostrar. Neste tutorial, será usado como exemplo o recorte da área urbana da cidade de Patos, Paraíba, Brasil.

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Utilize as ferramentas de zoom para enquadrar o recorte desejado.

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Passo 3: Executando a função “Resampling”.

Clique com o botão direito do mouse em qualquer ícone da barra superior e clique na opção “Caixa de ferramentos de processamento painel”. Um outro caminho é clicar em “Exibir” > “Painéis” > “Caixa de ferramentos de processamento painel”.

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Uma aba na parte direita da tela principal vai aparecer. Na parte de busca, digite “resampling”, e selecione esta função, dentro dos processamentos do SAGA.

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Agora vai aparecer uma tela nova, onde deverão ser inseridas as informações e parâmetros de reamostragem:

  • Em “grid”, selecione a banda que deseja reamostrar. Quando for realizar a operação para outros arquivos raster, é aqui que deve escolher as bandas. Para o tutorial, foram feitas as reamostragens das bandas 4 (infravermelho próximo), 3 (vermelho) e 2 (verde);
  • Em “output extent”, clique nos três pontos (“…”) e selecione a opção “Usar extensão da tele”;
  • Em “Cellsize”, digite o valor da resolução espacial que quer o pixel reamostrado. No caso deste exemplo, foi usado o valor 2 (pois a banda pancromática possui 2m de resolução espacial);
  • Em “Fit”, escolha a opção “[1] cells”;
  • Em “Target system”, selecione a banda que possui a melhor resolução espacial, que servirá de parâmetro para a reamostragem. No caso deste exemplo, foi usada a banda 0 (pancromática)
  • Em “[Salvar em arquivo temporário]”, deixe como está se quiser criar um arquivo temporário. Caso queira salvar a banda reamostrada no seu computador, clique nos três pontos (“…”) e indique o nome e local onde as reamostragens serão salvas.

Clique em executar e aguarde o processamento terminar. Quando terminar, repita o procedimento com todas as bandas que for utilizar, mudando o arquivo na opção “Grid”.

 

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Pronto! Foram criadas bandas com pixels reamostrados. Caso tenha criado camadas temporárias, renomei-as para evitar confundir as bandas – isto será importante quando for mescla-las ou criar um raster virtual.

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Etapa 4: Mescle as bandas ou crie um raster virtual

Agora crie uma composição colorida com das bandas reamostradas. Para criar um raster virtual, clique em “Raster” > “Miscelânea” > “Construir raster virtual”

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Na tela que aparecer, na opção “Input layer”, clique nos três pontos (“…”). Muita atenção agora: você deve selecionar as bandas e coloca-las na ordem correta. A sequência RGB obedece a banda selecionada que está mais acima. Como  neste exemplo querermos criar uma composição com as bandas 4 (infravermelho próximo), 3 (vermelho) e 2 (verde), a banda 4 deve estar acima da 3, e esta acima da 2, como na figura abaixo. Quando fizer isso, clique em “OK” e volte para a tela anterior.

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Depois de configura o “Input layer” configure a resolução da imagem na opção “Resolution”. Por padrão, a opção selecionada é “Average” (média), mas você pode colocar a melhor resolução possível selecionando a opção “Highest” (mais alta). Em “Virtual”, deixe como está se quiser que o arquivo criado seja temporário. Se não, clique nos três pontos (“…”) e digite o nome do arquivo e o local que será salvo. Por fim, clique em “Executar” e espere o processamento.

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Pronto! Você criou uma composição colorida com pixels reamostrados!

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Teste criar um raster virtual com as bandas originais (sem reamostragem) e compare os resultados obtidos.

É isso aí! Até a próxima!

 

Referências

BOGGIONE, G. A. Restauração de imagens do satélite LANDSAT-7. 160 p. Dissertação (Mestrado em Sensoriamento Remoto) – Instituto de Pesquisas Espaciais. São José dos Campos. 2003.

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