Avaliação de técnicas de segmentação e classificação automática de imagens landsat-tm no mapeamento do uso do solo na Amazônia1

O mapeamento do uso da terra é fundamental para o entendimento dos processos de mudanças globais, especialmente em regiões como a Amazônia que estão sofrendo grande pressão de desenvolvimento. Tradicionalmente estes mapeamentos têm sido feitos utilizando técnicas de interpretação visual de imagens de satélites, que, embora de resultados satisfatórios, demandam muito tempo e alto custo. Neste trabalho é proposta uma técnica de segmentação da imagens com base em um algoritmo de crescimento de regiões, seguida de uma classificação não-supervisionada por regiões. Desta forma, a classificação temática se refere a um conjunto de elementos (pixels da imagem), beneficiando-se portanto da informação contextual e minimizando as limitações das técnicas de processamento digital baseadas em análise pontual (pixel-a-pixel). Esta técnica foi avaliada numa área típica da Amazônia, situada ao norte de Manaus, AM, utilizando imagens do sensor "Thematic Mapper" - TM do satélite Landsat, tanto na sua forma original quanto decomposta em elementos puros como vegetação verde, vegetação seca (madeira), sombra e solo, aqui denominada imagem misturas. Os resultados foram validados por um mapa de referência gerado a partir de técnicas consagradas de interpretação visual, com verificação de campo, e indicaram que a classificação automática é viável para o mapeamento de uso da terra na Amazônia. Testes estatísticos indicaram que houve concordância significativa entre as classificações automáticas digitais e o mapa de referência (em tomo de 95% de confiança).

Mapeamento do uso e cobertura da terra a partir da segmentação e classificação de imagens-fração solo, sombra e vegetação derivadas do modelo linear de mistura aplicado a dados do sensor TM/Landsat5, na região do reservatório de Tucuruí - PA

Técnicas de sensoriamento remoto são fundamentais para o monitoramento das mudanças de uso da terra, principalmente em áreas extensas como a Amazônia. O mapeamento de uso da terra, geralmente é realizado por métodos de classificação manual ou digital pixel a pixel, os quais consomem muito tempo. Este estudo aborda a aplicação do modelo linear de mistura em uma imagem Landsat-TM segmentada para o mapeamento das classes de uso da terra na região do reservatório de Tucuruí-PA para os anos de 1996 e 2001.

Uso de imagens de radar para o cálculo da produção primária de plantas aquáticas nas várzeas da Amazônia

A área da planície de inundação da Amazônia é estimada em 300 000km² e sua produtividade primária em 1,17 x 10(14) g C yr-1. Deste total de área e produtividade, estimativas sugerem que 43% e 62%, respectivamente, são atribuídos às plantas aquáticas. Estas estimativas variam de acordo com o pulso de inundação. Por exemplo, durante o período de seca as plantas terrestres (herbáceas) geralmente ocupam áreas que apresentam plantas aquáticas na cheia. A área e a produtividade destes ecossistemas são informações essenciais para a compreensão da dinâmica biogeoquímica da Amazônia. Imagens de satélites (radar) combinadas com amostragem de campo foram utilizadas para estimar a biomassa e mapear a área de cobertura de plantas aquáticas emergentes para calcular a produção primária de plantas aquáticas na várzea do baixo Amazonas. A combinação de bandas C e L forneceu a melhor correlação (r=0,82) e um ponto de saturação de biomassa intermediário (620 gm-2) para estimar biomassa aérea. O método de segmentação e classificação por região foi utilizado para classificar combinações de bandas C e L para cada período de nível de água, e forneceu uma precisão de mapeamento maior que 95% para determinação espacial de áreas cobertas por plantas aquáticas. Combinando a distribuição espacial de plantas aquáticas, o modelo para estimativa de biomassa aérea e a porcentagem de biomassa submersa, estimou-se espacialmente uma produção primária líquida anual de 1.9x10(12) g C yr-1 (±28%) para as plantas aquáticas em uma área de 394km².

Análise da composição florística e fitossociológica da floresta nacional do Tapajós com o apoio geográfico de imagens de satélites

O objetivo desse trabalho foi analisar a distribuição da cobertura vegetal de diversas porções da Floresta Nacional (FLONA) do Tapajós (FNT), no Pará, através de atributos florísticos e fitossociológicos apoiados por imagens de satélites, em áreas de floresta primária (FP) e floresta secundária (FS). Para isso foram amostrados 35 transectos de 10 m ' 250 m em áreas de FP de alto e baixo platô, incluindo também as áreas alteradas por de corte florestal seletivo de madeira e 29 transectos de 10 m ' 100 m em áreas de FS em vários estágios regenerativos. Em cada um desses transectos foram levantadas informações dendrométricas como DAP (Diâmetro à Altura do Peito), altura total (AT) e altura comercial (AC), além de localização dos indivíduos arbóreos dentro das amostras. Os diâmetros de inclusão para as áreas de floresta primária e secundária foram de 10 cm e 3 cm, respectivamente. Foram inventariados 7666 indivíduos (6607 árvores ou arbustos e 1059 palmeiras) em uma área amostral de 11,65 ha, distribuídos em diferentes regiões da FNT. Foram identificadas em áreas de FP e FS 190 espécies de árvores, arbustos e palmeiras distribuídas entre 153 gêneros e 46 famílias. Nas FP e FS foi encontrado um índice de diversidade de Shannon-Wiener (H') de 4,44 e 4,09 nits.indivíduos-1, respectivamente, indicando uma alta diversidade biológica para essas duas fitofisionomias. Através de análises multivariadas foi possível concluir que existe uma diferença florística e quantitativa na porção norte, centro e sul da FLONA. As áreas de FS apresentaram uma grande heterogeneidade ambiental, dificultando o processo de agrupamento das suas fases sucessionais. Através desse trabalho foi possível concluir que o apoio das imagens ETM+/Landsat e RADARSAT-1 otimizou o processo de amostragem da FNT e possibilitou a análise espacial das regiões com maior diferenciação florística e fitossociológica da Floresta Nacional.

Detecção de cicatrizes de áreas queimadas baseada no modelo linear de mistura espectral e imagens índice de vegetação utilizando dados multitemporais do sensor MODIS/TERRA no estado do Mato Grosso, Amazônia brasileira

O objetivo desta pesquisa foi avaliar os dados do sensor MODIS para detectar e monitorar cicatrizes de áreas recém queimadas. Utilizamos imagens da reflectância de superfície do sensor MODIS: produto MOD09 (dia 5 de outubro) e produto MOD13A1 (meses de outubro e novembro). Foi avaliada também uma série temporal de um ano dos índices de vegetação (IV) EVI e NDVI (produto MOD13A1). Uma imagem do sensor ETM+ (dia 5 de outubro) foi utilizada como base para a delimitação dos polígonos amostrais e avaliação dos dados MODIS devido a sua melhor resolução espacial. A metodologia focou na aplicação do modelo linear de mistura espectral nas imagens reflectância para a geração das imagens fração sombra. Análises de regressão foram efetuadas para comparação entre o percentual de sombra derivado da imagem ETM+ e das imagens MODIS. As alterações multitemporais nas imagens IV foram avaliadas com base no teste de Tukey. Os resultados mostraram que a imagem fração sombra gerada a partir do produto MOD09 apresentou um R² = 0,66 (p < 0,01) em relação aos dados ETM+. Para as imagens do produto MOD13A1 não foram identificadas relações significativas. Os IV dentro dos mesmos polígonos apresentaram uma variação sazonal durante o ano. No entanto, não houve uma diminuição significativa dos valores destes índices nos meses onde foram observadas as cicatrizes de áreas recém queimadas. Portanto, o produto MOD09 mostrou-se mais eficiente que o produto MOD13A1 para a detecção de cicatrizes de áreas recém queimadas. A análise multitemporal dos IV sugeriu que não foi possível detectar este mesmo padrão na área de estudo.

Abordagem metodológica baseada em imagens do SAR-R99B para identificar prováveis pistas de pouso não-homologadas na Amazônia

Este estudo apresenta uma abordagem metodológica baseada em imagens de radar e nos critérios de tonalidade, tamanho e forma geométrica para identificar prováveis pistas de pouso não-homologadas na Amazônia. Os seguintes procedimentos foram conduzidos: georreferenciamento da imagem do sensor SAR-R99B do município paraense de Itaituba, adquirida na banda L, polarização HH e resolução espacial de três metros; subtração do ruído speckle com filtro mediana; classificação com a técnica não-supervisionada ISODATA; vetorização da classe indicativa dos alvos de interesse; e cálculo e seleção automática dos alvos de interesse por critérios de índice de circularidade e de tortuosidade. Foram identificados dez alvos, dos quais dois foram considerados como prováveis pistas de pouso pelos referidos índices.

Mapeamento da antiga cobertura vegetal de várzea do Baixo Amazonas a partir de imagens históricas (1975-1981) do Sensor MSS-Landsat

Este estudo apresenta um mapa da cobertura vegetal da planície de inundação do Rio Amazonas entre as cidades de Parintins (AM) e Almeirim (PA), com base em imagens Landsat-MSS adquiridas entre 1975 e 1981. O processamento digital dessas imagens envolveu a transformação para imagens-fração de vegetação, solo e água escura (sombra), seguido da aplicação de técnicas de segmentação e classificação por região. O mapa resultante da classificação foi organizado em quatro classes de cobertura do solo: floresta de várzea, vegetação não-florestal de várzea, solo exposto e água aberta. A precisão do mapa foi estimada a partir de dois tipos de informações coletadas em campo: 1) pontos de descrição: para validação das classes de cobertura não sujeitas a grandes alterações, como é o caso dos corpos d'água permanentes, e identificação de indicadores dos tipos de cobertura original presentes na paisagem na ocasião da obtenção das imagens (72 pontos); 2) entrevistas com moradores antigos para a recuperação da memória sobre a cobertura vegetal existente há 30 anos (44 questionários). Ao todo foram coletadas informações em 116 pontos distribuídos ao longo da área de estudo. Esses pontos foram utilizados para calcular o Índice Kappa de concordância entre os dados de campo e o mapa resultante da classificação automática, cujo valor (0,78) indica a boa qualidade do mapa de cobertura vegetal da várzea. Os resultados mostram que a região possuía uma cobertura florestal de várzea de aproximadamente 8.650 km2 no período de aquisição das imagens.

Caracterização de uso e cobertura da terra na Amazônia utilizando imagens duais multitemporais do COSMO-SkyMed

A utilização de imagens de radar é fonte alternativa de informações para subsidiar o monitoramento da região amazônica, visto que as imagens ópticas têm limitações de imageamento em zonas tropicais face a ocorrência de nuvens. Por conseguinte este trabalho teve como objetivo analisar a capacidade das imagens-radar de banda X multitemporais e polarizadas obtidas pelo satélite COSMO-SkyMed (COnstellation of small Satellites for Mediterranean basin Observation), no modo intensidade, isoladamente e agregados às informações texturais, na caracterização temática de uso e cobertura da terra no município de Humaitá/AM. A metodologia empregada consistiu da: análise das imagens duais obtidas em duas aquisições subsequentes, de forma a explorar a potencialidade do conjunto de dados na forma quad-pol intensidade; extração dos atributos texturais a partir da matriz de coocorrência (Gray Level Co-occurrence Matrix) e posterior classificação contextual; avaliação estatística de desempenho temático das imagens intensidade e texturais, isoladas e em grupos polarizados. Dentre os vários resultados alcançados, foi verificado que o grupo formado somente pelas imagens intensidade apresentou o melhor desempenho, comparado àqueles contendo os atributos texturais. Nesta separabilidade, estavam envolvidas as classes de floresta, floresta aluvial, reflorestamento, savana, pasto e queimada, obtendo-se 66% de acurácia total e valor Kappa de 0,55. Os resultados mostraram que as imagens de banda X do COSMO-SkyMed, modo StripMap (Ping-Pong), multipolarizadas, têm potencial moderado para a caracterização e monitoramento da dinâmica de uso e cobertura da terra na Amazônia brasileira.

Correlação e concordância entre medidas ecocardiográficas obtidas durante o exame no ecocardiógrafo com medidas de imagens digitalizadas: estudo transversal

OBJETIVO: Avaliar a correlação e concordância entre medidas ecocardiográficas das dimensões cardíacas, obtidas através do aplicativo Echo off-line (programa para obtenção de medidas de imagens digitalizadas em estação de trabalho dedicada), com as realizadas convencionalmente. MÉTODOS: Estudo transversal, contemporâneo, sendo randomizados 56 pacientes. Através do programa Echo off-line foram mensuradas as medidas ao modo M e 2D ao nível dos ventrículos, do átrio esquerdo e da aorta. Estas medidas foram comparadas às realizadas por outro profissional, através do teste de correlação de Pearson (r), com alfa crítico de 0,05 e pela análise de concordância (Bland e Altman). RESULTADOS: As mensurações realizadas no sistema Echo off-line demonstraram r de 0,85 a 0,98. A análise de concordância mostrou que, para a maioria das medidas, a diferença média entre os métodos foi aproximadamente zero. A variação de valores absolutos não apresentou, em média, significância clínica. O aplicativo Echo off-line permite uma redução de, aproximadamente, 30% no tempo para realização das medidas. CONCLUSÃO: Este trabalho demonstrou a acurácia do programa Echo off-line para mensurar as dimensões cardíacas em estação de trabalho dedicada, podendo ser utilizado rotineiramente nos laboratórios de ecocardiografia.

Software livre e de código aberto para avaliação de imagens de angiotomografia de coronárias

FUNDAMENTO: A estandardização do padrão de imagens utilizada dentro da medicina foi realizada em 1993 por meio do padrão DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine). Diversos exames utilizam esse padrão e cada vez mais são necessários softwares capazes de manipular esse tipo de imagem, porém esses softwares geralmente não têm o formato livre e de código aberto, e isso dificulta o seu ajuste para os mais diferentes interesses. OBJETIVO: Desenvolver e validar um software livre e de código aberto capaz de manipular imagens DICOM de exames de angiotomografia de coronárias. MÉTODOS: Desenvolvemos e testamos o software intitulado ImageLab na avaliação de 100 exames selecionados de forma randômica por meio de um banco de dados. Foram realizadas 600 análises divididas por dois observadores utilizando o ImageLab e um outro software comercializado junto a aparelhos de tomografia computadorizada Philips Brilliance, na avaliação da presença de lesões e placas coronarianas nos territórios do Tronco da Coronária Esquerda (TCE) e na Artéria Descendente Anterior (ADA). Para avaliar as concordâncias intraobservador, interobservadores e intersoftware, utilizamos concordância simples e estatística Kappa. RESULTADOS: As concordâncias observadas entre os softwares foram em geral classificadas como substancial ou quase perfeitas na maioria das comparações. CONCLUSÃO: O software ImageLab concordou com o software Philips na avaliação de exames de angiotomografia de coronárias especialmente em pacientes sem lesões, com lesões inferiores a 50% no TCE e inferiores a 70% na ADA. A concordância para lesão >70% na ADA foi menor, porém isso também é observado quando se utiliza o padrão de referência anatômico.

Análise de áreas com diferentes classes de declividade através de imagens TM/LANDSAT

É feita a análise de áreas com diferentes classes de declividade (A = 0-3%, B = 3-8%, C = 8-16% e D = 16-30%) sscom a fina1idade de se verificar a potencialidade de imagens TM/LANDSAT, na escala 1:100.000, para planejamento agrícola. Devido à ausência de visão tridimensional, o trabalho baseia-se nas relações quantitativas entre índices dedrenagem (freqüência de rios e densidade de drenagem) determinados a partir das imagens, e expressão do relevo (declividade média) extraída de cartas planialtimétricas, na escala 1:50.000. Fotografias aéreas na escala 1:35.000 são utilizadas para fins comparativos. Conclui-se que o uso dessas imagens para mapear classes de declividade através do padrão de drenagem é viável, embora as características regionais o tenham limitado para diferenciar mais facilmente áreas com declividades A e B de áreas com declividades C e D.

Imagens e representações da enfermagem acerca do stress e sua influência na atividade laboral

Os objetivos deste estudo foram: identificar as representações acerca dos fatores desencadeadores do estresse, atribuídos pelos profissionais de enfermagem, na atividade laboral; e discutir a influência destes na sua atividade laboral. Optou-se por um estudo descritivo com abordagem qualitativa, para o qual foram utilizadas as premissas das Representações Sociais, tendo os estudos realizados como referencial de análise. Para coleta utilizou-se como instrumento entrevista semiestruturada e individual. A análise foi através da técnica de análise de conteúdo, a fim de buscar elementos para a compreensão das imagens como representações dos profissionais de enfermagem, o significado dos fatores estressantes, e sua influência na atividade laboral. A população estudada vive e convive com a falta de condições de trabalho, escassez de recursos materiais e humanos, e ainda com pessoal não treinado; o trabalhador sente-se insatisfeito, com fadiga mental e física - situações que podem propiciar o aparecimento do estresse no desempenho das atividades laborais.

Morfologia de agregados do solo avaliada por meio de análise de imagens

O uso intensivo do solo, aliado a condições inadequadas de manejo, concorre para a deterioração de suas propriedades físicas e isso se deve, principalmente, às modificações em sua estrutura. Uma vez que as mudanças estruturais influem diretamente na morfologia dos agregados, considera-se fundamental a procura de novos métodos de estudos macromorfológicos para permitir o acompanhamento das modificações dessa característica nos solos cultivados. Sendo assim, este trabalho teve por objetivo adaptar e testar um método digital de análise macromorfológica qualitativa de agregados, visando detectar modificações morfológicas causadas pela ação antrópica. Para tal estudo, foram escolhidos cinco sistemas de preparo do solo: plantio direto, escarificador, grade aradora, arado de discos e arado de aivecas. Realizou-se o estudo da forma e do tamanho das diferentes classes de agregados de um Latossolo Vermelho distrófico típico, em amostras coletadas em 1998, após a aquisição de imagens com o uso de um scanner (HP 6100C com capacidade de resolução ótica de 1.200 dpi) e o posterior processamento dessas imagens pelo programa de computador denominado UTHSCSA Image Tool. Este programa fornece índices sobre os agregados, tais como: arredondamento, compacidade e alongamento. O índice arredondamento é dependente da medida de perímetro (rugosidade externa) e os índices compacidade e alongamento são dependentes da medida do comprimento do maior eixo (arestas). De maneira geral, os sistemas de manejo utilizados por três anos consecutivos não promoveram diferenças morfológicas dos agregados do Latossolo Vermelho textura argilosa para as variáveis analisadas. A análise de imagens mostrou-se sensível à detecção de mudanças na morfologia dos agregados do solo, sendo bastante promissora como uma nova ferramenta nos estudos da estrutura do solo.

Morfologia de agregados de Latossolos Bruno e Vermelho do estado do Paraná, avaliada por imagens obtidas em scanner

A forma e o tamanho das estruturas definem a maioria das características dos solos, principalmente a porosidade total e a distribuição dessa porosidade em macro e microporos. Objetivou-se neste trabalho o estudo da morfologia de diferentes classes de tamanho de agregados de duas toposseqüências de Latossolos (Latossolo Bruno distrófico húmico - LBd e Latossolo Vermelho distroférrico húmico - LVdf), ambos sob condições naturais e originados de rochas basálticas no Paraná, por meio de análise de imagens. Foram coletadas amostras indeformadas de dois horizontes (Bw1 e Bw2) nas toposseqüências do LBd (quatro perfis) e do LVdf (três perfis). Após secagem, as amostras foram separadas em seis classes de tamanho de agregados (2-4 mm;1-2 mm; 0,5-1 mm; 0,25-0,5 mm; 0,105-0,25 mm; e < 0,105 mm), determinando-se a distribuição percentual e o diâmetro médio geométrico (DMG). As imagens dos agregados das quatro maiores classes foram obtidas com scanner e processadas pelo programa de computador UTHSCSA Image Tool. Os agregados do LBd e do LVdf foram predominantemente poliedrais e rugosos, o que deve contribuir para aumentar a superfície externa destes. Os maiores valores de DMG, área e perímetro dos agregados foram verificados para o LBd, sobretudo para o horizonte mais profundo (Bw2). O grau de arredondamento aumentou com a diminuição da classe de tamanho dos agregados para ambos os solos, ou seja, agregados menores tendem a ser mais esféricos e menos rugosos. A qualidade da fração argila teve efeito não apenas no tamanho dos agregados, mas também na morfologia externa destes. Para algumas classes de tamanho de agregados dos horizontes do LBd e do LVdf, o aumento no DMG e na área, o crescimento preferencial em um eixo (alongamento) e a redução da rugosidade externa dos agregados foram favorecidos pelo maior teor de caulinita na fração argila. Efeito oposto foi verificado para os óxidos de Fe e Al.