Detecção de mudanças a partir de imagens de fração - Bittencourt, Helio Radke (2011)
A detecção de mudanças na superfície terrestre é o principal objetivo em aplicações de sensoriamento remoto multitemporal. Sabe-se que imagens adquiridas em datas distintas tendem a ser altamente influenciadas por problemas radiométricos e de registro. Utilizando imagens de fração, obtidas a partir do modelo linear de mistura espectral (MLME), problemas radiométricos podem ser minimizados e a interpretação dos tipos de mudança na superfície terrestre é facilitada, pois as frações têm um significado físico direto. Além disso, interpretações ao nível de subpixel são possíveis. Esta tese propõe três algoritmos – rígido, suave e fuzzy – para a detecção de mudanças entre um par de imagens de fração, gerando mapas de mudança como produtos finais. As propostas requerem a suposição de normalidade multivariada para as diferenças de fração e necessitam de pouca intervenção por parte do analista. A proposta rígida cria mapas de mudança binários seguindo a mesma metodologia de um teste de hipóteses, baseando-se no fato de que os contornos de densidade constante na distribuição normal multivariada são definidos por valores da distribuição qui-quadrado, de acordo com a escolha do nível de confiança. O classificador suave permite gerar estimativas da probabilidade do pixel pertencer à classe de mudança, a partir de um modelo de regressão logística. Essas probabilidades são usadas para criar um mapa de probabilidades de mudança. A abordagem fuzzy é aquela que melhor se adapta ao conceito de pixel mistura, visto que as mudanças no uso e cobertura do solo podem ocorrer em nível de subpixel. Com base nisso, mapas dos graus de pertinência à classe de mudança foram criados. Outras ferramentas matemáticas e estatísticas foram utilizadas, tais como operações morfológicas, curvas ROC e algoritmos de clustering. As três propostas foram testadas utilizando-se imagens sintéticas e reais (Landsat-TM) e avaliadas qualitativa e quantitativamente. Os resultados indicam a viabilidade da utilização de imagens de fração em estudos de detecção de mudanças por meio dos algoritmos propostos.