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Aerial photographic and satellite image interpretation: Difference between revisions

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'''Fotointerpretação''' é o “acto de examinar imagens fotográficas com o propósito de identificar objectos e avaliar o seu significado” (Colwell, 1997). Refere-se principalmente a actividades militares de reconhecimento aéreo usando fotografias aéreas captadas a partir de aeronaves de reconhecimento.
'''Photographic interpretation''' is “the act of examining [[photographic image]]s for the purpose of identifying objects and judging their significance” (Colwell, 1997). This mainly refers to its usage in military [[aerial reconnaissance]] using photographs taken from [[reconnaissance aircraft]].


Os princípios de fotointerpretação têm vindo a ser desenvolvidos empiricamente desde o início da utilização de fotografia aérea (há mais de 100 anos) e baseiam-se nos seguintes elementos básicos de interpretação de imagens: localização, tamanho, forma, sombra, tonalidade/cor, textura, padrão, altura/profundidade e localização/situação/associação. Estes elementos são usados de forma sistemática no acto de interpretar ou analisar uma imagem fotográfica. Um bom fotointérprete abstrai-se inconscientemente destes elementos na sua actividade profissional. No entanto na fase inicial da sua aprendizagem deve avaliar conscientemente cada objecto desconhecido segundo estes elementos e ao mesmo tempo comparar todas as avaliações dos objectos ou fenómenos presentes nessa imagem.
Principles of image interpretation have been developed empirically for more than 150 years. The most basic of these principles are the elements of image interpretation. They are: location, size, shape, shadow, tone/color, texture, pattern, height/depth and site/situation/association. These are routinely used when interpreting an aerial photo or analyzing a photo-like image. A well-trained image interpreter uses many of these elements during his or her analysis without really thinking about them. However, a beginner may not only have to force himself or herself to consciously evaluate an unknown object with respect to these elements, but also analyze its significance in relation to the other objects or phenomena in the photo or image.


== Elements of Interpretation ==
== Elementos de fotointerpretação ==


Os elementos de fotointerpretação e de interpretação de imagens digitais obtidas por satélite são os seguintes.
The following are elements of aerial photographic and satellite image interpretation.


=== Location ===
=== Localização ===
: Existem dois métodos fundamentais para uma localização geográfica precisa (na forma de coordenadas geográficas ou cartográficas). 1) levantamento de campo através de técnicas de levantamento tradicionais ou com instrumentos de Sistema de navegação por satélite ([[Satellite navigation|GNSS]]), ou 2) captação por detecção remota de imagens do terreno, rectificação das imagens e extracção da informação geográfica pretendida. A maioria dos investigadores e cientistas que optam pela solução 1 utilizam receptores [[Satellite navigation|GNSS]] ([[GPS]], [[GLONASS]], [[BeiDou Navigation Satellite System|BeiDou]], [[Galileo (satellite navigation)|GALILEO]]) relativamente económicos para a localização geográfica no terreno. Quando é escolhida a opção 2, a maioria das aeronaves utilizadas para a captura de dados de detecção remota aplica a tecnologia [[Satellite navigation|GNSS]].
: There are two primary methods to obtain precise location in the form of coordinates. 1) survey in the field using traditional surveying techniques or global positioning system instruments, or 2) collect remotely sensed data of the object, rectify the image and then extract the desired coordinate information. Most scientists who choose option 1 now use relatively inexpensive GPS instruments in the field to obtain the desired location of an object. If option 2 is chosen, most aircraft used to collect the remotely sensed data have a GPS receiver.


=== Size ===
=== Dimensão ===
: A dimensão dum objecto é uma das características mais distinguíveis e por isso um dos mais importantes elementos de interpretação. As dimensões medidas mais comuns são o comprimento, a largura, o perímetro e a área. Qualquer medição numa imagem fotográfica implica o conhecimento da sua escala. A medição do tamanho de um objecto desconhecido permite ao intérprete a eliminação de alternativas. Reconhece-se a utilidade da medição de objectos bem conhecidos para comparação com outros desconhecidos. Como exemplo de padrões universais são as dimensões de instalações desportivas tais como campos de futebol. Quando existem objectos como estes na imagem torna-se mais fácil a avaliação relativa da dimensão de objectos desconhecidos por comparação.
: The size of an object is one of the most distinguishing characteristics and one of the more important elements of interpretation. Most commonly, length, width and perimeter are measured. To be able to do this successfully, it is necessary to know the scale of the photo. Measuring the size of an unknown object allows the interpreter to rule out possible alternatives. It has proved to be helpful to measure the size of a few well-known objects to give a comparison to the unknown-object. For example, field dimensions of major sports like soccer, football, and baseball are standard throughout the world. If objects like this are visible in the image, it is possible to determine the size of the unknown object by simply comparing the two.


=== Shape ===
=== Forma ===
: Existe um número infinito de formas no mundo de objectos naturais e artificiais. Alguns exemplos de forma são a forma triangular de aviões a jato modernos e a forma de uma habitação uni-familiar comum. Os seres humanos têm modificado a paisagem de modo muito interessante dando forma a muitos objectos, mas a natureza também molda a paisagem à sua própria maneira. De modo geral, fenómenos de forma rectilínea, alinhamentos, e outros no ambiente são de origem humana. A natureza produz formas mais subtis.
: There is an infinite number of uniquely shaped natural and man-made objects in the world. A few examples of shape are the triangular shape of modern jet aircraft and the shape of a common single-family dwelling. Humans have modified the landscape in very interesting ways that has given shape to many objects, but nature also shapes the landscape in its own ways. In general, straight, recti-linear features in the environment are of human origin. Nature produces more subtle shapes.


=== Shadow ===
=== Sombra ===
: Os dados de detecção remota deveriam ser captados próximos do meio dia solar (tolerância de 2 horas) para evitar projecções de sombra exageradas na imagem ou fotografia. De facto, as sombras em excesso podem ocultar por escurecimento fenómenos com interesse. Por outro lado, a sombra de um objecto pode ser a chave para a sua identificação. Um exemplo é o Washington Monument em Washington D.C. Quando visto de cima pode ser difícil discernir a forma do monumento mas com a projecção da sua sombra esse processo é facilitado. Aconselha-se a orientação das imagens com as sombras viradas para o observador. Pode ser criada uma ilusão pseudoscópica se as sombras forem orientadas para cima. Nesse caso as depressões do terreno parecem elevações e vice-versa.
: Virtually all remotely sensed data is collected within 2 hours of solar noon to avoid extended shadows in the image or photo. This is because shadows can obscure other objects that could otherwise be identified. On the other hand, the shadow cast by an object may be key to the identity of another object. Take for example the Washington Monument in Washington D.C. While viewing this from above it can be difficult to discern the shape of the monument, but with a shadow cast, this process becomes much easier. It is good practice to orient the photos so that the shadows are falling towards the interpreter. A pseudoscopic illusion can be produced if the shadow is oriented away from the observer. This happens when low points appear high and high points appear low.


=== Tone and color ===
=== Tonalidade e cor ===
: Materiais naturais como a vegetação, superfícies de água e solos despidos reflectem diferenciadamente nas faixas azul, verde, vermelho e infravermelho próximo do espectro electromagnético. Um fotointérprete pode quantificar a quantidade de energia reflectida a intervalos curtos de comprimento de onda para criar uma [[spectral signature]]. Estas assinaturas podem ajudar a compreender como se apresentam quer em imagens em tons de cinzento (preto e branco) quer em colorido. As variações de cinzento designam-se por tonalidade. Quanto mais escuro for um objecto menos luz reflecte.
: Real-world materials like vegetation, water and bare soil reflect different proportions of energy in the blue, green, red, and infrared portions of the electro-magnetic spectrum. An interpreter can document the amount of energy reflected from each at specific wavelengths to create a [[spectral signature]]. These signatures can help to understand why certain objects appear as they do on black and white or color imagery. These shades of gray are referred to as tone. The darker an object appears, the less light it reflects.


As imagens coloridas são frequentemente preferíveis porque a visão humana consegue detectar maior número de variações de cores do que variações de tons de cinzento. A cor ajuda no processo de interpretação visual de imagens fotográficas (fotointerpretação).
<!-- Image with unknown copyright status removed: [[Image:color.jpg|thumb|Green Vegetation]] -->
Color imagery is often preferred because, as opposed to shades of gray, humans can detect thousands of different colors. Color aids in the process of photo interpretation.


=== Texture ===
=== Textura ===
: A textura pode definir-se como a menor superfície contínua e homogénea distinguível e passível de repetição numa imagem fotográfica ou o "arranjo espacial e repetições de tonalidades ou cores numa imagem." Adjectivos frequentemente usados para descrever textura são: fina ou suave (uniforme, homogénea), média, e rugosa (grosseira, heterogénea). Importa relembrar que a textura deriva da escala. Numa representação em escala maior os objectos apresentam uma textura mais grosseira. No entanto, a textura é suavizada para menor escala, tornando-se mais suave e uniforme. Alguns exemplos de textura: estrada asfaltada de textura suave e uniforme; povoamento florestal de coníferas de textura rugosa e irregular.
: This is defined as the “characteristic placement and arrangement of repetitions of tone or color in an image.” Adjectives often used to describe texture are smooth (uniform, homogeneous), intermediate, and rough (coarse, heterogeneous). It is important to remember that texture is a product of scale. On a large scale depiction, objects could appear to have an intermediate texture. But, as the scale becomes smaller, the texture could appear to be more uniform, or smooth. A few examples of texture could be the “smoothness” of a paved road, or the “coarseness” a pine forest.


=== Pattern ===
=== Padrão ===
: Padrão é o arranjo espacial dos objectos na paisagem. Os objectos podem estar organizados casualmente ou de modo sistemático (repetitivo). Podem ser naturais, tais como padrões de drenagem de cursos de água, ou artificiais, criados pelo homem, tais como urbanizações. Adjectivos comuns para o padrão são: casuais, sistemáticos, circular, oval, linear, rectangular e curvilíneo, apenas para enunciar alguns.
: Pattern is the spatial arrangement of objects in the landscape. The objects may be arranged randomly or systematically. They can be natural, as with a drainage pattern of a river, or man-made, as with the squares formed from the United States Public Land Survey System. Typical adjectives used in describing pattern are: random, systematic, circular, oval, linear, rectangular, and curvilinear to name a few.


=== Height and Depth ===
=== Altura e Profundidade ===
: Altura e Profundidade, também conhecidos como "elevação" e "batimetria", é um dos elementos de fotointerpretação mais conclusivos porque qualquer objecto, tal como um edifício ou torre eléctrica, que se eleve acima do terreno irá produzir algum rebatimento do relevo que, como se sabe, apresenta um efeito radial crescente para as margens das fotografias aéreas. Além disso, os objectos que exibem este rebatimento também irão projectar sombra proporcionando informação acerca da sua altura ou elevação. Um bom exemplo disso são os "arranha-céus" das principais cidades.
: Height and depth, also known as “elevation” and “bathymetry”, is one of the most diagnostic elements of image interpretation. This is because any object, such as a building or electric pole that rises above the local landscape will exhibit some sort of radial relief. Also, objects that exhibit this relief will cast a shadow that can also provide information as to its height or elevation. A good example of this would be buildings of any major city.
=== Localização/Enquadramento/Associação ===

: A localização apresenta características físicas únicas tais como elevação, declive, e tipo de cobertura do solo (e.g., pastagem, floresta, água, solo despido). A localização pode também ter características socioeconómicas associadas tais como o valor da terra ou a proximidade a água. O enquadramento ("situation") refere-se ao modo como os objectos na fotografia ou imagem estão organizados e enquadrados uns com os outros. A maioria das centrais energéticas possuem materiais e construções associadas de um modo bastante previsível. A associação refere-se ao facto de quando se encontra um certo fenómeno na fotografia ou imagem, normalmente também se encontram fenómenos ou actividades "associados". Na actividade rural existem diversos exemplos tais como pastagens permanentes que estão associadas a árvores de compartimentação ou vinhas associadas a oliveiras em climas mediterrânicos. A localização, o enquadramento, e a associação raramente são independentes entre si quando analisada uma imagem. Um exemplo disso seria um grande centro comercial. Normalmente existem vários prédios grandes, estacionamentos enormes, e é geralmente localizado perto de uma estrada principal ou nó de acesso.
<!-- Unsourced image removed: [[Image:boulder2.jpg|thumb|Boulder, Colorado]] -->
=== Site/Situation/Association ===
: Site has unique physical characteristics which might include elevation, slope, and type of surface cover (e.g., grass, forest, water, bare soil). Site can also have socioeconomic characteristics such as the value of land or the closeness to water. Situation refers to how the objects in the photo or image are organized and “situated” in respect to each other. Most power plants have materials and building associated in a fairly predictable manner. Association refers to the fact that when you find a certain activity within a photo or image, you usually encounter related or “associated” features or activities. Site, situation, and association are rarely used independent of each other when analyzing an image. An example of this would be a large shopping mall. Usually there are multiple large buildings, massive parking lots, and it is usually located near a major road or intersection.


== References ==
== References ==

Revision as of 22:12, 8 May 2016

Fotointerpretação

Fotointerpretação é o “acto de examinar imagens fotográficas com o propósito de identificar objectos e avaliar o seu significado” (Colwell, 1997). Refere-se principalmente a actividades militares de reconhecimento aéreo usando fotografias aéreas captadas a partir de aeronaves de reconhecimento.

Os princípios de fotointerpretação têm vindo a ser desenvolvidos empiricamente desde o início da utilização de fotografia aérea (há mais de 100 anos) e baseiam-se nos seguintes elementos básicos de interpretação de imagens: localização, tamanho, forma, sombra, tonalidade/cor, textura, padrão, altura/profundidade e localização/situação/associação. Estes elementos são usados de forma sistemática no acto de interpretar ou analisar uma imagem fotográfica. Um bom fotointérprete abstrai-se inconscientemente destes elementos na sua actividade profissional. No entanto na fase inicial da sua aprendizagem deve avaliar conscientemente cada objecto desconhecido segundo estes elementos e ao mesmo tempo comparar todas as avaliações dos objectos ou fenómenos presentes nessa imagem.

Elementos de fotointerpretação

Os elementos de fotointerpretação e de interpretação de imagens digitais obtidas por satélite são os seguintes.

Localização

Existem dois métodos fundamentais para uma localização geográfica precisa (na forma de coordenadas geográficas ou cartográficas). 1) levantamento de campo através de técnicas de levantamento tradicionais ou com instrumentos de Sistema de navegação por satélite (GNSS), ou 2) captação por detecção remota de imagens do terreno, rectificação das imagens e extracção da informação geográfica pretendida. A maioria dos investigadores e cientistas que optam pela solução 1 utilizam receptores GNSS (GPS, GLONASS, BeiDou, GALILEO) relativamente económicos para a localização geográfica no terreno. Quando é escolhida a opção 2, a maioria das aeronaves utilizadas para a captura de dados de detecção remota aplica a tecnologia GNSS.

Dimensão

A dimensão dum objecto é uma das características mais distinguíveis e por isso um dos mais importantes elementos de interpretação. As dimensões medidas mais comuns são o comprimento, a largura, o perímetro e a área. Qualquer medição numa imagem fotográfica implica o conhecimento da sua escala. A medição do tamanho de um objecto desconhecido permite ao intérprete a eliminação de alternativas. Reconhece-se a utilidade da medição de objectos bem conhecidos para comparação com outros desconhecidos. Como exemplo de padrões universais são as dimensões de instalações desportivas tais como campos de futebol. Quando existem objectos como estes na imagem torna-se mais fácil a avaliação relativa da dimensão de objectos desconhecidos por comparação.

Forma

Existe um número infinito de formas no mundo de objectos naturais e artificiais. Alguns exemplos de forma são a forma triangular de aviões a jato modernos e a forma de uma habitação uni-familiar comum. Os seres humanos têm modificado a paisagem de modo muito interessante dando forma a muitos objectos, mas a natureza também molda a paisagem à sua própria maneira. De modo geral, fenómenos de forma rectilínea, alinhamentos, e outros no ambiente são de origem humana. A natureza produz formas mais subtis.

Sombra

Os dados de detecção remota deveriam ser captados próximos do meio dia solar (tolerância de 2 horas) para evitar projecções de sombra exageradas na imagem ou fotografia. De facto, as sombras em excesso podem ocultar por escurecimento fenómenos com interesse. Por outro lado, a sombra de um objecto pode ser a chave para a sua identificação. Um exemplo é o Washington Monument em Washington D.C. Quando visto de cima pode ser difícil discernir a forma do monumento mas com a projecção da sua sombra esse processo é facilitado. Aconselha-se a orientação das imagens com as sombras viradas para o observador. Pode ser criada uma ilusão pseudoscópica se as sombras forem orientadas para cima. Nesse caso as depressões do terreno parecem elevações e vice-versa.

Tonalidade e cor

Materiais naturais como a vegetação, superfícies de água e solos despidos reflectem diferenciadamente nas faixas azul, verde, vermelho e infravermelho próximo do espectro electromagnético. Um fotointérprete pode quantificar a quantidade de energia reflectida a intervalos curtos de comprimento de onda para criar uma spectral signature. Estas assinaturas podem ajudar a compreender como se apresentam quer em imagens em tons de cinzento (preto e branco) quer em colorido. As variações de cinzento designam-se por tonalidade. Quanto mais escuro for um objecto menos luz reflecte.

As imagens coloridas são frequentemente preferíveis porque a visão humana consegue detectar maior número de variações de cores do que variações de tons de cinzento. A cor ajuda no processo de interpretação visual de imagens fotográficas (fotointerpretação).

Textura

A textura pode definir-se como a menor superfície contínua e homogénea distinguível e passível de repetição numa imagem fotográfica ou o "arranjo espacial e repetições de tonalidades ou cores numa imagem." Adjectivos frequentemente usados para descrever textura são: fina ou suave (uniforme, homogénea), média, e rugosa (grosseira, heterogénea). Importa relembrar que a textura deriva da escala. Numa representação em escala maior os objectos apresentam uma textura mais grosseira. No entanto, a textura é suavizada para menor escala, tornando-se mais suave e uniforme. Alguns exemplos de textura: estrada asfaltada de textura suave e uniforme; povoamento florestal de coníferas de textura rugosa e irregular.

Padrão

Padrão é o arranjo espacial dos objectos na paisagem. Os objectos podem estar organizados casualmente ou de modo sistemático (repetitivo). Podem ser naturais, tais como padrões de drenagem de cursos de água, ou artificiais, criados pelo homem, tais como urbanizações. Adjectivos comuns para o padrão são: casuais, sistemáticos, circular, oval, linear, rectangular e curvilíneo, apenas para enunciar alguns.

Altura e Profundidade

Altura e Profundidade, também conhecidos como "elevação" e "batimetria", é um dos elementos de fotointerpretação mais conclusivos porque qualquer objecto, tal como um edifício ou torre eléctrica, que se eleve acima do terreno irá produzir algum rebatimento do relevo que, como se sabe, apresenta um efeito radial crescente para as margens das fotografias aéreas. Além disso, os objectos que exibem este rebatimento também irão projectar sombra proporcionando informação acerca da sua altura ou elevação. Um bom exemplo disso são os "arranha-céus" das principais cidades.

Localização/Enquadramento/Associação

A localização apresenta características físicas únicas tais como elevação, declive, e tipo de cobertura do solo (e.g., pastagem, floresta, água, solo despido). A localização pode também ter características socioeconómicas associadas tais como o valor da terra ou a proximidade a água. O enquadramento ("situation") refere-se ao modo como os objectos na fotografia ou imagem estão organizados e enquadrados uns com os outros. A maioria das centrais energéticas possuem materiais e construções associadas de um modo bastante previsível. A associação refere-se ao facto de quando se encontra um certo fenómeno na fotografia ou imagem, normalmente também se encontram fenómenos ou actividades "associados". Na actividade rural existem diversos exemplos tais como pastagens permanentes que estão associadas a árvores de compartimentação ou vinhas associadas a oliveiras em climas mediterrânicos. A localização, o enquadramento, e a associação raramente são independentes entre si quando analisada uma imagem. Um exemplo disso seria um grande centro comercial. Normalmente existem vários prédios grandes, estacionamentos enormes, e é geralmente localizado perto de uma estrada principal ou nó de acesso.

References

  • Jensen, John R. Remote Sensing of the Environment, Prentice Hall, 2000
  • Colwell, R.N., Manual of Photographic Interpretation, American Society for Photogrammetry & Remote Sensing, 1997
  • Olson, C.E., Elements of photographic interpretation common to several sensors. Photogrammetric Engineering, 26(4), 651–656, 1960

See also