Geração e avaliação de produtos interferométricos dos dados ALOS/PALSAR FDB e PLR para fins de classificação da cobertura da terra na região Amazônia

Abstract

Os radares imageadores representam uma das opções do Sensoriamento Remoto no levantamento de recursos naturais e monitoramento do planeta. Entre esses radares está o PALSAR, um dos sensores do satélite japonês ALOS, que permite a realização da técnica de interferometria de passagens repetidas. Empregando-se essa técnica podem ser gerados produtos conhecidos como interferogramas e imagens de coerência interferométrica, os quais possuem como aplicações, respectivamente, a geração de modelos digitais de elevação e a classificação da cobertura da terra. Dentro desse contexto, o objetivo do presente trabalho é gerar e avaliar a qualidade desses produtos interferométricos a partir de imagens complexas do ALOS/PALSAR em diferentes polarizações da Floresta Nacional do Tapajós, adquiridas num intervalo de tempo de quarenta e seis dias. Para o desenvolvimento do trabalho, primeiramente foram realizados processamentos interferométricos a fim de se gerar os produtos desejados, cujas avaliações de qualidade consistiram em testar a potencialidade dos mesmos para classificar cobertura da terra. A avaliação dos interferogramas foi feita visualmente com auxílio das imagens de coerência interferométrica, enquanto estas foram utilizadas tanto isoladamente como em conjunto com imagens-Amplitude para classificações de cobertura da terra usando dois diferentes métodos de classificação supervisionada (máxima verossimilhança acrescida do algoritmo ICM e máquinas de vetores-suporte). Anteriormente às classificações, foram feitas análises exploratórias a fim de se observar o comportamento da coerência interferométrica em cada uma das classes de cobertura da terra e verificar a separabilidade entre elas com base na distância estatística JM (Jeffreys-Matusita). Os resultados obtidos com as classificações foram comparados utilizando-se como parâmetro o coeficiente de concordância kappa, que quando analisado com seu desvio-padrão possibilitou fazer testes estatísticos que permitiram verificar a igualdade da acurácia das classificações dado o nível de significância de 0,05. Os resultados das análises e comparações mostraram que a utilização de imagens de coerência interferométrica produz bons resultados de classificação (k > 0,4) somente quando realizada em conjunto com imagens-Amplitude. A partir das conclusões dos resultados obtidos, foi possível também estabelecer um comparativo entre as potencialidades interferométricas do ALOS/PALSAR e de outros radares imageadores com diferentes capacidades polarimétricas, tempos de revisita e freqüência. Espera-se que este trabalho possa representar uma contribuição aos estudos e pesquisas atuais envolvendo radares imageadores polarimétricos, especialmente os que operam em banda L.

Imagery radars are options of Remote Sensing in the research of natural resources and monitoring of the planet. Among these radars is the ALOS/PALSAR which belongs to the family of japanese satellites for observing the continents. One application of this radar is repeat pass interferometry. Employing this technique can be generated products as interferograms and interferometric coherence images, whose applications are, respectively, generation of digital elevation models and land cover classification. In this context, the purpose of this work is to generate and evaluate the quality of interferometrics products from ALOS/ PALSAR SLC images in different polarizations of Tapajos National Forest, acquired in the time interval of forty-six days. For the development of this work, were initially performed interferometrics processing to generate the desired products, whose evaluations of quality consisted of test their potential in land cover classifications. The evaluation of interferograms was made visually based on the interferometric coherence images while these images were used singly and combined with Amplitude images in land cover classifications using two different methods of supervised classification (maximum likelihood added by ICM algorithm and support vectors machine). Before the classifications, exploratory analysis were made for observing the behavior of interferometric coherence in each of the classes of land cover and verification of the separability among them based on JM (Jeffreys-Matusita) statistics distance. The results of classifications were compared using as parameter the Kappa coefficient, that enabled statistical tests to verify the equality of accuracy in classifications by the significance level 0,05. The results of the tests and comparisons showed that interferometric coherence images produces good results for classification (k > 0,4) only when combinated with Amplitude images. From the conclusions of results, it was also possible establish a comparison between the interferometric potentiality of ALOS/PALSAR and other imagery radars with different polarimetric capabilities, revisits time and frequency. It is hoped that this work can represent a contribution to current studies and researches involving imagery polarimetrics radars, especially those operating in L band.