A elaboração do mosaico de imagens Landsat 5 foi realizada no âmbito do Estudo da Dinâmica da Cobertura e Uso da Terra do Estado do Tocantins 1990/2000/2005/2007. Atividade do Programa de Zoneamento Ecológico-Econômico do Estado do Tocantins.

O objetivo do trabalho foi avaliar a dinâmica espacial do território tocantinense no período 1990-2007, através da identificação e quantificação de diferentes tipos de cobertura e uso da terra dos anos de 1990, 2000, 2005 e 2007 em escala 1:100.000 por meio de imagens orbitais TM/Landsat, trabalhos de campo, da geração da dinâmica da cobertura e uso da terra, e da análise integrada de dados geográficos com apoio de variáveis socioeconômicas. As informações geradas no trabalho visam subsidiar o Poder Público no planejamento e ordenamento do uso das paisagens, tanto em termos de conservação e proteção ambiental, quanto de expansão e consolidação das atividades produtivas, especialmente agropecuárias; apoiar a avaliação de impactos socioeconomicos e ambientais; e servir como referencial para delineamento de estratégias e políticas públicas nos setores de transporte, agropecuária, fundiário, e ambiental, dentre outros.

Coordenado pela Secretaria do Planejamento – SEPLAN / Superintendência de Planejamento e Gestão Central de Políticas Públicas / Diretoria de Zoneamento Ecológico-Econômico - DZE.

Elaborado por Geoambiente Sensoriamento Remoto Ltda por meio do contrato nº 144/2007, firmado com a Secretaria do Planejamento com interveniência da Secretaria da Infra-Estrutura, no âmbito do Projeto de Desenvolvimento Regional Sustentável, macrocomponente Consolidação do Sistema de Proteção Ambiental e Gestão Territorial, financiado com recursos do Tesouro do Estado do Tocantins e do Banco Internacional para Reconstrução e Desenvolvimento (contrato de empréstimo nº 7.080-BR).

Os trabalhos envolveram a seleção e aquisição das imagens dos satélites, a correção atmosférica, o processamento das imagens, correção geométrica das imagens, e a geração de mosaicos.

As imagens foram adquiridas junto ao Inpe. Dezenove cenas Landsat recobrem o estado do Tocantins: 220/67, 220/68, 220/69, 221/66, 221/67, 221/68, 221/69, 222/64, 222/65, 222/66, 222/67, 222/68, 222/69, 223/64, 223/65, 223/66, 223/67, 223/68, 223/69. Foram selecionadas cenas do sensor TM do período da seca e com a menor cobertura de nuvens para os anos de 1990, 2000, 2005 e 2007, buscando-se manter o mesmo padrão espectral para as cenas e os anos.

Após a leitura das cenas Landsat, essas foram pré-processadas (corrigidas geometricamente) e processadas (realçadas para a geração dos mosaicos das faixas sul, central e norte, e classificadas para a interpretação da cobertura e uso da terra).

A correção geométrica visou modelar os erros inerentes ao processo de aquisição destas imagens para vincula-la a um sistema de projeção cartográfica. Para a correção geométrica foi usada a Base Cartográfica Digital Contínua do Estado do Tocantins, que contem arquivos digitais estruturados em Sistema de Informação Geográfica (formato shapefile), contendo informações cartográficas básicas na escala 1:100.000 oriundas das cartas topográficas produzidas pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística e Diretoria de Serviço Geográfico do Exército Brasileiro, especificamente nos temas hidrografia e rodovias para a imagem do ano de 2007. As imagens de 1990, 2000 e 2005 foram corrigidas a partir das imagens ortorretificadas de 2007.

Assim, as imagens foram corrigidas no sistema de projeção Conforme de Lambert com os mesmos parâmetros da Base Cartográfica Digital Contínua, que são: Meridiano de Origem = 48º W; Latitude de Origem = 0; 1º Paralelo Padrão = 8º30’S (-8,5 graus decimais); 2º Paralelo Padrão = 11º30’S (- 11,5 graus decimais). Como referência foi usado o Datum SAD 69.

A correção geométrica efetuada foi baseada em uma fundamentação matemática e geométrica que leva em consideração as diferentes distorções relativas à plataforma, ao sensor, a Terra e à projeção cartográfica, e utiliza um Modelo Digital de Elavação (DEM). Neste caso, foi usado o DEM da missão Shuttle Radar Topography Mission (SRTM), adquirido da United States Geological Survey (USGS), com resolução espacial de 90 metros.

Para a correção geométrica das imagens, foram coletadas, na imagem e na Base Cartográfica Digital Contínua, pontos de controle ou Ground Control Points (GCPs), que são facilmente reconhecidos na imagem e na referência, e bem distribuídos na imagem (em média 80 GCPs). Para uma boa articulação entre as imagens, os GCPs foram coletados em maior número nas bordas.

Para a ortorretificação, foi utilizado o coeficiente 6 e o interpolador vizinho mais próximo. Foi escolhido o interpolador VMP, pois este é o método que “preserva” o valor original do digital number (DN), uma vez que não envolve nenhuma média entre níveis de cinza dos pixels considerados, e as imagens que estão sendo segmentadas e classificadas para a interpretação da cobertura e uso da terra.

Os resultados foram diferentes para os períodos das imagens. Obteve-se um erro médio quadrático (RMS) de de 1 pixel (30 metros) para as imagens do ano de 2007, e de 0,5 pixel (15 metros) para as imagens de 1990, 2000 e 2005.

As imagens foram ortorretificadas em formato geotif e composição banda/cor 4R 5G 3B.

Após esta etapa, as imagens foram processadas segundo duas frentes de trabalho: (i) realce (equalização) para geração de mosaicos; e (ii) segmentação, extração de regiões e classificação de para interpretação da cobertura e uso da terra.

O aumento do contraste consiste em uma transformação radiométrica de cada pixel, com o objetivo de aumentar a discriminação visual de imagens de baixo contraste. Em geral, a operação é realizada ponto-a-ponto, independente da vizinhança. A função que expressa esse mapeamento pode ser dada por uma fórmula ou a partir de uma tabela, denominada LUT (Look-Up Table).

A partir de uma imagem referência (ortorretificada), foram manipulados os histogramas das bandas multiespectrais da imagem adjacente, de tal sorte que essas apresentassem tonalidades semelhantes. Tal técnica foi empregada em todas as cenas de cada ano, a fim de gerar mosaicos das faixas esteticamente satisfatórios.

As imagens, após serem realçadas, (equalizadas), foram agrupadas duas a duas, já recortadas do limite do buffer do Estado (de 5 km), até o recobrimento total do Estado, gerando um mosaico de cada faixa para cada ano.

Foi adotada como imagem sobreposta aquela com a data mais recente e com menor cobertura de nuvens.

Para a obtenção do mosaico, foram utilizadas linhas de corte entre as cenas adjacentes, a fim de prover um produto de boa qualidade, tornando as feições em comum entre as cenas mais imperceptíveis possíveis.

Os mosaicos foram gerados no formato pix e convertidos para ecw, na composição colorida banda/cor 5R 4G 3B..