Algoritmo para Medir Automaticamente Embarcações em Imagens SAR

Autores

¹Horst Gamba, S.R.; ²Peres Rocha, M.

¹UNB Email: horsthessgam@gmail.com
²UNB Email: marcelorocha@unb.br

Resumo

O transporte marítimo representa mais de 95% do comércio exterior brasileiro. O Brasil é também dependente do tráfego marítimo em relação aos fretes. Anualmente, é gasto cerca de US$ 7 bilhões, sendo que apenas 3% desse total são transportados por navios de bandeira brasileira. Todo este comércio se dá por 75 portos marítimos existentes ao longo do litoral brasileiro. Aviação de Patrulha é um importante meio do Poder Naval. A FAB e a Marinha do Brasil são responsáveis, em conjunto, pelas operações de vigilância do mar. Atualmente a FAB utiliza a aeronave P-3 para o patrulhamento da área marítima do Brasil, utilizando sensor de imageamento Radar. Isto eleva o nível de capacidade operacional compatível com as características geográficas do país, com o teatro marítimo no Atlântico Sul e com a posição que o Brasil desfruta entre as demais nações. O objetivo deste artigo é distinguir embarcações entre si em imagens SAR, utilizando-se um algoritmo. Considerando a importância da área marítima do Brasil, principalmente as 200 milhas marítimas, optou-se em coletar 12 embarcações em imagens Synthetic Aperture Radar (SAR) e MultiSpectral Scanner (MSS) próximas ao porto de Tubarão, com o objetivo de validar as medições feitas nas imagens SAR. Durante o imageamento SAR do R99, foi possível também realizar o imageamemto com o sensor MSS. Os elementos de interpretação possíveis de serem observados nas imagens SAR são a tonalidade, a forma e o tamanho. Na fase avançada de interpretação, a dedução, após aplicar a metodologia de interpretação de alvos em imagens SAR (realce 50-200, filtro abertura, classificador SVM ou transformador SCI), dará uma idéia inicial se a embarcação é militar ou mercante. Contudo, a comprovação de que se trata de militar ou mercante, bem como saber que tipo de embarcação militar ou mercante está sendo analisada, será definida por um algoritmo de medição automática. O objetivo deste trabalho é propor um algoritmo capaz de medir o comprimento da embarcação e comparar o valor calculado com um banco de dados contendo o comprimento de 434 embarcações (fragata, petroleiro, corveta, etc...). A metodologia aplicada nas imagens seguiu quatro fases. Na primeira fase, foi considerado o sensor MSS com 31 canais, resolução espacial de 2,45 metros, utilizando a banda 8, comparada com a imagem SAR LHH,LVV e LVH, resolução espacial de 3 metros, ambas imagens com projeção geográfica Lat/Long, Datum WGS 84, para localizar a posição (latitude/longitude) e verificar o comprimento real e o tipo de embarcação. Na segunda fase, após medições manuais feitas em 12 embarcações em imagens SAR, no aplicativo ENVI, verificou-se que um pixel equivale em média a 2,46 metros. O limite de corte foi estabelecido após vários testes no programa, o que irá definir o tamanho do pixel no algoritimo. São 256 níveis digitais nas imagens SAR sendo analisados em uma área contendo água do mar e uma embarcação. Na terceira fase, adotou-se a linguagem de programação científica Matrix Laboratory (MATLAB), a fim de criar um algoritmo de medição. Inicialmente a imagem SAR deve ser salva no formato American Standard Code for Information Interchange (ASCII). O algoritmo de medição executa os comandos em seqüência. Na última fase, o comprimento obtido é confrontado com um banco de dados com 14 tabelas, cada tabela contendo 31 comprimentos de embarcações. Os resultados foram satisfatórios, onde o comprimento obtido foi de 90% do comprimento real da embarcação. Consegue-se média de 7 metros, desvio padrão de 16 metros, valor mínimo -27 e valor máximo +27 metros. Nestes resultados, desconsideraram-se os valores extremos de -55 e de +55 metros, que representam 16% de todas as variações em metros.

Keywords

Sensoriamento Remoto.; Imagens SAR; Embarcações

ARTIGO COMPLETO