Tutorial

Georreferenciamento de Imagens

versão 1.0 - 23/08/2008

Autores: Rafael Bellucci Moretti, Vitor Pires Vencovsky

1. Introdução

O tutorial tem como objetivo fornecer informações básicas para georreferenciar imagens de satélite, fotos aéreas e mapas digitais para uso no software Gismaps Viewer.

As figuras e operações utilizados neste tutorial foram criados usando o Windows Vista. Se você estiver usando outro sistema operacional, as operações e a aparência das janelas poderão ser um pouco diferentes.

2. Recursos necessários

Para realizar o tutorial são necessários os seguintes recursos:

• software Gismaps Viewer (veja como instalar o software no tutorial "Instalando o software Gismaps Viewer")

• software Paint (Microsoft)

• arquivo solo.jpg (clique aqui para copiar o arquivo)

• arquivo solo.jpgw (clique aqui para copiar o arquivo)

• arquivos shape ipcUF.shp (Unidades da Federação) e ipcMunic.shp (Municípios do Brasil) (clique aqui para fazer o download)

As operações apresentadas abaixo serão utilizadas para georreferenciar o mapa de solos (arquivo solo.jpg) do município de Porto Franco, Maranhão (Fig. 1).

Fig. 1 - Imagem a ser georreferenciada

3. Arquivo de referência geográfica

O software Gismaps Viewer abre mapas e imagens de satélite nos formatos jpg, tif, bmp (bitmap) e MrSid. Para que os mapas e imagens sejam posicionados de forma correta no software, é necessário informar alguma referência geográfica.

Nos arquivos de formatos jpg, tif e bmp, essa referência geográfica é realizada através de um arquivo adicional chamado Worldfile, cuja extensão é jpgw, tifw e bmpw.

Abra o arquivo solo.jpgw no bloco de notas (Fig. 2) e veja o seu conteúdo:

• A primeira linha refere-se à resolução horizontal da imagem: valor = quantos graus decimais tem um pixel da imagem

• A quarta linha refere-se à resolução vertical da imagem: valor = quantos graus decimais tem um pixel da imagem

• A quinta linha refere-se à coordenada X (longitude), em graus decimais, do ponto superior esquerdo da imagem

• A sexta linha refere-se à coordenada Y (latitude), em graus decimais, do ponto superior esquerdo da imagem

Fig. 2 - Arquivo solo.jpgw - Bloco de notas

Algumas imagens já possuem a georreferência no próprio arquivo de imagem, como o MrSid. Esses arquivos, cuja extensão é .sid, não precisam do Worldfile pois as referências geográficas estão no próprio arquivo.

Para georeferenciar imagens, o arquivo jpgw precisa ter o mesmo nome do arquivo da imagem.

4. Levantando informações da imagem

Antes de criar o Worldfile da imagem solo.jpg, é preciso obter as coordenadas de alguns pontos da imagem. Como a imagem do tutorial possui uma grade de coordenadas (Fig. 3), essa tarefa fica mais fácil.

Para iniciar o georreferenciamento da imagem, é preciso abrir o arquivo solo.jpg no Paint. Clique sobre o arquivo com o botão direito do mouse, no menu suspenso escolha a opção abrir com para abrir no Paint. Depois de aberta, faça um recorte na imagem conforme Fig. 3. Salve o arquivo com outro nome.

Fig. 3 - Imagem recortada

Faça um novo recorte no Paint entre duas coordenadas x e y (47º27'0'W e 47º24'0'W, por exemplo) conforme o quadrado da Fig. 4.

Nesse retângulo, os valores na horizontal são as coordenadas longitude (coordenada x) e os valores na vertical são as coordenadas latitude (coordenada y). Essas coordenadas serão usadas para gerar o arquivo solo.jpgw (Worldfile da imagem).

Fig. 4 - Grade entre duas coordenada x e y

O próximo passo é obter a quantidade de pixels da largura e da altura da imagem. Para isso, clique no meu principal do Paint em Imagem e depois em Atributos (Fig. 5).

Fig. 5 - Atributos da figura

Na Figura 6 é possível obter os valores em pixels da largura e altura da imagem recortado na Figura 3. Não esqueça de marcar a opção Pixels em Unidades.

Fig. 6 - Número de pixels

Anote os valores da largura (101 pixels) e altura (101 pixels).

Fig. 7 - Janela de Atributos

Com os valores da largura e altura em pixels é possível calcular a resolução horizontal e vertical da imagem, ou seja, quantos graus tem um pixel da imagem, para depois inserir no arquivo jpgw  conforme Fig. 2.

Pelas coordenadas da Fig. 3, é possível verificar que tanto na vertical como na horizontal a distância entre os pontos é de 3 minutos (47º27'0'W - 47º24'0'W = 3' e 6º12'0'S - 6º9'0'S = 3") ou 0,05 graus (3 graus dividido por 60 = 0,05 graus).

Então, 3 minutos = 0,05 graus = 101 pixels.

Usando a regra de três verificamos que 1 grau = 2.020 pixels ou 1 pixel = 0,000495049504950 graus. Esse último valor é a resolução horizontal e vertical da imagem.

Após ter encontrado o valor de 1 pixel em graus decimal, é possível encontrar o outro ponto (vamos chamar de ponto 2) na imagem que será usado também no arquivo jpgw.

Com a resolução espacial já calculada (1 pixel = 0,000495049504950) e conhecendo as coordenadas do ponto 1 indicado em vermelho da Fig. 8 (47º27'0"W e 6º9'0"S), é possível descobrir as coordenadas x e y do canto superior esquerdo da imagem (ponto 2).

Fig. 8 - Valor da coordenada do ponto

Para descobrir quanto vale as coordenadas x e y do canto superior esquerdo da imagem (ponto 1), faça um recorte na imagem como mostrado na Fig. 9.

Fig. 9 - Detalhe do canto superior esquerdo da imagem

Obtenha novamente a largura e altura da imagem em pixels usando a opção Atributos do meu principal Imagem do Paint (Fig. 5)

Fig. 10 - Número de pixels no Paint

Anote os valores em pixels da Largura (101) e Altura (104) da imagem da Fig. 10 e depois converta para graus decimais.

Largura = 101 pixels vezes 0,000495049504950 (resolução horizontal) = 0,04999999999995º
Altura = 104 pixels vezes 0,000495049504950 (resolução vertical) = 0,0514851485148º

Converta para graus decimais o ponto indicado em vermelho da Fig. 8 (ponto 1):

x = 47º27'00"W = -47,45º

y = 6º9'00"S = -6,15º

Calcule o valor de x e y do ponto 2 (canto superior direito da imagem) somando ou subtraindo o valor de x e de y com o valor da largura e altura em graus decimal:

Somando a coordenada 1, pela largura.
x = -47,45 + 0,04999999999995
x = -47,49999999999995

Somando a coordenada 1, pela altura.
y = -6,15 - 0,0514851485148
y = -6,0985148514852

Para utilizar no arquivo jpgw as coordenadas calculadas acima é necessário trocar vírgula por ponto. Os valores finais das coordenadas x e y ficam como abaixo.

x = -47.49999999999995
y = -6.0985148514852

5. Criando o arquivo de referência geográfica

Insira os valores de x e y calculados acima no arquivo solo.jpgw conforme Fig. 11.

Utilize o Bloco de notas para editar o arquivo solo.jpgw.

 
Fig. 11 - Arquivo jpgw com as informações calculadas acima

A imagem solo.jpg já pode ser visualizada no Gismaps Viewer.

6. Abrindo a imagem no Gismaps Viewer

Para visualizar a imagem solo.jpg, abra o Gismaps Viewer conforme Fig. 12.

Fig. 12 - Janela de inicialização do Gismaps Viewer

Faça uma conexão com a pasta onde os arquivos ipcUF.shp e ipcMunic.shp foram salvos. Para isso, use a opção Connection >> New Connection (Conexão >> Nova Conexão) no menu principal.

Insira o mapa das Unidades da Federação (ipcUF.shp) usando a opção Insert >> Add Map (Inserir >> Adicionar Mapa). Faça uma consulta para inserir no mapa o município de Porto Franco (Insert >> Add Query ou Inserir >> Adicionar Consulta). O resultado estará como na Fig. 13.

Outras informações sobre a geração de mapas no Gismaps Viewer podem ser obtidas nos tutorias da página www.gismaps.com.br/viewer/tutorial.htm.

Fig. 13 - Janela com o mapa das Unidades da Federação e Porto Franco

Mude a cor de preenchimento do tema Porto Franco para transparente. Use o comando Zoom para aproximar o mapa conforme Fig. 14.

Fig. 14 - Janela com o município de Porto Franco

Insira a imagem solo.jpg utilizando a opção Insert >> Add image (Inserir >> Adicionar Imagem) no menu principal.

Fig. 15 - Janela com a imagem georreferenciada

Clique na legenda com o botão direito do mouse em solo.jpg e, no menu suspenso, clique em Move Theme >> Move Down (Mover Tema >> Mover para Baixo) para mover a imagem entre os temas Porto Franco e  ipcUF. O resultado estará como na Fig. 16.

Fig. 16 - Janela com a imagem georreferenciada

Como é possível ver na Fig. 16, a imagem solo.jpg não está coincidindo corretamente com o contorno do município de Porto Franco, em vermelho. Isso pode acontecer, já que os cálculos realizados acima não foram tão precisos. É necessário, então, ajustar os valores de x e y no arquivo solo.jpgw.

Altere no arquivo solo.jpgw os valores de x e y para 0.000499049504950. Insira novamente a imagem e o resultado estará como na Fig. 17.

Fig. 17 - Janela com a imagem georreferenciada ajustada

Depois de inserir a imagem solo.jpg, é possível alterar algumas propriedades dessa imagem. Clique com o botão direito do mouse e, no menu suspenso, escolha a opção Propriedades (Fig. 18). 

Fig. 18 - Alterando as propriedades da imagem

Na janela de propriedades da imagem (Image Properties), Fig. 19, marque a opção Transparent Color (Cor Transparente) e depois OK.

Fig. 19 - Janela Image Properties

O fundo branco da imagem fica transparente, melhorando a visualizarão da imagem (Fig. 20).

Fig. 20 - Imagem com fundo transparente

Se preferir, limpe a imagem solo.jpg no Paint, excluindo a legenda e a grade de coordenadas. O resultado estará como na Fig. 21.

Fig. 21 - Imagem limpa

As imagens devem estar na mesma projeção utilizada pelo Gismaps Viewer, ou seja, geográfica com Datum WSG84. Caso contrário, as imagens não serão adequadamente georreferenciadas.

7. Outros tutoriais