CLASSIFICAÇÃO SUPERVISIONADA E NÃO SUPERVISIONADA

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DOCENTE: ANA PAULA MONI SILVA 
CLASSIFICAÇÃO DA BACIA DO 
RIBEIRÃO ANHUMAS 
SUPERVISIONADA E NÃO 
SUPERVISIONADA 
UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ – GEO014.2 
NATACHA CRISTINA NASCIMENTO FARIA 
28 de novembro de 2016 - ITAJUBÁ 
 
 
 
 
 
RESUMO 
Este trabalho apresenta a metodologia e procedimentos utilizados para 
realizar a classificação do uso do solo de uma imagem no programa SPRING 
VERSÃO 5.3. Foram utilizadas duas maneiras de classificação denominadas 
supervisionada e não supervisionada da mesma imagem e com isso pode-se 
perceber a diferença de cada classificação e definir qual a melhor para 
determinado projeto que se deseja desenvolver. Com os resultados criou-se dois 
mapas de uso do solo da bacia do Ribeirão Anhumas. 
Palavras–chave: Classificação. Uso do solo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE FUGURAS 
Figura 1: Catálogo de imagens do INPE. ...................................................... 6 
Figura 2: Pontos de controle no Google Earth. ............................................. 6 
Figura 3: Controle do registro da imagem. .................................................... 7 
Figura 4: Projeto utilizado. ............................................................................ 8 
Figura 5: Bacia do Ribeirão Anhumas – Classificação supervisionada. ..... 10 
Figura 6: Uso do solo da Bacia do Ribeirão Anhumas em porcentagem obtida 
pela classificação supervisionada. .............................................................. 11 
Figura 7: Bacia do Rib. Anhumas – Classificação não supervisionada. ..... 12 
Figura 8: Uso do solo da Bacia do Ribeirão Anhumas em porcentagem obtida 
pela classificação não supervisionada. ....................................................... 13 
 
LISTA DE TABELAS 
Tabela 1: Coordenadas dos pontos de controle. .......................................... 7 
Tabela 2: Intervalo de aceitação do índice Kappa (K). ................................. 9 
Tabela 3: Resultados da classificação para imagem supervisionada. ........ 10 
Tabela 4: Uso do solo da Bacia do Ribeirão Anhumas em km² - Classificação 
supervisionada. ........................................................................................... 11 
Tabela 5: Resultados da classificação para imagem não supervisionada. . 12 
Tabela 6: Uso do solo da Bacia do Ribeirão Anhumas em km² - Classificação 
não supervisionada. .................................................................................... 13 
 
LISTA DE EQUAÇÕES 
Equação 1: Exatidão Global (DG). ................................................................ 9 
Equação 2: Índice Kappa (K). ....................................................................... 9 
Equação 3: Q do índice Kappa (K). .............................................................. 9 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
1. OBJETIVO ............................................................................................ 5 
2. METODOLOGIA E JUSTIFICATIVAS ................................................... 5 
2.1 Procedimentos iniciais .................................................................... 5 
2.1.1 Aquisição da imagem de satélite .............................................. 5 
2.1.2 Registro da imagem ................................................................. 6 
2.1.3 Projeto e imagem sintética ....................................................... 7 
2.2 Classificação da bacia supervisionada ........................................... 8 
2.2.1 Treinamento e Classificação .................................................... 8 
2.2.2 Metodologia de cálculo do índice Kappa e Exatidão Global .... 8 
2.2.3 Pós-classificação ..................................................................... 9 
2.2.4 Mapeamento para classes ..................................................... 10 
2.2.5 Resultados da imagem classificada supervisionada .............. 10 
2.3 Classificação da bacia não supervisionada .................................. 11 
2.3.1 Resultados da bacia para classificação não supervisionada . 12 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................ 14 
APÊNDICE I – MAPA DE USO DO SOLO DO RIBEIRÃO ANHUMAS COM A 
CLASSIFICAÇÃO SUPERVISIONADA....................................................... 15 
APÊNDICE II - MAPA DE USO DO SOLO DO RIBEIRÃO ANHUMAS COM 
A CLASSIFICAÇÃO NÃO SUPERVISIONADA .......................................... 16 
 
 
 
 
 
 
 
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CLASSIFICAÇÃO DA BACIA DO RIBEIRÃO ANHUMAS SUPERVISIONADA E NÃO 
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1. OBJETIVO 
 
Este estudo foi desenvolvido para classificação do uso do solo da bacia 
do Ribeirão Anhumas, localizada no município de Itajubá-MG, sendo utilizado os 
métodos supervisionado e não supervisionado para comparação dos resultados 
da imagem final. 
Para isto foi utilizado o programa SPRING versão 5.3, de sistemas de 
informações geográficas disponibilizado gratuitamente pelo INPE (Instituto 
nacional de Pesquisas Espaciais). 
 
 
2. METODOLOGIA E JUSTIFICATIVAS 
 
2.1 Procedimentos iniciais 
Os procedimentos iniciais são aqueles que são utilizados para ambas as 
classificações, trata-se de processos básicos como aquisição e registro de 
imagem. Abaixo detalha-se estes procedimentos. 
2.1.1 Aquisição da imagem de satélite 
Para o estudo em questão foram utilizadas imagens de satélite obtidas no 
site do INPE (Instituto nacional de Pesquisas Espaciais) – Divisão de Geração 
de Imagens, ver referência. As características das imagens extraídas são: 
o Satélite: Landsat 5; 
o Instrumento: TM; 
o Município: Itajubá; 
o Cobertura máxima de nuvens: 50%; 
o Órbita: 218/76; 
o Data: 07/10/2011; 
o Bandas: 3,4 e 5. 
A Figura 1 apresenta a imagem de parte da região de Minas Gerais com as 
respectivas numerações das imagens, encontra-se em destaque a imagem 
utilizada neste relatório que corresponde a localização da cidade de Itajubá-MG. 
 
 
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Figura 1: Catálogo de imagens do INPE. 
Fonte: site - http://www.dgi.inpe.br/CDSR/ , acessado ás 18:00 do dia 15/11/2016. 
2.1.2 Registro da imagem 
Antes do registro foi realizada a leitura das imagens no IMPIMA definindo o 
tamanho de pixel de 30x30 e os parâmetros de saída como sendo (X1=1500, 
Y1=280) e (X2=3000, Y2=1500) para todas as bandas utilizadas neste estudo. 
No registro utilizou-se o sistema UTM, modelos da terra SIRGAS2000 e a 
zona 23. Os pontos de controle foram obtidos no Google Earth, optou-se por 
pontos que fossem identificados com maior facilidade na imagem. A Figura 2 
apresenta este ponto na imagem do Google Earth e a Tabela 1 apresenta as 
coordenas destes pontos. 
Figura 2: Pontos de controle no Google Earth. 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Google Earth. 
 
 
 
 
 
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Tabela 1: Coordenadas dos pontos de controle. 
PONTO LONGITUDE (UTM) LATITUDE (UTM) 
P1 453594.00 m E 7519394.00 m S 
P2 452761.00 m E 7519584.00 m S 
P3 449190.00 m E 7520371.00 m S 
P4 453238.00 m E 7519981.00 m S 
P5 450249.00 m E 7520661.00 m S 
P6 455287.00 m E 7518450.00 m S 
 
 No final do registro foi possível observar o erro deste controle que se 
apresentou na ordem de 0.9, resultado considerado excelente, e então pode-se 
dar procedimento ao estudo. Na Figura 3 encontra-se as demais informaçõessobre o registro e o resultado do controle final. 
Figura 3: Controle do registro da imagem. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2.1.3 Projeto e imagem sintética 
Foi criado um projeto cujas informações da projeção e retângulo 
envolvente utilizadas encontram-se na 
Figura 4 a seguir. Foi então importada a imagem registrada e criou-se uma 
imagem sintética de composição B3G4R5, a qual será utilizada neste estudo. 
 
 
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Figura 4: Projeto utilizado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2.2 Classificação da bacia supervisionada 
2.2.1 Treinamento e Classificação 
Serão avaliadas três feições existentes na bacia nesta classificação: Solo 
exposto, vegetação e área urbana. Assim foram criadas estas feições com suas 
respectivas cores e para cada um destes temas foram adquiridas amostras, em 
torno de 5 amostras para cada tema. A seguir foi feito a classificação com 
classificador do tipo Maxver com limite de aceitação de 100% e foi obtido um 
arquivo de formato .txt com estes resultados. 
2.2.2 Metodologia de cálculo do índice Kappa e Exatidão Global 
Em seguida foram utilizados o índice Kappa (K) e exatidão global (DG) com 
o objetivo de validar a classificação gerada, ou seja, uma comprovação 
matemática do resultado. 
a) Exatidão Global (DG): O cálculo é realizado utilizando a Equação 1 
segundo Santos, Peluzio e Saito (2010). 
𝐷𝐺 = 
𝐷
𝑇
 
 
 
9
 
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Equação 1: Exatidão Global (DG). 
Onde: D são os elementos da diagonal principal e T é o número total de 
amostras. 
b) Índice Kappa (K) 
Este índice considera que tanto os produtos gerados, como o documento de 
referência, possuem o mesmo grau de verdade (BRITES, 1996). Segundo 
Santos, Peluzio e Saito (2010) apud CONGALTON; GREEN(1998) o cálculo de 
K utiliza a Equação 2 abaixo: 
𝐾 = 
𝐷 − 𝑄
𝑇 − 𝑄
 
Equação 2: Índice Kappa (K). 
Onde: D são os elementos da diagonal principal, T é o número total de 
amostras e Q é dado pela Equação 3. 
𝑄 = ∑ 𝑥𝑖 + 𝑥𝑖+1
𝑟
𝑖=1
 
Equação 3: Q do índice Kappa (K). 
O resultado de K é avaliado segundo Santos, Peluzio e Saito (2010) apud 
CONGALTON; GREE (1998) como apresentado na Tabela 2. 
Tabela 2: Intervalo de aceitação do índice Kappa (K). 
ÍNDICE KAPPA (K) RESULTADO 
K≤0,4 POBRE 
0,4≤K≥0,8 RAZOÁVEL 
K≥0,8 EXCELENTE 
Fonte: Adaptado de Apostila do SPRING 5.1.2 – Passo a Passo. 
2.2.3 Pós-classificação 
Aplica-se na imagem classificada este procedimento, com o objetivo de 
uniformizar os temas, ou seja, eliminar pontos isolados, classificados 
diferentemente de sua vizinhança. Aplicou-se um peso 3 e limiar 5. 
 
 
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0 
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2.2.4 Mapeamento para classes 
O último processo realizado foi o mapeamento que consiste em relacionar 
as feições criadas com classes temáticas, de um PI temático criado. No final 
é possível obter a medição de cada classe existente na bacia. 
 
2.2.5 Resultados da imagem classificada supervisionada 
A Figura 5 apresenta a bacia com a classificação supervisionada, as 
demais informações encontram-se no mapa final apresentado no Apêndice I. 
Figura 5: Bacia do Ribeirão Anhumas – Classificação supervisionada. 
 
 
 
 
 
 
 
Na Tabela 3 encontram-se os resultados desta classificação. Obteve-se uma 
exatidão global de 98% e um índice Kappa (K) de 94%, resultado considerado 
excelente segundo a Tabela 2. 
Tabela 3: Resultados da classificação para imagem supervisionada. 
 VEGETAÇÃO 
ÁREA 
URBANA 
SOLO 
EXPOSTO 
SOMA DG K 
VEGETAÇÃO 13686 200 1 13887 
0,9763 0,9361 
ÁREA URBANA 17 1987 54 2058 
SOLO EXPOSTO 13 135 1654 1802 
SOMA 13716 2322 1709 
 
No final foi realizado a medição das classes. A Tabela 4 apresenta os 
resultados gerados pelo SPRING. A Figura 6 apresenta estes resultados em 
porcentagem, observou-se assim a predominância de área urbana na bacia, 
 
 
1
1 
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porém como 32% de área não foi classificada este resultado se torna 
inconsistente. 
 
Tabela 4: Uso do solo da Bacia do Ribeirão Anhumas em km² - Classificação 
supervisionada. 
SOLO EXPOSTO (km²) 5,8086 
ÁREA URBANA (km²) 12,6414 
VEGETAÇÃO (km²) 4,0254 
ÁREA TOTAL CLASSES (km²) 22,4754 
ÁREA TOTAL 
NÃO CLASSIFICADA (km²) 
10,6353 
ÁREA TOTAL BACIA (km²) 33,1107 
 
Figura 6: Uso do solo da Bacia do Ribeirão Anhumas em porcentagem obtida 
pela classificação supervisionada. 
 
2.3 Classificação da bacia não supervisionada 
O processo de treinamento é realizado criando 5 tipos de feições: solo 
exposto 1, solo exposto 2, vegetação 1, vegetação 2 e área urbana. Foi 
considerado como solo exposto 1 aquele com predominância de solo, sem outras 
feições envolvidas e o solo exposto 2 sendo aquele com presença de vegetação 
e solo, com predominância de solo. Foi considerado como vegetação 1 aquela 
somente de vegetação e vegetação 2 aqueles com mistura solo e vegetação, 
com predominância de vegetação. 
18
38
12
32
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
SOLO EXPOSTO
ÁREA URBANA
VEGETAÇÃO
ÁREA TOTAL NÃO CLASSIFICADA
USO DO SOLO DA BACIA DO RIBEIRÃO 
ANHUMAS
 
 
1
2 
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Assim foram adquiridas as amostras como descrito e pode-se realizar a 
classificação. A classificação foi feita com classificador Bhattacharya e limite de 
aceitação de 99% e foi obtido um arquivo de formato .txt com estes resultados. 
Analogamente a classificação supervisionada foram utilizado o índice Kappa (K) 
e exatidão global (DG) com o objetivo de validar a classificação gerada. O 
processo de mapeamento foi realizado de forma análoga a classificação 
supervisionada. 
2.3.1 Resultados da bacia para classificação não supervisionada 
A Figura 7 apresenta a bacia com a classificação supervisionada, as 
demais informações encontram-se no mapa final apresentado no Apêndice II. 
Figura 7: Bacia do Rib. Anhumas – Classificação não supervisionada. 
 
 
 
 
 
 
 
Na Figura 5 encontram-se os resultados desta classificação não 
supervisionada. Obteve-se uma exatidão global de 100% e um índice Kappa (K) 
de 100%, resultado considerado excelente segundo a Tabela 2. 
Tabela 5: Resultados da classificação para imagem não supervisionada. 
 
SOLO 
EXPOSTO 1 
SOLO 
EXPOSTO 2 
VEGETA
ÇÃO 1 
VEGETA
ÇÃO 2 
ÁREA 
URBANA 
SO
MA 
DG K 
SOLO 
EXPOSTO 1 
4732 0 0 0 0 
473
2 
1,0 1,0 
SOLO 
EXPOSTO 2 
0 2995 0 0 0 
299
5 
VEGETAÇÃ
O 1 
0 0 32538 0 0 
325
38 
VEGETAÇÃ
O 2 
0 0 0 6186 0 
618
6 
ÁREA 
URBANA 
0 0 0 0 9730 
973
0 
SOMA 4732 2995 32538 6186 9730 
 
 
1
3 
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No final foi realizado a medição das classes. A Tabela 6 apresenta os 
resultados gerados pelo SPRING. A Figura 8 apresenta estes resultados em 
porcentagem, observou-se assim a predominância de área urbana na bacia, 
porém como 32% de área não foi classificada este resultado se torna 
inconsistente.Tabela 6: Uso do solo da Bacia do Ribeirão Anhumas em km² - Classificação 
não supervisionada. 
SOLO EXPOSTO 1 (km²) 4,2066 
SOLO EXPOSTO 2 (km²) 2,8728 
ÁREA URBANA (km²) 4,7097 
VEGETAÇÃO 1 (km²) 5,022 
VEGETAÇÃO 2 (km²) 5,6646 
ÁREA TOTAL CLASSES (km²) 22,4757 
ÁREA TOTAL 
NÃO CLASSIFICADA (km²) 
10,6353 
ÁREA TOTAL BACIA (km²) 33,1110 
 
Figura 8: Uso do solo da Bacia do Ribeirão Anhumas em porcentagem obtida 
pela classificação não supervisionada. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
0 5 10 15 20 25 30 35
SOLO EXPOSTO 1 (km²)
SOLO EXPOSTO 2 (km²)
ÁREA URBANA (km²)
VEGETAÇÃO 1 (km²)
VEGETAÇÃO 2 (km²)
ÁREA TOTAL NÃO CLASSIFICADA (km²)
USO DO SOLO DA BACIA DO RIBEIRÃO 
ANHUMAS
 
 
1
4 
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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
CÂMARA, G., SOUZA, R.C.M., FREITAS, U. M., GARRIDO J. SPRING: Integratingremote 
sensingandGIS byobject-orienteddata modelling. Computers& Graphics, 20: (3) 395-403, 
May-Jun1996. 
 
SANTOS, Alexandre Rosa dos; PELUZIO, Telma Machado de Oliveira; SAITO, Nathália 
Suemi. SPRING 5.1.2 Passo a Passo: Aplicações práticas. Alegre - Es: Mundo da Geomática, 
2010. 155 p. 
 
Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais. Divisão de Geração de Imagens: DGI. 2016. 
Disponível em: <http://www.dgi.inpe.br/siteDgi/portugues/index.php>. Acesso em: 16 nov. 2016. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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SUPERVISIONADA | UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ – GEO014.2 
APÊNDICE I – MAPA DE USO DO SOLO DO RIBEIRÃO ANHUMAS COM A CLASSIFICAÇÃO SUPERVISIONADA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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APÊNDICE II - MAPA DE USO DO SOLO DO RIBEIRÃO ANHUMAS COM A CLASSIFICAÇÃO NÃO SUPERVISIONADA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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