SENSORIAMENTO REMOTO

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1 SENSORIAMENTO REMOTO

2 O Sensoriamento Remoto pode ser entendido como um conjunto de atividades que permite a obtenção de informações dos objetos que compõem a superfície terrestre sem a necessidade de contato direto com os mesmos. A energia eletromagnética utilizada na obtenção dos dados por sensoriamento remoto é também denominada de radiação eletromagnética.

3 O Sol e a Terra são as duas principais fontes naturais de energia eletromagnética utilizadas no sensoriamento remoto da superfície terrestre. A energia eletromagnética não precisa de um meio material para se propagar, sendo definida como uma energia que se move na forma de ondas eletromagnéticas à velocidade da luz (c= km s, onde c é a velocidade da luz).

4 A distância entre dois pontos semelhantes, como mostra a Figura 1, define o comprimento de onda e, o número de ondas que passa por um ponto do espaço num determinado intervalo de tempo, define a freqüência da radiação eletromagnética. c = f λ c = velocidade da luz (m/s) f = freqüência (ciclo/s ou Hz) λ = comprimento de onda (m)

5 Sensores remotos: ativos geram a energia registrada: radar passivos utilizam energia natural: câmara fotográfica imageadores fotográficos: câmera fotográfica, não-fotográficos: imagens de satélites não-imageadores radiômetros, radiômetros de banda,

6 ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO A medida que se avança para a direita do espectro eletromagnético as ondas apresentam maiores comprimentos de onda e menores frequências. A faixa espectral mais utilizada em sensoriamento remoto estende-se de 0,3 μm a 15 μm, embora a faixa de microondas também é utilizada.

7 ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO Radiação Gama: é emitida por materiais radioativo e, por ser muito penetrante (alta energia), tem aplicações em medicina (radioterapia) e em processos industriais (radiografia industrial).

8 ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO Raio X: é produzido através do freamento de elétrons de grande energia eletromagnética. Seu médio poder de penetração o torna adequado para uso médico (raio X) e industrial (técnicas de controle industrial).

9 ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO Ultravioleta (UV): é produzida em grande quantidade pelo Sol, sendo emitida na faixa de 0,003 μm até aproximadamente 0,38μm. Seu poder de penetração a torna nociva aos seres vivos, porém esta energia eletromagnética é praticamente toda absorvida pela camada de ozônio atmosférico.

10 ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO Visível (LUZ): é o conjunto de radiações eletromagnéticas que podem ser detectadas pelo sistema visual humano. A sensação de cor que é produzida pela luz está associada a diferentes comprimentos de ondas. As cores estão associadas aos seguintes intervalos espectrais.

11 violeta: 0,38 a 0,45 μm azul: 0,45 a 0,49 μm verde: 0,49 a 0,58 μm amarelo: 0,58 a 0,6 μm laranja: 0,6 a 0,62 μm vermelho: 0,62 a 0,70 μm ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO

12 ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO Infravermelho (IV): é a região do espectro que se estende de 0,7 a 1000 μm e costuma ser dividida em três sub regiões: IV próximo: 0,7 a 1,3 μm IV médio: 1,3 a 6 μm IV distante: 6 a 1000 μm

13 ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO Microondas: são radiações eletromagnéticas produzidas por sistemas eletrônicos (osciladores) e se estendem pela região do espectro de 1mm até cerca de 1m, o que corresponde ao intervalo de freqüência de 300GHz a 300MHz. Os feixes de microondas são emitidos e detectados pelos sistemas de radar (radio detection and ranging).

14 ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO Radio: é o conjunto de energias de freqüência menor que 300MHz (comprimento de onda maior que 1m). Estas ondas são utilizadas principalmente em telecomunicações e radiodifusão.

15 Espectro óptico: refere-se à região do espectro eletromagnético que compreende as energias que podem ser coletadas por sistemas ópticos (ultravioleta, visível e infravermelho). Espectro solar: refere-se à região espectral que compreende os tipos de energia emitidas pelo Sol. Cerca de 99% da energia solar que atinge a Terra encontra-se concentrada na faixa de 0,28 a 4 μm. Espectro visível: refere-se ao conjunto das energias eletromagnéticas percebido pelo sistema visual humano, também denominado de luz. Espectro termal: refere-se ao conjunto das energias eletromagnéticas emitidas pelos objetos terrestres e encontra-se nos intervalos espectrais correspondente ao infravermelho médio e distante.

16 Quando consideramos o Sol como fonte de energia eletromagnética (ou fonte de iluminação) os sensores detectam a energia refletida pelos objetos terrestres, portanto o sensoriamento remoto é realizado na faixa do espectro solar. Quando a Terra atua como fonte de energia eletromagnética os sensores detectam a energia emitida pelos corpos terrestres, portanto o sensoriamento remoto é realizado na faixa do espectro termal.

17 ATENUAÇÃO ATMOSFÉRICA Os principais gases absorvedores da radiação eletromagnética são vapor d água (H2O), oxigênio (O2), ozônio (O3) e gás carbônico (CO2). Os gases CO, CH4, NO e N2O ocorrem em pequenas quantidades e também exibem espectros de absorção.

18 ATENUAÇÃO ATMOSFÉRICA Também existem regiões no espectro eletromagnético para os quais a atmosfera é opaca (absorve toda a energia eletromagnética). Na região do ultravioleta e visível, o principal gás absorvedor da energia eletromagnética solar é o ozônio (O3), o qual protege a terra dos raios ultravioletas que são letais a vida vegetal e animal. Na região do infravermelho os principais gases absorvedores são o vapor d água (H2O) e o dióxido de carbono (CO2).

19 COMPORTAMENTO ESPECTRAL DE OBJETOS NATURAIS Os objetos interagem de maneira diferenciada espectralmente com a energia eletromagnética incidente, pois os objetos apresentam diferentes propriedades físico-químicas e biológicas. Estas diferentes interações é que possibilitam a distinção e o reconhecimento dos diversos objetos terrestres sensoriados remotamente, pois são reconhecidos devido a variação da porcentagem de energia refletida em cada comprimento de onda.

20 SISTEMA SENSOR Os sensores remotos são dispositivos capazes de detectar a energia eletromagnética (em determinadas faixas do espectro eletromagnético) proveniente de um objeto, transformá-las em um sinal elétrico e registrá-la. Os sistemas imageadores fornecem como produto uma imagem da área observada, como por exemplo temos os scaners e as câmaras fotográficas, enquanto que os sistemas não-imageadores, também denominados radiômetros ou espectroradiômetros, apresentam o resultado em forma de dígitos ou gráficos.

21 SISTEMA SENSOR A qualidade de um sensor geralmente é especificada pela sua capacidade de obter medidas detalhadas da energia eletromagnética. As características dos sensores estão relacionadas com: - resolução espacial - resolução espectral - resolução radiométrica - resolução temporal

22 SISTEMA SENSOR -resolução espacial A resolução espacial representa a capacidade do sensor distinguir objetos. Ela indica o tamanho do menor elemento da superfície individualizado pelo sensor.

23 SISTEMA SENSOR -resolução espectral A resolução espectral refere-se à largura espectral em que opera o sensor. Portanto, ela define o intervalo espectral no qual são realizadas as medidas, e consequentemente a composição espectral do fluxo de energia que atinge o detetor. Quanto maior for o número de medidas num determinado intervalo de comprimento de onda melhor será a resolução espectral da coleta.

24 SISTEMA SENSOR -resolução radiométrica A resolução radiométrica define a eficiência do sistema em detectar pequenos sinais, ou seja, refere-se à maior ou menor capacidade do sistema sensor em detectar e registrar diferenças na energia refletida e/ou emitida pelos elementos que compõe a cena (rochas, solos, vegetações, águas, etc). Por exemplo, o sistema sensor TM do Landsat 5 distingue até 256 tons distintos de sinais representando-os em 256 níveis de cinza.

25 SISTEMA SENSOR -resolução temporal a resolução temporal do sensor, que está relacionada com a repetitividade com que o sistema sensor pode adquirir informações referentes ao objeto.

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27 SATÉLITES DE SENSORIAMENTO REMOTO ÓRBITA GEOESTACIONÁRIA Os satélites nesta órbita estão a uma altitude de cerca de km. São chamados geoestacionários porque sua órbita acompanha o movimento de rotação da Terra. Como ficam dispostos ao longo do Equador terrestre, e por causa da grande altitude podem ter uma visão sinóptica completa, ou seja, de todo o disco terrestre compreendido pelo seu campo de visada. É por essa grande abrangência de superfície terrestre coberta em um curto intervalo de tempo que eles são muito úteis para estudos de fenômenos meteorológicos, os quais são bastante dinâmicos.

28 SATÉLITES DE SENSORIAMENTO REMOTO ÓRBITA BAIXA Em geral, a órbita dos satélites de sensoriamento remoto enquadra-se no que se denomina órbita baixa, o que equivale a dizer órbitas com menos de km de altitude.

29 LANDSAT O primeiro satélite da série Landsat foi lançado no início dos anos 70. Esta série de satélites é a principal no campo do sensoriamento remoto, não só por ser a de período de vida mais longo de fornecimento contínuo de dados, mas também pela notável facilidade de acesso e qualidade dos dados gerados.

30 PARÂMETROS DO ETM+/LANDSAT-7

31 BANDAS ESPECTRAIS DO ETM+/LANDSAT-7

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36 Uso da Terra Inventário Florestal Contínuo do RS 2001

37 Folha Chapecó do Inventário Florestal Contínuo do RS

38 Percentuais das Classes de Uso da Terra sobre o Total de Áreas Classificadas - Inventário Florestal Contínuo 0,67% 0,43% 2,29% 18,22% 0,44% 0,13% Fl. Nativa Eucalipto Pinus Agricultura Solo Exposto 26,36% Campo Água 23,87% Urbanização Nâo Classificado 27,68%

39 Participação das Classes de Uso da Terra sobre as Áreas Municípais Classificadas - Inventário Florestal Contínuo - Km² Fl. Nativa Eucalipto Agricultura Solo Exposto Campo Água Pinus Urbanização Nâo Classificado

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41 SPOT O programa SPOT (Satellite Pour Observation de la Terre, Satélite Para Observação da Terra) é um programa Francês de satélites de sensoriamento remoto. O primeiro da série foi lançado em 22/2/1986.

42 SENSORES DO SPOT-4

43 SATÉLITES NOAA A NOAA (National Oceanic and Atmospheric Admnistration), que é uma agência governamental dos Estados Unidos, é responsável pelos satélites também chamados NOAA.

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51 PROGRAMA BRASILEIRO DE SENSORIAMENTO REMOTO O Brasil possui basicamente dois programas de sensoriamento remoto: CBERS (China Brazil Earth Resources Satellite, Satélite Sino-Brasileiro de Sensoriamento Remoto MECB (Missão Espacial Completa Brasileira)

52 PROGRAMA BRASILEIRO DE SENSORIAMENTO REMOTO O programa CBERS é uma missão conjunta entre o Brasil, através do INPE, e a China, através da CAST (Agência Chinesa de Ciência e Tecnologia), e envolve a construção, lançamento e gerenciamento operacional de dois satélites de sensoriamento remoto. O primeiro foi lançado em 14/10/1999 a partir da base de lançamentos de Tayuan, pelo veículo lançador Longa Marcha 4B.

53 Satélite CBERS e seus componentes.

54 PROGRAMA BRASILEIRO DE SENSORIAMENTO REMOTO As 3 câmeras a bordo do satélite CBERS2 são: CCD - (Couple Charged Device): A câmera de alta resolução CCD possui cinco faixas espectrais (5 bandas) e fornece imagens de uma faixa de 113 Km de largura a uma resolução de 20m. A resolução temporal desta câmera é de 26 dias, ou seja a cada 26 dias a mesma faixa na Terra é imageada. IRMSS - (InfraRed MultiSpectral Scanner): O varredor multispectral infravermelho de média resolução possui quatro faixas espectrais e gera imagens de 120 Km de largura com resolução de 80m. A resolução temporal deste instrumento é de 26 dias. WFI - (Wide Field Imager): O Imageador de visada Larga possui 2 faixas espectrais e adquire imagens de 890 Km de largura a uma resolução de 260 m. A resolução temporal deste instrumento é de 5 dias.

55 PROGRAMA BRASILEIRO DE SENSORIAMENTO REMOTO CEBERS 2

56 PROGRAMA BRASILEIRO DE SENSORIAMENTO REMOTO CEBERS 2B As 3 câmeras a bordo do satélite CBERS2-B são: CCD - (Couple Charged Device), também presente no CBERS2. WFI - (Wide Field Imager), também presente no CBERS2. HRC - (HRC - High Resolution Camera) Câmera Pancromática de Alta Resolução. A câmera HRC opera numa única faixa espectral, que cobre o visível e parte do infravermelho próximo. Está presente apenas no CBERS- 2B. Produz imagens de uma faixa de 27 km de largura com uma resolução de 2,7 m, que permitirá a observação com grande detalhamento dos objetos da superfície. Como sua faixa de cobertura é de 27 km, serão necessários cinco ciclos de 26 dias para que os 113 km padrão da CCD sejam cobertos pela HRC. Assim, a cada 130 dias será possível ter uma cobertura completa do país, para ser correlacionada com aquela obtida pela câmera CCD, que neste período terá coberto o país por cinco vezes.

57 PROGRAMA BRASILEIRO DE SENSORIAMENTO REMOTO CEBERS 2B

58 Cebers 2 Sensor CCD Plano Diretor de Brasília

59 Prezado Luiz Paulo de Moura Fragomeni, Seu pedido esta completo. Voce pode fazer o download dos arquivos : CBERS_2B_HRC_ _159_C_132_3_L2_BAND1.tif.zip a partir do link Se voce encontrar algum problema, entre em contato com e mencione o pedido Os arquivos ficarao disponiveis por 5 dias. As faixas espectrais correspondentes as bandas são as que seguem: Banda CCD Banda 1 = 0,45-0,52 micrometro (azul) Banda CCD Banda 2 = 0,52-0,59 micrometro (verde) Banda CCD Banda 3 = 0,63-0,69 micrometro (vermelho) Banda CCD Banda 4 = 0,77-0,89 micrometro (infravermelho próximo) Banda CCD Banda 5 = 0,51-0,73 micrometro (pancromática) IRM, Banda 1 = 0,50-1,10 micrometro (pancromática) IRM, Banda 2 = 1,55-1,75 micrometro (infravermelho medio) IRM, Banda 3 = 2,08-2,35 micrometro (infravermelho medio) IRM, Banda 4 = 10,40-12,50 micrometro (infravermelho termal) WFI, Banda 1 = 0,63-0,69 micrometro (vermelho) WFI, Banda 2 = 0,77-0,89 micrometro (infravermelho próximo) HRC, Banda 1 = 0,50-0,80 micrometro (pancromática) Para maiores informaçõss sobre o Programa CBERS, consulte Veja o novo Video Educacional "Satelites e seus Sub-Sistemas", tendo o CBERS como exemplo ( Production Manager

60 Continuidade do programa Em 2002, foi assinado um acordo para a continuação do programa CBERS, com a construção de dois novos satélites - os CBERS-3 e 4, com novas cargas úteis e uma nova divisão de investimentos de recursos entre o Brasil e a China - 50% para cada país. Porém, em função de o lançamento do CBERS- 3 ser viável apenas para um horizonte em que o CBERS-2 já tivesse deixado de funcionar, com prejuízo para ambos os países e para os inúmeros usuários do CBERS, o Brasil e a China, em 2004, decidiram construir o CBERS-2B e lançá-lo em O CBERS-2B operou até o começo de O CBERS-3 está com cronograma de lançamento previsto para fins de 2012, enquanto o CBERS-4 segue em ritmo normal de construção.

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62 GeoEye-1 and IKONOS Feature Comparison Satellite Feature GeoEye-1 IKONOS Resolution.50-meter 1-meter Spectral range (pan) nm nm Blue nm nm Green nm nm Red nm nm Near IR nm nm Pan Resolution at nadir.41 meters.82 meters Pan Resolution at 60 elevation.50-meters 1.0 meter Multi-spectral Resolution at nadir 1.64 meters 3.28 meters Swath width at nadir 15.2 km 11.3 km Launch date 22-Aug Sep-99 Life Cycle 7 years Over 8.5 years Revisit Time 3 days at 40 latitude with elevation > 60 3 days at 40 latitude with elevation > 60 Orbital Altitude 681 km 681 km Nodal Crossing 10:30 AM 10:30 AM Approximate Archive size (km 2 ) 0 245,000,000

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66 Geoeye Res: 0,5 m Rio de Janeiro

67 Prezados; A BRASGEO em parceria com a ASTRIUM SPOT, está trazendo para o Sul do Brasil o SpotMaps SPOTMaps é um mosaico de cobertura ininterrupta, uniforme e sem emendas. Obtido a partir de imagens recentes do satélite SPOT5 - de 2.5m de resolução - sobre áreas extensas (para trabalhos em níveis locais, regionais, estaduais e nacionais). É uma carta básica colorida que oferece alta precisão geométrica a qual reflete fielmente as verdadeiras cores do solo. É adequado para trabalho em escalas compatíveis e pode servir de base para elaboração de inúmeros tipos de bases geográficas. O mosaico é georreferenciado e pode ser diretamente integrado em qualquer Sistema de Informação Geográfica. Vantagens do SPOTMaps Mosaicos uniformes e sem emendas de vastas áreas territoriais cobrindo municípios, estados ou regiões de interesse; Mapa de referência em cores naturais de alta precisão geométrica; Adaptado para trabalhar em escalas compatíveis; Completa qualquer tipo de base de dados georeferenciada; As cores reproduzem de forma fiel as cores naturais das paisagens e do solo; Custo/beneficio; Recente e disponível de imediato; Diretamente integrável em seu GIS Consulte-nos para um orçamento sem custos e veja onde SPOTMaps pode ajudar você.

68 SIG SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS "Um sistema de informações baseado em computador que permite a captura, modelagem, manipulação, recuperação, análise e apresentação de dados georreferenciados" (WORBOIS, 1995). SPRING gvsig QuantumGIS IDRISI ILWIS ARC INFO CAMPEIRO

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C A P Í T U L O 1 F U N D A M E N T O S S E N S O R I A M E N T O

C A P Í T U L O 1 F U N D A M E N T O S S E N S O R I A M E N T O C A P Í T U L O 1 F U N D A M E N T O S D E S E N S O R I A M E N T O R E M O T O E l i s a b e t e C a r i a d e M o r a e s 1 INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS ESPACIAIS-INPE 1 e.mail : bete@ltid.inpe.br

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