INTRODUÇÃO AO SENSORIAMENTO REMOTO. Daniel C. Zanotta

Transcrição

1 INTRODUÇÃO AO SENSORIAMENTO REMOTO Daniel C. Zanotta

2 O que é Sensoriamento Remoto? Arte e ciência da obtenção de informação sobre um objeto sem contato físico direto com o objeto. É a tecnologia científica que pode ser usada para medir e monitorar importantes características biofísicas e atividades humanas (JENSEN, 2000).

3 Tipos de Sensoriamento Remoto Aeronaves Satélites

4 Sensoriamento Remoto no Brasil

5 Principais Satélites EROS QuickBird IKONOS ORBVIEW-3 Spot-4 Spot-5 Landsat-5 Landsat-7 ENVISAT EOS-AM-1/TERRA JERS-1 ERS-1 IRS CBERS

6 Como um satélite é colocado em órbita?

7 Imagens de Sensoriamento Remoto CCD-CBERS e TM-Landsat

8 Terra Indígena São Marcos / MT Estudos sobre detecção de mudanças em imagens multitemporais de sensoriamento remoto. Notar a evolução do desmatamento com o deccorrer de quase 20 anos.

9 Desmatamento na Amazônia Boliviana Notar que a Amazônia em sua porção Boliviana preservava totalmente a sua floresta nativa. Hoje o sensoriamento remoto mostra que o desmatamento evuoluiu bastante, devastando praticamente toda a área abrangida pela cena.

10 Tsunami O sensoriamento remoto de alta resolução espacial pode ser utilizado para quantificar as dimensões e áreas mais afetadas em casos de desastres naturais, como terremoto, tsunami, furacões, etc.

11 Indonésia

12 Katrina O sensoriamento remoto é também muito utilizado como fonte de dados para previsão do tempo e estudos climáticos. Nas imagens, são mostradas uma cena antes e depois da passagem do furacão Katrina em território Norte Americano. (O imageamento do furacão abaixo foi feito com uso de satélites meteorológicos de SR equando as imagens ao lado foram adquiridas por sensores de mapeamento temático)

13 Nova York Aqui novamene imagens de Alta resolução espacial foram utilizadas para produzir resposta imadiata à ocorrencia de ataques terroristas e problemas urbanos relacionados. Os satélites de alta resolução espacial possuem tamanho do pixel pequeno o suficiente para enxergarmos detalhes da malha urbana.

14 Fotografias Aéreas Outro tipo de sensoriemanento remoto existente é o não orbital, ou seja, aquele efetuado através de sobrevoos na região de interesse. Neste caso, como a área de cada fotografia é bastante reduzida, é necessário tirar várias fotos e fazer um arranjo (mosaico) das imagens para formar uma cena maior. Este trabalho é bastante difícil e financeiramente custoso.

15 Área central do município de Embu/SP Aqui podemos notar mais uma vez como o desenvolvimento urbano pode ser acompanhado facilmente, desta vez através de fotografias aéreas.

16 Jardim Santo Eduardo/Embu/SP:

17 Estágios de Desenvolvimento Urbano

18 Princípios Físicos do Sensoriamento Remoto: A Energia Eletromagnética

19 Energia Eletromagnética Os satélites de recursos naturais captam a radiação emitida pelo sol e refletida pelos alvos presentes na superfície da Terra. Posteriormente esses dados são passados para uma estação de recepção em terra, onde são armazenados.

20 Distribuição Estação de Processamento Arquivamento

21 Onda eletromagnética A energia solar é transportada até a terra em forma de radiação eletromagnética (REM). Esta é composta pela união de um campo elétrico (E) com um campo magnético (B) e viaja na velocidade da luz (C).

22 A radiação solar é composta por diversos comprimentos de onda (ou frequencia) diferentes. Bilhões e bilhões de raios são emitidos nas mais diversas frequencias ou comprimentos de onda a todo instante do sol em todas as direções, inclusive na direção da Terra.

23 Radiação Solar Parte da radiação vinda do sol (a linha preta da figura) é absorvida pelos gases da atmosféra( como o ozônio, oxigênio e os CFCs). Isto faz com que apenas uma parcela da radiação solar chegue a superfície.

24 As imagens de sensoriamento remoto podem ser úteis para diferenciar plantações em diferentes estégios agrícolas. Neste exemplo, temos 4 folhas em diferentes estágios de vida. Uma grande plantação pode ser completamente acompanhada conhecendo-se como a reflexão da luz do sol é percebida e imageada pelo satélite.

25 Comportamento espectral dos alvos: As imagens dos satélites são compostas por várias bandas (cada banda é responsável por captar uma parcela do espectro eletromagnetico. Sendo assim, quando analisamos a resposta espectral de um pixel em cada uma das bandas da imagem, podemos definir a curva espectral desse pixel (curvas abaixo). Dependendo de qual delas ele melhor se asemelhar, ele será classificado, como uma área de vegetação, solo, rocha, sombra etc.

26 Curvas de Reflectância O mapeamento espectral de cada substância (curvas abaixo) é feito por aparelhos chamados de radiômetro em laboratório. Tais curvas serão comparadas com as respostas de cada pixel na imagem para definir a composição de cada área (rocha, vegetação, areia, sombra...)

27 Esquema de funcionamento do sensor do satélite. A luz dev e ser dividida em suas diversas cores para ser percebida pelo sensor.

28 Posicionamento das Bandas Existem comprimetos de onda que são mais fortemente atenuados pela atmosféra do que outros. Sendo assim, é natural esperar que a posição das bandas dos sensores dos satélites sejam definidas com base nesses dados. Nunca colocaremos uma banda numa região do espectro em que praticamente não chega luz do sol.. (como algumas faixas do infra-vermelho, por exemplo)

29 Canal Faixa Espectral ( m) Principais Aplicações 1 Algumas faixas de aplicação do espectro Eletromagnético em Sensoriamento Remoto Ambiental: Bandas de aquisição do sensor TM (LandSat) 0,45-0,52 Mapeamento de águas costeiras, diferenciação entre solo e vegetação, diferenciação entre vegetação coníferas e decíduas 2 0,52-0,60 Reflectância de vegetação verde sadia 3 0,63-0,69 Absorção da clorofila, diferenciação de espécies vegetais 4 0,76-0,90 Levantamento de biomassa, delineamento de corpos d água 5 1,55-1,75 Medidas de umidade da vegetação, diferenciação entre nuvens e neve 6 10,4-12,5 Mapeamento de estresse térmico em plantas, outros mapeamentos térmicos 7 2,08-2,35 Mapeamento hidrotermal

30 Características das Imagens de Satélite: Originalmente, as imagens de satélites são obtidas em preto e branco. Porém, O olho humano é mais sensível a cores que aos tons de cinza. As cores que podemos ver é fruto da reflexão seletiva dos alvos existentes na superfície terrestre, nas distintas bandas do espectro eletromagnético. A junção dessas imagens em tons de cinza em azul, verde e vermelho forma a imagem colorida. Imagem LANDSAT-TM da cidade de Porto Alegre, lago Guaíba e parte da laguna dos Patos, RS.Composição colorida utilizando três bandas nos comprimentos de onda do visível.