Satélites e Sensores Orbitais

Transcrição

1 Satélites e Sensores Orbitais Satélites de monitoramento da superfície da Terra: série LANDSAT e CBERS Satélites meteorológicos: série NOAA

2 Polar Altitude de 250 a 800 Km Direção Norte-Sul Tipos de Órbitas Geoestacionária acima do Equador ~ Km

3 Nós Podemos Ver... estados The O World mundo Continents continentes regiõesregions People in cidades Places Courtesy: Dr. J. Gebelein, Florida Int l University

4 O Que Queremos Saber?... como a Terra muda e quais as conseqüências Courtesy: NASA/GSFC/HQ

5 Fatores Relevantes para Avaliação de Doenças Fonte: Corrêa, M.P. The use of meteorological satellites for the mprovement of human health In: The use of remote sensing to control infectious diseases. Ed. Fiocruz, 2004.

6 Outros Fatores Ozônio Aerossóis Radiação Solar Gases (efeito estufa) Doenças respiratórias Câncer Doenças Oculares Fonte: NASA

7 Do Passado ao Futuro Fonte: NASA

8 Série LANDSAT O Landsat-1 foi lançado pela NASA em Todos os satélites desta série possuem órbita circular, quase polar, síncrona com o sol. Os três primeiros satélites foram colocados em órbita a uma altitude de 920 Km com resolução temporal de 18 dias. Landsat 4-7, foram colocados em órbita a 700 Km de altitude com período de revisita de 16 dias. Os sensores colocados a bordo dos satélites LANDSAT são: RBV - Return Beam Vidicom; MSS - MultiSpectral Scanner; TM - Thematic Mapper; ETM+ - Enhanced Thematic Mapper Plus. Cada cena inteira dos satélites da série LANDSAT possui 185 Km x 185 Km.

9 Características do Sistema RBV Fez parte dos satélites LANDSAT - 1, 2 e 3. RBV é um subsistema de câmeras de televisão. É um tipo de sensor que permite observar a cena imageada como um todo, de forma instantânea à semelhança de uma câmera fotográfica. Canal Faixa Espectral Região Espectral Resolução Espacial (nm) (mxm) azul-verde verde-verm verm.-ivprox. 80

10 Características do Sensor MSS É um subsistema de varredura que permite o imageamento de linhas do terreno, perpendicularmente à órbita do satélite. Canal Faixa Espectral Região Espectral Resolução Espacial (nm) (mxm) verde verm Ivprox Ivprox. 80

11 Imagem do Sensor MSS

12 Características do Sensor TM O sensor TM é um sistema avançado de varredura multispectral concebido para proporcionar melhor resolução espacial, radiométrica e espectral, em relação ao MSS. Canal Faixa Espectral Resolução Espacial (µm) (mxm) 1 0,45-0,52 azul ,52-0,60 verde ,63-0,69 verm ,76-0,90 Ivprox. 1,55-1,75 Ivmed. 10,4-12,5 termal 2,08-2,35 Ivmed Aplicações B1 - Mapear águas costeiras, diferenciar entre solo e vegetação. B2 - Reflectância de vegetação verde sadia. B3 - Absorção de clorofila, diferenciar espécies vegetais. B4 - Levantamento de biomassa, delineamento de corpos d água. B5 - Medidas de umidade da vegetação, diferenciar entre nuvens e neve B6 - mapeamentos térmicos. B7 - Mapeamento hidrotermal.

13 Imagem do Sensor TM (composição colorida 1) TM1 TM2 TM3

14 Imagem do Sensor TM (composição colorida 2) TM2 TM3 TM4

15 Imagem do Sensor TM (composição colorida 3) TM3 TM4 TM5

16 Características do Sensor ETM+ O sensor ETM+ (Enhanced Thematic Mapper Plus) está presente no LANDSAT 7. Ao comparar com o LANDSAT 5, observou-se: aprimoramento na geometria de imageamento; adição de uma banda Pancromática com resolução espacial de 15m e melhor calibração radiométrica dos sensores. Canal Faixa Espectral Resolução Espacial (µm) (mxm) 1 0,45-0,52 azul ,52-0,61 verde ,63-0,69 verm (PAN) 0,76-0,90 Ivprox. 1,55-1,75 Ivmed. 10,4-12,5 termal 2,08-2,35 Ivmed. 0,52-0,90 visível\ivprox

17 Imagem do Sensor ETM+

18 Satélites CBERS O programa CBERS é fruto da cooperação entre Brasil e China e teve início em julho de O CBERS -1 foi lançado em 1999 e é composto pelos sensores (CCD Câmera Imageadora de Alta Resolução, IRMSS Imageador por Varredura de Média Resolução e WFI Câmera Imageadora de Amplo Campo de Visada) Está a uma altitude de 778 km e consegue obter a cobertura completa da Terra em 26 dias. O CBERS - 2 foi lançado em 2003 e é tecnicamente idêntico ao CBERS - 1

19 Características do Sensor CCD Sensor CCD (Charge Coupled Device) é uma câmera de alta resolução que fornece imagens de uma faixa de 113 Km de largura. Canal Faixa Espectral Resolução Espacial (µm) (mxm) 1 0,45-0,52 azul 19,5 2 0,52-0,59 verde 19,5 3 0,63-0,69 verm. 19,5 4 5 (PAN) 0,77-0,89 Ivprox. 0,51-0,73 Vis\IVprox. 19,5 19,5

20 Imagem do Sensor CCD Plano Piloto de Brasília

21 Características do Sensor IRMSS O sensor IRMSS (Infrared Multispectral Scanner Subsystem) é uma câmera de varredura que opera em quatro faixas espectrais. A faixa imageada no terreno é de 120 Km. Canal Faixa Espectral Resolução Espacial (µm) (mxm) 6 0,50-1,1 vis\ivprox 77,8 7 1,55-1,75 Ivmed. 77,8 8 2,08-2,35 Ivmed. 77,8 9 10,04-12,05 termal 77,8

22 Imagem do Sensor IRMSS Região de Angra dos Reis

23 Características do Sensor WFI O WFI (Wide Field Imager) é um imageador de largo campo de visada que imagea uma faixa de 890 Km de largura no terreno. Com este sensor é possível obter a cobertura completa do globo em 5 dias. Canal Faixa Espectral Resolução Espacial (µm) (mxm) 10 0,63-0,69 verm ,77-0,89 Ivprox. 256

24 Imagem do Sensor WFI Represas no Alto Rio Paraná

25 Mosaico de Imagens do Sensor WFI

26 Satélite NOAA-AVHRR A série de satélites NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) é uma série de satélites meteorológicos, os quais também são utilizados para várias outras aplicações. A órbita destes satélites é sol-síncrona e quase polar a uma altitude que varia de 830 a 870 Km. Um dos sensores a bordo do NOAA é o AVHRR (Advanced Very High Resolution Radiometer) que detecta radiação no visível, infrvermelho próximo, médio e termal do espectro eletromagnético. A largura da faixa imageada é de 3000 Km com resolução espacial de 1,1 Km x 1,1m. Banda 1 (verm.) - nuvem, neve e monitoramento de gelo. Banda 2 (Ivprox.) - água, vegetação e agricultura. Banda 3 (IV med.) - temperatura da superfície do mar, focos de incêndios florestais e atividade de vulcões. Bandas 4 e 5 (IV termal) - temperatura da superfície do mar e umidade dos solos.

27 Imagens do Sensor AVHRR do Satélite NOAA América do Sul Continente Africano

28 Sensores Ativos - Região das Microondas A região das microondas no espectro eletromagnético cobre comprimentos de onda que variam de 1mm a 1m. A mais importante razão para o uso da faixa das microondas é a capacidade que o sistema imageador apresenta de penetrar nuvens e precipitações, além de ser independente do Sol como fonte de iluminação, o que permite a aquisição de dados a qualquer hora do dia ou da noite. Outra razão para o uso das microondas é simplesmente porque as informações captadas são diferentes daquelas registradas na região do visível e do infravermelho, o que lhes dá um caráter complementar.

29 Sistemas de Microondas Os sensores ativos de microondas podem ser classificados em imageadores e não-imageadores. O RADAR é o sensor mais utilizado para obter imagens na região das microondas. O termo RADAR deriva do inglês RAdio Detection And Ranging (detecção em faixas de rádio e medição de distância). O sensor de microondas transmite um sinal para o alvo e detecta a porção do sinal retroespalhada. A intensidade do sinal retroespalhado é medida para discriminar entre diferentes alvos.

30 RADAR Consiste basicamente de um transmissor; um receptor; uma antena e um sistema eletrônico para processar e registrar os dados. Os radares operam em um comprimento de onda ou freqüência específicos, geralmente representados por letras (X, C, P). Outra importante característica dos radares é a capacidade de penetrar na vegetação.

31 Radares Imageadores de Visada Lateral Sistema de radar de abertura real (SLAR ou RAR). Este é o sistema mais simples. Sua resolução em azimute é determinada pelo comprimento físico da antena e pelo comprimento de onda, o que resulta em baixa resolução. Neste tipo de sistema, para se obter boa resolução, a antena teria tamanhos desproporcionais. Sistema de radar de abertura sintética (SAR). Este sistema gera imagens de alta resolução. Como a direção da linha de visada muda ao longo da trajetória da plataforma do radar, uma abertura sintética é produzida pelo processamento do sinal que tem o efeito de aumentar o comprimento da antena. A maior vantagem desse sistema sobre o de abertura real é a resolução em azimute, a qual independe da distância entre o radar e o alvo.

32 Influência da Rugosidade dos Alvos A rugosidade refere-se a pequenas irregularidades, formando a textura da superfície do material ou do objeto. A rugosidade é um parâmetro importante para ser considerado na interpretação de alvos em imagens de radar, porque ela permite diferenciar tipos de solo que possuem diferentes texturas, tipos de vegetação, entre outros alvos. Quanto maior a intensidade de energia que retorna à antena, mais brilhante o alvo será representado na imagem.

33 Retroespalhamento (backscatter) O retroespalhamento é a porção do sinal emitido pelo radar que após interagir com o alvo, retorna e é captado pela antena. Áreas na imagem de radar com baixo retroespalhamento aparecem em tons de cinza escuro ou preto, enquanto áreas claras representam alto retroespalhamento.

34 Imagem do Satélite RADARSAT Imagem Radarsat Composição colorida Radar-TM

35 Outros Satélites SPOT QUICKBIRD IKONOS TERRA (sensor MODIS)

36 Satélite x Escala