INTRODUÇÃO AO GEOPROCESSAMENTO E AO SENSORIAMENTO REMOTO

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1 INTRODUÇÃO AO GEOPROCESSAMENTO E AO SENSORIAMENTO REMOTO ESTÁGIO DOCÊNCIA ALUNA: ADRIANA AFFONSO (PROGRAMA DE PÓS- GRADUAÇÃO NO INPE MESTRADO EM SENSORIAMENTO REMOTO) ORIENTADOR: PROF. DR. GETULIO T. BATISTA, Ph.D. DISCIPLINA: FOTOINTERPRETAÇÃO E SENSORIAMENTO REMOTO BACHARELADO EM AGRONOMIA UNIVERSIDADE DE TAUBATÉ- UNITAU 2002

2 SUMÁRIO ÍNDICE CAPÍTULO 1 1. INTRODUÇÃO A CARTOGRAFIA 1. 1 CONCEITOS Mapas Escala Projeções e coordenadas Projeções cartográficas Sistema de Coordenadas 1. 2 MÉTODOS PARA OBTENÇÃO DE UMA BASE CARTOGRÁFICA Levantamento terrestre Levantamentos Geodésicos Levantamentos Topográficos Levantamentos Cadastrais Sensoriamento remoto Levantamentos Aerofotogramétricos Recobrimento Aerofotogramétrico O Processamento das Imagens Fotografias Aéreas 1. 3 Sistema Geodésico Brasileiro Datum Planimétrico Datum Altimétrico Datum Sul- americano de 1969 (SAD-69- South American Datum) 1. 4 SIMBOLOGIA CARTOGRÁFICA 1. 5 RESTITUIÇÃO FOTOGRAMÉTRICA 1. 6 REAMBULAÇÃO 1. 7 EDIÇÃO GRÁFICA 1. 8 DESENHO FINAL 1. 9 PRECISÃO DIGITALIZAÇÃO CAPÍTULO 2 2. INTRODUÇÃO AO SIG 2. 1 DEFINIÇÃO 2. 2 HISTÓRICO DO SISTEMA DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS 2. 3 CARACTERÍSTICAS PRINCIPAIS DE UM SISTEMA DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS 2. 4 SISTEMAS RELACIONADOS AO SIG CAD AM/FM 2. 5 ELEMENTOS QUE COMPÕE UM SISTEMA DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS Aquisição de dados Pré-processamento Gerenciador de banco de dados

3 Manipulação e Análise Geração de Produtos 2. 6 DIFERENÇAS ENTRE CAD E GEOPROCESSAMENTO CAD SIG 2. 7 APLICAÇÕES DE SIG 2. 8 MODELOS DE DADOS ESPACIAIS Modelo Vetorial Pontos Linhas Polígonos Modelo Raster Vantagens e Desvantagens das estruturas Vetorial e Matricial 2. 9 TOPOLOGIA BANCO DE DADOS GEOGRÁFICOS CAPÍTULO 3 3. GPS (GLOBAL POSITIONING SYSTEM) 3. 1 HISTÓRICO 3. 2 REFERÊNCIA 3. 3 O SISTEMA GPS Segmento espacial (A constelação GPS) Segmento de Controle (Sistemas de controle) Segmento do Usuário 3. 4 MÉTODOS DE POSICIONAMENTO 3. 5 EQUIPAMENTOS CAPÍTULO 4 4. SENSORIAMENTO REMOTO 4. 1 DEFINIÇÃO 4. 2 HISTÓRICO 4. 3 SR COMO SISTEMA DE AQUISIÇÃO DE INFORMAÇÕES 4. 4 ELEM ENTOS DO SR Radiação Eletromagnética SISTEMAS SENSORES Resolução Resolução espacial Resolução espectral Resolução temporal (repetitividade) Aquisição de dados em sensoriamento remoto Classificação quanto aos sensores 4. 5 SISTEMAS SENSORES ORBITAIS LANDSAT SPOT CBERS CAPÍTULO 5

4 5. PROCESSAMENTO DIGITAL DE IMAGENS 5. 1 PRÉ-PROCESSAMENTO CORREÇÃO RADIOMÉTRICA CORREÇÃO ATMOSFÉRICA CORREÇÃO GEOMÉTRICA 5. 2 REALCE 5. 3 TRANSFORM AÇÕES MULTIESPECTRAIS Índice de vegetação- NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) MODELO LINEAR DE MISTURA ESPECTRAL TRANSFORMAÇÕES DE COMPONENTES PRINCIPAIS 5. 4 SISTEMAS DE CLASSIFICAÇÃO DE IMAGENS DIGITAIS Classificação por Máxima Verosimilhança Segmentação de Imagens Crescimento de regiões

5 CAPÍTULO 1 1. INTRODUÇÃO A CARTOGRAFIA 1. 1 CONCEITOS BÁSICOS Mapa Um mapa é a apresentação ou abstração da realidade geográfica. É uma ferramenta para apresentação da informação geográfica nas modalidades visual, digital e táctil Escala A escala de um mapa é a relação constante que existe entre as distâncias lineares medidas sobre o mapa e as distâncias lineares correspondentes, medidas sobre o terreno. As escalas podem ser: 1) Numéricas: normalmente expressa por uma fração cujo numerados é a medida no mapa e o denominador é a medida correspondente no terreno, mantendo-se a mesma unidade. A escala de um mapa será, portanto, tanto menor quanto maior o denominador da referida fração ou vice versa. Por exemplo: a escala 1:2000 é maior que a escala 1:5000. As escalas tem sempre como numerador a unidade. Para calcular a escala basta dividir ambos os termos da fração pelo numerador. Assim, a escala 1:25000 significa que: - 1 m na carta corresponde a m (25 km) no terreno; - 1 cm na carta corresponde a cm (250 m) no terreno; - 1 mm na carta corresponde a mm (25 m) no terreno. 2) Gráfica: A escala gráfica é um ábaco formado por uma linha graduada, dividida em partes iguais, cada uma delas representando a unidade de comprimento escolhida para o terreno ou um dos seus múltiplos. É indispensável nas cópias heliográficas ou xerográficas de mapas, devido as deformações presentes nestes métodos de reprodução.

6 Projeções Projeções Cartográficas A confecção de uma carta exige, antes de tudo, o estabelecimento de um método, segundo o qual, a cada ponto da superfície da Terra corresponda um ponto da carta e viceversa. Diversos métodos podem ser empregados para se obter essa correspondência de pontos, constituindo os chamados sistemas de projeções. A teoria das projeções compreende o estudo dos diferentes sistemas em uso, incluindo a exposição das leis segundo as quais se obtêm as interligações dos pontos de um superfície (Terra) com os da outra (carta). São estudados também os processos de construção de cada tipo de projeção e sua seleção, de acordo com a finalidade em vista. O problema básico das projeções cartográficas é a representação de uma superfície curva em um plano. Em termos práticos, o problema consiste em se representar a Terra em um plano. A forma de nosso planeta é representada, para fins de mapeamento, por um elipsóide (ou por uma esfera, conforma a aplicação) que é considerada a superfície de referência a qual estão relacionados todos os elementos que desejamos representar (elementos obtidos através de determinados levantamentos). Podemos ainda dizer que não existe nenhuma solução perfeita para o problema, e isto pode ser rapidamente compreendido se tentarmos fazer coincidir a casca de uma laranja com a superfície plana de uma mesa. Para alcançar um contato total entre as duas superfícies, a casca da laranja teria de ser distorcida. Embora esta seja uma simplificação grosseira do problema das projeções cartográficas, ela expressa claramente a impossibilidade de uma solução perfeita (projeção livre de deformações). Poderíamos então, questionar a validade deste modelo de representação já que seria possível construir representações tridimensionais do elipsóide ou da esfera, como é o caso do globo escolar, ou ainda expressá-lo matematicamente, como fazem os geodesistas. Em termos teóricos esta argumentação é perfeitamente válida e o desejo de se obter uma representação sobre uma superfície plana é de mera conveniência. Existem algumas razões que justificam esta postura, e as mais diretas são: o mapa plano é mais fácil de ser produzido e manuseado.

7 Podemos dizer que todas as representações de superfície curvas em um plano envolvem: extensões ou contrações que resultam em distorções ou rasgos. Diferentes técnicas de representação são aplicadas no sentido de se alcançar resultados que possuam certas propriedades favoráveis para um propósito específico. A construção de um sistema de projeção será escolhido de maneira que a carta venha a possuir propriedades que satisfaçam as finalidades impostas pela sua utilização. O ideal seria construir uma carta que reunisse todas as propriedades, representando uma superfície rigorosamente semelhante à superfície da Terra. Esta carta deveria possuir as seguintes propriedades: 1. Manutenção da verdadeira forma das áreas a serem representadas (conformidade); 2. Inalterabilidade das áreas (equivalência); 3. Constância das relações entre as distâncias dos pontos representados e as distâncias correspondentes (eqüidistância). Essas propriedades seriam facilmente conseguidas se a superfície da Terra fosse plana ou uma superfície desenvolvível. Como tal não ocorre, torna-se impossível a construção da carta ideal, isto é, da carta que reunisse todas as condições desejadas. A solução será, portanto, construir uma carta que, sem possuir todas as condições ideais, possua aquelas que satisfaçam a determinado objetivo. Assim, é necessário ao se fixar o sistema de projeção escolhido considerar a finalidade da carta que se quer construir MÉTODOS PARA OBTENÇÃO DE UMA BASE CARTOGRÁFICA A determinação da utilização de um método ou outro depende: 1. Da extensão da área a ser mapeada; 2. Do objetivo do mapa; 3. Dos recursos financeiros disponíveis para contratá-los. Os métodos mais empregados na obtenção de mapas podem ser classificados de uma maneira geral como: 1. Levantamentos terrestres; 2. Sensoriamento remoto; 3. Levantamentos aéreos 4. Digitalização.

8 Levantamento terrestre São aqueles conduzidos sobre a superfície terrestre, ou seja, a estação de observação e os métodos utilizados são terrestres. Para a realização destes levantamentos, e dependendo da precisão que se deseja atingir, faz-se uso de equipamentos tipo teodolitos e/ou níveis (convencionais ou eletrônicos), estações totais, distanciômetros e GPS (Global Position System). Os levantamentos terrestres podem ser classificados, segundo os objetivos, da seguinte maneira: 1. Levantamento geodésico; 2. Levantamento topográfico; 3. Levantamento cadastral Levantamentos geodésicos São as observações de campo executadas tendo em vista a geodesia, ciência que visa determinar o tamanho, a forma e o campo gravitacional da Terra. Tais observações necessitam da mais alta acuracidade possível para serem consideradas de valor científico Levantamentos topográficos São os levantamentos em que a superfície média da Terra é considerada plana, a direção da linha de prumo é considerada a mesma em todos os pontos do levantamento e os ângulos também são considerados planos Levantamentos cadastrais Caracterizam-se pela determinação e representação da posição dos limites de propriedades urbanas ou rurais, bem como, de todos os detalhes possíveis, dentro de uma escala adequada, normalmente para fins de registro.

9 Sensoriamento Remoto De uma maneira geral, sensoriamento remoto é o nome atribuído aos métodos que utilizam tecnologias que detectam e avaliam os objetos sem o contato humano direto. Os levantamentos que se utilizam desta tecnologia são os aerofotogramétricos e os orbitais Levantamentos Aerofotogramétricos Geram basicamente três tipos de bases cartográficas: 1) mapas analógicos ou convencionais 2) mapas digitais 3) ortofotocartas O processo está baseado na coleta de informações a partir de câmaras fotográficas especiais, instaladas a bordo de aeronaves. Estes levantamentos envolvem as seguintes etapas: Recobrimento Aerofotogramétrico O planejamento do vôo: o planejamento da cobertura fotográfica de uma região depende inicialmente da finalidade do projeto a ser executado, sendo que a sua realização está sujeita a uma série de limitações devido às condições atmosféricas: bruma, nuvens, altura do sol e outras. O sucesso de um projeto depende da boa qualidade das fotografias tomadas, bem como, da adequação aos demais recursos disponíveis. A cobertura fotográfica de uma região deve ser realizada de modo que a área de superposição longitudinal, ou entre fotos consecutivas, não seja inferior a 50%, assegurando a visão tridimensional da área. Comumente, estabelece-se 60% de superposição longitudinal e 30% de superposição lateral ou enter faixas, para garantir o recobrimento total da região e obter estereoscopia. Para o caso das ortofotocartas, o recobrimento longitudinal deve ser de 80%.

10 O Processamento das Imagens Os filmes são levados ao laboratório fotográfico para a revelação, copiagem das fotos alternadas e montagem das faixas de vôo para análise e verificação da necessidade ou não de revôos de falhas Fotografias Aéreas As fotografias aéreas são bastante empregadas em trabalhos de fotointerpretação e atualização de cartas topográficas já existentes, podendo ser utilizada em combinação com as cartas ou, em casos específicos, substituindo-as. Num mapeamento aerofotogramétrico há uma seleção dos elementos do terreno que serão representados na carta, pois, representar todos os detalhes iria sobrecarregá-las prejudicando sua interpretação. As fotografias aéreas se constituem num riquíssimo armazém de informações cartográficas, geográficas, geológicas, etc., pois são a representação fiel do terreno por elas registrado. As fotografias aéreas mais empregadas em mapeamento são as verticais, tomadas com o eixo ótico da câmara perpendicular ao terreno, possuem uma escala média quase constante em toda a sua extensão. Fotointerpretação e fotoidentificação Através de exames sistemáticos das imagens, os elementos são identificados nas suas categorias: Natureza; Limites e relações com o meio; Análise qualitativa e quantitativa A fotointerpretação se desenvolve em duas fases: 1. Na constatação com identificação de sinais conhecidos e traduzidos de objetos diretamente visíveis; 2. Na detecção dos objetos e suas relações através de análise metódica e sistemática. Na fotointerpretação, o mais importante em relação aos trabalhos cartográficos nem sempre é a identificação de detalhes isolados do terreno, mas sim, a procura de estruturas e seu relacionamento.

11 Planejamento e medição do apoio terrestre O apoio terrestre é formado por um conjunto de pontos cujas posições são conhecidas em relação a um sistema de coordenadas previamente estabelecido e cujas imagens possam ser identificadas nas fotografias. Os pontos de apoio, como são comumente denominados em fotogrametria, fornecem um meio para orientar ou referenciar a fotografia aérea no terreno. Tais pontos são classificados em pontos de apoio horizontal e apoio vertical. A finalidade do apoio terrestre é a fototriangulação, procedimento este que determina as coordenadas de pontos auxiliares em cada modelo esteroscópico (área de superposição entre duas fotos consecutivas a partir de modelagem matemática) SISTEMA GEODÉSICO BRASILEIRO Como sistema de referencia planimétrico (φλ) padrão no Brasil existe a Rede Nacional de Triangulação Geodésica e, para a determinação do apoio altimétrico (h), partese de pontos de altitudes conhecidas, denominados Referências de Nível (RN). Nestes pontos as equipes de campo iniciam seus trabalhos utilizando aparelhos de medição tais como teodolitos e distanciômetros eletrônicos, níveis de 1 a ordem e rastreadores de satélites (GPS). O sistema de referência geodésico é definido a partir de um conjunto de pontos geodésicos implantados na superfície terrestre delimitada pelas fronteiras do país. Constitui no referencial único para a determinação de coordenadas e altitudes. Caracteriza-se por um datum altimétrico e um elipsóide de referência Datum Planimétrico Ponto de referência geodésico que representa a base dos levantamentos horizontais, dos quais são conhecidos cinco parâmetros: 1. Ponto no terreno; 2. Altura geoidal; 3. Elipsóide de referência; 4. Coordenadas astronômicas; 5. Azimute de uma direção.

12 Datum Altimétrico É um ponto fixo fundamental, solidamente materializado, cuja altitude foi determinada em relação ao nível de mar, fixada preliminar ou definitivamente. É utilizada como ponto de partida e referência às altitudes determinadas nos nivelamentos. O datum altimétrico utilizado no Brasil está situado na Baía de Imbituba (SC) Datum Sul- Americano de 1969 (SAD-69- South American Datum) O datum adotado para uniformizar a rede de controle básico continental é destinado a todos os levantamentos de projetos de engenharia e operações cartográficas. Este ponto, conhecido como origem, está situado na localidade denominada Chuá (MG) Aerotriangulação Este processo inicia-se com o planejamento da ligação entre modelos esteroscópicos e enter faixas de vôo através de pontos comuns. Consiste, portanto, em determinar, através de processos matemáticos, as coordenadas destes pontos comuns, no mesmo sistema de referência utilizado para os pontos de apoio terrestre SIMBOLOGIA CARTOGRÁFICA Um mapa, sob o ponto de vista gráfico, é um conjunto de sinais e de cores que traduz as mensagens para as quais foi executado. Os objetos cartografados, materiais ou conceituais, são transcritos através de grafismos ou símbolos, que se encontram relacionados com a legenda no mapa RESTITUIÇÃO FOTOGRAMÉTRICA Este processo consiste em utilizar um par esteroscópico (duas fotografias consecutivas) num aparelho restituidor. Os procedimentos iniciais de uma restituição são denominados e orientação interna, relativa e absoluta do estereomodelo. Os objetivos são a recuperação da posição da aeronave no instante da tomada das fotos com o auxílio dos pontos fototriangulados e a

13 orientação do modelo esteroscópico já formado em relação ao sistema de referência terrestre. Posteriormente, o operador inicia a coleta dos dados percorrendo toda a área do modelo tridimensional, registrando as diversas feições presentes como arruamentos, edificações, divisas de lotes, vegetação, hidrografia, etc. O registro destas informações pode ser: Analógico, quando são transferidas diretamente para o papel através de pantógrafos ou Digital, quando transferidas para um microcomputador através de interfaces e programas especialmente desenvolvidos para este fim, gerando arquivos magnéticos REAMBULAÇÃO É o processo de complementação dos serviços de restituição, realizado com a tomada in loco de certas informações os simplesmente utilizando-se cartas geográficas, com o objetivo de sanar dúvidas quanto à indefinição de certas feição contidas nas fotos EDIÇÃO GRÁFICA Executada apenas quando o processo de restituição é digital. Os arquivos são transferidos para as estações de trabalho onde são manipulados de forma a se transcrever informações provenientes da reambulação, eliminar dados inconsistentes, alterar possíveis detalhes incorretos e tornar os arquivos matemática e esteticamente perfeitos DESENHO FINAL Esta etapa é executada para ambos os processos de restituição. É executada manualmente quando o processo for analógico, a partir de copiagem em material estável, dos dados constantes da minuta ou original de restituição, acrescentando-se as informações da reambulação. É executada automaticamente por meio de plotters de mesa plana ou de rolo, quando o processo de restituição for digital.

14 1. 9 PRECISÃO A precisão final dos levantamentos aerofotogramétricos é função da precisão obtida nas diversas etapas do método. Assim, a escolha dos pontos de apoio básico, os métodos para a determinação do apoio suplementar, a calibração da câmara fotográfica, a revelação e copiagem dos filmes, a perfuração dos diapositivos e a fototriangulação, são todos elementos determinantes da precisão dos produtos finais DIGITALIZAÇÃO A digitalização não é um processo de obtenção de bases cartográficas e sim a conversão e dados analógicos em dados digitais. Portanto, esta etapa pressupõe a existência de bases cartográficas convencionais (mapas impressos) que serão convertidas para meios digitais.

15 2. INTRODUÇÃO AO SIG CAPÍTULO DEFINIÇÃO O conceito se SIG mais difundido, apresenta-se como uma coleção organizada de hardware, software, dados geográficos e pessoal envolvido no trabalho, projetado para, capturar, armazenar, atualizar, manipular, analisar e apresentar todas as formas de informações referenciadas geograficamente. A seguir apresentam-se alguns conceitos de SIG, difundidos por pesquisadores da área: A definição de SIG ( segundo STAR & ESTES, 1990): é a união entre um sistema de banco de dados projetados para trabalhar com dados georeferenciados e um conjunto de operações que fornecem capacidade analítica para trabalhar com tais dados. GIS pode ser entendido como um sistema voltado para a coleta, armazenamento, recuperação, manipulação e apresentação de informação sobre entidades de expressão espacial e sobre o contínuo espacial, fazendo uso do computador. (Harvey, 1969) GIS é um conjunto automatizado de funções que oferecem capacidades avançadas para armazenar, recuperar, manipular e exibir dados localizados geograficamente (Ozemoy, Smith e Scherman, 1981) Uma definição ampla e universal aborda o SIG como sendo um sistema integrado para capturar, armazenar, manipular, analisar e exibir informações referentes as relações de natureza geográfica (Goodchild, 1985) 2. 2 HISTÓRICO DO SISTEMA DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS A idéia de utilizar a geografia como uma ferramenta para integrar dados é a base dos Sistemas de Informações Geográficas. Este conceito foi formulado a cerca de 30 anos por um grupo de geógrafos e de outros técnicos. Muitas das inovações na aplicação das tecnologias á geografia e outras ciências começaram no final da década de 50. Nessa altura, vários modelos matemáticos e estatísticos começaram a ser desenvolvidos. Nos finais da década de 70, a primeira aplicação comercial de SIG ficou acessível.

16 Todas as experiências com esta aplicação foram acompanhadas, pelo desenvolvimento dos micro computadores no início dos anos 80. Hoje, os SIG já são aplicados a variadas áreas, que vão desde estudos de mercado a planejamento urbanístico ou florestal. A crescente preocupação da opinião pública com as questões ambientais tem contribuído para a divulgação dos SIG ao público e para o crescimento de sua utilização CARACTERÍSTICAS PRINCIPAIS DE UM SISTEMA DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS : 1 Integrar numa única base de dados as informações espaciais provenientes de diferentes fontes tais como dados cartográficos, dados de censo e de cadastro urbano e rural, imagens de satélite, redes e MNT s; 2- Combinar as várias informações através de algoritmos de manipulação para gerar mapeamentos derivados; 3- Consultar, recuperar, visualizar, e desenhar o conteúdo da base de dados geocodificados. Figura 2.1: Interação entre a Informação Gráfica e a Descritiva

17 2. 4 SISTEMAS RELACIONADOS AO SIG CAD O sistema CAD envolve a criação de desenhos e plantas técnicas. A sua capacidade analítica é muito limitada, apesar do suporte a mapas, provém limitada utilidade para gerir e analisar grandes Bases de Dados AM/FM Os sistemas AM/FM (Automated Mapping and Facilities Management ) são por muitos considerados como um tipo específico de SIG. São sistemas especializados para a gestão de Infra Estruturas. Permitem guardar e manipular informação em forma de mapa. A exceção para total uso desta tecnologia é que o sistema AM/FM não são utilizados para fazer análises espaciais e falta-lhe a estrutura topológica de dados do SIG ELEMENTOS QUE COMPÕE UM SISTEMA DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS Aquisição de dados: processo de identificação e levantamento dos dados necessários. Esta etapa é bastante demorada e dispendiosa da qual dependerá a acuracidade dos dados de entrada e consequentemente a confiabilidade dos produtos resultantes; Pré-processamento: envolve o tratamento dos dados capturados em seus diferentes formatos para serem devidamente armazenados em formato digital no banco de dados computacional; Gerenciador de banco de dados: módulo que governa a criação e o acesso as informações no banco de dados. Através dele se pode entrar, atualizar, excluir e recuperar os dados armazenados;

18 Manipulação e Análise: trabalhando-se com os operadores analíticos sobre os componentes do banco de dados, pode-se gerar novas informações. Esta capacidade analítica é uma das grandes vantagens do sistema, uma vez que a congruência de informações pode levar a observações de fatos que poderiam não ser facilmente notados caso os dados fossem analisados em separado. Aqui cabe também a interação com os modelos matemáticos, que podem ser intensivamente utilizados para simular diferentes informações e gerar novas informações; Geração de Produtos: fase em que os produtos finais gerados pelo Sig são criados, como por exemplo: relatórios, gráficos e mapas temáticos DIFERENÇAS ENTRE CAD E GEOPROCESSAMENTO CAD Limitado para operações analíticas; São sistemas meramente gráficos; Os dados são desenhos eletrônicos em coordenadas de papel; Não armazenam a topologia de um mapa; SIG Apresentam mecanismos de suporte a decisão; Manipulam objetos Complexos; Os dados devem ser sempre georeferenciados; Armazena a topologia de um mapa; 2. 7 APLICAÇÕES DE SIG Os SIG já estão sendo utilizados em instituições governamentais, empresas e em investigação num vasto leque de aplicações. Estes sistemas podem ser aplicados a: Planejamento de Infra-Estrututras;

19 Gestão de instalações como: localização de cabos e tubagens subterrâneas, estudo de redes elétricas, planejamento de manutenção dessas instalações; Análises Demográficas e estudos de mercado Estudo de áreas com maior criminalidade; Análise da localização de ocorrência de acidentes viários; Análise de Recursos Ambientais; Gestão de Recursos Naturais como: estudos do habitat de certos animais, estudo do trajeto de rios, planejamento do uso da terra, agricultura, estudo das florestas, etc; Análise Arqueológica; Gestão Pública de : aquisição de terrenos, qualidade da água, impacto de políticas ambientais, etc; Análise de localização ideal de fábricas ou pontos estratégicos; Análise Demográfica e consequentemente reestruturação de rotas de veículos de transporte; Gestão, análise e planejamento de rotas e redes viárias; Localização e contato imediato com carros; Gestão de sistema viário MODELOS DE DADOS ESPACIAIS Modelo Vetorial Na estrutura dos dados vetoriais, todo elemento espacial é representado por uma série de vetores com coordenadas, representando objetos do mundo real. São representados por pontos linhas e polígonos que são os elementos que permitem a estrutura vetorial representar os dados de forma mais precisa uma vez que suas coordenadas estão em um espaço contínuo e possibilitam descrição exata de posição, tamanho e dimensão Pontos São objetos adimensionais e definidos para toda entidade geográfica que pode ser localizada por um par de coordenadas XY, é utilizado para representar a localização de um fenômeno geográfico, ou para representar uma feição do mapa que é muito pequena para ser mostrada como uma área ou linha.

20 Exemplos: Dependendo da escala a localização de uma cidade; um ponto cotado(quando este além das coordenadas XY, tem-se o atributo Z); poços; etc Linhas Definida por no mínimo dois pares de coordenadas XY, sendo utilizada para representar feições do mapa com características lineares. Exemplos: rios; rodovias; linhas de costa; limites municipais; etc Polígonos Definidas por uma série de coordenadas (x,y), formando segmentos de linhas que fecham uma área e freqüentemente representam elementos de tem forma de áreas. Exemplos: lagos; bairros; bacias hidrográficas, etc Modelo Raster Define-se o formato matricial ou varredura como um conjunto de células localizadas em coordenadas formando uma matriz. Cada célula é referenciada por índices de linha e coluna e contém um número representando o tipo ou valor do atributo mapeado. Os valores de cada pixel estão limitados num certo intervalo numérico, como por exemplo para imagens em 8 bits, ou números associados a classes no caso de imagens temáticas Vantagens e Desvantagens das estruturas Vetorial e Matricial As representações matricial e vetorial não são exatamente equivalentes para um mesmo dado havendo perda de precisão na transformação do formato vetorial para o formato de varredura. Estas perdas podem ser compensada pelo fato de que as operações de análise geográfica no domínio varredura serem mais eficientes. A representação vetorial é a mais adequada para identificar objetos individualizáveis no terreno, onde se requer precisão. A representação varredura por sua vez é mais adequada para fenômenos e grandezas que variam continuamente no espaço.

21 2. 9 TOPOLOGIA Definida como a parte da matemática que estuda as propriedades geométricas que não variam mediante uma deformação, especificamente o relacionamento espacial entre os objetos, com, por exemplo, proximidade e vizinhança. A definição da topologia explicita os relacionamentos espaciais entre os objetivos através de um processo matemático. A topologia para um dado de modelo temático ou cadastral, resulta na criação dos polígonos armazenando as informações das linhas, nós e identificadores que os compõe, as linhas que são compartilhadas por diferentes polígonos e as vizinhanças e circunscrividade entre eles. Topologia é um conjunto de técnicas que permitem perceber as relações espaciais inerentes ao posicionamento relativo dos objetos, independentemente de suas dimensões ou coordenadas exatas. Relações de continência (contém/ contido), Adjacência (vizinho a /ao lado de) e conexão (conectado a, ligado a, relacionado com) são deduzidas com base em técnicas de topologia. (ROHM) BANCO DE DADOS GEOGRÁFICOS Um SIG é um banco de dados cartográficos construído em torno de um modelo híbrido. Ele organiza dados geográficos usando um modelo georrelacional e topológico. (ESRI, 1992). Isso Facilita o manuseio eficiente de duas classes genéricas da dados espaciais: os dados de localização, que descrevem graficamente a localização e a topologia da característica (ponto, linha e polígono), e os dados de atributos, que descrevem as características dessas feições.

22 Figura 2.2: Modelo topológico O Banco de Dados Geográficos de um SIG é uma coleção de dados espaciais e de dados descritivos, relacionados e organizados, para armazenamento e recuperação eficiente de dados pelos usuários.

23 CAPÍTULO 3 3. GPS (GLOBAL POSITIONING SYSTEM) 3. 1 HISTÓRICO Em 1978 foi iniciado o rastreamento dos primeiros satélites NAVSTAR ( Navigation System With Timing And Ranging ), dando origem ao GPS como é hoje conhecido. No entanto, somente na Segunda metade da década de 80 é que o GPS se tornou popular, depois que o sistema foi aberto para o uso civil e de outros países, já que o projeto foi desenvolvido para aplicações militares. Além disso, o avanço tecnológico no campo da micro informática permitiu aos fabricantes de rastreadores produzir receptores GPS que processassem no próprio receptor os códigos de sinais recebidos do rastreador REFERÊNCIA O sistema geodésico adotado para referência é o World Geodetic System e 1984 (WGS-84). Isto acarreta que os resultados dos posicionamentos realizados com o GPS referem-se a esse sistema geodésico, devendo ser transformados para o sistema SAD-69, adotado no Brasil, através de metodologia própria. Ressalta-se que o GPS fornece resultados de altitude elipsoidal, tornando obrigatório o emprego do Mapa Geoidal do Brasil, produzido pelo IBGE, para a obtenção de altitudes referenciadas ao geóide (nível médio dos mares) O SISTEMA GPS O sistema de GPS subdivide-se em três segmentos: Segmento espacial (A constelação GPS) O segmento espacial do GPS prevê cobertura mundial de tal forma que em qualquer parte do globo, incluindo os pólos, existam pelo menos 4 satélites visíveis em relação ao horizonte, 24 horas ao dia. Em algumas regiões da Terra é possível a obtenção e 8 ou mais satélites visíveis ao mesmo tempo. A constelação de satélites GPS é composta por 24 satélites ativos que circulam a Terra em órbitas elípticas (quase circulares). A vida útil esperada de cada satélite é de cerca

24 de 6 anos, mas existem satélites em órbita com mais de 10 anos e ainda em perfeito funcionamento Segmento de Controle (Sistemas de controle) Compreende o Sistema de Controle Operacional, o qual consiste de uma estação de controle mestra, estações de monitoramento mundial e estações de controle de campo. Estação mestra: Localiza-se na base FALCON da USAF em Colorado Springs- Colorado. Esta estação, além de monitorar os satélites que passam pelos EUA, reúne os dados das estações de monitoramento e de campo, processando-os e gerando os dados que efetivamente serão transmitidos aos satélites. Estações de monitoramento: Rastreiam continuamente todos os satélites da constelação NAVSTAR, calculando suas posições a cada 1,5 segundos. Através de dados meteorológicos, modelam os erros de refração e calculam suas correções, transmitidas aos satélites e através destes, para os receptores de todo o mundo. Existem quatro estações, além da mestra: - Hawai; - Ilha de Assención, no Atlântico Sul; - Diego Garcia, no Oceano Índico; - Kwajalein, no Pacífico. Estações de campo: Estas estações são formadas por uma rede de antenas de rastreamento dos satélites NAVSTAR. Tem a finalidade de ajustar os tempos de passagem dos satélites, sincronizando-os com o tempo da estação mestra.

25 Segmento do Usuário O segmento dos usuários está associado às aplicações do sistema. Refere-se a tudo que se relaciona com a comunidade usuária, os diversos tipos de receptores e os métodos de posicionamento por eles utilizados.. Figura 3.1: Segmentos que compõem o sistema GPS: Segmento Espacial, Segmento de Controle e o Segmento do Usuário 3. 4 MÉTODOS DE POSICIONAMENTO - Absoluto (Ponto isolado): este método fornece uma precisão de 100 metros. - Diferencial: As posições absolutas, obtidas com um receptor móvel, são corrigidas por outro receptor fixo, estacionado num ponto de coordenadas conhecidas. Esses receptores comunicam-se através de link de rádio. Precisão de 1 a 10 metros. - Relativo: É o mais preciso. Utilizado para aplicações geodésicas de precisão. Dependendo da técnica utilizada (estático, cinemático ou dinâmico), é possível obter-se uma precisão de até 1 ppm. Para aplicações científicas, por exemplo, o

26 estabelecimento da Rede Brasileira de Monitoramento Contínuo- RBMC, essa precisão é de 0,1 ppm EQUIPAMENTOS Atualmente existe uma gama muito grande de receptores GPS. De um modo geral, podemos classificá-los em receptores geodésicos e de navegação. Os receptores de navegação trabalham apenas com o código, ou seja, usam como observável apenas as pseudo- distâncias. Os receptores geodésicos observam pseudodistâncias e também a fase das portadoras. Portanto, em princípio todo receptor geodésico pode fazer navegação, mas os instrumentos de navegação não tem a precisão que a geodésia requer.

27 CAPÍTULO 4 4. SENSORIAMENTO REMOTO 4. 1 DEFINIÇÃO O sensoriamento remoto é definido por Lillesand & Kiefer (1987) como... a ciência e arte de receber informações sobre um objeto, uma área ou fenômeno pela análise dos dados obtidos de uma maneira tal que não haja contato direto com este objeto, esta área ou este fenômeno. Para se obter estas informações, usa-se um meio que, neste caso, é a radiação eletromagnética, supondo que esta possa chegar direitamente ao sensor. Isto, no entanto, não é possível em todas partes do espectro eletromagnético, porque a transmissividade atmosférica é variável para os diversos comprimentos de onda HISTÓRICO A historia do Sensoriamento Remoto é um assunto bastante polêmico. Alguns autores relacionam sua origem ao desenvolvimento dos sensores fotográficos. O Manual of Remote Sensing (ASP- American Society of Photogrammetry- 1975) divide a história do Sensoriamento Remoto em dois períodos principais: o de 1860 a 1960, no qual era baseado em fotografias aéreas e o período de 1960 aos dias atuais, caracterizado pela multiplicidade de sistemas sensores, enfatizando aos sistemas orbitais. O texto a seguir é um resumo contendo algumas datas de eventos relacionados ao relacionados ao desenvolvimento do sensoriamento remoto Desenvolvimento da teoria sobre a luz (espectro eletromagnético), Newton: decomposição da luz branca, Herschel: radiação infravermelho, Niepce: primeira imagem fotográfica utilizando uma câmara primitiva e papel quimicamente sensibilizado Primeira fotografia aérea tirada a bordo de um balão, Tournachon (Paris); utilização de pipas para fotografar São Francisco (USA); primeira imagem aérea de um balão nos EUA Desenvolvimento de mecanismo de exposição automática e produção de câmaras aéreas leves com negativos de 38mm, possibilitando a tomada de fotografias aéreas por pombos Desenvolvimento de aviões- tomadas de fotografias aéreas: Wright

28 1931- Conhecimento sobre o comportamento espectral dos objetos da superfície terrestre, desenvolvimento de filme infravermelho: Stevens (USA) Aperfeiçoamento e intensificação de pesquisas sobre comportamento espectral- Krinov (URSS) Aperfeiçoamento de foguetes de lançamento após a Segunda guerra, primeira fotografia orbital MA-4 Mercury (NASA), reconhecida a utilidade para recursos naturais, aprovado programa GEMINI (aquisição de fotos da superfície terrestre, levantamentos repetitivos) Julho: primeiro satélite de recursos naturais colocado em órbita: Landsat1 (na época o ERST- 1- Earth Resource Technology Satellite) pela NASA Landsat 2; Landsat 3; Landsat Desenvolvimento dos detectores mais sensíveis e equipamentos ópticos mais precisos, desenvolvimento da mecânica orbital, de microprocessadores e soluções para armazenagem e transmissão de dados a grandes distâncias Landsat 5; SPOT 1; NOAA- 11 e IRS- 1 A SPOT 2; ERS-1, NOAA 12 e IRS-1B JERS Spot 3; Lançamento e perda do Landsat IRS-P2; RESURS-1; IRS1C, RADARSAT; IRS-P CBERS 1 (satélite sino brasileiro), IKONOS 4. 3 SR COMO SISTEMA DE AQUISIÇÃO DE INFORMAÇÕES O sistema de aquisição de informações por sensoriamento remoto pode ser considerado como um conjunto de subsistemas que atuam simultaneamente para coletar e analisar informações sobre a superfície terrestre. Este sistema é composto por: Sistemas sensores: são os equipamentos que focalizam e registram a radiação eletromagnética proveniente de um objeto; Sistemas de processamento de dados: convertem o dado bruto produzido pelo sensor em produtos possíveis de serem interpretados e convertidos em informação;

29 Sistemas de análise: incluem todas as ferramentas que permitem integrar as informações derivadas de sensoriamento remoto a outras informações ambientais, dentre as quais destacam- se os sistemas de geoprocessamento, com ênfase nos sistemas de informação geográfica- SIG). Para que os sistemas sensores atinjam seu objetivo (coleta de dados) certas condições devem ser satisfeitas: Existência de uma fonte de radiação; Propagação da radiação pela atmosfera; Incidência da radiação eletromagnética sobre a Terra; Interações com os objetos, substâncias, feições ou fenômenos; Retorno da energia em forma de ondas refletidas; Captação e registro da energia refletida pelos detectores dos sensores ELEM ENTOS DO SR Radiação Eletromagnética A energia eletromagnética é o meio através do qual a informação é transmitida do objeto ao sensor. A informação pode ser codificada em termos da freqüência, intensidade e polarização da onda eletromagnética. Como a radiação eletromagnética se propaga à velocidade da luz, quanto maior a sua freqüência, menor o seu comprimento de onda. As radiações de alta freqüência e pequeno comprimento de onda possuem níveis de energia mais elevado que as de baixa freqüência, portanto, as interações enter a radiação eletromagnética e os objetos variam ao longo do espectro eletromagnético. A radiação eletromagnética pode ser caracterizada pelo comprimento de onda (ou freqüência da radiação), pela intensidade da radiação e por sua polarização. O comprimento de onda representa a distância entre dois pontos de igual intensidade do campo elétrico (ou magnético) ao longo da direção de propagação. O espectro eletromagnético corresponde a um intervalo contínuo de energia, em comprimentos de onda que variam de angstrons (raios gama, x e ultravioleta) a quilômetros (ondas de rádio), a velocidade da luz. O Sol é a principal fonte de energia eletromagnética disponível para o sensoriamento remoto da superfície terrestre. Seu pico de emissão de

30 energia eletromagnética está entre 0,4 e 0,7 µm, que é a porção visível do espectro eletromagnético. Figura 4.1: Curva de reflectância típica de uma folha verde sadia na faixa óptica do espectro eletromagnético Fonte: Souza (1997,p.13) A atmosfera é opaca em diversas regiões do espectro eletromagnético. A radiação com comprimentos de onda inferiores a 0,3 µm praticamente não ultrapassam a atmosfera. Características de transmissão atmosférica fazem com que raramente se usem sensores que operam em faixas de comprimento de onda inferiores a 0,4 µm. Para comprimentos de onda entre 0,4 µm e 2,5 µm, a energia usada para o sensoriamento remoto dos recursos terrestres é o fluxo solar refletido (regiões do visível e infravermelho) e para comprimentos de onda maiores que 6 µm, a energia utilizada é o fluxo termal (região do termal) emitido pela superfície terrestre. Na região das microondas, os sistemas sensores operam com radiação própria emitida e refletida pela superfície terrestre (radiação produzida por circuitos eletrônicos).

31 SISTEMAS SENSORES Resolução É a medida da habilidade que o sistema sensor possui em distinguir objetos que estão próximos espacialmente ou respostas que são semelhantes, espectralmente Resolução espacial Mede a menor separação angular ou linear entre dois objetos. Ex: um sistema de resolução de 30 m (Landsat) significa que os objetos distanciados de 30m serão em geral distinguidos pelo sistema. Assim, quanto menor a resolução espacial, maior o poder resolutivo, ou seja, maior o seu poder de distinguir enter objetos muito próximos Resolução espectral refere-se às larguras das faixas espectrais e número de faixas do sensor Resolução temporal (repetitividade) É o tempo enter as aquisições sucessivas de dados de uma mesma área Aquisição de dados em sensoriamento remoto É o procedimento pelos quais os sinais são detectados, gravados e interpretados. A detecção da energia eletromagnética pode ser obtida de duas formas: - Fotograficamente: o processo utiliza reações químicas na superfície de um filme sensível a luz para detectar variações de imagem dentro de uma câmara e registrar os sinais detectados gerando uma imagem fotográfica. - Eletronicamente: o processo eletrônico gera sinais elétricos que correspondem às variações de energia provenientes da interação enter a energia eletromagnética e a superfície da Terra. Esses sinais são transmitidos às estações de captação onde são registrados geralmente numa fita magnética, podendo depois ser convertidos em imagem Classificação quanto aos sensores

32 A) Quanto aos modelos operantes Ativos: possuem sua própria fonte de radiação, a qual incide em um alvo, captando em seguida o seu reflexo. Ex: radar; Passivos: registra irradiações diretas ou refletidas de fontes naturais. Dependem de uma fonte de radiação externa para que possam operar. Ex: câmara fotográfica. B) Quanto ao tipo de transformação sofrida pela radiação detectada: Não imageador: não fornecem uma imagem da superfície sensoriada e sim registros na forma de dígitos ou gráficos; Imageador: fornecem mesmo por via indireta, uma imagem da superfície observada através do sistema de quadros ou sistema de varredura. Sistema de quadros: Adquirem a imagem da cena em sua totalidade num mesmo instante; Sistema de varredura: A imagem da cena é formada pela aquisição seqüencial de imagens elementares do terreno ou elementos de resolução (pixels) SISTEMAS SENSORES ORBITAIS LANDSAT O Landsat-7 ETM+, lançado em abril de 1999 é o sétimo de uma série de satélites para monitoramento e observação da Terra. Este satélite possui as mesma características de seus antecessores, mas com algumas inovações: uma banda pancromática com resolução espacial de 15 metros; um canal infra vermelho termal com resolução espacial de 60 metros e uma calibração radiométrica absoluta de 5 % on board. A plataforma do Landsat-7 ETM+ opera a uma altitude de 705 Km, em órbita quase-polar, sol-síncrona, imageando uma faixa de 185 Km com repetição a cada 16 dias. O sensor ativo a bordo é o Enhanced Thematic Mapper (ETM+), com 6 bandas ópticas (azul, verde, vermelho, infravermelho próximo e duas no infravermelho médio; 0,45-2,35 µm), de resolução espacial de 30 metros, uma outra banda no infravermelho termal 10,4-

33 12,5 µm, com 60 metros de resolução, e uma terceira banda pancromática (0,52-0,90 µm) com 15 metros de resolução. LANDSAT ETM+ RESOLUÇÃO NO SOLO DIMENSÃO DE UMA CENA PROPRIEDADES ESPECTRAIS 30 m, 60m (termal) e 15m (pan) 185 km x 185 km 8 canais espectrais Figura 4.2: Imagem Landsat 7 ETM+ 15 m da região de Piraí do Sul- PR

34 SPOT O programa francês SPOT possui, até o presente momento, três satélites lançados com sensores idênticos ordenados dois à dois, um ao lado do outro e que podem ser operados independentemente, um do outro. Com o SPOT é possível a observação estereoscópica de dados através da rotação dos sensores, necessária para produção de cartas topográficas e modelo digital do terreno. Também a taxa de repetição não está restrita à 26 dias do ciclo de revolução mas diminui na dependência da latitude geográfica. O satélite mais recente é o SPOT 4, lançado em 1998 dispõe de dois sensores ópticos, um multiespectral (3 canais) e o outro pancromático (1 canal imagem branca e preta) que levantam toda a superfície da Terra em 26 dias. Através da possibilidade de rotação dos sensores de ambos satélites, pode-se atingir uma taxa de repetição da imagem de até 3 dias. As peculiaridades do satélite francês são: Possibilidade de programação dos satélites (isto poderá ser mais vantajoso para grandes áreas). Possibilidade de imagens estereoscópicas ( duas imagens de diferentes ângulos de tomada e, aproximadamente, ao mesmo tempo para produção de modelo digital do terreno). SPOT MULTIESPECTRAL SPOT RESOLUÇÃO NO SOLO 20 m 10m PANCROMÁTICO DIMENSÃO DE UMA CENA 60 Km x 60 Km 60 Km x 60 Km PROPRIEDADES ESPECTRAIS 3 canais espectrais visíveis + infravermelho 1 canal pancromático

35 Figura 4.3: Imagem Spot PAN 10m da cidade do Rio de Janeiro, RJ CBERS O satélite CBERS (China Brasil Earth Resources Satellite) é fruto da cooperação entre Brasil e China. Ele foi lançado em 1999, projetado para cobertura global contendo câmaras para observação óptica e um sistema de coleta de dados ambientais. Possui três tipos de sistemas sensores de coleta de dados de sensoriamento remoto para recursos naturais: o sensor CCD, o IR-MSS e o WFI. A) Imageador de Largo Campo de Visada (WFI - Wide Field Imager): O WFI imageia uma faixa de 890 km de largura, fornecendo uma visão sinótica com resolução espacial de 260 x 260 m. Em cerca de 5 dias obtém-se uma cobertura completa do globo em duas bandas espectrais centradas em: 0,66µm (vermelho) e 0,83µm (infravermelho próximo Por problemas técnicos o WFI deixou de operar pouco tempo depois do lançamento; entretanto fará parte da carga útil do CBERS-2 a ser lançado em 2001.

36 Características do WFI Bandas Espectrais 0,63-0,69 µm (vermelho) 0,77-0,89 µm (infra-vermelho Campo de Visada 60º Resolução espacial 260 x 260 m Largura da faixa imageada 890 km Resolução temporal 5 dias Figura 4.4: Imagem Cbers WFI da represa de Itaipú- PR. B) Câmara CCD de alta resolução (CCD - High Resolution CCD Camera): A câmara CCD fornece imagens de uma faixa de 113 km de largura, com uma resolução de 20 m. Esta câmara tem capacidade de orientar seu campo de visada dentro de ± 32 graus, possibilitando a obtenção de imagens estereoscópicas de uma certa região.

37 Além disso, qualquer fenômeno detectado pelo WFI pode ser focalizado pela Câmara CCD através do apontamento apropriado de seu campo de visada, no máximo a cada 3 dias. Opera em 5 faixas espectrais incluindo uma faixa pancromática de 0,51 a 0,73 µm. As duas faixas espectrais do WFI são também empregadas na câmara CCD para permitir a combinação dos dados obtidos pelas duas câmaras. São necessários 26 dias para uma cobertura completa da Terra com a câmara CCD. Características do Instrumento Imageador CCD Bandas espectrais 0,51-0,73 µm (pan) 0,45-0,52 µm (azul) 0,52-0,59 µm (verde) 0,63-0,69 µm (vermelho) 0,77-0,89 µm (infravermelho próximo) : Campo de Visada 8,3º Resolução espacial 20 x 20 m Largura da faixa imageada 113 km Capacidade de apontamento do espelho ±32º Resolução temporal 26 dias com visada vertical (3 dias com visada lateral)

38 Figura 4.5: Imagem Cbers CCD de Manaus-AM. C) Câmara de varredura no infravermelho (IR-MSS - Infrared Multispectral Scanner): A câmara de varredura IR-MSS tem 4 faixas espectrais e estende o espectro de observação do CBERS até o infravermelho termal. O IR-MSS produz imagens de uma faixa de 120 km de largura com uma resolução de 80 m (160 m na banda termal). Em 26 dias obtém-se uma cobertura completa da Terra que pode ser correlacionada com aquela obtida através da câmara CCD.

39 Características do Instrumento Imageador IRMSS: Bandas espectrais 0,50-1,10 µm (pancromática) 1,55-1,75 µm (infravermelho médio) 2,08-2,35 µm (infravermelho médio) 10,40-12,50 µm (infravermelho termal) Campo de Visada 8.8º Resolução espacial 80 x 80 m (160 x 160 m termal) Largura da faixa imageada 120 km Resolução temporal 26 dias

40 CAPÍTULO 5 5. PROCESSAMENTO DIGITAL DE IMAGENS Por processamento digital de imagens entende-se a manipulação de uma imagem via computador, de modo que a entrada e a saída do processo sejam imagens, com o objetivo de melhorar o aspecto visual de certas feições estruturais, proporcionando maior facilidade na extração de informações (INPE/DPI, 2001). É uma análise digital das imagens que engloba uma série de técnicas de manipulação numérica dos dados contidos nas imagens digitais (Novo, 1992) PRÉ-PROCESSAMENTO O pré-processamento refere-se ao processamento inicial dos dados brutos, com o objetivo de eliminar as alterações detectadas na imagem, incluindo a atenuação de distorções geométricas e radiométricas CORREÇÃO RADIOMÉTRICA As imagens brutas, sem nenhum tipo de correção, possuem algumas distorções radiométricas que devem ser corrigidas antes de serem usadas. Há várias formas de degradação ou ruídos radiométricos presentes em uma imagem, provenientes da atenuação atmosférica ou do instrumento sensor. A correção radiométrica utiliza determinadas técnicas que modificam os números digitais originais com o objetivo de caracterizar as imagens no caso de uma recepção ideal (sem as distorções) (Chuvieco, 1990) CORREÇÃO ATMOSFÉRICA A radiância refletida e recebida pelo sensor é determinada principalmente pelas propriedades de reflectância e absorção dos componentes da superfície e pelo comportamento dos componentes da atmosfera (Huete, 1996). A atmosfera pode influir na resposta espectral de um determinado alvo de dois modos: pela absorção ou espalhamento da radiação. Em geral, a absorção subtrai os valores de brilho de energia radiante do alvo, enquanto o espalhamento adiciona valores à resposta original. (CROSTA, 1992).