ASPECTOS GERAIS DO SATÉLITE SINO-BRASILEIRO DE RECURSOS TERRESTRES

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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA 4ª Semana do Servidor e 5ª Semana Acadêmica 2008 UFU 30 anos ASPECTOS GERAIS DO SATÉLITE SINO-BRASILEIRO DE RECURSOS TERRESTRES 1 Emerson Jhammes Francisco Alves emersonjhammes@yahoo.com.br 1 Leonardo Batista Pedroso pedroso88@msn.com 1 Plínio Andrade Guimarães do Nascimento plinioufu@msn.com 1 Vinícius Ghouther Tirone Julião do Prado vinicao3233@hotmail.com 2 Roberto Barboza Castanho robertocastanho@pontal.ufu.br Resumo: O Satélite Sino-Brasileiro de Recursos Terrestres é um programa de Sensoriamento Remoto que tem como objetivo analisar os elementos terrestres a fim de contribuir para a ciência e tecnologia. Sendo assim, os Governos Chinês e Brasileiro fecharam um acordo para investir nestes instrumentos tecnológicos com o objetivo de diminuir a dependência em relação a outros países que possuem uma tecnologia avançada. O Sensoriamento Remoto é muito utilizado para estudos ambientais, áreas urbanas, recursos hídricos e inúmeras aplicações para o conhecimento geográfico. Dessa maneira, este programa contribui com várias imagens para diversas ciências como Geografia, Biologia, Climatologia, Meteorologia, entre outras. Cada sensor imageia uma determinada faixa de largura, uma resolução e bandas espectrais diferentes. O objetivo central deste trabalho é apresentar os aspectos gerais do CBERS, contemplando principalmente descrições sobre as bandas em que os sensores operam, seus produtos visuais e a utilização de imagens do mesmo. Foi realizado um levantamento bibliográfico e coleta de dados secundários pelos membros do grupo a fim de retrabalhar e complementar estas informações, que serviram de base para a 1 Acadêmicos do Curso de Geografia da Faculdade de Ciências Integradas do Pontal FACIP/UFU 2 Orientador, Professor Doutor do Curso de Geografia da Faculdade de Ciências Integradas do Pontal FACIP/Ituiutaba - MG.

2 elaboração deste trabalho. Após trabalho de campo no Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais no mês de Junho de 2008, foram acrescidas maiores informações ao trabalho. Conclui-se então que o Programa CBERS, além de contribuir fundamentalmente para a Tecnologia Aeroespacial brasileira, serve de base para estudos da dinâmica da superfície terrestre. Palavras-chave: CBERS, Sensoriamento Remoto, Análise Ambiental. 1. INTRODUÇÃO Durante as aulas da disciplina de Sensoriamento Remoto do curso de Geografia da Faculdade de Ciências Integradas do Pontal, vários temas acerca de fontes de dados de sensoriamento remoto foram delimitados, destacando-se principalmente os satélites. Neste trabalho o satélite selecionado foi o Sino-Brasileiro de Recursos Terrestres (CBERS) para estudos dos recursos terrestres, em que suas imagens são utilizadas principalmente pela Geografia como também em outras áreas de estudo como Agronomia, Geologia, Biologia entre outras. Os Satélites da linha de Sensoriamento Remoto e Recursos Terrestres, principalmente o CBERS, são uma importante ferramenta de análise da Terra, de seus agentes e componentes. Os países que possuem estas tecnologias estão à frente dos outros, pois a mesma é reflexo direto de seu desenvolvimento e investimento em Ciência e Tecnologia. Com o objetivo de trabalhar estas ausências tecnológicas e não depender de outras nações, os Governos Brasileiro e Chinês fecharam um acordo tendo o INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais) como mediador e agente por parte do Brasil e o CAST (Academia Chinesa de Tecnologia Espacial) por parte da China para desenvolver este programa. Com a fusão de recursos financeiros e tecnológicos entre as duas nações com responsabilidades divididas (70% chinesa e 30% brasileira), este sistema teve importância a nível internacional. A partir desta importância e dos princípios fundamentais que norteiam a veracidade da mesma, este trabalho pretende apresentar a história do satélite SINO-BRASILEIRO DE RECURSOS TERRESTRES conhecido como CBERS, bem como sua contribuição para as diferentes áreas de monitoramento (buscando uma ênfase na perspectiva geográfica) da superfície terrestre, como regiões de desmatamento, crescimento urbano, recursos hídricos, agricultura e em inúmeras outras aplicações utilizadas pelo conhecimento geográfico. O trabalho é baseado em pesquisas feitas pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE 1 ) e em bibliografias relacionadas ao tema ou assuntos semelhantes. 2. METODOLOGIA O primeiro passo foi à coleta de dados e imagens, essencialmente fornecidos através do site do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), órgão esse responsável pela manutenção do programa CBERS. Em seguida, adaptamos os dados coletados utilizando algumas informações complementares pelos membros do grupo e consultando as normas bibliográficas da ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas) a fim de elaborar a parte teórica do trabalho. No terceiro momento ocorreu a interpretação do trabalho com o objetivo de elaborar os slides para apresentação do mesmo em sala de aula. 3. HISTÓRICO Segundo o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, o acordo entre o Brasil e China para a promoção de um Satélite de Sensoriamento Remoto e Recursos Terrestres veio para suprir deficiências devido à dependência de imagens de tecnologias de outras nações. Este acordo foi firmado no dia 06 de Julho de 1988 pelo INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais - Brasil) e 1 Visto que há escassez de dados originais e oficiais em outras fontes bibliográficas, todo o trabalho e toda a informação contida nele é pura e exclusivamente de fonte oficial do site do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais. 2

3 CAST (Academia Chinesa de Tecnologia Espacial China) para desenvolver o programa CBERS (China-Brazil Earth Resources Satellite), Satélite Sino-Brasileiro de Recursos Terrestres. Ambas as nações envolveram cerca de US$ 300 milhões, com divisão equivalente a 30% do investimento pelo Brasil e 70% pela China. Inicialmente, o programa tinha como objetivo criar dois satélites de Sensoriamento Remoto com câmeras de imagens, sensores remotos, computadores e coletor de dados para o Sistema Brasileiro de Coleta de Dados Ambientais que pudessem atender as necessidades dos países envolvidos, entrarem no mercado de imagens e desenvolver esta tecnologia. Estes dois satélites são CBERS-1 e CBERS-2. Já no ano de 2002, outro acordo para expansão do Programa CBERS para a elaboração de dois novos satélites, os CBERS-3 e 4 com novas atualizações e uma nova divisão de investimentos de recursos entre o Brasil e a China com metade dos recursos tecnológicos para cada nação. Sendo assim, o lançamento do CBERS-3 está previsto apenas para o ano de FOGUETES LONGA MARCHA A linha de foguetes Longa Marcha é resultado do desenvolvimento de Tecnologia Aeroespacial chinesa. São veículos de lançamento descartáveis, que tem como objetivo lançar corpos à órbita. Seu nome, Longa Marcha, provém de fatos históricos acontecidos na China sobre a Longa Marcha e Mao Tsé-tung. No seu primeiro estágio, ele utiliza propelente líquido; e, como combustível, utiliza Hidrazina Dimetil Assimétrica. Como oxidante Tetróxido de Nitrogênio, possibilitando a explosão e consequentemente seu deslocamento rumo ao espaço, liberando o satélite e se descartando, caindo sobre uma região previamente estudada pelos cientistas que programaram o lançamento. 5. SATÉLITES A série dos satélites Sino-Brasileiro de Recursos Terrestres é composta pelos satélites CBERS-1, CBERS-2, CBERS-2B, CBERS-3 e CBERS-4. Entretanto, sua terceira e quarta geração não foram lançados. Todos foram lançados pelos foguetes da série Longa Marcha. 5.1 CBERS-1 O CBERS-1 foi o primeiro satélite Sino-Brasileiro de Recursos Terrestres a ser lançado. Basicamente, ele foi um experimento que teve sucesso. Nele, foram botadas em prática todas as expectativas, cálculos e teorias empregados nestes estudos. Este foi lançado no dia 14 de outubro de 1999 às 1h15 pelo foguete Longa Marcha 4B no Centro de Lançamento de Taiyuan, na República Popular da China. 13 minutos após o lançamento, ele foi posto em órbita a cerca de 760 km de altitude. Ele se mantém em órbita a partir da energia obtida pelos painéis solares, cerca de 1100 W de potência. Poucos segundos após a sua separação com o foguete, a base já recebera sinais do satélite, certificando que o lançamento foi um sucesso. 3

4 Figura 1: CBERS/INPE Divulgação, Lançamento CBERS-1, Disponível em: < O Satélite CBERS-1 é composto por câmeras imageadoras de diversas resoluções responsáveis pela captação de imagens para a observação da Terra. Nele, está também um sistema de coleta de dados ambientais, além de um sistema de energia e de comunicação para transferência dos dados. Ele tem em seu sistema imageador as seguintes câmeras: WFI, CCD, IRMSS (conferir Sistema Imageador para melhor detalhamento). Sua órbita é heliossíncrona com altitude relativa a 778 km. Ele cruza os mesmos pontos sempre nas mesmas horas dos diferentes dias, podendo estabelecer comparação entre as imagens em determinada hora. 5.2 CBERS-2 CBERS-2 é o segundo satélite de Sensoriamento Remoto do Programa de satélites SinoBrasileiro de Recursos Terrestres. Este foi lançado às 1h16 do dia 21 de outubro de 2003 do Centro de Lançamento de Taiyuan na China. Assim como o CBERS-1, este também se mantém em órbita a partir da energia obtida pelos painéis solares. As configurações deste são as mesmas que do CBERS-1 havendo algumas atualizações. 4

5 Figura 2: CBERS/INPE Divulgação, Lançamento CBERS-2, Disponível em: < 5.3 CBERS-2B Em 19 de setembro de 2007 foi lançado pelo foguete chinês Longa Marcha 4 da base de Taiyuan, China. O CBERS 2B é idêntico aos CBERS 1 e 2 dando continuidade ao programa e as pesquisas por ele realizadas. O sistema é semelhante em muitos aspectos. Isso se evidencia até no sistema de alimentação elétrica dos equipamentos a bordo. Todos ficam estáveis a partir da energia obtida pelos painéis solares. Diferente de seus antecessores está o fato do CBERS 2B ter uma carga útil a partir do uso de uma Câmera Pancromática de Alta Resolução, HRC. Há também um novo sistema de gravação e um sistema avançado de posicionamento global que é composto por um GPS integrado com um sensor de estrelas. 5.4 CBERS-3 e 4 Segundo o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais - INPE (2008), em novembro de 2002 foi registrada a continuidade do programa CBERS com a construção de mais dois satélites CBERS 3 e 4. Com este acordo a participação brasileira é elevada para 50% no projeto. Diferente dos antecessores, CBERS 3 e 4 terão quatro câmeras: PANMUX, MUXCAM, IRSCAM e WFICAM. Tanto CBERS 3 e 4 terão a mesma orbita que seus antecessores. A previsão é de se lançar o CBERS 3 no ano de 2009 e CBERS 4 no ano de AS IMAGENS Em novembro de 2007, o Programa CBERS liberou imagens para os países africanos. Estes, que quase sempre são esquecidos pelos países desenvolvidos, agora terão acesso a uma ferramenta de fundamental importância para prevenção de catástrofes como a desertificação, secas, desmatamento, ameaças à produção agrícola e conseqüentemente a segurança alimentar. O anúncio desta disponibilidade foi o maior destaque na 3ª Cúpula Ministerial de Observação da Terra, ocorrida no dia 30 de novembro de 2007 na Cidade do Cabo, na África do Sul onde ocorreu 5

6 também a 4ª Reunião Plenária do Grupo de Observação da Terra (GEO). A iniciativa foi elogiada por representantes de grandes e importantes instituições como EUMETSAT (European Organization for the Explotation of Meteorological Satellites Organização Européia para a Exploração de Satélites Meteorológicos) e de desenvolvimento de satélites como NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration Administração Nacional Oceânica e Atmosférica) (INPE, 2008). 6.1 Sistema Imageador Para uma melhor compreensão sobre a composição dos satélites, está listado o sistema imageador e as diversas características que cada uma de suas ramificações representa, dentre estas, as bandas espectrais, a largura e resolução de imagens, no intuito de analisar a Terra e seus fenômenos. Segundo o INPE, dentre suas câmeras utilizadas no programa CBERS, está presente o sistema imageador WFI 1, que produz imagens de uma faixa de 890 km de largura e resolução de até 260m. A resolução temporal é de cinco dias e ele trabalha com bandas espectrais a região do vermelho (0,63 0,69 µm) e infravermelho (0,77 0,89 µm). Suas imagens são utilizadas em monitoramento de vegetação e seus índices, fenômenos dinâmicos como queimadas e até mesmo na criação de mosaicos (INPE, 2008). Outro sistema imageador de alta resolução, o CCD 2. Este obtém imagens com resolução de até 20m com 113 km de largura. Qualquer fenômeno analisado pelo WFI pode ser também visto no CCD. Ele trabalha com as seguintes bandas espectrais: pancromática (0,51-0,73 µm), azul (0,45-0,52 µm), verde (0,52-0,59 µm), vermelho (0,63-0,69 µm) e infra-vermelho próximo (0,77-0,89 µm). Suas funções, segundo o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, são as de fornecer informações relativas à vegetação (florestas, reservas, entre outros), agricultura (auxílio agrícola, desenvolvimento de culturas, etc.), água, meio ambiente (uso do solo, expansões urbanas), geologia, cartografia e educação (INPE, 2008). Sistema imageador de varredura de resolução média, denominado de IRMSS 3. Ele opera trazendo imagens de 120 km de largura e com Resolução de 80m. O IRMSS possui 4 bandas espectrais: pancromática (0,50-1,10 µm), infravermelho médio (1,55-1,75 µm), infravermelho médio (2,08-2,35 µm) e infravermelho termal (10,40-12,50 µm). O sistema IRMSS trabalha mais especificamente em cima de dados sobre a temperatura da superfície analisada e na elaboração de mosaicos (INPE, 2008). Uma das câmeras de maior resolução é a HRC 4, Câmera Pancromática de Alta Resolução. A faixa pancromática cobre o visível e parte do infravermelho próximo. Sua captação chega a ser de 27 km de largura e com uma resolução incrível de 2,7m, possibilitando uma grade detalhamento da área analisada. Por serem bastante detalhadas, suas imagens são utilizadas em elaboração e atualização de cartas temáticas, uso de aplicações urbanas e planejamento. Futuramente, o programa CBERS terá em seus novos satélites (3 e 4) câmeras PANMUX e MUXCAM (atualização das câmeras de alta resolução CCD), além de todas as outras citadas anteriormente com tecnologia atualizada e bandas expandidas (INPE, 2008). 7. PCD S PLATAFORMAS DE COLETA DE DADOS Os satélites de Sensoriamento Remoto e Análise Ambiental possuem grande importância para o desenvolvimento e configuração do controle à degradação a partir da coleta de dados e visualização de imagens de áreas. O Programa de Satélites Sino-Brasileiros e de Recursos 1 WFI - Wide Field Imager 2 CCD - High Resolution CCD Camera 3 IRMSS - Infrared Multispectral Scanner 4 HRC - High Resolution Camera 6

7 Terrestres também possui um sistema de coleta de dados. Este sistema tem como base as Plataformas de Coleta de Dados, as PCD s. As PCD s são pequenas estações automáticas, instaladas, geralmente, em locais remotos. Os dados adquiridos pelas PCD s são enviados aos satélites que os retransmitem para as estações terrenas do INPE, em Cuiabá e Alcântara. A partir daí, os dados são enviados para o Centro de Missão, em Cachoeira Paulista, onde é realizado o seu tratamento e a sua distribuição imediata aos usuários do sistema (INPE, 2008). As plataformas fornecem informações relativas à meteorologia para o Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos (CPTEC) do INPE e também dados para estudos de Bacias Hidrográficas com número fluviométricos e pluviométricos. 8. CONSIDERAÇÕES FINAIS Conforme com as observações acerca do programa CBERS possui uma utilização muito ampla no que tange as áreas de vegetação, meio ambiente, áreas urbanas, agricultura, geologia, cartografia e educação que dependerá do sensor utilizado (HRC, IRMSS, CCD, WFI) e da banda espectral (visível infravermelho próximo médio e termal). Dessa maneira, principalmente a Geografia como as outras ciências buscam compreender as imagens captadas, a fim de delimitar as áreas que servirão de estudo para preservação da vegetação, como também entender a formação sócio-espacial urbana e seu próprio desenvolvimento e também para análises e previsões climatológicas. Portanto, o Sensoriamento Remoto é essencial para os estudos geográficos que visam compreender a dinâmica da superfície terrestre. Vale ressaltar que cada satélite possui suas especificidades. 9. REFERÊNCIAS EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA. Satélites de Monitoramento: Cbers. Disponível em: Acesso em 02 mai ROSA, R. Satélites para estudos dos recursos terrestres: Cbers. In:. Introdução ao Sensoriamento Remoto. 6.ed. Uberlândia: EDUFU, p SATÉLITE SINO BRASILEIRO DE RECURSOS TERRESTRES. Sobre satélites. Disponível em: <http: // Acesso em 19 abr GENERAL ASPECTS OF CHINA-BRAZIL EARTH RESOURCES SATELLITE 1 Emerson Jhammes Francisco Alves emersonjhammes@yahoo.com.br 1 Leonardo Batista Pedroso pedroso88@msn.com 1 Acadêmicos do Curso de Geografia da Faculdade de Ciências Integradas do Pontal FACIP/UFU 2 Orientador, Professor Doutor do Curso de Geografia da Faculdade de Ciências Integradas do Pontal FACIP/Ituiutaba - MG. 7

8 1 Plínio Andrade Guimarães do Nascimento 1 Vinícius Ghouther Tirone Julião do Prado 2 Roberto Barboza Castanho Abstract The China-Brazil Earth Resources Satellite is a program of Remote Sensing that has the objective of analyze the earth elements in order to contribute to the science and technology. Therefore, The Chinese and Brazilian Governs closed an agreement to invest on these technological tools with the objective of reduce the dependence on relation of other countries that possess an advanced technology. The Remote Sensing is widely used to environmental studies, urban areas, water resource and numerous applications to the geographical knowledge. Thus, this program contributes with a lot of images to several sciences like Geography, Biology, Climatology, Meteorology, and others. Each sensor takes images of a parcitular wide range width, a resolution and different spectral bands. The general objective of this work is present the general aspects of CBERS, contemplating mainly descriptions about the bands that the sensors works, their visual products and the images utilization of the same. Was realized a bibliographical survey and secondary data collect by the members of the group in order to rework and add these informations, that were used like base to the development of this work. After the camp work in the National Institute of Spatial Research in June 2008, were add more informations to the work. So, the CBERS program, beyond contribute fundamentally to the brazilian Aerospacial Technology, is used like base to studies of dynamics of earth s surface. Keyworkds: CBERS, Remote Sensing, Environmental Analyze. 8