SATÉLITE GEOEYE-1: CARACTERÍSTICAS E OPERACIONALIDADES

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1 SATÉLITE GEOEYE-1: CARACTERÍSTICAS E OPERACIONALIDADES Patrick Gonçalves da Silva Pedro Aurélio de Sousa Barbosa Thales Ajeje Nunes Maria Lígia Chuerubim gspatri@hotmail.com, pedroaurelio.sb@gmail.com, thales_nunes@hotmail.com, marialigia@feciv.ufu.br Universidade Federal de Uberlândia UFU Av. João Naves de Ávila, Santa Mônica, Uberlândia MG, Brasil CEP Uberlândia MG RESUMO O GeoEye-1, um moderno satélite de Observação da Terra, apresenta como característica principal, uma refinada resolução espacial.as imagens obtidas por este satélite são amplamente conhecidas e utilizadas no mundo inteiro tanto para fins de pesquisa como para fins comerciais. O objetivo deste artigo é apresentar as características básicas das imagens fornecidas pelo GeoEye-1, as características do satélite, suas especificações técnicas,áreas de aplicação e o seu papel no cenário atual de imageamento por satélite.pretende-se também apresentar informações básicas sobre o projeto GeoEye-2, que está previsto para ser lançado em meados de 2016 e virá para complementar o serviços realizados pelo GeoEye-1, até então, o único satélite da categoria GeoEye em órbita. Palavras chave: Satélite e imagem GeoEye-1; Alta resolução espacial; Imageamento por satélite; GeoEye-2. ABSTRACT The GeoEye-1, a modern satellite of Earth Observation, has as its main feature a refined spatial resolution. The images obtained by this satellite are widely known and used worldwide both for research and for commercial purposes. The objective of this paper is to present the basic features of the images provided by GeoEye-I, the satellite characteristics, technical specifications, application areas and it s role in the current scenario of satellite imaging.we also intend to provide information on the GeoEye-2 project, which is slated for release in mid and will come to complement the services provided by GeoEye-1, until then, the only satellite of the category GeoEye in orbit. Keywords: Satellite and image GeoEye-1; High spatial resolution; Satellite imaging; GeoEye-2.

2 1. INTRODUÇÃO O GeoEye-1 ( Olho da Terra, inicialmente chamado de OrbView-5)foi projetado e fabricado pela General Dynamics Advanced Information Systems (GDAIS) em Gilbert, Arizona, Estados Unidos. O satélitefoi lançadopela companhia de imageamento por satélite GeoEye Inc, na base da força área de Vandenberg na Califórnia nos EUA, em setembro de O veículo que levou o satélite até o espaço foi o foguete Delta 2 fabricado pela Boeing Corporation. A missão contribui para disseminar o uso de imagens de satélites em incontáveis aplicações, voltadas tanto ao mercado quanto à pesquisa científica e uso militar. Algumas das aplicações em que as imagens fornecidas são utilizadas, são: mapear espaços urbanos e rurais com alta precisão de dados, realizar aplicações gerais em Sistemas de Informação Geográfica, executar levantamentos e monitoramentos do uso e cobertura das terras, auxiliar na formulação de laudos periciais em questões ambientais, entre outros recursos. Para isso, seu funcionamento se dá por meio de dois modernos sensores: o pancromático, com resolução de 0,41 m e Multiespectral, com resolução espacial de 1,65 m, (GEOPX, 2014). O satélite orbita a Terraà uma altura de 770 km de altitude de maneira heliossíncrona. Sendo assim, passa pela mesma área e no mesmo horário local às 10:30, completando uma volta na órbita terrestre em aproximadamente 98 minutos. O GeoEye-1 alcança a marca de 15 voltas por dia, o que possibilita a revisita de um mesmo ponto orbital a cada 72 horas (ou menos), com uma cobertura terrestre de, aproximadamente, km² por dia, (SATIMAGINGCORP, 2014). O tempo devida de útil do GeoEye-1 realizando essas atividades foi projetado para 7 anos. O Tabela 1 apresenta as principais informações técnicas do satélite GeoEye-1, (GAUSSGEO, 2014). Modos da câmara Acurácia posicional Ângulo de Imageamento Capacidade diária de coleta de imagens Horário de Passagem Período de Revisita Tabela 1 Informações técnicas do GeoEye-1 Pancromática e multiespectral simultânea (pan-afiada). Pancromática apenas. Multiespectral apenas. Acurácia especificada de 5 m CE (erro circular) 90% no nadir excluindo efeitos de terreno Capaz de Imagear em qualquer direção. Até km² por dia de área pan. Até km² por dia de área pan-afiada multiespectral. 10:30 AM. 3 dias.

3 Armazenamento e Downlink do Satélite Modos de Operação Sensores Memória de 1 Terabite; X-banddownlink (a 740 MB/s ou 150 MB/s). Armazenar e transmitir. Imagens em tempo real e downlink. Uplink direto com downlink em tempo real. PAN (Pancromático) e MS (Multiespectral). Fonte: Satellite Imaging Corporation, Em um projeto análogo, o GeoEye-2 é um satélite com lançamento planejado para meados de Sua resolução de até 31 cm o tornará o satélite com maior resolução de imagem existente. Juntamente ao já existente GeoEye-1 e ao IKONOS, a atividade dos 3 satélites possibilitará a empresa GeoEye Inc. a habilidade de fornecer imagens diárias, se assemelhando ao RapidEye, um conjunto de 5 micro-satélites de origem Alemã, que realizam tal serviço, mas com uma resolução não tão boa. Diferentemente do GeoEye-1, a Lockheed Marin (construtora do IKONOS) foi escolhida como construtora do satélite, deixando para trás a General Dynamics, construtora do GeoEye HISTÓRICO No dia 1 de dezembro de 2004, a General Dynamics Corporation, um conglomerado de empresas do sistema de defesa americano, anunciou um contrato de 209 milhões de dólares para construir o OrbView-5 (posteriormente nomeado GeoEye-1). O projeto orçamentado em 502 milhões de dólares, contou também com um financiamento de 237 milhões de dólares por parte da Agência Geoespacial Nacional dos Estados Unidos, (IDGNOW, 2015).Com o controle dos satélites OrbView sendo realizado pela GeoEye Inc., começavaa dar início ao processo de concepção do satélite homônimo a empresa, sediada em Dulles, na Virgínia (EUA). Em 2013, com a fusão da GeoEye com a Digital Globe, as empresas se tornaram líderes mundiais em geração de imagens de alta resolução, (AEROSPACE TECHNOLOGY, 2014) O satélite GeoEye-1 foi lançado em órbita no dia 06 de Setembro de 2008, de uma base aérea americana em Vandenberg, na Califórnia (Estados Unidos), pelo foguete conhecido por Delta II,(GEOEYELAUNCH, 2008). Desde então, o moderno satélite orbita a uma altitude de aproximadamente 770 km com velocidade média de 7 km/s, (GEOEYELAUNCH, 2008). No dia 7 de outubro de 2008 o GeoEye-1 enviou a primeira imagem fornecida pelo satéliteque foi dauniversidade de Kutztown na Pennsylvania (Figura 1). No fim de 2008 a Geoeye Inc. comunicou que sua empresa não iria fazer serviços comerciais, porem em 2009 ela anunciou início de suas operações comerciais com o GeoEye-1, no mesmo ano ele desenvolveu uma falha em sua antena de apontar que poderia afetar algumas operações de parceiros no exterior da empresa, mas não atrapalharia a capacidade de servir seu maior cliente a Agência Nacional de Inteligência Espacial (US NGA). Este defeito reduziria sua

4 capacidade de captar imagens e ao mesmo tempo fazer downlink para as outras quatro estações terrestres, (EOPORTAL, 2014). Nos anos de 2010 e 2011 a nave continua operando com algumas anomalias em sua antena de downlink mas continua a ter um desempenho excelente na parte radiométrica. Em 2011 foi lançado um firmware objetivando aumentar a velocidade de coleta de imagens em média de 25%-30%, após 2011 não houve mudanças significativas no satélite ele continua operando normalmente e em setembro de 2014 completou 6 anos em órbita, (Eoportal, 2014). Figura 1 - Primeira imagem fornecida pelo GeoEye-I. Fonte: WIRED (2008). 3. SISTEMA DE SENSORES Dentre as características do satélite GeoEye-1 pode-se destacar sua alta resolução espacial, possibilitada pelo processo de fusão de imagens geradas pelos sensores Pancromático (que contempla todas as faixas do espectro eletromagnético) e Multiespectral (operacional em no máximo 32 faixas do espectro), conforme ilustra o Tabela 2, (GLOBALGEO, 2014).

5 Sensor Bandas Espectrais Tabela 2 Sensores Orbitais Resolução Resolução Resolução Espacial Temporal Espectral (m) (dias) Faixa Imageada (km) Resolução Radiométrica (bits) PAN Pancromático , ,2 11 Azul MS Verde Vermelho Infravermelho Próximo , ,2 11 Fonte: Satellite Imaging Corporation, Seus sensores são programados para atuar na faixa do visível do espectro eletromagnético e do infravermelho. O conjunto óptico permite a criação um sistema com fusãode imagens, capaz de detalhar objetos de até 41cm, no entanto, essa precisão se restringe ao governo norte-americano,(embrapa, 2014). O Google, grande cooperadora do projeto, tem acesso as imagens com detalhes de até 50cm,(GeoFUSE, 2014). Já para uso comercial, a precisão é da ordem de 60cm,(GeoFUSE, 2014). Esse grau de detalhamento não havia sido alcançado por nenhum sistema de imageamento orbital até então. O satélite GeoEye-1 apresenta capacidade de imageamento ou cobertura da superfície da Terra de, aproximadamente km² por dia com o sensor Pancromático e de aproximadamente km² por dia com o sensor Multispectral, somando incríveis km² de mapeamento da superfície terrestre por dia sendo, portanto, ideal à projetos de cartografia de grande amplitude, (SATELLITE IMAGING CORPORATION, 2014). 4. APLICAÇÕES DOS SATÉLITES DA SÉRIE GEOEYE Dentre as aplicações do GeoEye, pode-se destacar seu uso no mapeamento urbano e rural; criação de mapas com ênfase nas áreas urbanas; uso e ocupação do solo; agricultura de precisão; estudo de áreas verdes urbanas; laudos periciais ambientais; cadastros rurais; índice de vegetações;estimativa de colheitas e demarcações de propriedades rurais; aplicações gerais em sistemas de informação geográfica e gerenciamento de avaliação de riscos, entre outros,(geopx, 2014). As imagens do GeoEye são muitas vezes voltadas para pesquisas científicas e para o mercado. Com sua utilização em grandes meios da internet como o Google Maps pessoas comuns tiveram a oportunidade de se aproximar e utilizar as imagens e tecnologias desse satélite. Sua concepção tem como objetivo fornecer imagens para provedores geoespacias como, por exemplo, o Google Earth, (SPACEIMAGING, 2014). Os clientes desses produtos podem escolher suas imagens em função dos níveis de precisão e aplicação disponibilizados

6 em 4 categorias: basica, geo, orthoe estéreo, podendo gerar, modelos numéricos de terreno, mosaicos e mapas temáticos, (GAUSSGEO, 2014). A Figura 2 exemplifica dois tipos de aplicação das imagens GeoEye, com resoluções espaciais da ordem de 0,5 m. Na imagem da direita, pode-se verificar os campos de arroz no Japão, enquanto que na imagem da direita se observa uma obra de engenharia de grande porte, a barragem Hoover, localizada na divisa dos Estados do Arizona e Nevada, nos EUA, (SATELLITE IMAGING CORPORATION, 2014). Figura 2 - Exemplos de imagens fornecidas pelo GeoEye. CONCLUSÃO Fonte: Satimagingcorp (2014). O imageamento por satélite nos dá uma boa representação do que está acontecendo em todos os pontos do mundo, especialmente sobre os oceanos, onde ocorrem grandes lacunas nos dados. O satélite Geoeye-1 revolucionou o ramo espacial em função da tecnologia embarcada em seu sistema, possibilitando que suas imagens aproximassem o usuário comum, que demanda cada vez mais por informações espaciais precisas e atuais, deste tipo tecnologia geoespacial, devido a acessibilidade digital disponível na internet nos dias atuais como, por exemplo, o Google Earth. O Geoeye-2 cujo lançamento está planejado para o ano de 2016, será o satélite com melhor resolução espacial do mercado. Com apoio do Geoeye-1 e do IKONOS possibilitará o fornecimento de imagens diárias e de qualidade superior as disponíveis na atualidade. A crescente demanda por imagens de satélite para estudos geográficos favorece o aparecimento de novos sensores que podem preencher uma lacuna ainda relevante quando se refere a resoluções espaciais mais refinadas. É possível que nos próximos anos se tenha cada vez mais disponível uma gama de sensores com resoluções cada vez melhores, e passíveis de serem utilizadas em um intervalo de tempo cada vez mais comprimido. O grande desafio estará em integrar estes dados e, sobretudo, sistematizar a produção e difusão de conhecimento de modo a tornar suas aplicações cada vez mais contributivas para o bem estar social.

7 6. - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS EMBRAPA. Missão Geoeye. Disponível em: < Acesso em 29 nov SPACE IMAGING. Galeria de imagens. DIsponÍvel em: < Acesso em 29 nov GAUSSGEO. Imagens Geoeye-1. Disponível em: < Acesso em 02 dez SATELLITE IMAGING CORPORATION. Satellite images. Disponível em: < Acesso em 29 nov IDGNOW. Satélite em órbita. Disponível em: < Acesso em 10 jan GEOPX. Geoeye. Disponível em: < Acesso em 10 jan EOPORTAL. Geoeye-1. Disponível em: < Acesso em 10 jan AEROSPACE TECHNOLOGY.Geoeye-1, United States of America. Disponível em: < Acesso em 10 jan

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