Características dos Sensores. Aula 3 Professor Waterloo Pereira Filho Docentes orientados: Daniela Barbieri Felipe Correa

Transcrição

1 Características dos Sensores Aula 3 Professor Waterloo Pereira Filho Docentes orientados: Daniela Barbieri Felipe Correa

2 TAMANHO DO PIXEL Alta Resolução Média Resolução Cobertura Sinótica Meteorológicos Freqüência de Passagem Campo de Visada 1 a 5 dias 4 a 60 km 2 a 30 dias 60 a 200 km 2 a 4 dias 200 a 1000 Km Várias imagens diárias 2700 km a 1/5 do globo terrestre Resolução Espacial < 5 m 10 a 150 m 250 a 700 m 1,1 a 8 Km

3 Principais características dos sensores de alta resolução Grande número de detalhes Pequena faixa imageada no terreno Baixa deformação das cenas (nadir) Necessidade de visada lateral Alto custo

4 HISTÓRICO - LANÇAMENTOS PAÍS NOME AGÊNCIA RESULTADO EUA EarlyBird EarthWatch Falhou em Dez 97 EUA Ikonos 1 Space Imaging Falhou em Abr 99 EUA Ikonos 2 Space Imaging Operacional desde Set 99 RUSSIA KOMETA-20 SOVINFORMSPUTN IK Lançado em Set 2000 (45 dias) EUA QuickBird 1 EarthWatch Falhou em Nov 00 Israel Eros A1 ImageSat Operacional desde Dez 00 EUA OrbView 4 Orbimage Falhou em Set 01 EUA QuickBird 2 DigitalGlobe Operacional desde Out 01 França Spot 5 Spot Image Operacional desde Mai 02 EUA OrbView 3 Orbimage Operacional desde Jun 03 India IRS-P5 ISRO Operacional desde Mai 05 Japão ALOS NASDA Operacional desde Jan 06 Israel Eros B1 ImageSat Operacional desde Abr 06 Coréia KOMPSAT-2 KARI Operacional desde Jul 06

5 POSSIBILIDADES DE APLICAÇÃO Mapeamento Urbano Uso do Solo Modelo Tridimensional Inspeção Visual de Cadastro Urbano Planejamento Urbano e Regional Meios de Transporte Estudo e Monitoramento Ambiental Agricultura de Precisão Mineração Telecomunicações Saneamento Básico Distribuição de Energia Elétrica Reflorestamento Desenvolvimento de SIG Atualização Cartográfica Inteligência Militar Outros

6 EQUIVALÊNCIA DE PIXELS TM 30m IRS 5m IKONOS 1m

7 Ikonos IKONOS Lançado em pela Space Imaging Inc. Tamanho da cena: 11 x 11 km. Área mínima de pedido (coleta nova): 100 km². Área mínima de pedido de acervo: 49 km².

8 IKONOS Bandas Espectrais VNIR (Visible and Near Infra- Red) N de Banda / Definição 1 (Azul) 2 (Verde) 3 (Vermelho) 4 (IVP) Pancromática Banda Espectral µm µm µm µm µm Resolução Espacial 4.0 m 4.0 m 4.0 m 4.0 m 1.0 m

9 OrbView História A missão ORBVIEW, originalmente era de responsabilidade da Empresa Orbimage (Orbiting Image Corporation) que desenvolveu e operou os quatro primeiros satélites da série. Em 2006, há uma ruptura na empresa e o controle dos satélites OrbView passou a ser feito pela Empresa GeoEye, com sede localizada na Virgínia (Estados Unidos).

10 Orbview 5 ou GeoEye-1 O satélite GeoEye-1 foi lançado em setembro de 2008 e alcança 41 cm de resolução espacial no pancromático e 1,6 metros no multiespectral. O fornecimento de imagens é direcionado à Companhia Google.

11 Instituição responsável Satélite ORBVIEW 1 ORBVIEW GeoEye ORBVIEW 2 ORBVIEW 3 ORBVIEW 4 GeoEye-1 Lançamento 3/4/ /08/ /06/ /9/2001 6/9/2008 Situação atual s.d Ativo Inativo desde abril/2007 Falhou no lançamento ativo Órbita Polar, Heliossíncrona Altitude (km) Inclinação 69,9º 98,2º 97º ,2º Tempo de duração da órbita Horário de passagem Período de revisita s.d. 99 min 92.5 min s.d. 98 min s.d. 10:30 A.M. 10:30 A.M. 10:30 A.M. 10:30 A.M. 2 dias Diário 3 dias 3 dias 3 dias Tempo de vida projetado 5 anos 12 anos 5 anos 5 anos 15 anos

12 QUICKBIRD Satélite comercial pertence à empresa norte-americana DigitalGlobe. Lançado com sucesso em 18 de outubro de Início da comercialização das imagens em março de 2002 Pancromático com resolução espacial de 61 cm Multiespectral (4 bandas) com resolução espacial de 2,51 m 11 bits Bandas Espectrais VNIR (Visible and Near Infra-Red) N de Banda / Definição 1 (Azul) 2 (Verde) 3 (Vermelho) 4 (IVP) Pancromática Banda Espectral µm µm µm µm µm Resolução Espacial, coleta a ±25º 2.8 m 2.8 m 2.8 m 2.8 m 0.61 m

13 Altitude Km Inclinação - 98 o, sol-síncrono Resolução temporal - 1 a 3,5 dias dependendo da latitude Período - 93,4 minutos Vida útil - 7 anos Imagem Básica Pancromático com resolução espacial de 61 cm Multiespectral (4 bandas) com resolução espacial de 2,51 m 8 a 16 bits 16,5 Km x 16,5 Km Formatos GeoTiff 1.0, NITF 2.1 e 2.0

14 SPOT 5 Satélite comercial lançado em maio de 2002 pertencente à empresa francesa Spot Image. Altitude Km Resolução temporal - 26 dias (1 a 4 dias em função da capacidade de apontamento lateral de 31,06 graus para cada lado) Período - 101,5 minutos Vida útil - 5 anos

15

16 Bandas Espectrais N de Banda / Definição Banda Espectral Resolução Espacial 1 (Verde) 2 (Vermelho) 3 (IVP) 4 (SWIR) Pancromática µm µm µm 1,58-1,75 µm µm 10 m 10 m 10 m 20 m 2,5 a 5,0 m

17 CBERS China-Brazil Earth Resources Satellite Programa de Cooperação com a China para o desenvolvimento de dois satélites de sensoriamento remoto Divisão de trabalho (70% China e 30% Brasil)

18 Histórico CBERS-1: lançado em 1999, tempo de operação em órbita de 3 anos e 10 meses CBERS-2: lançado em 21 de outubro de 2003 CBERS-2B: lançado em 2007

19 Órbita Sol-síncrona 778 km altura Inclinação 98,48 graus Hora local de cruzamento do equador 10:30 Revisita: 26 dias

20 Câmera CCD de alta resolução (High Resolution CCD Camera) =>Fornece imagens de uma faixa de 113 km de largura, com uma resolução de 20 m Opera em 5 faixas espectrais incluindo uma faixa pancromática de 0,51 a 0,89 µm São necessárias 26 dias para uma cobertura completa da Terra com a câmera CCD.

21 Câmera 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 (NIR) Resolução espacial: 20 x 20 m Largura da faixa imageada: 113 km Visada lateral: ±32º Resolução temporal: 26 dias (3 dias com visada lateral) Taxa de dados da imagem: 2 x 53 Mbit/s

22 CBERS-2B Câmera Pancromática de alta resolução HRC Lançada em 19 de setembro de 2007 junto a outras cargas úteis do satélite Sino-Brasileiro CBERS 2B. Largura da faixa imageada 27 Km Resolução radiométrica 8 Bits Resolução espacial 2,7m (nadir) Resolução espectral a 800 nm Resolução Temporal 130 dias

23 MODerate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) Fonte: NASA, 2010 Satélite Terra: Dez. 18, 1999 Primeira Imagem: Fev., 2000 Fonte: NASA, 2010 Satélite Aqua: Maio 04, 2002 Primeira Imagem: Junho, 2002

24 Sensor MODIS: Características Lançado em dezembro de 1999 abordo da plataforma EOS Terra. Orbita: 705Km de altitude. Passagem no Equador:10:30 da manhã. Imageamento global a cada dois dias, cobertura diária acima de 30 de latitude. 36 bandas espectrais: 29-1 km, m & m (nadir).

25 Sensor MODIS: Características 36 bandas 7 para monitoramento da cobertura Dados georeferenciados Correção atmosférica Resolução temporal Diária, 8, 16 dias Resolução espacial 250, 500, 1000m MODIS: Características Espaciais 500m 250m 1km

26 Sistema de Referência de Cenas MODIS Tiles h11v km 1200km

27 Resolução espacial 250 m

28 Resolução espacial m

29 Produtos MODIS MOD09 Reflectância da superfície MOD11 -Temperatura da Superfície Terrestre MOD12 - Cobertura da Terra/ Dinâmica da Cobertura MOD13 - Índice de Vegetação MOD14 - Anomalias Termais (fogo)

30 MODIS: Resoluções Espectrais e Espaciais Faixa Espectral MODIS Azul Verde Vermelho Infravermelho Proximo Infravermelho Medio Infravermelho Medio Infravermelho Medio Resolucao Espacial Resolucao Temporal 250, 500, 1000m 1-2 dias

31 Landsat A série LANDSAT teve início na segunda metade da década de 60, a partir de um projeto desenvolvido pela Agência Espacial Americana e dedicado exclusivamente à observação dos recursos naturais terrestres. Os dados são captados pela antena do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) localizada em Cuiabá.

32 Instituições Responsáveis País/Região NASA (National Aeronautics and Space Administration ) e USGS (U.S. Geological Survey) Estados Unidos Satélite LANDSAT 1 LANDSAT 2 LANDSAT 3 LANDSAT 4 LANDSAT 5 LANDSAT 6 LANDSAT 7 Lançamento Local de Lançamento Vandenberg Air Force Base Veículo Lançador Delta 900 Delta 2910 Delta 2910 Delta 3920 Delta 3920 Titan II Delta II Situação Atual Inativo 1978 Inativo 1982 Inativo 1983 Inativo 1993 Ativo Inativo 1993 Ativo Órbita Polar, heliossíncrona Altitude 917 km 917 km 917 km 705 km 705 km 705 km 705 km Inclinação 99,2º 99,2º 99,2º 98,2º 98,2º 98,2º 98,2º Tempo de Duração da Órbita Horário de Passagem Período de Revisita Tempo Vida Projetado Instrumentos Sensores 103,3 min 103,3 min 103,3 min 99 min 99 min 98,9 min 98,9 min 9:30 AM 9:30 AM 9:30 AM 9:45 AM 9:45 AM 10:00 AM 10:00 AM 18 dias 18 dias 18 dias 16 dias 16 dias 16 dias 16 dias 1 ano 1 ano 1 ano 3 anos 3 anos s.d. 5 anos RBV, MSS RBV, MSS RBV, MSS RBV, MSS MSS, TM ETM ETM+

33 Sensores Orbitais 1) RBV - (Return Beam Vidicon) 2) MSS - (Multispectral Scanner System) 3) TM - (Thematic Mapper) 4) ETM - (Enhanced Thematic Mapper) 5) ETM+ - (Enhanced Thematic Mapper Plus) As imagens LANDSAT-TM cobrem, cada uma, uma área de 185 x 185 km, equivalente a 28 segundos de dados.

34 BANDA RESOLUÇÃO ESPECTRAL TM 1 0,45 a 0,52 µm azul 2 0,52 a 0,60 µm - verde 3 0,63 a 0,69 µm - vermelho 4 0,76 a 0,90 µm - infravermelho próximo 5 1,55 a 1,75 µm - infravermelho médio 6 10,4 a 12,5 µm - infravermelho termal 7 2,08 a 2,35 µm - infravermelho distante

35 O Landsat 6 foi projetado com o sensor ETM (Enhanced Thematic Mapper), com configurações semelhantes ao seu antecessor, inovando na inclusão da banda 8 pancromática com 15 metros de resolução espacial, mas não conseguiu atingir a órbita terrestre devido à ocorrência de falhas no lançamento.

36 O sensor ETM evoluiu para o sensor ETM+ (Enhanced Thematic Mapper Plus) lançado em 1999 a bordo do Landsat 7. Mantendo os mesmos intervalos espectrais, ampliou a resolução espacial da banda 6 (infravermelho termal) para 60 metros, além de tornar a banda pancromática operante e permitir a geração de composições coloridas com 15 metros de resolução.

37 BANDAS RESOLUÇÃO ESPECTRAL ETM µm azul µm verde µm vermelho µm infravermelho próximo µm infravermelho médio µm infravermelho termal µm ) infravermelho médio µm ) pancromático

38 Banda Principais características e aplicações das bandas TM e ETM dos satélites LANDSAT 5 e 7 1 Grande penetração em corpos de água; Sensibilidade a plumas de fumaça 2 Grande sensibilidade à presença de sedimentos em suspensão. 3 Apresenta bom contraste entre diferentes tipos de cobertura vegetal 4 Os corpos de água absorvem muita energia nesta banda e ficam escuros, permitindo o mapeamento da rede de drenagem. 5 Sensibilidade a umidade das plantas, servindo para observar estresse na vegetação, causado por desequilíbrio hídrico. 6 Sensibilidade aos fenômenos relativos aos contrastes térmicos, servindo para detectar propriedades termais de rochas, solos, vegetação e água. 7 Sensibilidade à morfologia do terreno, permitindo obter informações sobre geomorfologia, solos e geologia.

39 A série Landsat Landsat 1: Lançado em 23/07/72 - Desativado em 06/01/78 Landsat 2: Lançado em 22/01/75 - Desativado em 52/02/82 Landsat 3: Lançado em 05/03/78 - Desativado em 31/03/83 Landsat 4: Lançado em 16/07/82 - Não imageia, porém não está desativado Landsat 5: Lançado em 01/03/84 - Ativo até abril / 2002 ==> Landsat 6: Lançado em 05/10/93 - Perdido após o lançamento Landsat 7: Lançado em 15/04/99 Com problemas (vida útil estava prevista para ser superior a 5 anos em órbita)