IMAGENS DE SATÉLITE PROF. MAURO NORMANDO M. BARROS FILHO

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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE CENTRO DE TECNOLOGIA E RECURSOS HUMANOS UNIDADE ACADÊMICA DE ENGENHARIA CIVIL IMAGENS DE SATÉLITE PROF. MAURO NORMANDO M. BARROS FILHO

2 Sumário 1. Conceitos básicos 2. Resoluções 3. Exemplos 4. Exercício

3 1. Conceitos básicos Imagem Digital È uma matriz onde cada célula representa um pixel. Pixel (Picture Element) Corresponde a uma área mínima, geograficamente identificada, e para a qual são registrados níveis de cinza. Nível de Cinza È um valor inteiro, não-negativo e finito relacionados à intensidade de energia refletida em faixas (bandas) bem definidas do espectro eletromagnético.

4 1. Conceitos básicos Exemplo de uma imagem digital.

5 2. Resoluções Resolução É uma medida da habilidade que um sistema sensor possui de distinguir alvos ou fenômenos na superfície terrestre Espacial Espectral Radiométrica Temporal

6 2. Resoluções Resolução Espacial Sensibilidade em distinguir alvos em função da separação angular ou linear entre os mesmos. Exemplo Um sensor com resolução de 20 metros implica que objetos distanciados entre si a menos que 20 metros, em geral não serão discriminados pelo sistema.

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9 2. Resoluções Diferentes sensores e resoluções

10 2. Resoluções Diferentes resoluções espaciais

11 2. Resoluções Diferentes resoluções espaciais

12 2. Resoluções Diferentes resoluções espaciais

13 Diferentes resoluções espaciais

14 2. Resoluções Resolução espectral Sensibilidade do sensor em distinguir alvos que diferem entre si por refletir diferentes quantidades de energia eletromagnética Exemplo Um sensor que opera em 7 bandas espectrais em maior capacidade de distinguir alvos do que um que opera em apenas 4 bandas.

15 2. Resoluções Banda Espectral É o intervalo entre dois comprimentos de onda, no espectro eletromagnético. Cada elemento na terra e a água refletem variadas quantidades de energia em comprimento de ondas particulares. Dois elementos que não são distinguíveis em uma banda podem apresentarem muito diferentes em outra banda.

16 2. Resoluções Bandas Espectrais Figueiredo (2005)

17 Banda 1 Banda 2 Banda 3 Banda 4 Banda 5 Banda 6 Banda 7 Banda 8

18 2. Resoluções Sensor TM do satélite LandSat: bandas e aplicações Banda Faixa Espectral (um) Principais aplicações Mapeamento de águas costeiras Diferenciação entre solo e vegetação Diferenciação entre vegetação coníferas e decídua Reflectância de vegetação verde sadia Absorção de clorofila Diferenciação de espécies vegetais Levantamento de biomassa Delineamento de corpos d'água Medidas de umidade da vegetação Diferenciação entre nuvens e neve Mapeamento de estresse térmico em plantas Outros mapeamentos térmicos Mapeamento hidrotermal

19 2. Resoluções Sensor HRV do satélite SPOT: bandas e aplicações Banda 1 Faixa Espectral (um) Principais aplicações Reflectância de vegetação verde sadia Mapeamento de águas Absorção da clorofila Diferenciação de espécies vegetais Diferenciação de solo e vegetação 3 Pan Levantamento de fitomassa Delineamento de corpos d'água Estudo de áreas urbanas

20 2. Resoluções Sensores dos satélites SPOT 1, 2, 3, 4 e 5

21 2. Resoluções Sensor AVHRR do satélite NOAA: bandas e aplicações Banda e 5 Faixa Espectral (um) (4) (5) Principais aplicações Mapeamento diurno de nuvem, gelo e neve. Definição de feições de solo e cobertura vegetal. Delineamento da superfície da água Definição de condições de fusão de neve e gelo Avaliação da vegetação e monitoramento metereológico (nuvens). Mapeamento noturno e diurno de nuvens Análise da temperatura (C) da superfície do mar Detecção de pontos quentes (incêndios). Mapeamento noturno e diurno de nuvens. Medição da superfície do mar, lagos e rios. Detecção de erupção vulcânica. Umidade do solo, atributos metereológicos das nuvens. Temperatura da superfície do mar e umidade do solo.

22 2. Resoluções Bandas TM e Assinatura Espectral

23 2. Resoluções Resolução radiométrica È a sensibilidade do sistema sensor em distinguir níveis de cinza NC = 2 ^ bit 1 bit (2 NC) 8 bits (256 NC)

24 2. Resoluções Resolução Temporal Esta associada ao intervalo de tempo que um sensor leva para imagear novamente um mesmo ponto. Varia em função da largura da faixa de imageamento do sensor

25 2. Resoluções Características de resolução dos sistemas sensores a bordo dos satélites Landsat, SPOT e NOAA. Resolução TM HRV AVHRR Temporal 16 dias 26 dias 2 vezes ao dia Espacial 30 m 120 m (Banda6) 20 m (Banda1 a 3) 10 m (Pan) 1.1 Km (nominal) Radiométrica 8 bits 8 bits (1-3) 6 bits (Pan) 10 bits Espectral Banda 1: Banda 2: Banda 3: Banda 4: Banda 5: Banda 6: Banda 7: Banda 1: Banda 2: Banda 3: Pan: Banda 1: Banda 2: Banda 3: Banda 4: Banda 5:

26 2. Resoluções Características de resolução dos sistemas sensores a bordo dos satélites CBERS. (Exercício) Características CCD IR-MSS WFI Res. Temporal 26 dias 26 dias 3 a 5 dias Res. Espacial 20 m 80 m (pan e 4) 260 m Faixa Imageada 113 km 120 Km 890 Km Res. Espectral Banda 1: Banda 2: Banda 3: Banda 4: Pan: Banda 1: Banda 2: Banda 3: Pan: Banda 1: Banda 2:

27 EXEMPLOS DE IMAGENS DE BAIXA E MÉDIA RES. ESPACIAL

28 Satélite: NOOA Sensor: AVHRR Local: América do Sul Poster decorativo elaborado com imagens de 1 Km de res. espacial e realçado com Modelo Numérico de Terreno

29 Satélite: LANDSAT 7 Sensor: ETM+ Composição: PAN + R5G4B3 Data: 25/05/2002 Res. Espacial: 15 m Local: Ilha Bela SP, Brasil.

30 Satélite: CBERS Sensor: WFI Res. Espacial: 260 m Local: Macro-Eixo Rio de Janeiro - São Paulo Serras da Mantiqueira e Do Mar em verde escuro e as cidades ao longo da Rodovia Presidente Dutra em azul.

31 Satélite: CBERS Sensor: IRMSS Composição: R3G1B2 Res. Espacial: 80 m Data: 06/07/2000 Local: Litoral do Rio Grande do Norte. Em verde escuro os mangues, em verde claro as salinas e em branco as dunas.

32 Satélite: CBERS Sensor: CCD Res. Espacial: 20 m Local: Pequim, China.

33 Satélite: CBERS Sensor: CCD Res. Espacial: 20 m Local: Brasília, Brasil.

34 EXEMPLOS DE IMAGENS DE ALTA RESOLUÇÃO ESPACIAL

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36 Satélite: EROS Sensor: PSM Data: 6 maio 2001 Res. Espacial: 1,8 m Local: Joinville - SC,Brasil.

37 Satélite: IKONOS Sensor: PSM Res. Espacial: 1 m Composição Colorida Local: Curitiba,Brasil.

38 Satélite: GEOEYE Sensor: GeoEye-1 Res. Espacial: 0.41 m (pan) e 1.65 m Composição Colorida Local: Texas, EUA.

39 Satélite: GEOEYE Sensor: GeoEye-1 Res. Espacial: 0.41 m (pan) e 1.65 m Composição Colorida Local: Texas, EUA.

40 EXEMPLOS DE IMAGEM 3D = IMAGEM + MDT

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42 EXEMPLOS DE IMAGENS DE RADAR

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45 EXEMPLOS DE IMAGENS INFRA-VERMELHO

46 INFRA-VERMELHO PRÓXIMO Satélite: Terra Sensor: ASTER Res. Espacial: 15 m Monocromática Local: Rio São Francisco, Brasil Áreas mais claras: vegetação densa

47 INFRA-VERMELHO TERMAL Satélite: Terra Sensor: ASTER Res. Espacial: 90 m Monocromática Local: Mar Vermelho Horário Noturno Áreas mais claras, maior temperatura

48 4. Exercício Pesquise na internet imagens dos satélites: 1. GeoEye 2. CBERS 2B 3. Alos 4. ResourceSat 5. Terra Descreva as resoluções de seus sensores