SENSORIAMENTO REMOTO Revisão de conteúdo Prof. Marckleuber Engenharia de Agrimensura - 2013
SENSORIAMENTO REMOTO - Conceitos De um modo geral, o Sensoriamento Remoto pode ser definido como: O conjunto de técnicas que permite obter informações de um objeto sem necessidade de ter contato direto com ele, realizado através da detecção da energia eletromagnética dele proveniente. Uma definição mais específica define o sensoriamento remoto como: O conjunto de técnicas de aquisição, processamento e interpretação de imagens obtidas desde aviões ou satélites, nas quais é registrado algum aspecto da interação entre a matéria e a energia eletromagnética.
Definição clássica Sensoriamento Remoto (SR) refere-se a um conjunto de técnicas destinado à obtenção de informação sobre objetos, sem que haja contato físico com eles. Para melhor compreender esta definição, faz-se necessário identificar os quatro elementos fundamentais das técnicas de SR, os quais podem ser representados através do esquema apresentado na figura abaixo:
REM (Radiação Eletromagnética): é o elemento de ligação entre todos os demais que se encontram nos vértices; Fonte: o Sol (para os sensores passivos) e antenas de micro-ondas (para os sistemas ativos); Sensor: instrumento capaz de coletar e registrar a REM refletida ou emitida pelo objeto (alvo); Alvo (objeto): informação. representa o elemento do qual se pretende extrair
Radiação Eletromagnética Transmissão de energia na forma de ondas, contendo um componente elétrico e outro magnético, por ser produzida pela aceleração de uma carga elétrica em um campo magnético. O espectro da radiação eletromagnética engloba a luz visível, os raios gama, as ondas de rádio, as microondas, os raios x, ultravioleta, infravermelho.
Radiação Eletromagnética Esses nomes indicam áreas do espectro divididas com fins didáticos e práticos, pois o espectro é contínuo e não há diferenças abruptas entre as formas de radiação e todas são basicamente o mesmo fenômeno físico. Uma fonte de radiação, como o Sol, pode emitir luz dentro de um espectro variado. Decompondo-se a luz solar com um prisma é possível ver um espectro de cores. Outras são invisíveis ao olho humano mas detectáveis por instrumentos.
Espectro Eletromagnético Distribuição da energia eletromagnética por regiões (bandas), de acordo com a freqüência e comprimento de onda.
Espectro Eletromagnético
Energia Eletromagnética Um fluxo de radiação eletromagnética ao se propagar pelo espaço pode interagir com superfícies ou objetos, podendo ser refletido, absorvido ou transmitido.
Assinatura Espectral Reflectância: é o fator que mede a capacidade de um objeto de refletir a energia radiante; Absortância: é a capacidade de absorver energia radiante; e Transmitância: é a capacidade de transmitir energia radiante. Certamente um objeto escuro e opaco tem um valor baixo para a reflectância, alto para a absortância e nulo para a transmitância. A reflectância, absortância e a transmitância costumam ser expressas em percentagem (ou por um número entre 0 e 1).
Energia Eletromagnética As variações que essas interações produzem no fluxo considerado dependem: - (1) das propriedades físico-químicas dos elementos irradiados; - (2) do comprimento de onda da radiação incidente; e - (3) do ângulo formado entre o alvo e a radiação incidente.
Assinatura Espectral Deriva-se da variação das características de absorção, emissão e reflectância dos alvos, possibilitando a sua identificação nas imagens de sensoriamento remoto. A curva espectral representa a variação da reflectância de um objeto para cada comprimento de onda.
SISTEMAS SENSORES Os sistemas sensores são equipamentos que estão a bordo dos satélites e sua função é captar e registrar a energia eletromagnética proveniente dos objetos na superfície terrestre. Sem eles não seria possível para o satélite obter imagens, ele estaria literalmente cego. Da mesma forma como nós captamos as cores dos objetos através dos nossos olhos, os sensores a bordo dos satélites captam a energia eletromagnética que é refletida ou emitida pelos objetos da superfície terrestre.
SENSORES: Ativos e Passivos Os sensores podem ser classificados de várias formas, porém existe uma diferença básica que permite caracterizar os sensores em apenas duas classes: ATIVOS E PASSIVOS. Este tipo de classificação refere-se à capacidade do sensor de emitir a energia que irá interagir com os objetos. Se não emitir energia, é passivo. Se emitir, é ativo.
SENSORES PASSIVOS A maioria dos satélites de sensoriamento remoto são PASSIVOS, isto quer dizer que o sensor capta a energia originada de uma fonte externa ao sistema sensor. A principal fonte de energia disponível para estes fins é a energia do Sol que incide sobre o nosso planeta e que é captada pelos sensores depois de haver interagido com a superfície e a atmosfera.
SENSORES ATIVOS O radar imageador é um sensor ativo (possui fonte própria de energia) e opera na região das microondas. Basicamente pulsos de ondas são emitidos e a imagem gerada corresponde ao componente do sinal retroespalhado do terreno.
SENSORES ATIVOS Distinto dos sensores ópticos, sensíveis às propriedades físico-químicas dos alvos, o radar imageador fornece informações sobre a geometria e as propriedades elétricas dos alvos.
SENSORES ATIVOS Várias são vantagens do seu uso: (a) imageamento em condições atmosféricas adversas (nuvens, brumas, fumaças e chuvas); (b) realce da macro-topografia (macro variações da morfologia de superfície); (c) sensibilidade à micro-topografia (rugosidade superficial do terreno na escala do comprimento de onda usado);
SENSORES ATIVOS Várias são vantagens do seu uso: (d) sensibilidade às propriedades dielétricas dos alvos, (particularmente à umidade); (e) geometria de aquisição controlada, (independe de iluminação solar), podendo o dado ser adquirido à noite (maior resolução temporal); e (f) capacidade de penetração (permite informações dos alvos em condições distintas das superficiais).
SENSORES ATIVOS Desvantagem: (a) Qualidade das imagens não é tão boa quanto as imagens dos sensores passivos; (b) Processamento das imagens exige um trabalho mais técnico e mais apurado que as imagens de sensores passivos.
Imagem ERS-2 (RADAR) com 25 metros de resolução
SENSORES PASSIVOS Vantagens do seu uso: (a) Qualidade das imagens; (b) Processamento das imagens para o usuário final é mais simples que o processamento das imagens dos sensores ativos; (c) Grande variedade de sensores disponíveis com imagens de diversas qualidades e para todos os tipos de aplicação; (d) Política mais simplificada de distribuição e aquisição de imagens.
SENSORES PASSIVOS Desvantagens do seu uso: (a) impossibilidade da aquisição de imagens em condições atmosféricas adversas (nuvens, brumas, fumaças e chuvas); (b) impossibilidade de controlar a geometria de aquisição, (depende de iluminação solar), não podendo o dado ser adquirido à noite (menor resolução temporal); e (c) não possui capacidade de penetração (as informações dos alvos depende das condições da superfície).
Concurso para eleger a melhor imagem de satélite, captada em 2011, pela DigitalGlobe Votação feita via Facebook, por internautas do mundo todo:
Rio Rakaia, na Nova Zelândia (Imagem: DigitalGlobe)
Arquipélago artificial Palm Island, em Dubai, nos Emirados Árabes Unidos (Imagem: DigitalGlobe)
O Mauna Loa, localizado no Havaí, é o maior e mais ativo vulcão do mundo (Imagem: DigitalGlobe)
Porta-aviões chinês Varyag, no Mar Amarelo, entre a China e as Coreias (Imagem: DigitalGlobe)
Ilhas Sociedade, no Pacífico (Imagem: DigitalGlobe)
A geleira Petermann conecta a camada de gelo da Groenlândia com o Oceano Ártico (Imagem: DigitalGlobe)
Baía de Bombetoka, na costa noroeste de Madagascar (Imagem: DigitalGlobe)
Cidade planejada e ainda desabitada no deserto de Ordos, na China (Imagem: DigitalGlobe)
Usina de energia solar Nevada Solar One, nos EUA (Imagem: DigitalGlobe)
Ground Zero, o local onde ficavam as Torres Gêmeas do World Trade Center, NY (Imagem: DigitalGlobe)
A imagem feita no dia 16 de março de 2011 mostra os estragos na usina nuclear Dai-Ichi, em Fukushima, no Japão (Imagem: DigitalGlobe)
Complexo de Bab-al-Azizia, que abrigava o governo de Muammar Kadhafi em Trípoli, na Líbia (Imagem: DigitalGlobe)