1. SENSORIAMENTO REMOTO

1.3. Energia Eletromagnética

1.3.1. Espectro Eletromagnético

1.3.2. Regiões mais importantes do espectro eletromagnético para o Sensoriamento Remoto

FONTES DE RADIAÇÃO

Temperatura superior à zero absoluto (0 K ou -273o C)

Emite Radiação Eletromagnética

Resultado de suas oscilações atômicas e moleculares

Geleiras, nuvens, pessoas, objetos, planetas, estrelas, culturas

NATUREZA DA RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA

MODELO CORPUSCULAR (OU QUÂNTICO)REM É CONCEBIDA COMO O RESULTADO DA

EMISSÃO DE PEQUENOS PULSOS DE ENERGIA

MODELO ONDULATÓRIO

REM SE PROPAGA NA FORMA DE ONDAS

FORMADAS PELA OSCILAÇÃO DOS

CAMPOS ELÉTRICO E MAGNÉTICO

PROPRIEDADES DAS ONDAS

• Refração: quando a onda passa de um meio menos denso para outro, mais denso, a mudança de velocidade resulta em mudança de direção.

• Quando uma onda encontra uma superfície de dois meios, ela se refrata e se reflete.

TEORIA ONDULATÓRIA

• Características Físicas:

• Velocidade (V) de propagação no vácuo: 3 x108 m/s

• Freqüência (f): número de ondas que passam por um ponto no espaço num determinado tempo.

• Comprimento de onda (λ): distância entre dois pontos semelhantes da onda.

REPRESENTAÇÃO DA ONDA ELETROMAGNÉTICA

λ= V/f

Tecnologia Atual

Detectar radiação eletromagnética numa extensa faixa espectral

Espectro Eletromagnético

ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO

Conjunto de comprimentos de onda que

compõem a REM e que pode ser dividido,

didaticamente, em um certo número de

regiões espectrais.

ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO

Fonte:http://educar.sc.usp.br/otica/luz.htm

LEIS DA RADIAÇÃO

• Explica as variações de intensidade da radiação eletromagnética, ao longo do espectro eletromagnético.

• Acima de 0 oK ou -273 oC: absorve ou emite.

Corpo Negro

• Corpo que absorve toda a radiação que nele incide; nenhuma radiação é refletida ou transmitida;

Lei de Planck

• Explica a radiação emitida por um corpo negro em todo espectro eletromagnético;

• Forma característica da curva de emissão de cada corpo.

Lei de Wien (Lei do deslocamento)

• Determina o comprimento de onda em que a radiação emitida é máxima;

• Radiação é tanto maior quanto mais quente for o corpo.

•λ = C/T

C = 2,898 X 10³ ºK: constante de Wien (µm)T = temperatura absoluta (ºK)

Lei de Stefan-Boltzmann

• Radiação total emitida varia com a quarta potência da temperatura do corpo.

M = ε x σ x T4

σ = 5,6693 x 10-8 W /m-2 ºK4: constante de Stefan-Boltzmann ε = emissividade

•O Sol, com T~6000 K, emite centenas de milhares de vezes mais energia que a Terra, com T~288 K.

CONCEITOS RADIOMÉTRICOS

IRRADIÂNCIA

intensidade do fluxo radiante, proveniente de todas as direções, que atinge uma dada superfície.

IRRADIÂNCIA

Ponzoni e Disperati (1995)

O ESPECTRO DE EMISSÃO SOLAR

EXCITÂNCIA

Fluxo de radiação que deixa a superfície emtodas as direções

EXCITÂNCIA

REFLECTÂNCIA

razão entre fluxo refletido por um objeto e o fluxo nele incidente.

Fonte: http://educar.sc.usp.br/otica/

Fonte: http://educar.sc.usp.br/otica/

Fonte: http://educar.sc.usp.br/otica/

Fonte:http://educar.sc.usp.br/otica/

ABSORTÂNCIA

• razão entre fluxo absorvido por um objeto e o fluxo nele incidente.

TRANSMITÂNCIA

• razão entre fluxo transmitido por um objeto e o fluxo nele incidente.

Unidades de medidas da radiação eletromagnética

•Angstron (1Å = 10-10 metros)

•Nanômetro (1nm = 10-9 metros)

•Micrômetro (1µm = 10-6 metros)

•Quilohertz (1KHz = 103 Hertz)

•Megahertz (1Mhz = 106 Hertz)

•Gigahertz (1GHz = 109 Hertz)

REGIÕES MAIS IMPORTANTES DO ESPECTRO

ELETROMAGNÉTICO PARA O SENSORIAMENTO REMOTO:

EFEITOS ATMOSFÉRICOS NA PROPAGAÇÃO

• atmosfera é opaca = não permite a passagem da radiação eletromagnética“bandas de absorção da atmosfera”

•atmosfera é transparente = permite a passagem da radiação eletromagnética

"janelas atmosféricas"

•A ENERGIA DE UM FEIXE DE RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA É TRANSFORMADA EM OUTRAS FORMAS DE ENERGIA.

• É UMA ATENUAÇÃO SELETIVA •CONSTITUINTES: VAPOR D'ÁGUA, OZÔNIO, MONÓXIDO DE CARBONO

ABSORÇÃO

O Espectro de Emissão Solar

•RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA MUDA DE DIREÇÃO.

•CONSTITUINTES: FUMAÇA, POEIRA, NEBLINA, NUVENS

ESPALHAMENTO

Tipos de espalhamento

• Molecular ou Rayleigh (E = 1/λ4)

• Mie (E = 1/ λ2)

• Não Seletivo

Visível: 0,4 a 0,72 m

Infravermelho Próximo: 0,72 a 1,3 m

Infravermelho Médio: 1,3 a 3,0 m

Infravermelho Termal: 7,0 a 15,0 m

Regiões mais importantes do espectro eletromagnético para o sensoriamento

remoto