sensoriamento remoto e suas aplicaÇÕes ambientais

SENSORIAMENTO REMOTO E SUAS APLICAÇÕES AMBIENTAIS

Valéria Peixoto BorgesDoutoranda em Meteorologia

Universidade Federal de Campina Grande

Valéria Peixoto Borges

Engenheira Agrônoma graduada pela Universidade Federal da Bahia

Mestrado em Ciências Agrárias pela Universidade Federal do Recôncavo da Bahia

Doutoranda em Meteorologia - Universidade Federal de Campina Grande

O QUE É SENSORIAMENTO REMOTO?

“Sensoriamento remoto é a ciência de aquisição de informações sobre a superfície terrestre sem haver contato com ela. É feito através da captação da energia refletida ou emitida pelos alvos e posterior processamento, análise e aplicação da informação.”

O PROCESSO DE AQUISIÇÃO DE DADOS POR SENSORIAMENTO REMOTO

RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA

Comprimento e frequência da onda

Fonte de energia radiante (natural ou artificial)

Múltiplos do metro e do Hertz

• milímetros: 1 mm = 10-3 m

• micrômetro: 1 µm = 10-6 m

• nanômetro: 1 nm = 10-9 m

• Angströn: 1 Å = 10-10 m = 10-4 mm

• quilohertz: 1 kHz = 103 Hz

• megahertz: 1 mHz = 106 Hz

• gigahertz: 1 gHz = 109 Hz

ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO

ESPECTRO VISÍVEL

• violeta: 390 a 455 nm • amarelo: 577 a 597 nm

• azul: 455 a 492 nm • laranja: 597 a 622 nm

• verde: 492 a 577 nm • vermelho: 622 a 720 nm

ESPECTRO INFRAVERMELHO

IV próximo: 0,7 a 3 m IV médio: 3 a 6 m IV distante: 6 a 1000 m Banda termal: 8 a 14 m

ESPECTRO DO MICROONDAS

Microondas: 1mm até cerca de 1m

ou

300GHz a 300MHz

INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO COM A ATMOSFERA

Espalhamento

Absorção

Absorção da radiação eletromagnética pela atmosfera

Janelas

atmosféricas

Infr

aver

mel

ho

próx

imo

Infr

aver

mel

ho

term

al

Refle

ctân

cia

(%)

INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO COM

A SUPERFÍCIE

A interação REM x alvo : alteração das propriedades da

radiação incidente:

Intensidade, direção e comprimento de onda.

O SR detecta e registra estas alterações.

Ao interpretarmos os dados e imagens resultantes, determinamos as características da matéria que interagiu com a REM incidente.

Transmissão

Absorção

Reflexão

RADIAÇÃO INCIDENTE

A REM cede muita de sua

energia para se transformar em calor, que passa

a aquecer a superfície.

A REM continua a se propagar ao mudar de meios de densidades

diferentes, sofrendo refração.

A REM é redirecionada após interação

com a superfície, conservando

inalterado seu comprimento de

onda.

Interação da radiação incidente com o dossel vegetal

Interação da radiação incidente com a água

Assinatura espectral dos alvos

É a curva de reflectância do alvo, e portanto depende das suas características físico-químicas e biológica.

Refere-se à intensidade relativa com que cada corpo reflete a radiação eletromagnética nos diversos comprimentos de onda.

As diferentes interações entre a REM e os objetos terrestres é que possibilitam a distinção e o reconhecimento dos alvos detectados remotamente.

Assinatura espectral dos alvos

Assinatura espectral dos alvos

Imagem do satélite Landsat 5 na banda 4 (infravermelho próximo – 0,76 a 0,90 µm)

Assinatura espectral dos alvos

Imagem do satélite Landsat 5 na banda 7 (infravermelho médio – 2,08 a 2,35 µm)

SISTEMAS SENSORES

No contexto do sensoriamento remoto, sensores

são todos dispositivos capazes de detectar e registrar

a radiação eletromagnética, em determinadas faixas

do espectro eletromagnético, e gerar informações

que possam ser transformadas num produto passível

de ser interpretado, seja na forma gráfica, imagem ou

tabela.

PRODUTO DE SENSORES EM SR

Tabela

ImagemGráficos

Banda Nível de cinza

1 25

2 35

3 40

4 55

CARACTERÍSTICAS DOS SISTEMAS SENSORES

Tipos de sensores a) Quanto à fonte de energia

Passivos

Ativos

a) Quanto ao produto gerado

Imageadores

Não-imageadores

Tipos de sensores

c) Quanto ao princípio de funcionamento

Varredura

Não-varredura

Sensores manuais e de superfície Espectroradiômetros:

FieldSpec Hand Held

Sensores a bordo de aviões Esquema de emissão e reflexão de ondas com o uso de

radar:

Sensores a bordo de aviões A obtenção de imagens com sistema de radar apresenta as

seguintes vantagens:- obter imagens de resolução diversas;- observar diferentes detalhes em feições como ondas do

mar, estruturas geológicas e geomorfológicas;- Avaliar movimentação de massas de ar;- Acompanhar deslocamento de espécies animais;-realizar observações da superfície terrestre,

independentemente da nebulosidade e precipitação, também no período noturno.

Sensores instalados em satélites 1. Satélites orbitais 2. Satélites

geoestácionários

Resolução dos Sensores

1. Resolução Espectral

Dada pela faixa espectral trabalhada pelo sensor. O sensor TM do Landsat 5 possui 7 bandas espectrais, enquanto que o CBERS-2 apresenta 5 bandas.

2. Resolução Temporal

Tempo que o satélite leva para revisitar o mesmo ponto da superfície, ou seja, espaço de tempo entre a obtenção de uma cena e outra.

3. Resolução Radiométrica

Quantidade de níveis digitais presentes em uma imagem. Este atributo, representado pelos níveis de cinza ou cores da imagem é normalmente apresentado na forma de bits

4 bits (16 NC)

8 bits (256 NC)1 bit (2 NC)

4. Resolução Espacial

Dada pela área real abrangida no terreno por cada pixel da imagem.

Satélite Ikonos: resolução espacial de 1 m.

Satélite Landsat 5: resolução espacial de 30 m.

Características de alguns satélites orbitais

Características de alguns satélites geoestacionários

INTERPRETAÇÃO DE IMAGENS

A imagem processada é interpretada visualmente ou digitalmente ou eletronicamente, para se extrair da informação sobre o alvo que foi iluminado.

O analista de SR deve complementar os seus conhecimentos específicos com as informações relativas aos elementos que interferem na formação das imagens.

INTERPRETAÇÃO DE IMAGENS

Alguns elementos dos alvos da superfície devem ser observados na análise e interpretação das imagens geradas por sensoriamento remoto:

FormaTamanhoTexturaPadrãoColoração

Imagem do sensor TM do satélite Landsat 5 da cena que contém Mossoró, de 03/10/2009.

Composição RGB 3-2-1

Imagem do sensor TM do satélite Landsat 5 da cena que abrange o Oeste da Bahia, de 12/05/2007 .

Composição RGB 3-2-1

As mesmas imagens, com outra combinação de cores:

Composição RGB 4-3-2

Composição RGB 4-3-2

Composição RGB 5-4-3

Imagem do sensor TM do satélite Landsat 5 da cena que abrange o Oeste da Bahia, de 12/05/2007 .

APLICAÇÃO DAS INFORMAÇÕES GERADAS POR SR

AgriculturaMeteorologiaHidrologiaIrrigaçãoPlanejamento e uso da terraProspecção geológica/mineralOceanografia

Recursos florestaisRecursos pesqueirosMonitoramento ambientalPlanejamento urbanoFins bélicos

Agricultura

Classificação do tipo de culturaAvaliação das condições da culturaEstimativa do rendimento das culturasmapeamento das características do soloAvaliação de práticas de manejo do solo

Monitoramento de secas em áreas agrícolas

através de índices de vegetação

Estado fitossanitário da cultura

Hidrologia

Monitoramento e mapeamento de áreas pantanosasMonitoramento de enchentesDetecção de alterações no delta dos rios

Enchentes / inundações

Imagem de radar de área

inundada

Irrigação

Avaliação do estresse hídrico das culturasAvaliação do balanço de energiaEstimativa da disponibilidade hídrica Desenvolvimento de coeficientes de cultivoMonitoramento do teor de umidade no solo

Disponibilidade de água no solo

Planejamento e uso da terra

Manejo de recursos naturais e mapeamento de biomassaProteção da vida selvagemMapeamento de desastres naturaisExpansão urbana

Crescimento urbano com invasão de áreas rurais

Recursos florestais

Inventário florestalAvaliação de potencial para produção de madeiraMonitoramento de desmatamento e queimadasMapeamento agroflorestalProteção e modelagem de bacias hidrográficas

Incêndio florestal

Operações realizadas com imagens obtidas com sensoriamento remoto:

Produtos gerados a partir de sensoriamento remoto orbital:

ÍNDICES DE VEGETAÇÃO: NDVI

TEMPERATURA DA SUPERFÍCIE:

EVAPOTRANSPIRAÇÃO:

Temperatura da Superfície do mar:

Temperatura da Superfície do mar:

Concentração de clorofila a:

ESTIMATIVA DA EVAPOTRANSPIRAÇÃO E PRODUTIVIDADE DE ÁGUA DO MELOEIRO (CUCUMIS

MELO) ATRAVÉS DO SENSORIAMENTO REMOTO E MÉTODOS MICROMETEOROLÓGICOS

Sistema de Razão de Bowen

Sensor de umidade e temperatura do ar

Anemômetro de conchas

Saldo-radiômetro

Psicrômetro

Sistema de Razão de Bowen

OBRIGADA!!

valpborges@gmail.com