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CONCEITOS RADIOMÉTRICOS•Irradiância:

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

EXCITÂNCIA

fluxo deixando a superfície emtodas as direções

CONCEITO DE ÂNGULO SÓLIDO

Cone formado pela abertura do sensor pelaqual a REM refletida ou emitida atingeo chamado “detetor”.

Possui dimensões variáveis e dependentesdas características tecnológicas do instrumento.

RADIÂNCIA

intensidade do fluxo radiante

por unidade de ângulo sólido,

por unidade de área

normal ao detetor.

REFLECTÂNCIA

Reflectância Hemisférica:razão entre fluxo refletido por um objeto e o fluxonele incidente.

Reflectância medida por um sensor:razão entre a Radiância refletida por um dado objetoe a Irradiância nele incidente.

REFLECTÂNCIA

IR

ρ = R/IR = luz refletidaR = luz refletida

I = luz incidenteI = luz incidente

TRANSMITÂNCIA

I

Tτ = I/T

R = luz refletidaR = luz refletida

T = luz transmitidaT = luz transmitida

ABSORTÂNCIA

Ia

α = A/IR = luz refletidaR = luz refletida

A = luz absorvidaA = luz absorvida

DEFINIÇÕES BÁSICAS IIDEFINIÇÕES BÁSICAS II

Cor = forma como é percebida pelo olho humano, apropriedade de um objeto que caracteriza a sua interação com a energia, que é dependente da luz refletida em diferentes comprimentos de onda

INTERAÇÃO ENTRE A RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA E A

ATMOSFERA I

TODA A RADIAÇÃO SOLAR DETECTADA POR SENSORES REMOTOS, NECESSARIAMENTE, PASSA PELA ATMOSFERA. A ATMOSFERA É O ´MEIO´ ONDE A RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA (REM) VIAJA DO SOL PARA O SENSOR.

TODA A RADIAÇÃO SOLAR DETECTADA POR SENSORES TODA A RADIAÇÃO SOLAR DETECTADA POR SENSORES REMOTOS, NECESSARIAMENTE, PASSA PELA ATMOSFERA. REMOTOS, NECESSARIAMENTE, PASSA PELA ATMOSFERA. A ATMOSFERA É O ´MEIO´ ONDE A RADIAÇÃO A ATMOSFERA É O ´MEIO´ ONDE A RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA (REM) VIAJA DO SOL PARA O SENSOR. ELETROMAGNÉTICA (REM) VIAJA DO SOL PARA O SENSOR.

ANTES DE SER CAPTADA POR UM SENSOR A BORDO DE UM SATÉLITEQUE UTILIZE RADIAÇÃO SOLAR REFLETIDA , A RADIAÇÃO SOLAR PASSA DESCENDENTEMENTE PELA ATMOSFERA PARA ENTÃO RETORNAR AO SENSOR

UM SENSOR TERMAL AERO-TRANSPORTADO POR SUA VEZ,DETECTA A ENERGIA EMITIDA DIRETAMENTE POR OBJETOS NA SUPERFÍCIE DA TERRA

INTERAÇÃO ENTRE A RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA E A

ATMOSFERA II

O EFEITO TOTAL DA ATMOSFERA VARIA:

CONFORME O TIPO DE CAMINHO PERCORRIDO PELA REM;

COM A MAGNITUDE DO SINAL SENDO IMAGEADO;

CONDIÇÕES ATMOSFÉRICAS LOCAIS E COMPRIMENTOS DE ONDA ENVOLVIDOS.

O ATMOSFERA PODE AFETAR A INTENSIDADE E COMPOSIÇÃOESPECTRAL DA REM DISPONÍVEL PARA UM DETERMINADO SENSOR, PRINCIPALMENTE ATRAVÉS DE MECANISMOS DE:

ESPALHAMENTO, ABSORÇÃO E TRANSMISSÃO ATMOSFÉRICA.

TRANSMITIDA,REFLETIDATRANSMITIDA,REFLETIDA ABSORVIDAABSORVIDA

TRANSMITIDATRANSMITIDA

ABSORVIDAABSORVIDAESPALHADAESPALHADA

ESPALHADAESPALHADAESPALHADAESPALHADA

TODA ENERGIA TRANSMITIDA ATRAVESSA A ATMOSFERAE ALCANÇA O SENSOR SEM

SOFRER ALTERAÇÃO

TODA ENERGIA TRANSMITIDA ATRAVESSA A ATMOSFERAE ALCANÇA O SENSOR SEM

SOFRER ALTERAÇÃO

ENERGIA ABSORVIDA ESQUENTA A ATMOSFERA

OU É RE-EMITIDA COM SUASCARACTERÍSTICAS

ESPECTRAIS ALTERADAS

ENERGIA ABSORVIDA ESQUENTA A ATMOSFERA

OU É RE-EMITIDA COM SUASCARACTERÍSTICAS

ESPECTRAIS ALTERADAS

OS CAMINHOS DA RADIAÇÃOOS CAMINHOS DA RADIAÇÃO

SOLSOL • comprimento da distância percorrida• magnitude do sinal a medir• condições atmosféricas• comprimento de onda

Interações com a atmosfera

EspalhamentoAbsorçãoRefração

Espalhamento - difusão da radiação pelas partículas

Difusão Rayleigh- quando o diâmetro das partículas da atmosfera é muito menor que o λ da radiação incidente

Na ausência de espalhamento o céu seria preto

Os λ mais curtos (azuis) são difundidos mais dominantemente do que os outros λvisíveis - céu azul

Ao nascer e ao pôr do sol, a energia atravessa um caminho mais longo do que ao meio dia: a difusão (e absorção) dos λ curtos é tão completa que só vemos os λ menos difundidos, mais longos - vermelho e laranja

Difusão Mie - quando o diâmetro das partículas da atmosfera é igual ao λ da radiação incidente.Ex: vapor de água e poeiras

Difusão não-seletiva - quando o diâmetro das partículas é muito maior que o λ da energia incidente.Ex: gotas de água

Absorção - específica de um λ, há perda de energia para os constituintes da atmosferaEx: vapor de água, CO2, ozonio

janelas atmosféricas

AQUISIÇÃO E ANÁLISE DE DADOS DE SENSORIAMENTO REMOTO

(v) SistemasSensores

USUÁRIOS

(v) Dados

(vi) INTERPRETAÇÃO E ANÁLISE

Analógico

Digital Digital

Visual

(vii) PRODUTOSFINAIS

(iv) Retransmissãoatravés daatmosfera

(i) Fontesde Energia

(iii) Interação com Feições da Superfície

Terrestre

(ii) Propagaçãoatravés

da Atmosfera

AQUISIÇÃO DE DADOS ANÁLISE DE DADOS

O CAMINHO DA IMAGEM

Os satélites orbitam entre 700 e 830 km de altitude

Interações com a superfície terrestre

Energia incidente, EI(λ) Energia refletida,

ER(λ)

Energia transmitida, ET(λ)

Energia absorvida, EA(λ)

EI(λ)= ER(λ)+EA(λ)+ ET(λ)

Fontes primárias de energia

eletromagnética

Sensibilidade espectral dos sensores para

detectar e registar a energia

Janelas atmosféricas: a energia pode

ser transmitida para e da Terra

SENSORIAMENTO REMOTOSENSORIAMENTO REMOTO

3 m

120 m800 km 20 km 300 km

DISTÂNCIAS PARA AQUISIÇÃO DISTÂNCIAS PARA AQUISIÇÃO DE IMAGENSDE IMAGENSPOR SENSORIAMENTO REMOTOPOR SENSORIAMENTO REMOTO

1 - As proporções de energia refletida, absorvida e transmitida variam com os objetos terrestres (tipo de material e condição)

2 - Para o mesmo tipo de objeto, a proporção de energia refletida, absorvida e transmitida varia nos diferentes comprimentos de onda.

CORCOR

ER(λ)= EI(λ) - [EA(λ)+ ET(λ)]

detalhe espacial do registo => resolução espacial

número de bandas e gama de λ=> resolução espectral

ciclo do satélite => resolução temporal

Reflector difuso idealSup. Lambertiana

Ângulo de reflexão

Ângulo de incidência =

Refletor specular(espelho) ideal Geometria da

reflectância

Refletor difuso quase perfeito

Refletor specularquase perfeito

Geometria da reflectânica depende da rugosidade da superfície em comparação com o λ da energia incidente

Ao SENSORIAMENTO REMOTO interessa medir a reflectância difusa dos objectos - dado espectral da “cor”

Reflectância espectral (%)

ρλ =ER(λ)EI(λ)

=Energia λ reflectida do objecto

Energia λ incidente no objectoX 100

Comprimento de onda (µm)

Ref

lect

ânci

a(%

)

Curva de reflectância

espectral

•Características espectrais do objeto•Determina a escolha do(s) λ(s) para a aquisição de dados

Padrões de resposta espectral

Efeitos espaciais

Efeitos temporaisAssinatura espectral

Atmosfera → resposta espectral

• Reduz a energia que incide no objeto e que é refletida por ele• atua como um refletor, adicionando energia (pathradiance)ao sinal detectado pelo sensor

Ltot=ρETπ

+ Lp

L tot - radiância espectral total medida pelo sensorρ - reflectância do objectoE - radiação incidente no objectoT - transmissão da atmosferaLp - path radiance,

=> Resolução radiométrica:Capacidade para discriminar pequenas diferenças no registo do mesmoλ

Nºs digitais: 0-2n

Esta faixa corresponde ao nº de bits usado para codificar nºs no sistema binário

Imagem 8-bits28=256 níveis

Imagem 2-bits22=4 níveis

SISTEMA DE SENSORIAMENTO REMOTO IDEAL

1 - fonte de energia uniforme2 - atmosfera sem interferências3 - interacção energia-matéria única 4 - super sensor5 - sistema de transmissão de dados em tempo real6 - utilizadores múltiplos

SERIA ÓTIMO