aula_04_2011_pdf

Prof. Dr. Newton Moreira de SouzaAula 2 - Produtos de Sensores Remotos

Disciplina : 203599-Cartografía e Geoprocessamento

Aplicado

PROFESSOR: Newton Moreira de Souza

Universidade de Brasília


PROGRAMA PARTE 1

1.3 Sensoriamento Remoto

Geoprocessamento Aplicado a Obras

Viárias

Prof. Dr. Newton Moreira de Souza


1. 3 Sensoriamento Remoto

Geoprocessamento Aplicado a Obras

Viárias

Prof. Dr. Newton Moreira de Souza

1. Energia Eletromagnetica

2. Produtos de Sensoriamento Remoto

3. Processamento Digital de Imagens

4. Interpretação Temática de Produtos de Sensoriamento

Remoto


2. Produtos de Sensores Remoto


IMAGEM

A imagem pode ser descrita como uma matriz

A menor unidade de uma imagem chama-se pixel

Atributos que descrevem a imagem:

•Coordenadas de ponto (x,y);

•Valores de Radiação (z).

pixel

cursos

Nota

radiação que o sensor conseguiu captar, em níveis de cinza PIXEL- cada pixel vai ter coordenadas x lat,y long e z valores de radiação que vai gerar um nível de cinza, diferentes valores de radiação, diferentes níveis de cinza.


Classificação dos Sistemas Sensores

Fonte Passivo Ativo

Região Ótico Não Ótico

Espectral

Produto Imageadores Não Imageadores

Modo de Analógico Digital

Gravação


Classificação de alguns sistemas de S.R.:

Modo de

gravação

da fonte

Modo de Gravação

ANALÓGICO (Fotográfico) DIGITAL (Escandidor)

Aeronave AeronaveSatélite SatéliteP

A

S

S

I

V

O

WILD RC-10

Mapping

Camera

ZEISS (Jena)

MKF-6M

Multiespectral

Frame Camera

TRRL -

Camera

Multiespectral

SKYLAB S-

190B e outros

SPACELAB

ZEISS RMK

30/23 Metric.

Camera

LANDSAT

RGB

DAEDALUS

1230 Termal

Scanner

DAEDALUS

1268 MSS

Scanner

NOAA 1-8

HCMM

LANDSAT

MSS/TM

SPOT

MOMS

A

T

I

V

O

RADAR

SAR 580 SEASAT

SIR-ALB

ERS-1

RADARSATLIDAR

LARSEN 500

PNC MSS

Scanner

cursos

Nota

escandir-escanear. pega uma imagem analógica, fotografada e impressa no papel, processo de digitalização


Resolução das Imagens

Espacial

Espectral

Radiométrica

Temporal

Representa o tamanho geométrico,

medido no terreno, do elemento de

imagens – Pixel (picture element), ou

seja, as dimensões do ponto que

compões a imagem.

cursos

Nota

representa o tamanho do ponto que foi mapeado no espaço e que tá sendo transformado em pixel pra nós. escala da nossa imagem. quanto maior a resolução, mais detalhada a imagem, menor o pixel. elementos(pixels) pequenos ou grandes



Espacial

Espectral

Largura da faixa do espectro na qual o sensor é capaz de

medir a energia eletromagnética.

cursos

Nota

resolução da faixa do espectro que a imagem vai conseguir cobrir. todas as quatro resoluções vão existir na imagem, em diferentes qualidades. qnt maior, mais visivel



Espacial

Espectral

Radiométrica

Temporal

cursos

Nota

quanto melhor a resolução espectral, mais faixas, canais, bandas ele tem a capacidade de "enxergar", registrar mais informações, trabalha com questões mais específicas



Espacial

Espectral

Radiométrica

Temporal

Representa a capacidade de medir os

diferentes níveis radiométricos que chegam

ao sensor.

É a quantificação da Imagem, expressa

pelo Nível de Cinza (NC)

Imagens de 8 bit tem 256 NC

As imagens mais encontradas atualmente

são de 8 ou 11 bit (2048 NC).

cursos

Nota

imagens com quantidade de bits, tanto de níveis de cinzas


Potência

de 2

Nome Bytes/Pixel Níveis de

Cinza

Tamanho de um Ar-

quivo de 100x100 pixels

4 4 bits 1 16 10.000 bytes

6 6 bits 1 64 10.000 bytes

8 8 bits 1 256 10.000 bytes

16 16 bits 2 65.536 20.000 bytes

32 32 bits 3 16.777.216 40.000 bytes

RESOLUÇÃO RADIOMÉTRICA

cursos

Nota

normalmente se usa o de 8



Espacial

Espectral

Radiométrica

Temporal

Representa a periodicidade de obtenção das imagens.

Imagens de uso meteorologico tem

periodicidade horária

Imagens de levantamento de recursos

naturais como as do Landsat, Spot,

Cbers, tem periodicidade semanal.

A utilização dos produtos de sensores remotos

dependem de suas resoluções.

cursos

Nota

tamanho. largura da faixa espectral. qntd de níveis de cinza. TEMPO, quanto tempo que levou pra produzir a imagem e de quanto em quanto tempo eu produzo mais imagens. meterologia tem que ser em menos tempo pra estudar o tempo como eles devem estudar


Resolução Espacial vs Temporal

Diferentes órbitas de imageamento dos sensores a bordo do

CBERS-1: WFI – 890 km; CCD – 113 km; e IRMSS – 120 km.

• A figura é uma representação da

órbita de imageamento dos 3 sensores

do satélite CBERS-1. O sensor CCD

distingue objetos com dimensões de

até 20 metros e sua largura de órbita é

de 113 km, fazendo com que a

freqüência de revisita seja de 26 dias

(3 dias off nadir). O sensor WFI, que

distingue objetos com dimensões de

260 metros, possui uma largura de

órbita de imageamento de 890 km e

recobre todo o planeta em apenas 5

dias. Neste momento podemos

perguntar – qual destes sensores é

melhor?

cursos

Nota

depende do objetivo. resolução espacial- demora mais


Câmeras fotogramétricas a bordo de Satélites


Escaners a bordo de Satélites


Imagem Landsat TM7

31/jun/2000

Resolução de 30/15m


cursos

Nota

usamos elas, realce,operações aritméticas, componentes principais


Canal

1

2

3

4

5

6

7

Faixa Espectral(mm)

0,45 - 0,52

0,52 - 0,60

0,63 - 0,69

0,76 - 0,90

1,55 - 1,75

10,4 - 12,5

2,08 - 2,35

Principais aplicações

Mapeamento de águas costeiras

Diferenciação entre solo e vegetação

Diferenciação entre vegetação coníferas e decídua

Reflectância de vegetação verde sadia

Absorção da 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

mapeamento térmicos

Mapeamento hidrotermal

Características e utilização das imagens TM5 do Landsat


Imagem CBERS

25/jun/2004

Resolução de 20m

cursos

Nota

pivô

cursos

Nota

solo exposto


Imagem CBERS

25/jun/2004

Resolução de 20m


Imagem Ikonos

23/jun/2001

Resolução de 1m


http://www.digitalglobe.com/index.php/85/QuickBird


Imagem Quick Bird

18/jun/2004

Resolução 0.6m


http://asterweb.jpl.nasa.gov/


Imagem Aster

23/abr/2000

Resolução 15m


Características Técnicas Gerais do ASTER

Bandas

Espectrais

VNIR

SWIR

TIR

Veja o gráfico abaixo

0.5-0.9 µm

1.6-2.5 µm

8-12 µm

Resolução

Espacial

15 m (VNIR: 3 bandas),

30 m (SWIR: 6 bandas),

90 m (TIR: 5 bandas)

Ciclo

Obrigatório8%

Velocidade8.3 Mbps (média), 89.2 Mbps

(pico)

Massa 450 Kg

Potência 525 W (média), 761 W (pico)

Características VNIR SWIR TIR

Faixa espectralBand 1: 0.52 - 0.60 µm

Visada no NadirBand 4: 1.600 - 1.700 µm Band 10: 8.125 - 8.475 µm

Band 2: 0.63 - 0.69 µm


Band 3: 0.76 - 0.86 µm


Band 3: 0.76 - 0.86 µm

Visada traseiraBand 7: 2.235 - 2.285 µm Band 12: 8.925 - 9.275 µm

Band 8: 2.295 - 2.365 µm Band 13: 10.25 - 10.95 µm

Band 9: 2.360 - 2.430 µm Band 14: 10.95 - 11.65 µm


GeoEye-1

• Lançado em setembro de 2008;

•Satélite comercial de altíssima resolução;

•Resolução de 0.41m na banda pancromática;

•Para usuários comerciais os produtos são convertidos para 0,5m;

•Precisão sem pontos de controle melhor que 3m para planímetria,

respectivamente 3m para cobertura altimétrica.

•Mapeamento topográfico de grande escala, permite escala de 1:5.000 e

possivelmente maiores.


O Satélite ALOS carrega a bordo 3 sensores:

AVNIR-2 - Advanced Visible and Near-Infrared Radiometer –

Type 2

PRISM - Panchromatic Remote-sensing Instrument for

Stereo Mapping

PALSAR – Phased Array L-band Synthetic Aperture Radar

O AVNIR-2 é um sensor óptico com 4 bandas espectrais

(visível e infravermelho próximo) com resolução espacial de

10m, projetado para observação de regiões terrestres e

costeiras. Suas imagens são úteis para o mapeamento do

uso e cobertura do solo para fins de monitoramento

ambiental regional. Este sensor é capaz de variar a

inclinação da visada lateralmente, tornando possível

imagear rapidamente situações de desastres naturais.

Alos

http://www.ibge.gov.br/alos/sensores.php






Alos – Sensor Prism

Alos – Sensor Prism


Sensor Hiperespectral AVIRIS


Aviris

New Orleans - 2005


Sensor Hiperespectral AVIRIS

Goethita Hematita


Interação entre a matéria e a energia eletromagnética

cursos

Nota

asfalto. emitido em forma de calor

cursos

Nota

espalhamento. água. superfície irregular

cursos

Nota

espelhamento. superfície lisa. lago limpida e parada. vai transmitir e refletir. telhado branco, laje lisa branca

cursos

Nota

principal da água

cursos

Nota

como a energia eletromagnética interage com a matéria


Espectroradiômetro


asfalto

Solo argilo

arenoso

concreto

vegetação

água

Comprimento de onda (mm)

Visível Infra-vermelho

Ref

letâ

nci

a (%

)Resposta espectral dos alvos

cursos

Nota

asfalto reflete pouco. escuro por si só

cursos

Nota

reflete no infra-vermelho

cursos

Nota

reflete mais pro azul. inframervelho ou deixa passar ou absorve. reflete nadaç o maior refletância da água é azul. a água deixa passar mta coisa

cursos

Nota

verde

cursos

Nota

concreto é cinza claro. asfalto é cinza escuro

cursos

Realce


Curva de refletância típica de vegetação

cursos

Nota

quanto de água tem na folha, mas esse espectro que representa isso não vemosl infra vermelho médio. certas lavouras com picos de absorção maior ou menor


cursos

Nota

canais 1,2 e 3. bandas LANDSTAT.


Curva de refletância típica de Solos


Curva de refletância de Solos Brasileiros (região dos cerrados)


Variáveis da geometria de aquisição de dados que afetam as medidas de refletância

GERAL VISÍVEL E INFRA VERMELHO REFLEXIVO

VEGETAÇÃO SOLOS

Topografia

Azimute e elevação da

fonte de radiação

Interveniência das

interações atmosféricas

Ângulo de visada do

equipamento

Características internas

do equipamento

Estrutura celular (vigor,

maturidade e stress d’água)

Forma física da planta

(p.ex.: orientação das folhas,

índice de área das folhas -

LAI

Pigmentação

Conteúdo de umidade foliar

Textura do solo

Umidade do solo

Humos e óxido de Fe

Composição mineralógica

Sais solúveis

Estrutura da superfície

(micro-relevo)

Produto de intemperismo

Propriedades biofísicas fundamentais que afetam as

características da radiação.

cursos

Nota

faiza do infra vermelho que relfete

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