curso de geoprocessamento · 1ª aula introdução ao sensoriamento remoto 4/3/2011 2....
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1ª aula 1ª aula
Introdução aoIntrodução ao
Sensoriamento RemotoSensoriamento Remoto
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Sensoriamento RemotoSensoriamento Remoto
Sensoriamento Remoto – CONCEITOS:
“Utilização de sensores para aquisição de informaçõessobre objetos ou fenômenos sem que haja contatodireto entre eles.” (R & H, 7ª ed.)
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“Disciplina Científica que junta os conhecimentos etécnicas usadas para a observação, a análise, ainterpretação e a gestão do espaço terrestre usandomedidas adquiridas a partir de plataformas aéreas,espaciais, terrestres ou marítimas.”
Origem do SROrigem do SR
Experiências de Newton (1672) - constatou queum raio luminoso (luz branca), ao atravessar umprisma, desdobrava-se num feixe colorido - umespectro de cores.
Multidisciplinar - envolve avanços na física, na
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Multidisciplinar - envolve avanços na física, nafísico -química, na química, nas biociências egeociências, na computação, na mecânica, etc...
ALGUMAS CONSTATAÇÕES...ALGUMAS CONSTATAÇÕES...
• Luz Branca – síntese de diferentes tipos deluz(vibração composta de muitas vibraçõesdiferentes)
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• Cor – cada cor decomposta no espectrocorresponde a uma temperatura diferente (vermelhoincidindo sobre um corpo aquece mais que ovioleta) (branco e preto)
DESENVOLVIMENTO DAS TEORIAS ATUAISDESENVOLVIMENTO DAS TEORIAS ATUAIS
• Radiações visíveis e invisíveis aos olhos
Ex: ondas, raios ou radiações infravermelhas
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• Titter – EX: ultra-violeta
• Onda de luz - é uma onda eletromagnética
Ex: luz visível é apenas uma das diferentesespécies de onda eletromagnética
EVOLUÇÃO DO SENSORIAMENTO REMOTOEVOLUÇÃO DO SENSORIAMENTO REMOTO
DataData EventoEvento1822 Desenvolvimento da teoria da luz:
Newton : decomposição da luz branca
1839 Desenvolvimento de equipamentos ópticos
1859 Utilização de câmaras fotográficas a bordo de balões
1903 Utilização de fotografias aéreas para fins cart ográficos
1930 Coberturas sistemáticas do território para fins de levantamento de recursosnaturais
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naturais
1940 Desenvolvimento de equipamentos para radiometri a sensíveis à radiação infravermelha ; Utilização de filmes infra-vermelho na II Guerra , para detecção de camuflagem
1954 Desenvolvimento de radiômetros de microondas
1962 Desenvolvimento de veículos espaciais tripulado s e não tripuladosLançamentos de satélites meteorológicosPrimeira fotografia orbital MA-4-Mercury
1972 Fotografias orbitais tiradas pelo programa Gemi niSurgem outros programas espaciais envolvendo satéli tes de recursos naturais: SEASAT, SPOT, ERS, LANDSAT
Componentes de um Sistema de SRComponentes de um Sistema de SR
(A) - Fonte de energia(B) - Interação com a atmosfera(C) - Interação com a terra (solo ou água)(D) - Coleta e registro da
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(D) - Coleta e registro da energia(E) - Transmissão, recepção e processamento do sinal(F) - Interpretação e análise(G) - Aplicações
CLASSIFICAÇÃO DOS SISTEMAS SENSORES
DOIS SÃO OS CRITÉRIOS UTILIZADOS:
1°. Segundo a fonte de radiação, pode ser:
SENSOR PASSIVO: utiliza a energia do ambiente.• Ex: camara fotográfica s/flash
SENSOR ATIVO: utiliza energia própria• Ex.: camara fotográfica com flash• Ex.: camara fotográfica com flash
2°. De acordo com o tipo de dado registrado, pode ser:
IMAGIADOR: forma imagem do alvo• Ex.: camara fotográfica (ativo ou passivo)
NÃO-IMAGIADOR: não forma imagem do alvo• Ex.: radiometros, espectro radiometros
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Princípios Físicos do SRPrincípios Físicos do SR
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A NA Natureza atureza da Radiação Eletromagnéticada Radiação Eletromagnética
Sensores RemotosSão equipamentos capazes de coletarenergia proveniente do objeto, convertê-la em sinal passível de ser registrado e apresentá-lo em forma adequada à extração de informações
Energia
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EnergiaNa grande maioria das vezes é a Energia Eletromagnética (EEM) ou Radiação Eletromagnética (REM)
Os sensores remotos são, geralmente,sistemas fotográficos ou óptico-eletrônicos capazes de detectar eregistrar, sob a forma de imagens ounão, o fluxo de energia radiante refletidoou emitido por objetos distantes
Radiação Eletromagnética: um meio de transporte da informação
Os caminhos da radiação eletromagnética (luz)
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Figura pag 6
Radiação Eletromagnética (REM)Radiação Eletromagnética (REM)
Todo corpo acima de zero absoluto (0o K ou-273o C) emite energia eletromagnética,como resultado de suas oscilações atômicase moleculares
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REMREM –– toda forma de energia que se move avelocidade da luz, seja em forma de ondasou de partículas eletromagnéticas e que nãonecessita de meio material para sepropagar.
Teorias que explicam a propagação de Teorias que explicam a propagação de energia a partir de uma fonteenergia a partir de uma fonte
ModeloModelo CorpuscularCorpuscular – REM é emitida,absorvida ou mesmo propagada em formade pequenas partículas discretas de energiachamadas Fótons ou Quanta.
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chamadas Fótons ou Quanta.
ModeloModelo OndulatórioOndulatório – REM se propaga naforma de ondas, a velocidade da luz novácuo (3x108m/s)
O campo elétrico e o campo magnético são perpendiculares entre si e
ONDA ELETROMAGNÉTICAONDA ELETROMAGNÉTICA
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perpendiculares entre si e ambos oscilam perpendicularmente à direção de propagação da onda, como mostra a figura, onde E é o campo elétrico e M o campo magnético
A velocidade de propagação da onda eletromagnética no vácuo
é a velocidade da luz
(3 x 108 m/s).
O número de ondas que passa por um ponto do espaço num determinado tempo define a
freqüência (f) da radiação
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A onda eletromagnética pode também ser caracterizada pelo
comprimento de onda (cdo)λλλλ (lâmbda) que pode ser expresso pela equação:
c=λλλλf
REMREM
• A REM é caracterizada por: um comprimento de onda(λ) ou uma frequência(ƒ).
• O comprimento de onda é a distância percorrida pela onda à uma velocidade (ν) durante um período (τ).
• λ = ν τ (d=vt)
A frequência (ƒ)é igual à quantidade de ciclos da onda por • A frequência (ƒ)é igual à quantidade de ciclos da onda por segundo passando por um ponto fixo.
• ν = λ ƒ (v=d/t)
• No vácuo, a velocidade de propagação das ondas é c=3 x 108 m/s, então:
• λ = c/ƒ
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REMREM • A faixa de comprimentosde onda ou freqüências emque se pode encontrar aradiação eletromagnética éilimitada.
• Este espectro ésubdividido em faixas,
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subdividido em faixas,representando regiões quepossuem característicaspeculiares em termos dosprocessos físicos geradoresde energia ou dosmecanismos físicos dedetecção desta energia.
Características da Características da Radiação EletromagnéticaRadiação Eletromagnética
• Qualquer fonte de energia eletromagnética écaracterizada pelo seu espectro de emissão, oqual pode ser contínuo ou distribuído em faixasdiscretas
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• A radiação emitida ao incidir sobre asuperfície de outra matéria pode ser refletida,absorvida ou transmitida. Quando absorvida, aenergia é geralmente reemitida, em diferentescomprimentos de onda
Características da Radiação EletromagnéticaCaracterísticas da Radiação Eletromagnética
• Os processos de emissão, absorção, reflexão etransmissão ocorrem simultaneamente e suasintensidades relativas caracterizam a matéria eminvestigação. Dependendo das característicasfísicas e químicas da mesma, os quatro processosocorrem com intensidades diferentes em diferentes
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ocorrem com intensidades diferentes em diferentesregiões do espectro de radiação eletromagnética
• Esse comportamento espectral das diversassubstâncias é denominado assinatura espectral e éutilizado em Sensoriamento Remoto para distinguirdiversos materiais entre si ou estimar parâmetrosde interesse
Características da Radiação EletromagnéticaCaracterísticas da Radiação Eletromagnética
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Radiação refletida e emitida por corpos terrestres
Áreas de AplicaçãoÁreas de Aplicação
- Cartografia - Arqueologia- Geografia- Geomorfologia ambiental
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- Geomorfologia ambiental- Geologia- Florestas- Meteorologia- Oceanografia
• FLORESTA• Identificação e quantificação de setores florestados e
desflorestados. Monitoramento da saúde das espécies florestais edetecção de doenças. Classificação de áreas florestais segundoestádios de crescimento. Estimativa de taxas de crescimento evolume de madeira.Estimativa de produção madeireira. Logística eidentificação de setores de acesso. Monitoramento de processoserosivos. Estimativa das perdas provocadas por incêndios eestruturação de planos de emergência.Controle e monitoramento daextração de espécies florestais.
AGRICULTURA• AGRICULTURA• Identificação, medição e classificação de áreas cultivadas.
Planificação de sistemas de irrigação. Estimativa da densidade esaúde das culturas. Identificação de vegetação com estresse hídrico.Identificação de culturas afetadas por doenças. Classificação segundotipo de cultivo. Estimativa do volume de colheita e planejamento decolheitas futuras. Implementação de práticas cultivos de precisão.Estimativa das perdas devido a desastres naturais como alagamento,seca, granizo, vento, ou tempestades de chuva.
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• URBANA
• Planejamento urbano e suporte ao plano diretor. Identificação das tendências deexpansão urbana.Identificação e planificação de áreas verdes.Classificação de áreasintraurbanas segundo densidade e tipo de edificação.Planificação de áreas decrescimento.Identificação de mudanças devido a desastres naturais.Identificação deocupações clandestinas.Suporte ao sistema de tributação imobiliária (IPTU).
• GEOLOGIA• Identificação de falhas e lineamentos geológicos.Identificação de afloramentos
rochosos. Identificação estruturas geológicas.Monitoramento de vulcões. Diferenciaçãoentre tipos de solos e rochas. Discriminação de produtos de alteração hidrotermal.
• ENGENHARIA CIVIL• ENGENHARIA CIVIL• Identificação de áreas naturais favoráveis a deslizamentos.Caracterização da
topografia.Planificação de rodovias, ferrovias e pontes.Identificação e planificação de infra-estruturas.Avaliação de danos em infra-estrutura por causa de desastresnaturais.Monitoramento e modificação de canais.
• MEIO AMBIENTE / HIDROLOGIA / GEOMORFOLOGIA• Monitoramento de processos erosivos de origem fluvial e/ou eólica. Detecção de
mudanças em cursos de água e sistemas costeiros. Identificação de áreas de riscos naturaiscomo deslizamentos e alagamentos. Monitoramento de áreas de proteçãoambiental.Monitoramento da qualidade da água em reservatórios e cursosfluviais.Identificação de mudanças em áreas de floresta.Monitoramento de processos dedesertificação.Gerenciamento de bacias hidrográficas e recursos hídricos.
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