Sensoriamento Remoto

Prof. Rodolfo Maduro Almeida

Programa de Ciências da Terra

Universidade Federal do Oeste do Pará

Contextualização

Conjunto de técnicas/tecnologias que tem como função coletar, processar, analisar e oferecer informações com referência geográfica.

Exemplos: Sistemas de informações geográficas, sensoriamento remoto e o sistema de posicionamento global.

Geotecnologias

Contextualização

AULA 01

Sensoriamento Remoto

Prof. Rodolfo Maduro Almeida

Programa de Ciências da Terra

Universidade Federal do Oeste do Pará

Organização

• Princípios de Sensoriamento Remoto

– Definição

– Princípios físicos

– Comportamento espectral dos alvos

• Princípios de Cartografia

– Modelo de representação da superfície

– Sistema de coordenadas

– Projeções cartográficas

• Sistema de Informações Geográficas (SIG)

– Visão geral de um SIG

– Introdução ao SPRING

– Atividade prática no SPRING

PRINCÍPIOS DE SENSORIAMENTO REMOTO

Definição

Sensoriamento remoto é o conjunto de técnicas que possibilita a obtenção de informações sobre alvos na superfície terrestre (objetos, áreas, fenômenos), através do registro da interação da radiação eletromagnética com a superfície, realizado por sensores distantes, ou remotos.

sensoriamento remoto com sensor óptico-eletrônicos

objeto de estudo

radiação eletromagnética sensor

Princípios Físicos

Radiação eletromagnética (REM) • constituída por ondas que se auto-propagam pelo espaço com velocidade de

aproximadamente 3 x 108 m/s. • compõe-se de um campo elétrico e um magnético, que oscilam

perpendicularmente um ao outro e à direção da propagação de energia. • é classificada de acordo com a frequência da onda (f=1/T) ou pelo comprimento

de onda (λ=c/f).

Princípios Físicos

Condições ideais:

radiação incidente = radiação absorvida + radiação refletida

radiação registrada pelo sensor = radiação refletida + radiação emitida

Princípios Físicos

Janelas de observação no sensoriamento remoto: • Visível ( azul, verde e vermelho) • Infravermelho próximo • Infravermelho médio / Termal • Infravermelho distante

O2

O3

H20

CO2

Princípios Físicos

Sensor TM (LANDSAT 5)

Banda 1 Banda 2 Banda 3 Banda 4 Banda 5 Banda 6 Banda 7

azul verde vermelho IV próximo IV médio IV termal IV médio

0.45 - 0.52 0.52 - 0.60 0.63 - 0.69 0.76 - 0.90 1.55 - 1.75 10.40 - 12.50 2.08 - 2.35

Sensor TM – LANDSAT 5 - BANDA 1 (AZUL)

Sensor TM – LANDSAT 5 - BANDA 2 (VERDE)

Sensor TM – LANDSAT 5 - BANDA 3 (VERMELHO)

Sensor TM – LANDSAT 5 - BANDA 4 (IV PRÓXIMO)

Sensor TM – LANDSAT 5 - BANDA 5 (IV MÉDIO)

Sensor TM – LANDSAT 5 - BANDA 6 (TERMAL)

Sensor TM – LANDSAT 5 - BANDA 7 (IV MÉDIO)

Comportamento Espectral dos Alvos

assinatura espectral

Reflectância é a proporção entre o fluxo de radiação eletromagnética incidente numa superfície e o fluxo que é refletido.

PRINCÍPIOS DE CARTOGRAFIA

Modelo de representação da superfície

Modelo de representação da superfície

Projeção cartográfica 3.

1. Forma real

A definição de posições sobre a superfície terrestre requer que a Terra possa ser tratada matematicamente.

Superfície de referência

2.

Modelo de representação da superfície

Elipsoide de Revolução: modelo matemático mais simples, definido pelos cientistas como superfície de referência para representar cartograficamente o planeta Terra.

equador

Modelo de representação da superfície

Em geral, cada país ou grupo de países adota um elipsoide como referência. O datum define a forma, tamanho e posição relativa ao elipsoide.

Datum horizontal ou planimétrico

Datum utilizado no Brasil

Modelo de representação da superfície

Datum Raio equatorial

a Achatamento

f = (a-b)/a

WGS 84 6378137 m 1/298,257

SAD69 6378160 m 1/298,25

Córrego Alegre 6378788 m 1/297

SIRGAS2000 6378137 m 1/298,257222101

SAD: South America Datum SIRGAS: Sistema de Referência Geocêntrico para as Américas

Sistemas de coordenadas

Sistemas de coordenadas geocêntrico terrestre

Sistema cartesiano tridimensional com origem no centro da Terra

(modelo esférico)

Sistemas de coordenadas Sistemas de coordenadas geodésicas (geográficas)

As coordenadas são definidas sobre a superfície do elipsoide.

Paralelo de origem ou referência: Equador 0° Meridiano de origem ou referência: Greenwich 0°

Sistemas de coordenadas Sistemas de coordenadas geodésicas (geográficas)

As coordenadas são definidas sobre a superfície do elipsoide.

• Paralelos variam de 0 a 90 (norte ou positivo, sul ou negativo) • Meridianos variam de 0 a 180 (leste ou positivo, oeste ou negativo)

Sistemas de coordenadas

Sistemas de coordenadas planas

Representação da superfície terrestre num plano, onde a posição geográfica define-se por dois números: projeção sobre o eixo x e projeção sobre o eixo y.

Projeções cartográficas

(x,y): coordenadas planas de projeção (𝜙, 𝜆): coordenadas geográficas

Modelo numérico Projeção cartográfica

f

Projeções cartográficas Projeção plana ou azimutal

• Utiliza-se uma superfície de projeção plana tangente ou secante a um ponto na superfície da Terra.

Projeções cartográficas Projeção cônica

• Eixo do cone coincide com o eixo de rotação da Terra. • Meridianos são retas que convergem para um ponto (vértice do cone) • Paralelos são circunferências concêntricas a esse ponto.

Projeções cartográficas Projeção cilíndrica

A projeção de Mercator é uma das mais antigas e importantes, pois conserva a forma dos continentes, direções e os ângulos verdadeiros.

Mercator

Projeção UTM • O mapeamento sistemático no Brasil é definido na projeção UTM

• Projeção de Mercator com cilindro na posição transversa e a projeção é do tipo conforme.

Projeção UTM

• A Terra é dividida em 60 fusos, de 6° de longitude.

Projeção UTM

• Cada fuso apresenta um único sistema plano de coordenadas, com valores que se repetem em todos os fusos. Cada fuso possui o seu meridiano central que define a longitude de origem.

Projeção UTM • Devido à sua extensão longitudinal, o território brasileiro possui por oito

fusos UTM: do fuso 18, situado no extremo oeste, ao fuso 25, situado no extremo leste do território.

SISTEMA DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS (SIG)

Visão Geral de um SIG

Geoprocessamento é o processamento informatizado de dados georreferenciados.

Visão Geral de um SIG

O SIG é um sistema computacional composto por software, usuário, hardware, dados e metodologia (ou técnicas) de análise, que permite o uso integrado de dados georreferenciados com uma finalidade específica.

Visão Geral de um SIG

O SIG apresenta-se como uma ferramenta essencial na criação, manipulação, armazenamento, visualização e análise de informações referenciadas geograficamente, SIG: localização geográfica é utilizada como fator de análise integração para a análise das informações.

Sistema de Informações Geográficas (SIG)

Visão Geral de um SIG

Interface

Entrada e Integração

Dados

Visualização

Plotagem

Gerência Dados

Espaciais

Consulta e Análise

Espacial

BANCO DE DADOS

GEOGRÁFICOS

Estrutura de um Sistema de Informações Geográficas

Banco de dados não-convencional onde cada dado tratado possui atributos descritivos e uma representação geométrica no espaço geográfico.

Visão Geral de um SIG

Representações computacionais do espaço geográfico

Superfícies / Grades Regulares

Dados de Área- Polígonos

Eventos / Amostras

Redes e Dados de Fluxo

X,Y,Z X,Y,Z X,Y,Z

X,Y,Z

X,Y,Z

Visão Geral de um SIG O Sensoriamento Remoto é uma das principais fontes de

informação de um SIG.

Mapear alguma coisa a partir de uma imagem