sensoriamento remoto e suas aplicaÇÕes ambientais
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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
