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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