Fundamentos de Sensoriamento Remoto

Fundamentos de Sensoriamento Remoto

INTRODUÇÃO

Informações sobre a superfície terrestre são de grande relevância. Inúmeras atividades estão diretamente relacionadas com essas informações; por exemplo, o gerenciamento de recursos renováveis, a classificação e a avaliação de recursos terrestres, o mapeamento de uso do solo e o monitoramento de áreas de vegetação e plantações. Muitas destas informações podem ser obtidas da interpretação e análise de dados provenientes de sensoriamento remoto.

Com o objetivo de fornecer algumas informações básicas sobre os princípios físicos nos quais se fundamentam as técnicas de sensoriamento remoto, apresentar os principais sistemas de coleta de dados, incluindo sistemas sensores fotográficos e eletro-ópticos, informando, sobre as características espectrais dos principais recursos naturais. Capacitando na interpretação visual de imagens multiespectrais e informações, sobre as principais possibilidades de aplicação das técnicas de Sensoriamento Remoto.

BREVE HISTÓRICO

A origem do SR vincula-se ao surgimento da fotografia aérea, assim, a história pode ser divida em dois períodos, 1860 - 1960, 1960 - aos dias atuais. O SR é fruto de um esforço multidisciplinar que integra os avanços na Matemática, Física, Química, Biologia, Computação, entre outras.

As fotografias foram os primeiros produtos do SR, pouco depois câmaras começaram a ser montadas em balões de ar quente, tal técnica foi usada durante a Guerra Civil dos EUA (1862) para reconhecimento do território.

Em 1890 foguetes foram lançados para obter fotografias aéreas, mas com baixa resolução, em 1909 inicia-se a fotografia tomada por aviões e na Primeira Grande Guerra Mundial seu uso intensificou-se. Na II Guerra Mundial houve grande desenvolvimento do SR, nesse período, foi desenvolvido o filme infravermelho entre outros sensores como o radar, para detectar camuflagem.

Durante a Guerra Fria foram desenvolvidos sensores de alta resolução, em 1960 foram obtidas as primeiras fotografias tiradas de satélite (Satélites tripulados), incentivo para construção de satélites meteorológicos e de recursos terrestres.

Fundamentos de Sensoriamento Remoto

Conceito:

É a tecnologia que permite a obtenção de imagens e outros tipos de dados da superfície terrestre. É feita a distância, através da captação e do registro da energia refletida ou emitida pela superfície.

PRINCÍPIOS DE SENSORIAMENTO REMOTO

Em geral, o SR basea-se na coleta e na análise da radiação emitida pela fonte de energia e refletida pela superfície terrestre.

Tipos de fontes de energia em SR:

  • Naturais: Luz do sol e o calor emitido pela superfície da terra;

  • Artificiais: Flash de uma máquina fotográfica, sinal produzido por um radar, etc.

ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO

No SR deve ter uma fonte de energia para iluminar o objeto, a esta energia dar-se o nome de radiação eletromagnética. A radiação eletromagnética se propaga em forma de ondas eletromagnéticas com a velocidade da luz, é medida em freqüência (HERTZ) e comprimento de ondas em metros.

O espectro representa a distribuição da radiação eletromagnética, por regiões, essas segundo o comprimento de onda e a freqüência. Nossa principal fonte de radiação é o sol.

Nossos "sensores" remotos podem detectar parte do espectro visível, é uma pequena porção do espectro. Há muita radiação ao redor de nós que é "invisível" aos nossos olhos, mas, pode ser detectada através de outros instrumentos de sensoriamento remoto.

INTERAÇÃO DA ENERGIA COM A TERRA

De toda radiação solar que chega à Terra, somente 50% atinge a superfície, devido a interferências de gases existentes na atmosfera. Existem formas básicas de interação da radiação solar que atinge a superfície terrestre:

Reflexão, absorção e transmissão.

Os objetos da superfície terrestre como a vegetação, a água e o solo refletem, absorvem e transmitem radiação eletromagnética em diferentes proporções, esse comportamento espectral das diversas substâncias é denominado assinatura espectral e é utilizado em SR para distinguir diversos materiais entre si.

SENSORES E SATÉLITES

Sensores Remotos:

  • Olho humano = sensor natural;

  • Sensores artificiais = permitem obter dados de regiões de energia invisível ao olho humano;

  • Sensores óticos = dependem da luz do sol (a cobertura de nuvens é uma limitação);

  • Radares = produzem uma fonte de energia própria (as condições meteorológicas não interferem na captação);

Para que um sensor possa coletar e registrar a energia refletida ou emitida por um objeto ou superfície, ele tem que estar instalado em uma plataforma estável à distância do objeto ou da superfície que esteja sendo observada.

Embora plataformas terrestres e a bordo de aeronaves podem ser usadas, os satélites provêem a maioria das imagens de sensoriamento remoto usadas hoje. Principal instrumento de captação de imagem dos satélites atuais, consiste basicamente em um espelho rotativo e uma série de sensores óticos sensíveis a diversos comprimentos de onda, a cada rotação, a imagem captada da superfície é refletida pelo espelho em direção aos sensores, que as envia ao computador de bordo para processamento.

Características dos sensores e satélites:

O caminho seguido por um satélite é chamado de sua órbita. Satélites são projetados em órbitas específicas para atender às características e objetivo do(s) sensor(es) que eles levam.

  • Resolução espacial: mede a menor separação angular ou linear entre dois objetos e é diferente para cada sensor;

  • Resolução temporal: é o intervalo de tempo que define a órbita do sensor (exemplo: 16 dias, 2 dias, etc.);

  • Resolução espectral: é uma medida da largura das faixas espectrais do sistema sensor.

Por exemplo, um sensor que opera na faixa de 0.4 a 0.45µm tem uma resolução espectral menor do que o sensor que opera na faixa de 0.4 a 0.5µm.

  • Resolução radiométrica: está associada à sensibilidade do sistema sensor em distinguir dois níveis de intensidade do sinal de retorno.

Por exemplo, uma resolução de 10 bits (1024 níveis digitais) é melhor que uma de 8 bits.

Resolução: A resolução pode ser classificada em espacial, temporal, espectral e radiométrica.

Componente

Parâmetro

Espacial

Tamanho do Pixel

Temporal

Freqüência de Passagem

Espectral

Número de Bandas

Radiométrica

Níveis de Cinza

Recepção, armazenamento e distribuição dos dados:

Os dados obtidos pelos sensores são em geral transmitidos diretamente para uma estação receptora. No Brasil, as estações de recepção de dados de satélites de alta resolução são operadas pelo INPE e localizam-se em Cuiabá, MT.

CONCLUSÃO

O sensoriamento remoto desempenha um papel fundamental em áreas bastante distintas de atuação, principalmente no mapeamento, cadastramento e monitoramento de recursos naturais.

Com a utilização de satélites, equipados com sensores de alta precisão, imagens digitais ou digitalizadas tornaram-se produtos acessíveis, gerando a necessidade de se desenvolver sistemas computacionais capazes de manusear um volume de informações mais significativo.

Técnicas de processamento de imagens digitais, tais como as técnicas de pré-processamento, técnicas de realce e técnicas de classificação, objetivam viabilizar os processos de análise e interpretação de dados obtidos em grandes quantidades, extraindo das imagens originais, informações adicionais.

Entre as técnicas de processamento de imagens digitais citadas, a classificação pode ser considerada a mais importante na obtenção de informações específicas.

Para que se estabeleça um nível de confiança no processo classificatório utilizado, os resultados da classificação devem ser avaliados. As formas de avaliação mais comuns são o índice Kappa e a matriz confusão.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Novo, E, M, de M. Sensoriamento remoto: princípios e aplicações. São Paulo. Edgard Blucher. 1989. 308p.

http://pt.wikipedia.org/wiki/Sensoriamento_remoto

http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0102 261X2007000100006

HTTP://LABGEO.BLOGSPOT.COM/2007/10/SENSORIAMENTO-REMOTO-APOSTILA-E-NOTAS_10.HTML

HHTTP://WWW.UFSM.BR/PETAGRONOMIA/APOSTILAS/V1_INPE.PDF

http://www.dgi.inpe.br/html/imagens.htM

Comentários