Módulo 2 – Sensoriamento
Definição: Sensoriamento Remoto é a tecnologia que permite a aquisição de informações sobre objetos ou fenômenos, com a utilização de sensores sem que haja contato físico entre eles.
Princípio Básico: a transferência de dados do objeto para o sensor é feita através de energia (energia eletromagnética).
A energia radiante emitida pela fonte (Sol), após atravessar a atmosfera (trajetória), atinge a superfície terrestre (alvo – por exemplo, água, vegetação, estrada, prédios e etc), sofre interações, produz uma radiação de retorno, que se propaga novamente pela atmosfera e atinge o sensor, onde é detectada. Essa radiação de retorno é transformada em sinais elétricos, que correspondem às variações de energia da cena original. Esses sinais elétricos são transmitidos e registrados nas estações de recepção de dados terrestres em fitas magnéticas, CD’s e outros meios de armazenamento.
Vídeo (Satélite CBERS)– Fonte: INPE-ATUS_São José dos Campos/SP 2001.
PIXELs (Picture Element)
São imagens elementares ou elementos de resolução do terreno, aos quais encontram-se associados os valores de energia refletida pelos alvos neles contidos. Em geral, o valor atribuído a um pixel corresponde à soma dos valores de energia refletida pelos elementos que o compõem.
Exemplo: TM – 30m x 30m; HRV – 20m x 20m.
RESOLUÇÃO
Definição: é a limitação operacional de um sistema de sensoriamento remoto para produzir uma imagem nítida e bem definida.Resolução Espacial – tradicionalmente conhecida como a mínima distância entre dois objetos que um sensor pode distinguir no terreno. É expressa em metros (resolução terrestre) ou em radianos (resolução do sensor) (Dicionário SELPER).
Resolução Espacial – mede a menor separação angular ou linear entre dois objetos. Quando um sistema possui uma resolução de 30 metros, como o TM, significa que objetos distanciados entre si menos que 30 metros não serão, em geral, discriminados pelo sistema. Assim, quanto menor a resolução espacial do sistema maior o poder de resolução, ou seja, maior o seu poder de distinguir entre objetos muito próximos (Novo, 1989).
Resolução Temporal – é o intervalo de vezes que o satélite observa uma mesma área do terreno em um determinado período (Dicionário SELPER) Ex. Sensor TM a bordo do satélite LANDSAT – 16 em 16 dias; Sensor HRV a bordo do satélite SPOT – 26 em 26 dias. A resolução temporal refere-se à periodicidade com que o sistema sensor adquire imagens da mesma porção da superfície terrestre. A seqüência temporal dos sistemas varia de acordo com os objetivos fixados para o sensor. Os satélites meteorológicos são obrigados a oferecer informações em períodos curtos de tempo, pois se dedicam a observar um fenômeno muito dinâmico, por esta razão sua resolução temporal é de 30 minutos (Meteosat, GOES, etc.) ou de 12 horas como o do satélite NOAA. Os satélites de recursos naturais oferecem uma periodicidade muito maior, pois não estão coletando informações de fenômenos tão dinâmicos como os meteorológicos. Assim, a resolução temporal destes satélites está entre os 16 dias do LANDSAT e os 31 do ERS (Chuvieco, 1996).
Resolução Espectral – indica o número e a largura das bandas espectrais que o sensor pode discriminar. Assim, um sensor será tanto mais sensível quanto maior o número de bandas que ele tiver, uma vez que isto facilita a caracterização espectral das distintas coberturas. (Chuvieco, 1996). Uma alta resolução espectral é obtida quando as bandas de um sistema sensor são estreitas e/ou quando se utiliza um maior número de bandas espectrais. O sistema TM opera em sete faixas espectrais do espectro eletromagnético, possuindo, portanto, uma resolução espectral melhor do que o sistema MSS. Paralelamente, as bandas do TM são mais estreitas que as do MSS (Rosa, 1992).
Resolução Radiométrica – mede a sensibilidade do sistema em detectar níveis de intensidade de radiação, ou seja, trata-se da capacidade de um determinado sensor em distinguir entre níveis distintos de intensidade do sinal de retorno. Assim, quanto maior a resolução rediométrica maior será a quantidade de níveis de brilho que o sensor poderá distinguir.
NÍVEIS DE AQUISIÇÃO DE DADOS
A altitude do sensor em relação à superfície imageada é um fator de grande interferência, não só na intensidade e qualidade do sinal, como nas formas de registros e análise dos dados. A altitude do sensor em relação ao alvo, ou seja, a distância alvo-sensor define o que se convencionou chamar de nível de aquisição de dados.
Existem basicamente 3 níveis de coleta de dados por SR.
1 – Nível de laboratório / campo;
2 – Nível de aeronave;
3 – Nível orbital.
1 – Nível de laboratório/campo: Trabalha-se com porções reduzidas dos alvos e estuda-se seu comportamento espectral, quase sem interferência de fatores ambientais.
A área analisada por este método é reduzida e pode-se obter a curva espectral do objeto a partir de radiômetros.
A medida em que um sensor é colocado mais distante do objeto de interesse, sua caracterização espectral torna-se mais complexa, pois em laboratório é possível fixar variáveis como: ângulo de incidência, potência do fluxo incidente; e ainda, à medida em que aumenta a altitude do sensor em relação ao alvo a camada atmosférica também aumenta.
Apesar da aquisição de dados de sensoriamento remoto em nível de laboratório serem importante para melhor extração de informações sobre as propriedades do objeto, para grande parte das aplicações, é necessária uma cobertura extensa do terreno. Daí a vantagens do SR em nível de aeronave e orbital.
Exemplo: radiômetro.
2 – Nível de aeronave: A energia registrada pelo sensor não se refere a um determinado objeto mais sim a um arranjo de objetos da cena. Alguns podem ser identificados individualmente por sua configuração. Neste nível podem ser obtidos imagens fotográficas em preto e branco, coloridas e em diferentes escalas.
Exemplo: Câmara fotográfica aérea, sensor de microondas.
3 – Nível orbital: Considera-se a aquisição de dados de sensoriamento remoto em nível orbital, quando realizada através de equipamentos sensores abordo de satélites artificiais.
Neste nível os satélites transmitem os dados por ondas de rádio, das quais se extraem dados e imagens que por sua vez são armazenados em meios magnéticos (fitas), óticos (CDs) e em papel.
Do ponto de vista da aquisição regular o aspecto multitemporal e multiespectral, das informações em nível orbital é mais eficiente do que em nível de aeronave.
Exemplo: TM (LANDSAT), HRV (SPOT), AVHRR (NOAA).
Site para interação (Imagens de Satélite do Brasil)
Sistemas Fotográficos (a câmera fotográfica)
Existem diferentes tipos de câmeras fotográficas, mas em S.R. utilizam-se, em geral, câmeras aéreas, que possuem dispositivos que permitem sincronizar o movimento do filme com o deslocamento do avião.
A exposição de cada foto é feita automaticamente por um dispositivo que controla o tempo entre cada exposição, conforme a especificação do planejamento da missão, permitindo ajustar o recobrimento desejado para a visão estereoscópica (visão 3D).
Exemplo de câmera aérea
Componentes básicos de um Sistema Fotográfico
Os sistemas fotográficos compõem-se basicamente de uma objetiva e um corpo, cuja função é focalizar a energia proveniente do alvo sobre o detector que no caso dos sistemas fotográficos é o filme.
A objetiva inclui as lentes, os filtros, o diafragma e oAs lentes são constituídas por elementos ópticos e tem a finalidade de captar a luz refletida pelo alvo e focalizá-lo sobre o filme.
O obturador controla o tempo de exposição, que nas câmeras aéreas situa-se entre 1/100 seg e 1/1000 seg.
O diafragma é responsável pela definição o tamanho da abertura pela qual a luz chegará ao filme.
Os filtros têm a capacidade de absorver e transmitir a REM de forma seletiva, ou seja permitem selecionar os que deverão chegar ao filme.
O CORPO DA CÂMERA é o recipiente que contém o carretel de filme e possuí um mecanismo elétrico que cuida da mudança da imagem e do disparo do obturador.
Para as câmeras aerofotogramétricas as dimensões mais comuns dos negativos são 23cm x 23cm e 18cm x 18cm.
GEODEM Senso 2
A imagem digital é um subproduto da Guerra Fria e da exploração espacial, onde os cientistas tiveram que desenvolver uma maneira de enviar imagens captadas em locais distantes para os centros de pesquisa na Terra.
Assim, cada pequeno ponto de imagem (denominado pixel) é transformado em números e depois em impulsos elétricos transmitidos através do espaço (Iglesias, 2003).
O elemento chave na fotografia digital é uma imagem em formato digital feita de pixels. As câmeras digitais capturam a fotografia no formato digital, já as câmeras convencionais que utilizam um suporte físico de filme capturam a fotografia em um negativo ou slide ou mesmo em papel fotográfico. Esses formatos podem ser digitalizados através de um scanner. Uma vez que a fotografia esteja em formato digital é possível armazená-la em um computador e depois editá-la ou manipulá-la com um editor de imagens (Photoshop).
Exemplo de câmera digital
Embora o processo para se obter uma fotografia digital seja bem diferente do processo de obtenção de uma fotografia convencional, as câmaras digitais não são muito diferentes das câmaras de filme, por exemplo permanecem as lentes e mecanismos de exposição. A grande diferença é a substituição do filme por um sensor de imagem, em geral uma CCD (câmara de carga acoplada).
Os componentes básicos de uma imagem digital são:
Captação que representa obter a imagem ou foto e colocá-la dentre do computador. A captação pode ser feita através de um scanner, um câmera digital ou um rede de computadores (internet). Os sensores a bordo dos satélites capturam a imagem através de seus sensores que a transmitem para a Terra em forma de sinal elétrico, que podem gerar imagens em formato digital ou em papel fotográfico.
Manipulação é o tratamento e modificação da imagem, ou seja, envolve mudanças em suas características. Tais mudanças podem ser uma simples alteração de cor de fundo ou a remoção de algum elemento indesejado, ou mesmo uma transformação mais complexa transformando a fotografia em trabalho artístico (Iglesias, 2003).
Produto Final representa as várias formas de saída para a imagem digitalizada. Ele pode consistir de: cópias ou Ampliações, slides, material para impressão, arquivos para distribuição em redes de computadores, etc.
A forma mais comum de impressão é por intermédio das impressoras jato de tinta ou impressoras a laser conectadas a um computador (Iglesias, 2003).
