Sensoriamento Remoto da Atmosfera

Sensoriamento Remoto da Atmosfera

Satélites

SIM

SIM

• É um corpo que gravita em torno de um astro de massa preponderante, em particular em torno de um planeta.

• Os satélites podem ser naturais, tal como a Lua ou artificiais como GOES, NOAA, TRMM, Terra, Aqua, etc...

Satélites: conceito

Avanços Tecnológicos na Área do Sensoriamento via Satélite

• Criação de veículos capazes de lançar um satélite;

• Criação de sensores com tecnologia de razoável resolução a bordo dos satélites;

Avanços Tecnológicos na Área do Sensoriamento via Satélite

• Domínio da telecomunicação;

• Computação permitindo o processamento de uma gama enorme de informações;

• Desenvolvimento e classificação de informações cartográficas (Sistemas de Informação Geográfica-SIG)

Desenvolvimento dos Satélites Artificiais

• Segunda metade do século XX

• 1957 a imprensa noticiou o lançamento de dois satélites – aquele era o ano geofísico internacional. 1º de julho de 1957 a 31 de dezembro de 1958 (avanços tecnológicos na geofísica).

• SPUTINIK I – outubro de 1957

• EXPLORE I – fevereiro de 1958

Categoria de Satélites

São Agrupados conforme os objetivos principais para os quais foram criados. Dentro dessa concepção eles podem ser:

• Militares;• Científicos;• De Comunicação;• Meteorológico;• Recursos Naturais (de Observação da Terra)

Satélites Militares

• Inicio na década de 50, reconhecimento fotográfico do território inimigo. A partir de 1957, 75% dos satélites lançados têm finalidades militares.

• ex-URSS – EUA: “Guerra nas estrelas” • Objetivos: Telecomunicações, observação, alerta

avançado, ajuda a navegação e reconhecimento.• Satélites de Posicionamento Global (GPS) – constelação

de 24 satélites com grandes aplicações civis. Portadores de terminais manuais.

Satélites Científicos

• Auxiliar nas informações científicas

• Alguns são voltados coleta de dados terra ( atmosfera, oceano e parte sólida)

• Outros à exploração do Universo

( satélites interplanetários).

• Um exemplo é o Satélite Terra

e Aqua

Satélites de Telecomunicação

• Telefônica e televisivas. – 3 bilhões de dólares – NASA (2006).

• Vários programas no mundo – No brasil (Brasilsat).• Constelações de satélites com vários tipos de órbitas.• Alguns possuem estações terrenas fixas, outras móveis.• Bandas ou faixas espectrais:• Banda L – 0,5 a 1,5 GHz• Banda C – 4 a 8 GHz• Banda Ku – 10,9a 17 GHz• Banda Ka – 18 a 31 GHz

Satélites Meteorológicos

• O 1º TIROS-1 (Television and Infrared Observation Satellite) – 1º abril de 1960

Satélites Meteorológicos

• Coletar dados meteorológicos tanto diurno quanto noturno, pois operam com infravermelho.

• Disseminar informacoes de plataformas de coleta de dados (PCDs)

• Depois do TIROS muitos outros satelites polares e geostacionários foram lancados, formando constelações de satélites.

Satélites Meteorológicos

Satélites de Recursos Naturais

• Teve início em 1972 – EARTH 1 – Landsat -1

• Sensores são dispositivos capazes de detectar e registrar a radiação eletromagnética, em determinada faixa do espectro eletromagnético, e gerar informações que possam ser transformadas num produto passível de interpretação, quer seja na forma de imagem, na forma gráfica ou de tabelas

Sistemas Sensores: Definição

Sistemas Sensores

Sistemas Sensores

Sistemas Sensores

Partes componentes de um sistema sensor.

Sistemas Sensores: Definição

• Radiômetros – Não imageadores (e Espectrorradiômetros)

Sistemas Sensores: Características

• Radiômetros – Imageadores

Sistemas Sensores: Características

• Aspectos de resolução– espectral– espacial ou geométrica– temporal– Radiométrica (n bits)– 2n – 25=32 – 28=256 – 24=16

Sistemas Sensores: Características; rad. imageadores

espectral

temporal

geométrica

Radiométrica (n bits) – 2n – 28=256

Sistemas Sensores: Características; rad. imageadores;

Resolução geométrica

Sistemas Sensores: Características; rad. imageadores;

Resolução geométrica

• Com varredura

• Sem varredura

Sistemas Sensores: Características; funcionamento

Sistemas Sensores: Características; fonte de radiação

• Classificação dos Sistemas

- Passivo -Imageador (fotográfico) - Ativo

- Passivo - Imageador (não fotográfico)

- Ativo

- Passivo- Não Imageador (não fotográfico)

-Ativo

Sistemas Sensores: Características

http://www.ltid.inpe.br/dsr/mauricio/sensores.htm

Satélite Terra

Satélites CientíficosSatélite TerraSensores:CERES – Monitora o topo da atmosfera para

acompanhar o balanço de energia da terra. (refletida e emitida e radiância no topo)

MOPITT – Mede poluição atmosférica (monóxido de carbono e metano) – verficar a interação com a sfc da terra, oceanos e sistema de biomassa.

Satélites CientíficosSatélite TerraSensores:MISR – Mapeamento da vegetação, gelo,

desertos, dados de nuvens e aerossóis.MODIS – temperatura da terra e oceano com

resolução de 1 km. Dados p/ modelagem climática, mudanças na produtividade primária, vegetação e uso da terra com resolução de 250 a 1000 m.

Satélites CientíficosSatélite TerraSensores:ASTER – Estudos de vegetação, tipos de rochas

e vulcões, topografia, e propriedades como altura e cobertura de nuvens. Resolução de 15 a 90 m.

Sensoriamento Remoto da Atmosfera

Satélites de Órbita Polar

(Terra e NOAA)

SIM

SIM

• Os satélites de órbita polar passam pelos pólos ou perto deles.

• Os períodos de suas órbitas são de uma a duas horas.

• Os satélites meteorológicos mais conhecidos no Brasil são os da série NOAA (National Oceanic and Atmosphere Administration, dos Estados Unidos).

Polar

SIM

• Este satélite é heliossíncrono, ou seja, passa em uma região com a posição do sol aproximadamente a mesma.

• Ele gira numa órbita que permanece sempre no mesmo plano, enquanto a Terra gira a razão de 15 graus por hora.

NOAA

• Entre duas passagens do satélite pelo equador (a cada 101 minutos), o satélite passa por novas regiões, sobre as quais o sol está aproximadamente na mesma posição (na mesma hora solar) que na passagem anterior. Esta característica permite que ele observe a Terra em pontos que têm o mesmo tipo de iluminação.

SIM NOAA

• Cada satélite passa pelo mesmo local uma vez a cada 12 horas (uma de dia, outra de noite). Com dois satélites pode-se obter informações quatro vezes por dia.

SIM NOAA

Período orbital: 102 min.

Passa por um local com a mesma posição solar

Terra

órbitas no mesmo plano

15º por h

A Terra gira 25,34 graus a cadapassagem do satelite

Passa sobre um mesmo local a cada 12 horas

Órbita Polar

ponto sub-satelital: pixels

SIM NOAA

• National Oceanic and Atmosferic Administration (NOAA)

• National Environmental Satellite Data and Information Service (NESDIS)

• National Aeronautics and Space Administration (NASA), que é responsável pelo desenvolvimento e lançamento dos aparelhos.

• Este programa começou por se denominar TIROS (Television and Infrared Observation Satellite), e foi desenvolvido pela NASA e pelo Departmento de Defesa dos Estados Unidos, na tentativa de desenvolver um sistema de satélites meteorológicos.

SIM NOAA

• Entre 1960 e 1965 foram lançados 10 satélites TIROS. Entre 1966 e 1969, foram lançados 9 novos satélites, denominados TOS (TIROS Operational Satellites), operados pela ESSA (Environmental Science Services Administration), pertencente à NOAA. Em 1970, o TIROS-M recebeu a designação de ITOS (aperfeiçoamento do TOS), iniciando-se assim uma nova geração de satélites, que incluíam sensores de infra-vermelhos.

• Chegada do AVHRR - Advanced Very High Resolution Radiometer

SIM NOAA

• Sensores

Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR)High Resolution Infrared Radiation Sounder (HIRS/2)Microwave Sounding Unit (MSU)Space Environment Monitor (SEM)ARGOS/Data Collection System (DCS)

• AVHRR: NDVI, TSM, queimadas,...

Detecção Focos de Calor - NOAA

IVDN - NOAAhttp://www.star.nesdis.noaa.gov/smcd/emb/vci/VH/imgs/usa_8km/animation_usa_GVIX_NN_G08_C07_SMN_Y2006.gif

Sondagem TOVS da atmosfera - NOAA

Perfis de temperatura e umidade

TSM mensal – NOAA 14

- satélite órbita polar -altitude 833 e 850 Km (permite operacao simultanea de 2 satelites)- possui 5 bandas espectrais - altitude de 850 km- resolução 1.1 km no nadir-possui cinco satélites ativos: 12, 14, 15, 16 e 17-ch1 0.580-0.680 (visível)-ch2 0.725-1.100 (visível)-ch3 3.550-3.930 (infra)-ch4 10.30-11.30 (infra)-ch5 11.50-12.50 (infra)

Características:

NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration)

Canal Visível

O sol emite (>>) visível. Essa energia é atenuada por moléculas, nuvens e aerossóis. (~%) da energia é refletida ou absorvida pela atmosfera e reemitida para espaço. A energia restante alcança a superfície da terra onde é absorvida ou refletida.

Canal ch.2 (NIR)

Outros canaisJanelas atmosféricas

SIM

Estação receptora de sinais de satélites NOAA em Fairbanks, Alaska

• Cada satélite descarrega nesta estação toda a informação acumulada durante uma órbita. A maioria das passagens perto do polo pode ser vista desde Fairbanks; aquelas que não são captadas dispõem de uma estação na Noruega e de outra em Lannion (França).

DSA

Mosaico Quicklook

Quicklook NOAA-12

•  DIA CORRENTE » NOAA-12 » NOAA-14 » NOAA-15 » NOAA-16 » NOAA-17  » NOAA-18

• O Satélite NOAA-14, está desativado desde o dia 23 de maio de 2007

• O Satélite NOAA-16, está com problema no SENSOR AVHRR

Quarta, 30 de agosto de 2006, 11h06. Um objeto desconhecido intrigou a população do município de São Félix do Xingu, a 695 km de Belém (PA). Uma esfera revestida por um material parecido com aço inoxidável, medindo cerca de 80 centímetros de diâmetro e de aproximadamente um metro de altura, caiu em uma propriedade rural do município. O proprietário encontrou o objeto na semana passada. O pecuarista, que já foi vereador no município, estava andando pelo pasto quando se deparou com o objeto. Ele avisou aos oficiais do Serviço de Vigilância da Amazônia (Sivam). Os representantes do órgão afirmaram que pode se tratar de parte de um satélite de comunicação que possivelmente deveria ter caído no mar, mas caiu na propriedade rural. Segundo o Sivam, pela velocidade que o objeto deve ter caído, provocaria uma tragédia se atingisse a área urbana da cidade. Na fazenda, nenhum animal ou pessoa foi atingido. Os oficiais recolheram o suposto satélite e o levaram para a base em São Félix do Xingu. A chapa de identificação do objeto indica que ele deve ser de propriedade americana. Esta não é a primeira vez que algo estranho cai em São Félix do Xingu. Há cerca de seis anos, um objeto caiu nas proximidades de uma aldeia Kayapó deixando um rastro de devastação em um raio de mil metros e provocando uma grande explosão. Ribeirinhos afirmaram na época terem visto uma bola em chamas caindo do céu.

Curiosidade

Satélite GOES

Aula 07

Visível

Canais de Operação - GOES

Canal Visível(A) (B)

• 1 quilômetro no ponto sub-satelital

Comparação AVHRR Vs VIS (GOES)

(A) (B)

(C) (D)

Albedo:GOES Vs NOAA

(A) (B)

(C) (D)

Sensível ao tipo de solo, à água, e ao tipo da nuvem

• Exemplo: Cumulus → Encaroçadas

na imagem VIS, com sombras nas formas irregulares de seus topos. Podem se apresentar em bandas, em células ou em forma de ondas.

(A) (B)

(C) (D)

VIS

Resolução espacial de 1 quilômetro

Efeito do Ângulo Solar

•detalhes minuciosos na animação

Limites do Visível

- Nevoeiro

- Nevoeiro

- Nevoeiro

•Vê o nevoeiro durante o dia

CARACTERÍSTICAS QUE AJUDAM NA IDENTIFICAÇÃO DE NUVENSBRILHO

TEXTURA PADRÃO ORGANIZACIONALDEFINIÇÃO DAS BORDAS TAMANHO FORMA INDIVIDUAL.

•Gera sombra útil para estimar alturas das nuvens

Sombras nas imagens do VIS para estimar alturas das nuvens

O que é realce nas imagens de satélite?

Esta é uma técnica largamente utilizada para aumentar o contraste e a nitidez da imagem com a finalidade de facilitar a interpretação. Cada pixel na imagem digital possui um número ao qual pode ser atribuído uma tonalidade de cinza, ou uma cor, em correspondência com a radiância medida. Normalmente, a relação entre as radiâncias medidas e as tonalidades de cinza é linear. Realce é um ajuste no nível de cinza que aceita a imagem digital original como entrada e produz uma imagem digital de saída com os tons de cinza de cada pixel alterados de acordo com alguma regra pré-estabelecida. As tabelas de conversão (look-up-tables ou LUTS), que varia de acordo com o satélite e o canal, especificam as relações entre os valores de entrada e os de saída. Gráficos, chamados curvas de realce, mostram essas relações. Existem várias curvas de realce concebidas para aplicações específicas. O realce em cores apenas difere do realce em preto e branco no que diz respeito à conversão dos tons de cinza em tons de vermelho, verde e. azul.

O que é realce nas imagens de satélite?

Outras características do VIS

• 0.52 - 0.75 mícrons• Resolução espacial de 1 quilômetro • Diurno• Percebem névoas, fumaça e poeira no início e

final do dia