INTRODUO AO

SENSORIAMENTO

REMOTO

Profa. Luciana T. Delgado

Histria: Desde o comeo , a humanidade tem sempre tentado ver o mundo por outros

ngulos, nem todos os mtodos antigos, nem alguns dos posteriores foram

bem sucedidos por esta razo: simplesmente faltava a tecnologia ...

O nico mtodo de registro disponvel por aproximadamente mais 200 anos

era o desenho.

O primeiro fotgrafo areo: Gaspard Felix

Tournachon, tambm conhecido como NADAR, foi um

famoso balonista e fotgrafo francs que carregava

suas cmeras volumosas pelos ares. O seu objetivo

era fazer levantamentos terrestres a partir de

fotografias areas, e isto chamou a ateno dos

militares(1855).

A Brigada de Pombos da Bavria 1903: Uma tentativa

inovadora para evitar perigosos bales foi fixar

cmaras leves em pombos-correio.

IMPORTANTE

Fotografias de um Aeroplano em 1909: Wilbur Wright foi o piloto de dois

notveis eventos na histria do Sensoriamento Remoto. As primeiras

fotografias de um avio foram tiradas pelo passageiro de Wilbur, L. P.

Bonvillain, num vo de demonstrao na Frana em 1908. No ano seguinte,

a primeira tomada area com uma cmara de cinema foi realizada.

A Grande Guerra: 1914-1918 O biplano substituiu o balo na observao

das linhas inimigas na luta de trincheiras da 1a guerra mundial.

A Segunda Grande Guerra 1939 a 1945. Na II Guerra Mundial houve grande

desenvolvimento do SR, nesse perodo: filme

infravermelho, para detectar camuflagem;

novos sensores (radar).

A histria do SR no Brasil se iniciou nos anos

60, quando foram efetuados os primeiros

contatos para a criao de um programa de

pesquisa entre a NASA e Comisso Nacional

de Atividades Espaciais (CNAE), conhecido

hoje como Instituto Nacional de Pesquisas

Espaciais (INPE).

IMPORTANTE

Defina o que

SENSORIAMENTO

REMOTO.

Sensoriamento

Remoto

Obteno de dados

Distante

a tecnologia que permite obter imagens e outros tipos de dados superfcie terrestre, por meio da captao e do registro da energia refletida ou emitida pela superfcie.

(Florenzano, 2002)

Ou de uma maneira mais ampla o sensoriamento remoto

entendido como sendo a forma de obteno de

informaes de um objeto ou alvo, sem que haja contato

fsico com o mesmo (ROSA, 2003).

IMPORTANTE

Explique como a obteno de imagens

por sensoriamento remoto

1.O sol ilumina a superfcie terrestre, a energia proveniente do sol, refletida

pela superfcie em direo ao sensor, captada e registrada por este.

2. A energia refletida ou emitida pela superfcie terrestre e captada por

sensores eletrnicos , instalados em satlites artificiais, e transformada em

sinais eltricos, que so registrados e transmitidos para estao de

recepo na terra.

3.Os sinais so enviados para estaes que transformados em dados na

forma de grficos, tabelas ou Imagens.

4. A partir da interpretao desses dados, possvel obter informaes a

respeito da superfcie terrestre.

IMPORTANTE

EXPLICAR PASSO A PASSO NA PROVA

A Fontes de Energia Usada em

Sensoriamento Remoto?

Lembrando que:

A completa faixa de comprimentos de

ondas e frequncia da Radiao

Eletromagntica chamado de Espectro

Eletromagntico.

Imagem

Quando um computador l o arquivo da imagem digital, esta exibida

no monitor como um conjunto de clulas organizadas em uma matriz de

linhas e colunas. Cada clula dessa matriz denominada PIXEL (de picture cell) e o seu brilho proporcional ao valor ou nvel digital

registrado na clula.

Ento podemos afirmar SIM, QUE:

O espectro eletromagntico tem grande

importncia para os Sensoriamento Remoto

devido ao fato de ser atravs deste que se podem medir as energias emitidas pelo sol e

convert-la em sinal eltrico que possibilitam a

formao das cores nos diferentes canais dos

sensores pticos.

Como relao aos elementos climticos as

energias interagem de forma a suavizar os efeitos

das intensidades das energias que incidem sobre

os objetos funcionando como filtros solares.

IMPORTANTE

DECORAR !

E o que so sensores remotos?

Os sensores remotos so equipamentos que

captam e registram a energia refletida ou

emitida pelos elementos da superfcie terrestre.

Tipos de sensores:

1. Sensores portteis e instalados em Plataformas

terrestres e areas (bales, helicpteros e avies)

2. Sensores Orbitais (satlites Artificiais)

IMPORTANTE

Cmaras fotogrficas, cmaras de vdeos, radimetros

e sistemas de varreduras (escneres) e radares so

exemplos de sensores.

Sensores Naturais: exemplo olho humano que exerga somente a luz ou energia visvel.

Sensores artificiais: permitem obter dados de regies de

energia invisivel ao olho humano.

Exemplos de Sensores:

Quais os Tipos de sistemas de sensores e

d exemplos:

Mas o que SENSORES PASSIVOS?

Os sensores imageadores que esto a bordo de

satlites so instrumentos que captam a radiao

eletromagntica proveniente da superfcie terrestre

e geram imagens com diferentes resolues

espaciais, temporais, espectrais e radiomtricas.

Estes sensores necessitam de uma fonte externa de

energia, no caso o sol, para poder operar, por este

motivo so chamados sensores passivos.

Mas quais so suas limitaes?

Estes sensores sofrem srias limitaes para operarem

em locais com grande cobertura de nuvens, tais como

na Amaznia, na regio nordeste do Brasil, no sul da

Patagnia, na regio da Terra do Fogo, na Antrtica,

uma vez que elas encobrem os alvos na superfcie da

terra.

O efeito exatamente o mesmo quando estamos na

praia tomando sol e uma nuvem se interpe entre ns

e o sol.

A presena de nuvens pode impedir que a energia

refletida pela superfcie da terra chegue ao sensor que

est a bordo do satlite, isto far com que o sensor

registre apenas a energia que foi refletida pela prpria

nuvem.

Mas o que SENSORES ATIVOS?

Os sensores do tipo radar, que so encontrados a

bordo dos satlites da srie ERS (leia: rs) e

RADARSAT, produzem uma fonte prpria de

energia na regio das microondas, permitindo

que captem imagens tanto durante o dia como

noite e em qualquer condio meteorolgica,

incluindo tempo nublado e com chuva.

Estes tipos de sensores so chamados de

sensores ativos.

Os sensores do tipo radar tm seu princpio de

funcionamento baseado no radar natural do morcego,

que emite um sinal de energia para um objeto e

registra o sinal que retorna desse objeto, com isto ele

pode evitar os obstculos que encontra pelo caminho.

HUM....?

Mas quais so as

vantagens?

Permite que captem imagens tanto durante o dia

como noite e em qualquer condio

meteorolgica, incluindo tempo nublado e com

chuva.

Exemplo Programa Radarsat - visa fornecer dados

de areas sensiveis do planeta do ponto de vista

ambiental, como floresta tropicais, desertos em

expanso e etc, e para estudos nas areas de

geologia, geomorfologia, oceonografia, vegetao,

uso da terra e agricultura, entre outras.

VAMOS ENTENDER O

QUE RESOLUO?E RESOLUO ESPACIAL?

RESOLUO - a capacidade que o sensor tem de

discriminar objetos em funo do tamanho destes

chamada de RESOLUO ESPACIAL.

Nos sensores atuais, instalados em plataformas orbitais

(satelites artificiais), esse tipo de resoluo varia de

50cm a 1km.

Pode-se identificar as arvores de um pomar , casas e

os edifcios de uma cidade ou avies estacionados

em um aeroporto.

J uma imagem de satlite com resoluo de 30 m,

provavelmente ser identificada o pomar, a mancha

urbano correspondente a rea ocupada pela cidade

e apenas a pista do aeroporto.

RESOLUES EM SR

Espacial: refere-se ao tamanho do pixel

1 metro

Ikonos

5 metros

IRS

10 metros

Spot-Pan

20 metros

Spot-XS

30 metros

Landsat-TM

Observem na imagem a

resoluo de

50cm Imagem Geoye...

Observem na imagem a

resoluo de 30

m?

O que se refere Resoluo Espectral?

Resoluo Espectral a sua capacidade de um sensor poussui para discriminar objetos em funo da sua sensibilidade espectral.

Quanto mais estreita for a faixa espectral da qual um sensor capta

dados, maior a possibilidade de registrar variaes de energia

refletida pelo objeto.

Podemos considerar tambm quanto maior o nmero de bandas (ou

canais) de um sensor , maior a sua resoluo espectral.

representam faixas do espectro

eletromagntico e tm a capacidade de discriminar e/ou realar diferentes objetos nas

imagens. Cada banda encontra-se em

tonalidades de cinza e possvel criar uma

composio falsa-cor para melhorar a

visualizao dos objetos. Veremos isso a diante!!!

IMPORTANTE

Resoluo Radiomtrica refere-se a capacidade de o sensor

discriminar intensidade de energia

refletida ou emitidas pelos objetos.

O nmero de bits utilizado para

armazenar os nmeros digitais define

a resoluo radiomtrica de uma

imagem.

Cada satlite tem sua prpria

resoluo, que varia de 8 a 11 bits.

O que se refere Resoluo

Radiomtrica?

Resoluo Temporal refere-se a frequncia de imageamento

sobre a mesma rea.(revisita)

LANDSAT 16 dias CBERS 3 dias SPOT 3 dias Geoye 3 dias WordView 6 dias e outros...

Fonte: Embrapa Monitoramento por satlite.

O que se refere Resoluo Temporal?

Quais so as principais caractersticas da

resoluo dos sensores

e satlites?

As principais caractersticas de funcionalidade a

resoluo espacial que diz a respeito ao tamanho

da rea mapeada, temporal que a relao a

passagem do sensor, espectral que sobre a largura

das faixas de imageamento e a radiomtrica que diz

respeito a sensibilidade de diferenciar variaes de

cor.

IMPORTANTE

Sobre as cores...

Cor como o olho dos seres vivos interpretam a remisso da luz vinda de um objeto que foi emitida por uma fonte

luminosa por ondas eletromagnticas. Corresponde a parte do espectro eletromagntico do visvel. Essas cores podem ser reduzidas a partir de dois conceitos interessantes:

O sistema aditivo aquele formado pelas trs cores primrias da luz (Azul-violeta/vermelho e verde), decompostas a partir da luz

branca solar que a fonte natural de luz no planeta terra.

Chama-se aditivo porque a adio das trs cores primrias formam a luz branca. A decomposio das cores primrias da luz branca num prisma

acontece devido s diferenas de comprimento de onda de cada cor, que vo do vermelho ao violeta. Quando misturamos essas cores primrias entre si temos os seguintes resultados:

Vermelho + azul = Magenta Vermelho + verde = Amarelo Verde + azul = Ciano

O sistema aditivo chamado

tambm de sistema RGB (red/green

e blue)

IMPORTANTE

0 modelo de cores subtrativas:

O sistema subtrativo leva esse nome tendo em vista que a mistura de suas cores primrias tendem ao

preto, ou seja, ausncia de luz.

A mistura entre as cores primrias do sistema

subtrativo (ciano/magenta e amarelo) resultam no seguinte:

Ciano + magenta = azul Ciano + Amarelo = verde

Amarelo + magenta = vermelho

As cores secundrias do sistema aditivo so as cores primrias do sistema subtrativo e as cores secundrias do sistema subtrativo so as cores primrias do sistema aditivo. O preto e o branco no so cientificamente consideradas cores. O

branco o resultado da soma de todos os comprimentos de onda e o preto a ausncia completa da luz, portanto da cor. O sistema subtrativo de CMYK, onde "k" representa o preto que adicionado aos pigmentos para obteno de maior ou menor saturao, visto que, no encontramos pigmentos puros na natureza.

COMPOSIES COLORIDAS

.

Como entender o

processo de

formao de cores?

Originalmente, as imagens de satlites so obtidas em preto e

branco. Porm, O olho humano mais sensvel a cores que aos

tons de cinza. As cores que podemos ver fruto da reflexo

seletiva dos alvos existentes na superfcie terrestre, nas distintas

bandas do espectro eletromagntico.

Imagem LANDSAT-TM da cidade de Porto Alegre, lago Guaba e parte da laguna dos Patos, RS.Composio colorida utilizando trs bandas nos comprimentos de onda do visvel.

Assim, para facilitar a interpretao visual dos dados de

sensoriamento, so associadas cores aos tons de cinza, criando-

se desta forma uma imagem de satlite colorida. Ela

resultante da combinao das trs cores bsicas (azul, verde e

vermelho) associadas, por meio de recursos computacionais, s

imagens individuais obtidas em diferentes comprimentos de

onda ou faixas espectrais. Este o mesmo mecanismo da viso

a cores nos seres humanos.

Imagem do satlite LANDSAT-TM, colorida, utilizando trs bandas, duas nos comprimentos de ondas do visvel e uma no infravermelho prximo.

Qual a diferena do

filme pancromtico e

filmes coloridos?

A tonalidade ou cor das

fotografias obtidas por um

sensor fotogrfico (cmara

fotogrfica) vai depender da

sensibilidade do filme e dos

filtros utilizados no processo de

formao das cores.

Quando o filme preto e

branco possvel obter

fotografia preto e branco

pancromtico, que sensvel

a faixa do visvel.

Com filme infravermelho preto

e branco possvel obter

fotos em preto e branco

infravermelho.

Filmes Coloridos sensvel faixa do visvel, so obtidas fotografias coloridas, tambm

denominadas normais ou naturais; nelas os objetos so representados com as mesmas cores vistas pelo olho humano.

Com filme infravermelho colorido, sensvel faixa do infravermelho prximo, so obtidas fotografias coloridas infravermelho.

Porque dizem que os

filmes infravermelhos

coloridos formam

denominados falsa

cor?

Os filmes infravermelhos coloridos foram denominados falsa

cor, por que a cena registrada por tipos de filme no

reproduzida com suas cores verdadeiras, isto , como vistas

pelo olho humano.

Esses filmes forma desenvolvidos durante a guerra mundial,

com objetivos de detectar camuflagens de alvos pintados de

verde que imitava a vegetao.

Desta forma , enquanto nas fotografias falsa cor a vegetao aparece em vermelho , por que reflete

intensivamente energia na regio do infravermelho.

Os objetos verdes ou vegetao artificial geralmente

aparecem em azul/verde.

Observem!!!

Como possvel gerar

uma imagem colorida?

As imagens obtidas por sensores eletrnicos em diferentes

canais, so originalmente produzidas de forma individual em

preto e branco. A quantidade de energia refletida pelos

objetos vai determinar a sua representao nessas imagens e,

diferentes tons de cinza, entre o branco (quando refletem toda

energia) e o preto (quando absorvem toda a energia). Ao

projetar e sobrepor essas imagens, atravs de filtros coloridos

azul, verde e vermelho (cores primrias), possvel gerar

imagens coloridas.

Na imagem colorida a cor de um objeto vai depender da

quantidade de energia por ele refletida, da mistura das cores

(segundo processo aditivo) e da associao das cores com as

imagens.