Sistemas de Deteco Remotasatlites e sensores

Classificao dos satlitesQuanto orbita:Geossncronos ou geoestacionrios: observam sempre a mesma regio do globo. A altitude da orbita da ordem dos 36000 Km para que o perodo da orbita seja de 24 h. Exemplos: satlites de observao meteorolgica METEOSAT, GEOS.Heliossncronos, com orbita quase polar: para cobrir toda a superficie terrestre, e assegurar as mesmas condies de iluminao para a mesma zona. Exemplos: satlites de observao da terra como Landsat, SPOT, NOAA, ...

rea observadas por alguns satlites geoestacionrios [Sokolik, 2002]

Orbitaheliossncronaquase polar[Sokolik, 2002]

Ilustrao da noo de largura de imagem

[FF04]Sobreposio das faixas de terreno observadas pelo satlite

Classificao dos sensores relativamente s caractersticas espaciais Detectores pticos: registam informao radiomtrica relativamente s regies do visvel e do infravermelho

Detectores de RADAR: registam informao radiomtrica relativamente regio das mocroondas

Detectores pticosClassificao quanto ao tipo de arranjo dos sensores e o modo de varrimento da superfcie terrestreDe placa: grelha bidimensional de sensores (em desuso)De varrimento mecnico: o detector tem um espelho oscilante de varrimento. Exemplo: sensores TM e ETM+ dos satlites LandsatEm matriz linear (CCD): com uma bateria de sensores em linha. Exemplos: sensor HRV dos satlites SPOT, sensores dos satlites IRS, IKONOS, QuickBird

Ilustrao de um sensor de varrimento

[NASA,2002]

Ilustrao de um sensor de matriz linear: o intervalo de tempo de aquisio da informao para cada elemento do terreno superior

[NASA,2002]

Resoluo

Espacial: relativa dimenso das parcelas no terreno que podem ser discriminadasEspectral: relativa aos intervalos de c.d.o. nos quais a radiao registadaRadiomtrica: relativa aos nveis de sinal que o sensor pode discriminarTemporal: relativa ao intervalo de tempo entre a aquisio de imagens do mesmo local com o mesmo ngulo de observao

Resoluo espacial o dimetro do crculo definido no terreno pelo campo de vista instantneo do sensor, que depende da altitude da plataforma e do cone angular de visibilidade do sensor.

Observaes:Como o sensor est em movimento contnuo, a imagem no captada pixel a pixel;A resoluo espacial efectiva depende das caractersticas radiomtricas dos objectos. Um objecto de dimenso inferior resoluo espacial pode ser detectado se contrastar suficientemente com os objectos vizinhos mas um objecto de dimenso superior pode no ser detectado. Usualmente a resoluo espacial medida como o comprimento do lado de uma parcela de terreno que, no nadir, corresponde a um pixel na imagem de satlite.

Resoluo espectralDistinguem-se dois tipos de imagens:Pancromticas: uma s banda (intervalo de c.d.o.)Multiespectrais: vrias bandas em regies espectrais distintas

Resoluo radiomtricaA resoluo radiomtrica medida em bits. Se o sensor tiver a capacidade de distinguir N nveis radiomtricos do sinal, ento a resoluo o nmero inteiro imediatamente superior a log2(N).

A resoluo radiomtrica mais comum de 8 bits (correspondendo a um mximo de 256 nveis radiomtricos distintos) mas pode ir at 12 bits (MODIS). Para 8 bits, os nveis radiomtricos so numerados de 0 a 255.

Resoluo temporalPara a definio standard de resoluo temporal considera-se que as sucessivas aquisices da imagem so realizadas com o mesmo ngulo de observao.

No entanto, alguns sensores podem obter imagens do mesmo local no terreno com ngulos distintos (o que permite a obteno de imagens estereoscpicas). Designa-se por preciso temporal relativa o intervalo de tempo entre a aquisio de imagens do mesmo local.

Alguns programas e misses espaciaisPrograma Envisat (Agncia espacial europeia)Programa EOS (NASA, ...)Landsat 7, QuickScat, Terra (MODIS, ASTER, ...)Programa IRSPrograma LandsatPrograma NOAAPrograma SPOTPrograma EOSAT/SpaceImaging (IKONOS)Programa Quickbird (DigitalGlobe)Programa OrbView

[Jen00]Res. Espacialvs Res.Espectral

Landsat

Imagens Landsat 5Sensor TM (thematic Mapper).[FF04]

Imagens Landsat 7[FF04]Nota: sofreu uma falha em Maio de 2003 que deteriorou a qualidade dos dados.

Bandas 1-5 e 7 Landsat TM

SPOTSPOT 1 (1986-90)SPOT 2 (1990-)SPOT 3 (1993-97)SPOT 4 (1998-)SPOT 5 (2002-)

Resoluo temporal: 26 dias (HRV, HRG) ou 1 dia (Vegetation)Resoluo radiomtrica: 8 bits (excepto SPOT 1 PAN)

SPOT 4[FF04]

SPOT 5Sensor HRGSensor Vegetation

Imagem SPOT-5 com resoluo 2.5 m (Lisboa)

Modis (Terra a Aqua)Multiespectral: 36 bandas, com resoluo espacial de 250 m, 500m ou 1 Km (dependendo das bandas)Largura da imagem: 2330 KmFrequncia temporal: +- 1 dia (2 passagens por dia usando Terra e Aqua)Imagens disponibilizadas gratuitamente

Localizao de incndios activos a partir de imagem MODIS

[Jen00]Alguns sensores com resoluo espacial comparvel a fotografia area

Algumas caractersticas do sensor DigitalGlobe QuickBirdModo pancromtico (450-900 nm): resoluo espacial de 61 a 72 cms (dependendo do ngulo de aquisio), Modo multiespectral (azul 450-520nm, verde 520-600nm, vermelho 630-690nm, IVP 760-900nm): resoluo espacial de 2.44 a 2.88 mCorreco posicional: 23 m (CE90%)Largura da imagem: 16.5 Km

Imagem QuickBird

Resoluo 2.8 m