aula_introduã‡Ãƒo ao sensoriamento remoto
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Aula_introduã‡Ãƒo Ao Sensoriamento RemotoTRANSCRIPT
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INTRODUO AO
SENSORIAMENTO
REMOTO
Profa. Luciana T. Delgado
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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
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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
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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
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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
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A Fontes de Energia Usada em
Sensoriamento Remoto?
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Lembrando que:
A completa faixa de comprimentos de
ondas e frequncia da Radiao
Eletromagntica chamado de Espectro
Eletromagntico.
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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.
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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 !
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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
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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:
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Quais os Tipos de sistemas de sensores e
d exemplos:
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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.
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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.
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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.
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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....?
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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.
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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.
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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
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Observem na imagem a
resoluo de
50cm Imagem Geoye...
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Observem na imagem a
resoluo de 30
m?
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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
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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?
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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?
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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
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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:
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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
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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.
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COMPOSIES COLORIDAS
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Observem!!!
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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.