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SENSORIAMENTO REMOTO Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas, de acordo com a convenção internacional de direitos autorais. Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada, seja por meios eletrônicos ou mecânicos, inclusive fotocópias ou gravações, ou, por sistemas de armazenagem e recuperação de dados – sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas. RESUMO DA UNIDADE O sensoriamento remoto pode ser definido como um conjunto de técnicas que tem por objetivo à obtenção de informação sobre objetos, sem que haja contato direto com eles, possibilitando um estudo preciso sobre a superfície terrestre. A coleta dos dados que são convertidos em imagens, números ou gráficos é realizada através de sistemas sensores, que podem ser terrestres, suborbitais e orbitais. Os produtos gerados por esta ferramenta são interpretados com base no comportamento da radiação eletromagnética, que ao interagir com os objetos, de acordo com os seus atributos físicos, químicos e biológicos, geram comprimentos de onda característicos, permitindo a sua identificação. Assim, é possível realizar levantamentos diversos para avaliação ambiental, agrícola, para fins de georreferenciamento e cadastramento ambiental rural, além de outras investigações. Palavras-chave: Sensoriamento Remoto. Sistemas Sensores. Radiação Eletromagnética. Espectro eletromagnético. Mapeamento. Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas, de acordo com a convenção internacional de direitos autorais. Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada, seja por meios eletrônicos ou mecânicos, inclusive fotocópias ou gravações, ou, por sistemas de armazenagem e recuperação de dados – sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas. SUMÁRIO APRESENTAÇÃO DO MÓDULO ............................................................................... 4 CAPÍTULO 1 – INTRODUÇÃO AO SENSORIAMENTO REMOTO ........................... 6 1.1 Conceitos e história do sensoriamento remoto .............................................. 6 1.2 A radiação eletromagnética .......................................................................... 10 1.2.1 A radiação solar ........................................................................................... 11 1.2.2 A teoria ondulatória, as propriedades das ondas e as ondas eletromagnéticas ....................................................................................................... 11 1.3 Interação entre a atmosfera e a energia eletromagnética ............................ 18 CAPÍTULO 2 – SISTEMAS SENSORES .................................................................. 20 2.1 Sistemas sensores ....................................................................................... 20 2.2 Classificação dos sistemas sensores ........................................................... 21 2.3 Níveis de aquisição de dados pelos sistemas sensores .............................. 27 2.3.1 Aquisição de dados em nível terrestre ou solo ............................................. 27 2.3.2 Aquisição de dados em nível suborbital ....................................................... 31 2.3.3 Aquisição de dados em nível orbital ............................................................. 32 CAPÍTULO 3 – COMPORTAMENTO ESPECTRAL, INTERPRETAÇÃO E APLICAÇÃO DO SENSORIAMENTO REMOTO ..................................................... 35 3.1 Comportamento espectral ............................................................................ 35 3.2 Comportamento espectral da atmosfera e sua influência no sensoriamento remoto ..................................................................................................................... 36 3.3 Comportamento espectral dos solos e elementos de identificação .............. 39 3.3.1 Óxidos de ferro ............................................................................................. 40 3.3.2 Matéria orgânica .......................................................................................... 41 3.3.3 Rugosidade e crosta superficial ................................................................... 42 3.3.4 Teor de umidade .......................................................................................... 42 3.3.5 Granulometria e textura do solo ................................................................... 43 3.4 Comportamento espectral da vegetação e elementos de identificação ....... 43 3.5 Comportamento espectral da água e elementos de identificação ................ 47 3.6 Aplicações do Sensoriamento Remoto ........................................................ 48 REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 50 4 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas, de acordo com a convenção internacional de direitos autorais. Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada, seja por meios eletrônicos ou mecânicos, inclusive fotocópias ou gravações, ou, por sistemas de armazenagem e recuperação de dados – sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas. APRESENTAÇÃO DO MÓDULO Nos dias atuais, falar sobre sistemas sensores parece tão comum quanto falar sobre mapas e cartas topográficas. Com a difusão das tecnologias móveis, qualquer pessoa tem acesso aos produtos oriundos de sistemas sensores, como radares e, mais especificamente, satélites. Esses sensores fazem parte da nossa vida, através da veiculação das notícias, da internet, da telefonia e também pelo fornecimento de imagens em diversas escalas temporais. O sensoriamento remoto consiste em um conjunto de ferramentas que tem como objetivo à obtenção de informação sobre objetos, sem que haja contato direto com eles, possibilitando um estudo preciso sobre a superfície terrestre. Nesse sentido, o sensoriamento remoto nos possibilita a obtenção de dados das mais diversas naturezas, como a previsão do tempo e do clima, o monitoramento dos impactos ambientais, o planejamento do uso e da ocupação do solo, manejo agrícola, vigilância de fronteiras e dividas, entre outros. Os sistemas sensores são os responsáveis pela coleta de dados relativos aos objetos ou alvos presentes na superfície da Terra, a partir da captura das informações referentes à interação da radiação eletromagnética com os objetos. Durante essa interação, os alvos geram respostas, chamadas de assinaturas espectrais, que são púnicas para cada situação a ser observada, como cores, tonalidades, conteúdo de água na planta ou no solo, entre outros. Essas informações possibilitam identificar ou mensura do que se trata aquele objeto ou aquela área de maneira remota e indireta, contribuindo para muitos estudos. Nesse contexto, no capítulo 1, você vai aprender sobre a radiação solar, os tipos de radiação eletromagnética e o espectro eletromagnético, e de que formas as interações acontecem de maneira a gerar uma assinatura espectral, permitindo a identificação de um objeto ou de uma área de interesse. No capítulo 2, você irá conhecer os sistemas sensores e algumas de suas propriedades, além de suas classificações e os níveis de aquisição de dados, que são o terrestre, o suborbital e o orbital. A compreensão e o conhecimento dessas propriedades podem contribuir na escolha do produto para um determinado 5 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas, de acordo com a convenção internacional de direitos autorais. Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada, seja por meios eletrônicos ou mecânicos, inclusive fotocópias ou gravações, ou, por sistemas de armazenagem e recuperação de dados – sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas. levantamento a partir do sensor que ele foi obtido, otimizando tempo e recursos financeiros. Já no capitulo 3, você vaide absortância, reflectância e transmitância, que pode apresentar valores que variam entre 0 e 1 (Moraes, 2002). O comportamento espectral de um objeto refere-se ao conjunto dos valores sucessivos da reflectância do objeto ao longo do espectro eletromagnético, que pode ser denominada de assinatura espectral do objeto (Moraes, 2002). A assinatura espectral do objeto consiste nas respostas que as suas características físicas, químicas e biológicas, ao interagirem com a energia, resultaram em elementos que permitem a caracterização do objeto, a partir da forma, da intensidade e da localização de cada banda de absorção que é gerada de acordo com essa interação (Figura 6). Desta forma, cada objeto irá interagir de maneira diferenciada em relação ao espectro eletromagnético de acordo com a energia eletromagnética incidente, pois eles apresentam características específicas, que lhe conferem propriedades específicas que se refletem no espectro. Graças a esse fenômeno, é possível distinguir e identificar os diversos objetos terrestres sensoriados remotamente, pois são reconhecidos devido à variação da porcentagem de energia refletida em cada comprimento de onda. O conhecimento do comportamento espectral dos objetos presentes na superfície terrestre é de grande relevância, tanto para sua identificação como 36 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas, de acordo com a convenção internacional de direitos autorais. Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada, seja por meios eletrônicos ou mecânicos, inclusive fotocópias ou gravações, ou, por sistemas de armazenagem e recuperação de dados – sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas. também para a escolha das ferramentas e produtos de sensoriamento remoto que podem evidenciar os elementos desejados. Figura 6: A energia, ao atingir o objeto, fornece informações que são capturadas pelo sensor remoto e assim é gerado um comportamento espectral. Fonte: Conceição e Costa, 2013. Cada tipo de radiação que atinge um objeto na superfície terrestre gera uma informação sobre sua reflectância, que pode ser diferente de acordo com a radiação. Na figura 6, podemos observar que os objetos da superfície terrestre têm valores diferentes de reflectância para cada comprimento de onda, que vai do azul (B – blue, em inglês) até o infravermelho próximo (infrared, em inglês - IR). As curvas resultantes deste processo são chamadas de assinaturas espectrais (Conceição e Costa, 2013). Os principais objetos que devem ter o comportamento espectral conhecido para que o uso do sensoriamento remoto seja assertivo são a atmosfera, os solos, a vegetação e a água. 3.2 Comportamento espectral da atmosfera e sua influência no sensoriamento remoto A atmosfera, sem dúvida, é essencial para a sobrevivência de todo o tipo de vida, animal e vegetal, presente no planeta Terra, pois oferece, além dos gases 37 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas, de acordo com a convenção internacional de direitos autorais. Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada, seja por meios eletrônicos ou mecânicos, inclusive fotocópias ou gravações, ou, por sistemas de armazenagem e recuperação de dados – sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas. essenciais para a manutenção da vida, a proteção contra a radiação solar e as tempestades magnéticas, além de ser responsável pelo efeito estufa. A atmosfera apresenta uma estrutura vertical em função da pressão exercida pela força gravitacional, pelo aquecimento e pela densidade dos gases. A estrutura vertical é dividida em camadas de acordo com suas características térmicas e composicionais, em: troposfera, estratosfera, mesosfera, ionosfera e exosfera. SAIBA MAIS Para entender melhor sobre a atmosfera e suas camadas, bem como a composição química de cada uma delas, acesse este link https://go.aws/3c9pXGk e leia o artigo “A atmosfera terrestre: composição e estrutura”. Para a manutenção da vida, a troposfera é a camada mais importante da atmosfera, mas, para o sensoriamento remoto, a compreensão de todas as camadas da atmosfera é fundamental, pois ela interfere na radiação incidente (irradiância) e também na radiação refletida (radiância) pelos objetos da superfície, o que impacta na informação que será coletada pelos sensores. A interferência da atmosfera no sensoriamento remoto se manifesta na trajetória do fluxo de energia, por meio dos fenômenos de refração e difração; na velocidade; e na absorção total ou parcial da radiação solar em determinadas faixas espectrais do espectro eletromagnético (Moreira, 2008). Desta forma, quando a radiação solar penetra na atmosfera terrestre, ela sofre atenuações causadas por reflexão, pelo espalhamento e pela absorção promovida pelos constituintes atmosféricos (gases naturais e antrópicos), por partículas dispersas e pelas nuvens. Esses fenômenos promovem uma redução da radiação solar que atinge a superfície terrestre: de 100% de radiação solar, 37% retorna para o espaço (26% refletida pelas nuvens e 11% pela dispersão das partículas atmosféricas). Além disso, os gases e o vapor d'água absorvem cerca de 16% da radiação, o que totaliza, aproximadamente, 53% de perda da radiação global e 47% que, de fato, chega a superfície. A chegada da radiação solar até a superfície terrestre promove diversos fenômenos além das perdas de radiação, como a refração, que é a mudança na https://go.aws/3c9pXGk 38 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas, de acordo com a convenção internacional de direitos autorais. Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada, seja por meios eletrônicos ou mecânicos, inclusive fotocópias ou gravações, ou, por sistemas de armazenagem e recuperação de dados – sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas. trajetória do feixe de radiação em decorrência da mudança de densidade entre as camadas atmosféricas. Ainda, alguns gases que compõem a atmosfera, como o ozônio e o monóxido de carbono, absorvem a radiação solar em certos comprimentos de onda. Essa absorção pelos gases pode ser total, como ocorre entre o ozônio e a radiação ultravioleta; e parcial, como ocorre com os demais gases e os comprimentos de onda. Existem também outros fatores complicadores, como partículas dispersas e presença de nuvens. No caso do sensoriamento remoto, a presença de nuvens é um grande problema, pois elas impedem a passagem da radiação solar na porção reflectiva do espectro eletromagnético, onde operam a maioria dos sistemas sensores (Moreira, 2008). Além disso, as nuvens e as partículas presentes na atmosfera também promovem o espalhamento da radiação solar. O espalhamento pode ser definido como um processo físico resultante da obstrução das ondas eletromagnéticas por partículas existentes nas suas trajetórias ao penetrarem na atmosfera terrestre. A obstrução pode ser tanto da energia incidente quanto da energia refletida (Moreira, 2008). As partículas responsáveis pelo espalhamento de energia e que estão presentes na atmosfera apresentam tamanhos variáveis, desde as moléculas gasosas até as gotas de chuva e granizo. O tamanho das partículas e o comprimento de onda da energia eletromagnética incidente e/ou refletida influencia tanto a direção como a intensidade do espalhamento. Desta forma, de acordo com o tamanho da partícula, podemos ter três tipos de espalhamento: espalhamento molecular ou Rayleigh, espalhamento Mie e espalhamento não-seletivo. O espalhamento molecular ou Rayleigh ocorre quando a relação entre o diâmetro da partícula e o comprimento da onda eletromagnética é menor que 1 (um), sendo muito comum na atmosfera terrestre, e é considerado simétrico em relação à direção da onda incidente e em relação à intensidade. As moléculas dos gases presentes na atmosfera terrestre espalhamde forma mais eficiente a energia eletromagnética de menores comprimentos de ondas. 39 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas, de acordo com a convenção internacional de direitos autorais. Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada, seja por meios eletrônicos ou mecânicos, inclusive fotocópias ou gravações, ou, por sistemas de armazenagem e recuperação de dados – sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas. SAIBA MAIS A luz azul é mais espalhada na atmosfera, pois apresenta um comprimento de onda menor que o vermelho, e isto explica o motivo de enxergarmos o céu azul durante o dia e avermelhado no início ou no final do dia. Mas, por que essas diferenças? A luz azul tem uma frequência muito próxima da frequência de ressonância dos átomos constituintes das moléculas dos gases da atmosfera terrestre, ao contrário da luz vermelha. Com isto, a luz azul interage de maneira mais fácil com as moléculas e os átomos do que a luz vermelha. Isto provoca um ligeiro atraso na luz azul, que é refletida em todas as direções, através do espalhamento Rayleigh. Já a luz vermelha, que não é refletida e, sim, transmitida, continua em sua direção original (Moreira, 2008). Quando o sol se encontra perto do horizonte, os raios diretos que chegam aos nossos olhos também precisam atravessar uma massa de ar maior, e a dispersão aumenta a intensidade da luz. Com isso, há uma atenuação do azul, sobrando o vermelho, já que este apresenta um maior comprimento de onda, e, por isso, o céu fica parcialmente avermelhado. Esse fenômeno pode ser intensificado em áreas onde a baixa atmosfera apresente uma maior quantidade de poluentes e outras partículas, que tornam a massa de ar ainda mais densa. O espalhamento mie ocorre quando os diâmetros das partículas presentes na atmosfera são da mesma ordem ou próximos ao tamanho do comprimento de onda da radiação. Já o espalhamento não-seletivo ocorre quando o tamanho das partículas existentes na atmosfera não interferem no espalhamento, ou seja, o espalhamento ocorre independentemente do comprimento de onda, à medida que aumenta o tamanho das partículas. Esse espalhamento é o responsável pela cor branca das nuvens (Moreira, 2008). 3.3 Comportamento espectral dos solos e elementos de identificação Os solos podem ser definidos como um produto da alteração das rochas, que, sob a ação do clima e dos organismos, e influenciada pelo relevo e pelo tempo, resulta em um material com características e propriedades químicas, físicas e 40 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas, de acordo com a convenção internacional de direitos autorais. Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada, seja por meios eletrônicos ou mecânicos, inclusive fotocópias ou gravações, ou, por sistemas de armazenagem e recuperação de dados – sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas. biológicas diferentes do material inicial. Este material, ao ser submetido aos processos pedogenéticos, transforma-se em um perfil de solo, com horizontes diferenciados de acordo com o material de origem e a ação do clima, dos organismos, do relevo e do tempo. As paisagens e os processos responsáveis pela formação do solo não são uniformes, o que resulta em uma grande variedade de solos, muitas vezes, em uma mesma área de interesse. Desta forma, é de grande importância o conhecimento básico sobre os solos, sua mineralogia e suas propriedades, pois elas interferem na resposta espectral que é coletada pelos sensores remotos. SAIBA MAIS Para conhecer ou revisar os conceitos essenciais em solos, bem como o sistema de classificação, acesse este link: https://biblioteca.ibge.gov.br/visualizacao/livros/liv37318.pdf e leia o “Manual Técnico de Pedologia” do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. A interação da radiação eletromagnética com o solo e seus constituintes ocorre em nível microscópico, por meio da interação entre a matéria e a energia. Entretanto, existem alguns parâmetros que são considerados os mais importantes para a identificação dos solos em produtos de sensoriamento remoto, que são os óxidos de ferro; o teor de umidade; o teor de matéria orgânica; a granulometria; os argilominerais; e o material de origem do solo. Há, ainda, outros parâmetros que podem ser utilizados para refinar a identificação dos solos, como a cor do solo, a capacidade de troca catiônica, as condições de drenagem interna do solo, a temperatura, a localização, entre outros. Desta forma, a quantidade de energia refletida por um determinado tipo de solo está relacionada com a atuação conjunta desses parâmetros ou também podem atuar de forma preponderante e mais individualizada. 3.3.1 Óxidos de ferro Os óxidos de ferro são um grupo de compostos que influenciam na cor do solo, conferindo-lhes diferentes tonalidades de acordo com a sua composição química. https://biblioteca.ibge.gov.br/visualizacao/livros/liv37318.pdf 41 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas, de acordo com a convenção internacional de direitos autorais. Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada, seja por meios eletrônicos ou mecânicos, inclusive fotocópias ou gravações, ou, por sistemas de armazenagem e recuperação de dados – sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas. Essas tonalidades são responsáveis pela reflectância espectral de solos, que pode ser utilizado como um parâmetro para a sua identificação. Os óxidos de ferro absorvem uma grande quantidade de energia eletromagnética da região do infravermelho próximo, com um máximo de absorção em 900nm. Desta maneira, quanto maior a quantidade de óxidos de ferro no solo, os espectros de energia refletida, principalmente, na região do infravermelho próximo, serão mais atenuados em razão da presença do óxido de ferro, que se sobrepõem aos outros parâmetros do solo (Moreira, 2008). 3.3.2 Matéria orgânica A matéria orgânica do solo pode ser definida como todo o material orgânico de origem animal ou vegetal que está depositado ou em interação com as partículas do solo, e em diversos graus de decomposição. Tanto a composição quanto o conteúdo de matéria orgânica no solo interferem na reflectância dos solos, de modo que quanto maior é o teor de matéria orgânica, menor será a reflectância do solo no intervalo de comprimento de onda entre 400 a 2500 nm. Contudo, a contribuição da matéria orgânica para a identificação de solos por meio de sensoriamento remoto só é possível quando esta ultrapassa os 2% de presença no solo. No caso de uma quantidade abaixo de 2%, outros parâmetros se destacarão no espectro eletromagnético (Moreira, 2008). Ainda, a matéria orgânica, de acordo com seu grau de decomposição, pode absorver mais ou menos energia. Desta maneira, quanto mais decomposto é o material orgânico, maior é a absorção de energia eletromagnética e, consequentemente, menor é a reflectância nesta região espectral (Moreira, 2008). SAIBA MAIS Para aprender mais sobre a matéria orgânica e suas características, e de que forma elas podem interferir na identificação dos solos e outros elementos na superfície terrestre, leia o capitulo 9, “A Matéria Orgânica do Solo” disponível neste link: https://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/137613/1/Tony-2015.pdf . https://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/137613/1/Tony-2015.pdf 42 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas, de acordo com a convenção internacional de direitos autorais. Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada, seja por meios eletrônicos ou mecânicos, inclusive fotocópias ou gravações, ou, por sistemas de armazenagem e recuperação de dados – sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas. 3.3.3 Rugosidade e crosta superficial A rugosidade e a formação de crostas superficiaisno solo estão relacionadas aos processos de degradação do solo, em decorrência da remoção da vegetação nativa ou de uma cultura agrícola, onde há a exposição da camada superficial dos solos. Essa exposição, associado aos processos de lixiviação, removem os horizontes superficiais, e o que sobra são os materiais mais resistentes, conferindo um aspecto mais endurecido a superfície. Ainda, a formação de crostas também pode ocorrer em virtude de grande trânsito de maquinário agrícola, que compacta o solo devido ao peso das máquinas. As áreas que apresentam rugosidade ou crostas superficiais apresentam diferenças no comportamento espectral quando comparadas às áreas adjacentes do com o mesmo tipo de solo em condições normais. Além disso, a formação de crosta faz com que solos úmidos apresentem um comportamento espectral de solo seco, apresentando valores maiores de reflectância na região espectral de 430 a 730 nm. A rugosidade interfere na reflectância do solo, pois altera os padrões de espalhamento e de sombreamento, e pode ser provocada pelo manejo do solo agrícola, com a formação de torrões, como também a quebra das estruturas do solo, o que aumenta de 15 a 20% a reflectância dos solos em relação aos que apresentam estrutura bem definida (Moreira, 2008). 3.3.4 Teor de umidade O teor de umidade refere-se à capacidade do solo em reter água até o nível de saturação, que varia de acordo com o tipo de solo, mineralogia, teor de matéria orgânica, entre outros. O solo, quando úmido, apresenta uma cor mais escura em virtude do aumento da absorção da radiação eletromagnética, que se eleva devido à presença da água. Isso promove uma redução na reflectância do solo na região do visível e do infravermelho próximo ao espectro eletromagnético quando comparado ao seu estado seco. De maneira geral, os solos úmidos apresentam uma reflectância menor que os solos secos, na faixa de comprimento de onda de 400 a 2600 nm (Moreira, 2008). 43 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas, de acordo com a convenção internacional de direitos autorais. Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada, seja por meios eletrônicos ou mecânicos, inclusive fotocópias ou gravações, ou, por sistemas de armazenagem e recuperação de dados – sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas. 3.3.5 Granulometria e textura do solo A granulometria refere-se aos diversos tamanhos de partículas que compõem o solo. Por meio da caracterização textural, é possível inferir a porcentagem das frações areia, silte e argila presentes no solo, e, assim, determinar a sua textura principal, bem como as variações texturais. Devido às variações texturais, um solo pode apresentar uma reflectância espectral diferente de outro solo da mesma classe em função da concentração e do tamanho das partículas que compõem os solos (Moreira, 2008). Por outro lado, o arranjo físico e a agregação dessas partículas no solo originam as estruturas, que, juntamente com a textura, são responsáveis pela quantidade e pelo tamanho de espaços porosos no solo. Esses espaços, dependendo da quantidade e do tamanho, afetam o volume de água que irá ocupar esses espaços, influenciando no teor de umidade. No caso da granulometria, quanto maior a presença das frações mais finas silte e argila, especialmente esta última, maior o aumento da reflectância em todos os comprimentos de onda entre 400 e 1000 nm. Os solos com texturas mais grosseiras, acima de 2mm, apresentam pouca influência na absorção adicional da radiação solar (Moreira, 2008). Até aqui, podemos perceber que cada constituinte do solo interage com a radiação eletromagnética de maneira única. Entretanto, é importante salientar que o solo, por se tratar de um complexo mineral e com diversas propriedades, deve ter todos os parâmetros analisados em conjunto para se obter uma identificação mais precisa do objeto. 3.4 Comportamento espectral da vegetação e elementos de identificação Para compreender a interação entre a radiação solar e a vegetação, é importante conhecer algumas características das plantas, pois cada uma delas irá responder de maneira diferenciada a radiação eletromagnética. Independente da forma como a vegetação se apresenta, uma floresta, uma pastagem ou uma cultura agrícola, é essencial conhecer o indivíduo que a 44 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas, de acordo com a convenção internacional de direitos autorais. Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada, seja por meios eletrônicos ou mecânicos, inclusive fotocópias ou gravações, ou, por sistemas de armazenagem e recuperação de dados – sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas. compõem, pois ele pode evidenciar peculiaridades importantes para a sua identificação por meio de sistemas sensores. SAIBA MAIS Para conhecer a anatomia de uma planta e suas principais partes, conhecimento essencial para compreender a interação da radiação eletromagnética com a vegetação, assista a este vídeo disponível em: . O uso do sensoriamento remoto para os estudos relacionados à vegetação apresentam dois aspectos: o primeiro, relacionado à folha; e o segundo, relacionado ao conjunto vegetacional de uma determinada área. Todos os estudos tem por objetivo o entendimento de diversos aspectos relacionados ao processo solo-planta, que pode se refletir nas folhas, como também manejo agrícola e outras interações importantes referentes ao campo da agricultura. Além disso, há também o interesse ambiental, a partir dos levantamentos possíveis feitos por sensoriamento remoto. De maneira geral, a radiação solar quando chega à superfície terrestre, ela interage com a planta e essa interação resulta em três consequências: (1) uma parte dessa radiação é absorvida pelos pigmentos contidos na folha, que participa da síntese de compostos ricos em energia (fotossíntese), altera as estruturas moleculares (fotoconversão) e acelera diversas reações; (2) uma parte da radiação é refletida pelas folhas, fenômeno denominado de reflexão; e (3) uma terceira parte da radiação é transmitida através das camadas de folhas que compõem a copa e das partes que constituem a folha (Moreira, 2008). As quantidades de radiação absorvida, refletida e transmitida pelas folhas das plantas variam na mesma espécie, dependendo dos fatores ambientais aos quais elas estão sujeitas, e também de uma espécie para outra. Dentre essas três consequências da interação da radiação eletromagnética, a absorção é que mais interessa ao sensoriamento remoto, pois é através dela que as informações sobre as condições das plantas podem ser estimadas. https://www.youtube.com/watch?v=KQCFWpaCguU&list=PLJRMDIfhjwU4UmAJldPJm0Oqbv_dUgu8u https://www.youtube.com/watch?v=KQCFWpaCguU&list=PLJRMDIfhjwU4UmAJldPJm0Oqbv_dUgu8u 45 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas, de acordo com a convenção internacional de direitos autorais. Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada, seja por meios eletrônicos ou mecânicos, inclusive fotocópias ou gravações, ou, por sistemas de armazenagem e recuperação de dados – sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas. Entretanto, devido a limitação dos sistemas sensores suborbitais e orbitais de utilizarem os dados de absorção, os dados referentes à energia refletida são mais utilizados em sensoriamento remoto (Moreira, 2008). Os principais mecanismos que influenciam a quantidade de energia eletromagnética refletida pelas folhas são os pigmentos, os espaços ocupados pela água e ar e as estruturas celulares com dimensões do comprimento de onda da radiação incidente, além do conteúdo de água, maturação, idade da folha e condições de exposição das folhas (expostas ao sol ou à sombra) (Moreira,2008). No caso da vegetação, a radiação eletromagnética contida na faixa de comprimento de onda entre 400 e 3.000 nm é denominada de espectro reflectivo, onde o intervalo de comprimento de onda é dividido em duas regiões: do visível e do infravermelho (Moreira, 2008). A região do visível compreende toda radiação eletromagnética da faixa espectral de 400 a 700nm, sendo a maior parte desta radiação absorvida pelos pigmentos fotossintetizantes presentes nas folhas. Os pigmentos podem ser a clorofila (tipo A e tipo B) e, em menor quantidade, carotenoides, xantofilas e antocianinas (Moreira, 2008). Devido às características dos diferentes pigmentos, a absorção da radiação é mais acentuada nos comprimentos de ondas de 480nm (clorofila A) e 680nm (clorofila B), além de apresentar uma absorção muito baixa entre 540 a 620 nm. Ainda, quando há a presença de mais de um pigmento, também ocorrem alterações nas regiões de absorção. A região do infravermelho compreende as radiações eletromagnéticas com comprimentos de onda entre 700 nm e 1 mm, sendo dividida em três partes: (1) infravermelho próximo (700 a 1300 nm); (2) infravermelho médio (1300 a 2500 nm); e (3) infravermelho distante (2500nm a 1 mm). Na região do infravermelho próximo, o comportamento da radiação eletromagnética é influenciado pelas propriedades ópticas da folha, que são dependentes das estruturas celulares internas, bem como do conteúdo de água presente na folha. Essas características promovem uma baixa absorção nessa região espectral. 46 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas, de acordo com a convenção internacional de direitos autorais. Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada, seja por meios eletrônicos ou mecânicos, inclusive fotocópias ou gravações, ou, por sistemas de armazenagem e recuperação de dados – sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas. Na região do infravermelho médio do espectro eletromagnético a reflectância da vegetação é caracterizada por uma redução dos valores da energia refletida devido à quantidade de água líquida presente na folha, com bandas de absorção entre 1400nm, 1900nm e 2500nm (Moreira, 2008). Todas essas observações a nível foliar são essenciais para compreender o comportamento espectral das diferentes coberturas vegetais, de forma que através das informações coletadas pelos sensores seja possível a identificação de espécies e problemas relacionados ao manejo agrícola, ambientais, entre outros. Entretanto, também devemos considerar as outras partes das plantas, bem como o seu conjunto na formação de uma cobertura vegetal, pois essas partes também interferem nos padrões que são avaliados pelos sensores remotos, já que todos eles interagem com a radiação solar. O dossel vegetativo é o conjunto de todas as copas da vegetação, em uma determinada área, independente da espécie; ou ainda, pode ser definido como tudo que está na parte aérea de uma comunidade de plantas e que está envolvido diretamente com as interações da energia solar (Moreira, 2008) A interação da radiação solar com os dosséis vegetativos ocorre pelos pigmentos das folhas, já que elas são as principais componentes e as mais visíveis de um núcleo vegetacional. Entretanto, quando se avalia o conjunto, é importante observar a porcentagem de cobertura do solo pelas plantas, que pode classificar o dossel em duas categorias: dossel incompleto e dossel completo (Moreira, 2008). O dossel pode ser classificado como incompleto quando apresenta baixa porcentagem de cobertura do solo, por exemplo, quando uma cultura agrícola encontra-se em estágio inicial de desenvolvimento vegetativo. Neste caso, durante o crescimento da cultura, a energia refletida da área será a somatória das plantas e do solo. A influência dos valores de energia refletida vai diminuindo à medida que a vegetação atinge o seu máximo desenvolvimento. Quando a vegetação atinge o desenvolvimento máximo, o dossel passa a ser completo, o que é representado por uma cobertura vegetal próxima a 100% (Moreira, 2008). Contudo, mesmo com a vegetação atingindo o seu desenvolvimento máximo, há espécies vegetais que apresentam dosséis incompletos devido ao espaçamento das plantas, como nas plantações de café. 47 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas, de acordo com a convenção internacional de direitos autorais. Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada, seja por meios eletrônicos ou mecânicos, inclusive fotocópias ou gravações, ou, por sistemas de armazenagem e recuperação de dados – sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas. O destino da radiação que incide em um dossel vegetativo depende de suas características como o comprimento de onda, o ângulo de incidência e polarização, além das próprias características do dossel e, em última análise, as folhas que compõem o dossel. As folhas, neste caso, passaram a ser de menor importância, pois, para que as suas características que sobressaiam, é importante que os elementos acima descritos favoreçam um determinado comportamento que que este se reflita no espectro eletromagnético. 3.5 Comportamento espectral da água e elementos de identificação A água é um dos recursos naturais mais importantes para a existência e a manutenção da vida e se apresenta em três estados físicos: sólido, líquido ou gasoso. No caso do sensoriamento remoto, as propriedades físicas da água são muito importantes, pois elas interferem no comportamento espectral de diversos objetos que compõem a superfície terrestre, como também o seu próprio comportamento espectral. Desta forma, a absorção da radiação eletromagnética ocorre de maneira diferenciada para cada um dos estados físicos da água. Isso significa que, para a identificação da água ou corpos d’água nas áreas de interesse, basta conhecer o comportamento espectral e identificá-lo por cor ou pela própria feição na paisagem. Na vegetação composta por folhas verdes, a água contida nas células e nos espaços intracelulares apresenta picos de absorção em 1300, 1750 e 2100 nm. Além disso, o comportamento da água no interior das folhas verdes, em termos de absorção de energia, é muito semelhante à absorção da energia pela água nas formas sólidas e gasosas, o que pode contribuir em processos de identificação de objetos. Existem alguns fatores que interferem na reflectância da água, como as partículas dispersas, a vegetação, a matéria orgânica dissolvida, entre outros. O fitoplâncton e a matéria orgânica nos ecossistemas aquáticos possuem uma relação próxima com a água, já que são distribuídos em função do seu movimento. O fitoplâncton, além de produzir matéria orgânica, também, juntamente com esta 48 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas, de acordo com a convenção internacional de direitos autorais. Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada, seja por meios eletrônicos ou mecânicos, inclusive fotocópias ou gravações, ou, por sistemas de armazenagem e recuperação de dados – sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas. última, absorvem e espalham parte da radiação solar, interferindo, de alguma forma, nas propriedades ópticas da água. À medida que a concentração da matéria orgânica aumenta na água, a sua reflectância diminui devido ao aumento da absorção, em todo espectro do visível, sendo mais notável na região espectral do azul e do vermelho (Moreira, 2008). As partículas diversas que são transportadas pelas águas superficiais de origem pluvial e fluvial, pelo vento, pela erosão, entre outros, como os fragmentos de minerais provenientes de rochas e solos, também interferem na absorção da energia pela massa de água. A alteração da coloração e da granulometria podem aumentar ou reduzir a reflectância da água, além de modificar a amplitude dos espectros de reflectância, principalmente,nas faixas do vermelho e infravermelho próximo (Moreira, 2008). 3.6 Aplicações do Sensoriamento Remoto O sensoriamento remoto pode ser aplicado em uma grande variedade de estudos relacionados às áreas ambientais, agricultura de precisão, georreferenciamento, planejamento do uso e da ocupação do solo e ainda, monitoramentos diversos. Um dos seus usos primeiros e fundamentais está associado ao mapeamento em diversas escalas. Por meio das imagens obtidas por sensores suborbitais e orbitais, é possível realizar diversos levantamentos sobre as características geológicas, geomorfológicas, de vegetação e de solos para finalidades diversas. E, a partir desses produtos, aplicá-los em situações mais específicas, além de permitir as comparações temporais. Na área ambiental, o sensoriamento remoto pode ser aplicado em investigações voltadas à detecção de vulnerabilidades naturais e antrópicas dos diversos compartimentos que compõem uma paisagem. A partir dos dados obtidos pelos sensores, é possível predizer o tipo de solo e outras propriedades que podem ser propícias aos processos erosivos, por exemplo. Além disso, é possível acompanhar a evolução do desmatamento ou da recomposição de áreas de mata nativa ou de interesse ambiental. 49 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas, de acordo com a convenção internacional de direitos autorais. Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada, seja por meios eletrônicos ou mecânicos, inclusive fotocópias ou gravações, ou, por sistemas de armazenagem e recuperação de dados – sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas. Em estudos e trabalhos que envolvam georreferenciamento, a utilização do sensoriamento remoto é muito interessante, pois permite a delimitação de áreas de interesses, como áreas de preservação ambiental, além de avaliar a cobertura vegetacional e, assim, planejar de forma mais assertiva o uso e a ocupação do solo. Ainda, o sensoriamento remoto tem sido muito utilizado em estudos sobre o ordenamento territorial e planejamento urbano, de forma a contribuir na melhor organização das cidades, bem como a sua expansão futura. Na área agrícola, o sensoriamento remoto, além de contribuir nas questões relacionadas ao georreferenciamento e a certificação de áreas para registro no Cadastro Ambiental Rural, também é aplicado em uma série de situações. Por exemplo, estudos para o acompanhamento do desenvolvimento de pastagens, degradação de solos e de cursos d’água, além da avaliação de manejo de culturas agrícolas. Ainda, através das propriedades relacionadas à reflectância, é possível aplicar os sensoriamentos remotos em estudos de exploração mineral, para a detecção de jazidas e de outros bens minerais. SAIBA MAIS Para saber mais sobre a aplicação do sensoriamento remoto em pesquisas minerais, leia o capítulo “Sensoriamento remoto em exploração mineral no Brasil, disponível no link: https://bit.ly/2XazUzm O sensoriamento remoto, portanto, constitui-se em uma ferramenta essencial para diversos levantamentos e estudos que possam ser realizados de maneira indireta e a distância. Além disso, essa ferramenta permite a integração dos dados coletados com os Sistemas de Informação Geográfica, de modo a contribuir na geração de produtos cartográficos mais completos. https://bit.ly/2XazUzm 50 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas, de acordo com a convenção internacional de direitos autorais. Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada, seja por meios eletrônicos ou mecânicos, inclusive fotocópias ou gravações, ou, por sistemas de armazenagem e recuperação de dados – sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas. REFERÊNCIAS CONCEIÇÃO, R. S. da. COSTA, V. C. Cartografia e geoprocessamento. V. 2. 264p. Rio de Janeiro: Fundação CECIERJ, 2013. INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA - IBGE. Manual Técnico de Geomorfologia. 2 ed. Rio de Janeiro: Fundação IBGE, 2009. MORAES, E. C. Fundamentos de Sensoriamento Remoto. Notas Técnicas. São José dos Campos: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, 2002. MOREIRA, M. A. Fundamentos do sensoriamento remoto e metodologias de aplicação. São José dos Campos: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, 2008.aprender sobre o comportamento espectral dos diversos objetos que estão presentes na superfície terrestre, bem como alguns elementos que podem contribuir no processo de identificação. Além disso, será discutida a aplicação do sensoriamento remoto, de modo que você note como esta ferramenta é versátil, podendo ser usada em muitas áreas e contextos, contribuindo de forma assertiva em levantamentos, investigações e na tomada decisão. 6 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas, de acordo com a convenção internacional de direitos autorais. Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada, seja por meios eletrônicos ou mecânicos, inclusive fotocópias ou gravações, ou, por sistemas de armazenagem e recuperação de dados – sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas. CAPÍTULO 1 – INTRODUÇÃO AO SENSORIAMENTO REMOTO 1.1 Conceitos e história do sensoriamento remoto O sensoriamento remoto consiste em um processo que envolve a captura de informação sobre um objeto, mas sem contato direto com ele. Para que esta operação seja possível, são usados sensores remotos que podem ser terrestres, transportados a bordo de satélites ou de aviões. O surgimento do sensoriamento remoto está relacionado à origem da fotografia aérea, sendo estas consideradas os primeiros produtos do sensoriamento remoto. A história do sensoriamento remoto pode ser dividida em dois períodos: de 1860 a 1960; e de 1960 até os dias de hoje (Conceição e Costa, 2013). Por exemplo, os cientistas Louis-Jacques-Mandé Daguerre e Joseph Nicéphore Niépce, no final do século XVIII, já utilizavam as fotografias aéreas para a realização de levantamentos topográficos, sendo estes considerados os primeiros da história da Topografia. Em 1849, o Coronel Aimé Laussedat, que era engenheiro do exército francês, utilizou um sistema fotográfico desenvolvido por Daguerre acoplado em um balão com o objetivo de obter fotos para um mapeamento topográfico. Devido a este fato, Laussedat passou a ser considerado um dos primeiros indivíduos a utilizar fotografias com o intuito de elaborar mapas, sendo considerado o pai da Fotogrametria (Conceição e Costa, 2013). FIQUE ATENTO A Fotogrametria pode ser definida como a ciência que estuda a técnica e a arte de extrair de fotografias aéreas a forma, as dimensões, a posição e as medidas dos objetos fotografados por meios aéreos e terrestres. As informações obtidas através das fotografias podem ser utilizadas em diversas áreas do conhecimento, como a Cartografia, a Astronomia, a Meteorologia, a Agronomia, entre outros levantamentos. Com a invenção do avião e com aperfeiçoamento das câmeras fotográficas e filmes, houve um grande incremento no levantamento das mais diversas 7 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas, de acordo com a convenção internacional de direitos autorais. Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada, seja por meios eletrônicos ou mecânicos, inclusive fotocópias ou gravações, ou, por sistemas de armazenagem e recuperação de dados – sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas. informações da superfície terrestre, já que essas tecnologias permitiram a obtenção dos dados com condições mais controladas e com maior cobertura das áreas. SAIBA MAIS Mesmo após o voo dos primeiros aviões e protótipos a partir de 1906, as câmeras fotográficas que já existiam não foram acopladas de imediato a essas aeronaves, já que exigia uma série de adaptações e estudos que viabilizassem o encaixe, mas também como as imagens seriam obtidas. Somente em 1909, com os irmãos Wright, que as adaptações necessárias foram feitas para que as primeiras fotografias aéreas ocorressem a partir de um avião. Para que as aeronaves pudessem ser utilizadas na obtenção de fotografias aéreas calibradas, foram necessários muitos anos de adaptações, preparação e homologação do sistema para esta finalidade. O primeiro registro de fotografia aérea obtida por um avião com a finalidade de mapeamento foi em 1913. A fotografia aérea ganhou grande relevância a partir da Primeira Guerra Mundial, onde essa metodologia de obtenção de imagens foi muito utilizada com o objetivo de conhecer o território inimigo. Entre 1860 a 1960, as fotografias áreas tinham por objetivo principal auxiliar nos conflitos, e, neste contexto, foi desenvolvido o filme infravermelho, que permitia a detecção da camuflagem. As fotografias aéreas coloridas surgiram a partir de 1930, além do avanço nos estudos de filmes sensíveis a radiação infravermelha. Em 1956, as fotografias aéreas já eram utilizadas também para o mapeamento de formações vegetacionais nos Estados Unidos. No Brasil, as primeiras fotografias aéreas foram feitas em 1958, na região do Vale do Rio Paraíba com o objetivo de levantamento de recursos hídricos (Conceição e Costa, 2013). A partir da década de 1960, com o desenvolvimento das imagens obtidas por sensores orbitais, as informações coletadas facilitaram uma de suas primeiras utilizações, que eram de espionagem e bélica, sendo também beneficiadas as áreas de meteorologia e de recursos naturais. A origem do sensoriamento remoto está relacionada ao desenvolvimento da fotografia aérea e da pesquisa espacial. Mas, o termo sensoriamento remoto surgiu 8 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas, de acordo com a convenção internacional de direitos autorais. Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada, seja por meios eletrônicos ou mecânicos, inclusive fotocópias ou gravações, ou, por sistemas de armazenagem e recuperação de dados – sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas. a partir de 1960, e apresentava-se como um modo de adquirir informação sem o contato direto com os objetos. Desde então, o sensoriamento remoto tem exigido uma tecnologia cada vez mais avançada, tanto em sensores quanto em softwares, como também conhecimentos específicos para a interpretação de suas informações (Conceição e Costa, 2013). Desta forma, podemos dizer que o campo do conhecimento do sensoriamento remoto unifica duas grandes áreas, a física e a cartografia, que são imprescindíveis para entender o processo de aquisição das informações, bem como a sua interpretação. Portanto, o principal objetivo do sensoriamento remoto é possibilitar o estudo do ambiente terrestre através dos registros das imagens captadas pelos sensores. As imagens, ao serem captadas, são processadas e analisadas por softwares, que permitem a interpretação dos diferentes objetos terrestres. A análise realizada pelos softwares é possível devido à comparação das diferentes intensidades de radiação eletromagnética que são absorvidas e/ou refletidas devido à composição química e os elementos presentes nos objetos. O sensoriamento remoto, portanto, consiste em uma tecnologia que possibilita a obtenção de imagens e outros tipos de dados da superfície terrestre através da captação e registro da energia refletida ou emitida pelos objetos terrestres (Conceição e Costa, 2013). O registro da energia refletida ou emitida pelos objetos terrestres é feito por sensores orbitais e terrestres, que captam à distância, isto é, de forma indireta, as informações que podem ser registradas desses objetos. Quanto menor for a distância que o sensor estiver da superfície terrestre, maior será a interferência da atmosfera. Isso impede que a energia solar reflita a luz e a emita de volta ao sensor, não a captando de maneira adequada (Conceição e Costa, 2013). Os sensores são classificados de acordo com o seu produto final, sendo nomeados de imageadores e não imageadores. Os imageadores são os sensores que apresentam, como produto final, uma imagem da superfície ou a variação espacial da resposta espectral (espectro eletromagnético) da superfície imageada. 9 Todos os direitos são reservadosao Grupo Prominas, de acordo com a convenção internacional de direitos autorais. Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada, seja por meios eletrônicos ou mecânicos, inclusive fotocópias ou gravações, ou, por sistemas de armazenagem e recuperação de dados – sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas. SAIBA MAIS O espectro eletromagnético pode ser definido como um intervalo completo da radiação eletromagnética, que contém as ondas de rádio, as micro-ondas, o infravermelho, a luz visível, os raios ultravioletas, os raios X, e por último, a radiação gama. A luz visível é constituída por ondas eletromagnéticas, que apresentam diferenças na frequência e no comprimento de onda. Os sensores imageadores, de acordo com o processo que utilizam para a formação da imagem, são classificados em (Conceição e Costa, 2013): Sistemas fotográficos, onde as câmeras fotográficas focalizam a energia proveniente do alvo sobre o detector, que é o filme fotográfico. Sistemas de imageamento eletro-ópticos, onde os dados são registrados na forma de sinal elétrico, o que possibilita transmissões a distância. Os componentes ópticos do sistema focalizam a energia proveniente da superfície sobre um detector, produzindo um sinal elétrico, que é transformado em valores numéricos e armazenado em formato digital (Conceição e Costa, 2013). Os sensores não imageadores são aqueles que não fornecem uma imagem da superfície observada, mas, sim, informações em forma de número ou gráficos, que podem ser utilizadas para inferir sobre o comportamento espectral de uma superfície. A coleta por sensores não imageadores ocorre por meio de aparelhos acoplados a plataformas manuais, em tripés ou em torres, como os espectrorradiômetros (Conceição e Costa, 2013). FIQUE ATENTO A espectrorradiometria é uma das técnicas de sensoriamento remoto que avalia a quantidade de energia radiante, que pode ser originada de fontes naturais ou de fontes artificiais, além da interação dessa energia com os alvos de interesse (Conceição e Costa, 2013). 10 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas, de acordo com a convenção internacional de direitos autorais. Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada, seja por meios eletrônicos ou mecânicos, inclusive fotocópias ou gravações, ou, por sistemas de armazenagem e recuperação de dados – sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas. Podemos observar que a técnica de sensoriamento remoto obtém as imagens ou os dados passíveis de interpretação dos objetos situados na superfície terrestre a partir da quantidade e da qualidade da energia eletromagnética refletida e emitida por esses objetos. Essa energia é resultante das interações entre a energia eletromagnética e os objetos, que, por sua vez, são determinadas pelas propriedades físicas, químicas e biológicas. Desta forma, a energia eletromagnética refletida e emitida pelos objetos terrestres é a base de dados para todo o processo que permite a identificação desses objetos. É a partir da quantificação da energia espectral refletida e/ou emitida por eles que é possível avaliar suas principais características, e, assim, reconhecê- los. 1.2 A radiação eletromagnética O Sensoriamento Remoto consiste em um conjunto de atividades que permitem a obtenção de informações dos objetos que compõem a superfície terrestre sem o contato direto com eles. Estas atividades envolvem a detecção do alvo ou objeto de interesse; a aquisição dos dados por meio do registro da energia eletromagnética pelos sensores; e a análise, que é o momento em que as interpretações das informações obtidas por meio da energia eletromagnética emitida ou refletida pelos objetos terrestres são realizadas. A energia eletromagnética utilizada na obtenção dos dados por sensoriamento remoto é também denominada de radiação eletromagnética. A energia eletromagnética pode ser definida como uma energia que se movimenta por meio de ondas magnéticas, na velocidade da luz (300.000km/segundo) e não precisa de um meio material para se propagar. O Sol e a Terra são as duas principais fontes naturais de energia eletromagnética utilizadas no sensoriamento remoto da superfície terrestre (Moraes, 2002). Para que possamos utilizar os recursos oferecidos pela metodologia de sensoriamento remoto, é importante compreendermos todo o processo, desde a aquisição até a interpretação. 11 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas, de acordo com a convenção internacional de direitos autorais. Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada, seja por meios eletrônicos ou mecânicos, inclusive fotocópias ou gravações, ou, por sistemas de armazenagem e recuperação de dados – sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas. 1.2.1 A radiação solar A radiação solar é a fonte de energia para todos os processos físicos, químicos e biológicos que ocorrem na superfície terrestre. Além de ser uma fonte de energia para os seres vivos, é a principal fonte de energia para a maioria dos sistemas sensores (Moreira, 2008). O Sol é o responsável pela radiação solar, e é considerado uma estrela de quinta grandeza, constituída por uma massa gasosa contendo hidrogênio e hélio. A grande massa do Sol, associada às altas temperaturas, exercem uma grande pressão interna, promovendo reações nucleares. Essas reações transformam o hidrogênio em hélio, através da fusão dos núcleos de hidrogênio em núcleos de hélio. A perda de massa dos núcleos de hidrogênio é compensada pela emissão de energia, sendo denominada de radiação. SAIBA MAIS A quantidade de radiação liberada no processo reações nucleares que ocorrem no interior do Sol é surreal! Para você ter uma ideia, a cada segundo, 657 milhões de toneladas de hidrogênio são transformadas em 653 milhões de toneladas de hélio. A diferença de 4 milhões de toneladas de massa de hidrogênio que foram transformadas em hélio é que é convertida em radiação (Moreira, 2008). Quando ocorre a absorção de energia do meio por um elétron, ele salta de um nível de energia mais próximo do núcleo para um nível mais afastado, tornando-se um átomo instável e carregado negativamente. Para que o elétron retome a sua estabilidade, é necessário que ele transfira a energia para os outros átomos e também para o meio, o que é explicado pela teoria ondulatória (Moreira, 2008). 1.2.2 A teoria ondulatória, as propriedades das ondas e as ondas eletromagnéticas Para a compreensão de como a radiação eletromagnética é captada, gerando imagens e/ou dados passíveis de interpretação dos objetos presentes na superfície terrestre, é importante entender sobre as características das ondas, seus tipos e propriedades, bem como a teoria ondulatória. 12 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas, de acordo com a convenção internacional de direitos autorais. Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada, seja por meios eletrônicos ou mecânicos, inclusive fotocópias ou gravações, ou, por sistemas de armazenagem e recuperação de dados – sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas. As ondas são definidas como perturbações periódicas ou oscilações de partículas ou do espaço, através das quais as formas de energia se propagam a partir de suas fontes. Desta maneira, todos os movimentos ondulatórios em um meio resultam de oscilações de partículas individuais em torno de suas posições de equilíbrio (Moreira, 2008). ATENÇÃO Os movimentos ondulatórios resultam de oscilações de partículas individuais em torno de suas posições de equilíbrio, ou seja, o movimento provocado por uma perturbação qualquer não é um deslocamento do meio em si mesmo. Neste sentido, uma onda não propaga a matéria, mas, sim, a energia, através da oscilação de cada partícula do meio apenas em torno de sua posição de equilíbrio,que é transferida através de átomos e moléculas da matéria. Um exemplo desse fenômeno são as "olas" em estádios de futebol: há o movimento oscilatório, mas as pessoas continuam nos mesmos lugares (Moreira, 2008). As ondas, de modo geral, necessitam de um meio material para se propagarem, exceto as ondas eletromagnéticas, que se propagam no vácuo. Ainda, a onda apresenta algumas características como a frequência e o comprimento. A frequência refere-se ao número de vezes que uma onda passa por um ponto do espaço em um determinado intervalo de tempo. Isto é representado pelo número de oscilações da onda por unidade de tempo em relação a um ponto, sendo expressa em ciclos por segundo ou Hertz (Moreira, 2008). O comprimento de onda representa a distância entre dois pontos semelhantes de onda, dado em metros, e são classificadas de acordo com a sua forma, posição e sentido de propagação (Moreira, 2008). A velocidade de propagação das ondas eletromagnéticas é diretamente proporcional à sua frequência e ao comprimento de onda, sendo expressa por (Moraes, 2002) (Figura 1): C = E ⋅λ Onde: 13 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas, de acordo com a convenção internacional de direitos autorais. Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada, seja por meios eletrônicos ou mecânicos, inclusive fotocópias ou gravações, ou, por sistemas de armazenagem e recuperação de dados – sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas. c = velocidade da luz (m/s) E = freqüência (ciclo/s ou Hz) λ = comprimento de onda (m) Figura 1: Onda eletromagnética Fonte: Moreira, 2008. Neste sentido, as ondas podem ser categorizadas em ondas senoidais, ondas transversais e ondas longitudinais. As ondas senoidais são aquelas que oscilam regularmente com uma única frequência e em um mesmo comprimento de onda. As ondas transversais são aquelas em que os picos e os vales (ou cristas e depressões) formam ângulos retos com a direção do movimento. Por fim, as ondas longitudinais, que são estimuladas pelo movimento de partículas cuja vibração ocorre na mesma direção em que a onda se propaga (Moreira, 2008). As ondas apresentam algumas propriedades importantes. Dentre elas, podemos citar (Moreira, 2008): Quando duas ou mais ondas de mesma frequência são sobrepostas, elas passam a formar uma única onda, resultante da soma simples dos deslocamentos das ondas componentes. As ondas que oscilam em fases diferentes, não se sobrepõem e ainda se cancelam, gerando a interferência. 14 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas, de acordo com a convenção internacional de direitos autorais. Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada, seja por meios eletrônicos ou mecânicos, inclusive fotocópias ou gravações, ou, por sistemas de armazenagem e recuperação de dados – sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas. As ondas podem ser refletidas quando encontram obstáculos, e se percorrerem a trajetória original da onda incidente, elas podem ser sobrepor. A velocidade de uma onda depende da natureza do meio de propagação. Na mudança de um meio de propagação para outro, a onda sofre uma mudança na velocidade, resultando em uma alteração da direção do movimento, ou seja, o fenômeno da difração. Assim, quando uma onda encontra uma superfície de separação de dois meios de natureza distinta, ela se refrata e se reflete. Isto é, a perturbação propagada pela onda incidente transmite-se ao segundo meio (onda refratada). Ao mesmo tempo surge, no primeiro meio, uma nova onda que se propaga em sentido oposto (reflexão). Desta forma, parte da onda incidente é refletida, e as direções das ondas refratadas e refletidas são diferentes da direção da onda incidente e diferentes entre si (Moreira, 2008). As ondas eletromagnéticas, que são as ondas que nos interessam para o estudo do sensoriamento remoto, são do tipo transversal e não precisam de um meio para se propagarem, ou seja, propagam-se até no vácuo. As ondas são chamadas de eletromagnéticas em função do campo magnético e elétricos que elas apresentam, e que surgem em função das perturbações das cargas elétricas, que, por conseguinte, geram uma onda eletromagnética. SAIBA MAIS Para entender melhor o princípio responsável pela formação das ondas eletromagnéticas, acesse este vídeo: https://www.youtube.com/watch?v=YsLDejmD4OM As radiações eletromagnéticas recebem diversas denominações de acordo com a sua frequência e o seu comprimento de onda, conforme as definições abaixo (Moraes, 2002; Moreira, 2008): https://www.youtube.com/watch?v=YsLDejmD4OM 15 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas, de acordo com a convenção internacional de direitos autorais. Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada, seja por meios eletrônicos ou mecânicos, inclusive fotocópias ou gravações, ou, por sistemas de armazenagem e recuperação de dados – sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas. A radiação gama refere-se à radiação que é emitida por materiais radioativos e pelo Sol, apresentando alta frequência, que amplia a sua capacidade de penetração, e alta energia. Uma das aplicações da radiação gama é na medicina, em equipamentos para radioterapia. Os raios X consistem em radiações que apresentam frequências de onda acima da radiação ultravioleta, e tem sua origem associada ao interior da eletrosfera do átomo, por rearranjos eletrônicos. Os raios X são bastante utilizados na medicina para a obtenção de radiografias e nos estudos relacionados à Cristalografia. CURIOSIDADE Para compreender o funcionamento de um aparelho de Raios X, acesse este site https://bit.ly/2LRvCGq e leia um artigo sobre o assunto! A radiação Ultravioleta (UV) corresponde às radiações que são produzidas durante as reações nucleares que ocorrem no interior do Sol. A radiação UV está na faixa espectral de 0,003 μm até 0,38μm, e pode ser dividia em três bandas (Moreira, 2008): o UV próximo (0,3 a 0,38 μm); o UV distante (0,2 a 0,3 μm) e o UV máximo (0,1 a 0,2 μm). A Radiação Visível (LUZ) consiste no conjunto de radiações eletromagnéticas compreendidas entre os comprimentos de ondas de 0,39 μm a 0,70 μm. As radiações contidas nesta faixa de comprimento de onda, ao incidirem no sistema visual humano, são capazes de provocar uma sensação de cor no cérebro (Moreira, 2008). ATENÇÃO Quando a luz branca se decompõe, o que se tem, na verdade, é uma cor com diversas radiações eletromagnéticas, com comprimentos de onda diferentes, ou seja, diferentes frequências, que resultam em cores distintas. https://bit.ly/2LRvCGq 16 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas, de acordo com a convenção internacional de direitos autorais. Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada, seja por meios eletrônicos ou mecânicos, inclusive fotocópias ou gravações, ou, por sistemas de armazenagem e recuperação de dados – sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas. Na tabela a seguir, é possível visualizar as cores que compõem e luz branca e suas respectivas faixas no espectro eletromagnético (Tabela 1). Quadro 1: A decomposição da luz branca, as cores e as faixas espectrais Cores Comprimento de onda Nanômetro (nm) Comprimento de onda Micrômetro (μm) Violeta 400 a 446 0,40 a 0,446 Azul 446 a 500 0,446 a 0,500 Verde 500 a 578 0,500 a 0,578 Amarelo 578 a 592 0,578 a 0,592 Laranja 592 a 620 0,592 a 0,620 Vermelho 620 a 700 0,620 a 0,700 Fonte: Moraes, 2002. A Radiação Infravermelha (IV) refere-se às radiações eletromagnéticas em que os comprimentos de onda variam de 0,7 a 1000 μm, e são divididas em três faixas espectrais: IV próximo (0,7 a 1.1 μm); IV médio (1,1 a 3,0 μm); e IV distante (3,0 a 1000 μm) (Moreira, 2008). Aradiação Micro-ondas consistem em radiações eletromagnéticas que se estendem pela região do espectro de 1000 μm a aproximadamente 1 x 10-6 μm (1 metro). As Ondas de Rádio referem-se às radiações com frequências menores que 300 MHz , ou seja, apresentam um comprimento de onda maior que 1 metro. As ondas de rádio são muito utilizadas nas telecomunicações. O conjunto de todas estas radiações, de forma ordenada, de acordo com o comprimento de onda e a frequência, é chamado de espectro eletromagnético (Figura 2). 17 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas, de acordo com a convenção internacional de direitos autorais. Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada, seja por meios eletrônicos ou mecânicos, inclusive fotocópias ou gravações, ou, por sistemas de armazenagem e recuperação de dados – sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas. Figura 2: Espectro eletromagnético. Fonte: Moraes, 2002. SAIBA MAIS Para analisar o espectro magnético e associá-lo ao conceito de onda eletromagnética, acesse este vídeo: https://www.youtube.com/watch?v=28JVQrLCFtM O espectro eletromagnético pode apresentar denominações diferenciadas de acordo com alguma propriedade especial que ele possa apresentar (Moraes, 2002): O espectro óptico consiste na região do espectro eletromagnético onde estão as energias que podem ser coletadas por sistemas ópticos, como a ultravioleta, o visível e o infravermelho. O espectro solar refere-se à região do espectro que comporta os tipos de energia emitidos pelo Sol. Cerca de 99% da energia solar que atinge a Terra encontra-se na faixa de 0,28 a 4 μm (Moraes, 2002). O espectro visível, ou a luz, consiste no conjunto das energias eletromagnéticas que são percebidas pela visão humana. O espectro termal corresponde ao conjunto das energias eletromagnéticas emitidas pelos objetos terrestres, estando nos intervalos espectrais entre o infravermelho médio e distante. Ao consideramos o Sol como uma fonte de energia eletromagnética, os sensores detectam, portanto, a energia do sol refletida pelos objetos presentes na superfície da Terra. Desta forma, podemos dizer que o sensoriamento remoto ocorre na faixa do espectro solar. Mas, quando a Terra atua como fonte de energia https://www.youtube.com/watch?v=28JVQrLCFtM 18 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas, de acordo com a convenção internacional de direitos autorais. Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada, seja por meios eletrônicos ou mecânicos, inclusive fotocópias ou gravações, ou, por sistemas de armazenagem e recuperação de dados – sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas. eletromagnética, da mesma maneira que ocorre com a energia refletida pelo Sol, os sensores também detectam a energia emitida pelos corpos terrestres. Neste caso, o sensoriamento remoto ocorre na faixa do espectro termal. Além disso, a energia eletromagnética também interage com a atmosfera, o que promove uma mudança na trajetória da energia, como também uma atenuação. A compreensão desde fenômeno também é importante, pois ele afeta a quantidade de energia, a absorção pelos objetos terrestres e sua identificação pelos sensores. 1.3 Interação entre a atmosfera e a energia eletromagnética A energia eletromagnética, ao atravessar atmosfera terrestre, pode ser absorvida, refletida e espalhada. Esses fenômenos ocorrem devido à presença dos gases atmosféricos, que possuem diferentes capacidades de absorção em relação ao comprimento de onda da energia solar incidente no sistema terra-atmosfera e da energia emitida pela superfície terrestre (Moraes, 2002). Ainda, existem regiões do espectro eletromagnético em que a atmosfera absorve muita energia incidente proveniente do topo da atmosfera, sobrando pouca energia para atingir a superfície terrestre. A interação da energia com a atmosfera pode ser comparada com uma cortina que age como um filtro que, dependendo de seu tecido, cujo papel é desempenhado pelos gases atmosféricos, atenuam ou impedem a passagem da radiação eletromagnética. Os principais gases absorvedores da radiação eletromagnética são vapor d’água (H2O), oxigênio (O2), ozônio (O3) e o gás carbônico (CO2), seguido de gases como o CO (monóxido de carbono), CH4 (metano), NO e N2O, que ocorrem em menores quantidades e também possuem espectros de absorção (Moraes, 2002). Aproximadamente 70% da energia solar estão concentradas na faixa do espectro eletromagnético entre 0,3 e 0,7 μm. Nessa faixa espectral, a atmosfera absorve pouquíssimo, e, com isso, grande parte da energia solar atinge a superfície terrestre. Além disso, há também regiões no espectro eletromagnético onde a atmosfera se comporta como um objeto opaco, absorvendo toda a energia eletromagnética (Moraes, 2002). 19 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas, de acordo com a convenção internacional de direitos autorais. Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada, seja por meios eletrônicos ou mecânicos, inclusive fotocópias ou gravações, ou, por sistemas de armazenagem e recuperação de dados – sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas. FIQUE ATENTO Por exemplo, na região do ultravioleta e do visível, o ozônio absorve quase toda a energia eletromagnética, protegendo a superfície terrestre e toda a vida aqui presente, animal e vegetal, dos raios ultravioletas. Já na região do infravermelho, os principais gases absorvedores são o vapor d’água (H2O) e o dióxido de carbono (CO2), responsáveis pela manutenção do efeito estufa, fenômeno essencial para o desenvolvimento da vida na Terra. Ainda, existem regiões do espectro eletromagnético em que a atmosfera quase não afeta a energia eletromagnética, isto é, a atmosfera se comporta como um objeto transparente, sendo essas regiões denominadas de janelas atmosféricas. São nessas regiões que são instalados os detectores de energia eletromagnética, e, portanto, onde é feito o sensoriamento remoto dos objetos terrestres (Moraes, 2002). É importante salientar que essas constatações foram realizadas com a atmosfera limpa, pois tanto as nuvens como os poluentes interferem no comportamento da energia eletromagnética, absorvendo uma parte dela. Desse modo, as interações da energia eletromagnética com os elementos da atmosfera influenciam na caracterização da energia solar e terrestre disponíveis para sensoriamento remoto dos objetos presentes na superfície terrestre. Isso ocorre, pois a energia eletromagnética, ao atingir a atmosfera sofre um espalhamento, onde parte da energia espalhada retorna para o espaço, interferindo na energia refletida ou emitida pela superfície e que é detectada pelos sensores orbitais (Moraes, 2002). 20 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas, de acordo com a convenção internacional de direitos autorais. Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada, seja por meios eletrônicos ou mecânicos, inclusive fotocópias ou gravações, ou, por sistemas de armazenagem e recuperação de dados – sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas. CAPÍTULO 2 – SISTEMAS SENSORES 2.1 Sistemas sensores Os sensores podem ser definidos como os dispositivos capazes de detectar e registrar a radiação eletromagnética em determinada faixa do espectro eletromagnético, além de gerar informações que possam ser transformadas em produto passível de interpretação, como uma imagem, um gráfico ou em tabelas (Moreira, 2008). Os sistemas sensores são compostos por (Moraes, 2002; Moreira, 2008): Coletor, que pode ser um conjunto de lentes, espelhos ou antenas, que concentra o fluxo de energia proveniente da amostra no detetor. Filtro, que é um componente responsável pela seleção da faixa espectral da energia a ser medida. Sistema de registro, responsávelpela detecção, que pode ser um filme ou outros dispositivos. Processador, que amplifica o sinal gerado pelo detetor e digitaliza o sinal elétrico produzido pelo detector. Unidade de saída, que registra os sinais elétricos captados pelo detector para a posterior extração de informações. Os sensores remotos são dispositivos capazes de detectar a energia eletromagnética em determinadas faixas do espectro eletromagnético de objetos na superfície terrestre, transformando-as em um sinal elétrico e registrando-as de modo que possa ser armazenado ou transmitido em tempo real para posteriormente ser convertido em informações. Os sensores podem ser classificados quanto à fonte de radiação, princípios de funcionamento e tipos de produto. Além disso, os sistemas sensores também podem ser categorizados para a coleta de dados espectrais em nível terrestre, nível suborbital e nível orbital. 21 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas, de acordo com a convenção internacional de direitos autorais. Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada, seja por meios eletrônicos ou mecânicos, inclusive fotocópias ou gravações, ou, por sistemas de armazenagem e recuperação de dados – sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas. 2.2 Classificação dos sistemas sensores Os sistemas sensores são classificados quanto à fonte de radiação, ao princípio de funcionamento e ao tipo de produto. Com relação à fonte de radiação, os sensores podem ser passivos e ativos. Os sensores passivos são aqueles que dependem de uma radiação externa, ou seja, não possuem radiação própria. A fonte externa emite a radiação, que ao interagir com os alvos, parte dela é refletida, atingindo o detetor do sistema sensor que esteja sobre a área irradiada. Como exemplo de sensores passivos, temos o SPECTRON- SE590, o Mapeador Temático (TM) do Landsat, o Haut Resolution Visible (HRV) do SPOT, entre outros (Moreira, 2008). DICA DE LEITURA Para conhecer uma aplicação prática dos sensores passivos, leia o artigo “Avaliação da variação espectral do cerrado por sensor remoto passivo”, que está disponível neste link: https://bit.ly/3dbAmCU Os sensores ativos são aqueles que não dependem de uma fonte externa de radiação, pois ele emite um fluxo de radiação em determinada faixa espectral, interagindo com os objetos da superfície terrestre, por meio da captação do fluxo refletido. Como exemplo de sensores ativos, podemos citar os radares, o laser, os radiômetros de micro-ondas e câmaras fotográficas que utilizam como fonte de radiação o "flash" (Moreira, 2008). DICA DE LEITURA Para conhecer uma aplicação prática dos sensores ativos, leia o artigo “Características agronômicas associadas com índices de vegetação medidos por sensores ativos de dossel na cultura da soja”, que está disponível neste link: https://www.redalyc.org/pdf/4457/445744120005.pdf https://bit.ly/3dbAmCU https://www.redalyc.org/pdf/4457/445744120005.pdf 22 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas, de acordo com a convenção internacional de direitos autorais. Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada, seja por meios eletrônicos ou mecânicos, inclusive fotocópias ou gravações, ou, por sistemas de armazenagem e recuperação de dados – sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas. Outra forma de classificação dos sensores passivos e ativos está relacionada ao princípio de funcionamento, que pode ser de varredura ou scanning; e de não- varredura ou non-scanning. Os sistemas sensores de não-varredura registram a radiação refletida por um alvo ou objeto da superfície terrestre em sua totalidade e ao mesmo tempo. Devido a essa característica, também são denominados de sensores de quadro ou framing systems (Moreira, 2008). Os dados coletados por sensores de não-varredura podem resultar em dois produtos: imagem, que é representado pelos sistemas fotográficos; e não-imagem, que é realizado pelos radiômetros, que não formam imagens, mas geram dados gráficos e/ou numéricos. Já os sistemas sensores de varredura registram a imagem a partir da aquisição, em sequência, de imagens elementares do terreno ou elementos de resolução, também denominados de pixel. Como exemplo de sistemas sensores de varredura, temos os sensores eletro-óptico-mecânicos, as câmeras CCD, os radares, entre outros (Moreira, 2008). ATENÇÃO Na literatura podem ser encontradas outras maneiras de classificar os sistemas sensores, por exemplo, sua classificação em imageadores e não-imageadores, que considera a fonte de radiação, isto é, passivos e ativos. No caso dos sistemas não- imageadores, podemos citar os radiômetros; e para os imageadores, os sistemas fotográficos, sensores de varredura eletro-óptico-mecânicos, os radares de visada lateral, entre outros (Moreira, 2008). A classificação por tipo de produto obtido por um sistema sensor os categoriza em sistemas fotográficos e sistemas não fotográficos. Os sistemas fotográficos referem-se aos dispositivos em que os resultados são expressos em imagem, ou seja, são imageadores. Através de um sistema óptico, eles registram a energia refletida pelos objetos de interesse presentes na superfície terrestre em uma película fotossensível, denominadas de detetores e que são representadas pelos filmes. Como exemplo de sistema fotográfico muito utilizado no 23 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas, de acordo com a convenção internacional de direitos autorais. Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada, seja por meios eletrônicos ou mecânicos, inclusive fotocópias ou gravações, ou, por sistemas de armazenagem e recuperação de dados – sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas. sensoriamento remoto, temos os sistemas aerotransportados, como as câmeras métricas (Figura 1). Figura 3: Imagem de radar em sistemas aerotransportados, para estudo do relevo. Fonte: IBGE, 2009. Os sistemas sensores não-fotográficos correspondem aos equipamentos utilizados para medir a intensidade da radiação eletromagnética, em determinadas faixas espectrais, emitidas pelos objetos presentes na superfície terrestre. Um exemplo dos sistemas sensores não-fotográficos são os radiômetros (Moreira, 2008). Os radiômetros são sistemas passivos que medem a intensidade da energia radiante (radiância), que pode ser proveniente de todos os pontos dentro de um campo de visada, em determinadas regiões espectrais do espectro eletromagnético. Para que seja as regiões de interesse sejam detectadas e os dados extraídos, é utilizado um filtro que bloqueia o restante da radiação que incide no sistema (Moreira, 2008). Os radiômetros podem ser classificados corno não-imageadores, que consistem na medição da radiância do alvo, apresentando os dados de forma numérica ou em gráficos. Os radiômetros que obtém os dados na forma numérico são chamados de radiômetros de banda, cuja operação consiste no registro da radiação dos objetos de interesse nas faixas largas do espectro eletromagnético. 24 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas, de acordo com a convenção internacional de direitos autorais. Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada, seja por meios eletrônicos ou mecânicos, inclusive fotocópias ou gravações, ou, por sistemas de armazenagem e recuperação de dados – sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas. Os sistemas sensores não-imageadores que realizam a coleta de dados e permitem unir os valores de radiância de uma determinada faixa do espectro eletromagnético são chamados de espectrorradiômetros. Os espectrorradiômetros, diferentemente do radiômetro, operam em faixas espectrais estreitas ao longo de sua faixa de atuação, registrando, portanto, os valores da radiância de pequenas faixas espectrais. Como exemplo deste sistema,podemos citar o SPECTRON SE590 (Moreira, 2008). Já os radiômetros imageadores referem-se aos equipamentos que apresentam, como resultado final, as imagens os objetos ou de uma área da superfície terrestre. Esses aparelhos funcionam por meio do deslocamento da resolução do terreno, resultando em uma linha de varredura. Devido a essas características, também são chamados de anageadores ou scanners, e são capazes de registrar a radiação eletromagnética em diferentes faixas do espectro eletromagnético, desde o ultravioleta até o infravermelho distante. As características dos sistemas sensores não-fotográficos imageadores também são expressas em função de sua resolução. A qualidade de um sensor, geralmente, está associada a sua capacidade de obter medidas detalhadas da energia eletromagnética, sendo dada pelo tipo de resolução que ele apresenta. Os sensores podem apresentar as seguintes resoluções: espectral; espacial ou geométrica; temporal; e radiométrica (Moraes, 2002; Moreira, 2008). A resolução espectral consiste na caracterização, seja de alta ou baixa qualidade, dos objetos na superfície terrestre em função da largura de operação da banda espectral do sensor. EXEMPLO Um sensor X opera na faixa espectral de 500 nm a 700 nm, enquanto que um sensor Y opera na faixa espectral de 500 nm a 550 nm. Como podemos avaliar a sua resolução? No caso, o sensor X apresenta menor resolução espectral do que o sensor Y, pois a largura de faixa, isto é, a banda espectral de cada um deles corresponde, respectivamente, a 200 e 50 nm (Moreira, 2008). 25 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas, de acordo com a convenção internacional de direitos autorais. Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada, seja por meios eletrônicos ou mecânicos, inclusive fotocópias ou gravações, ou, por sistemas de armazenagem e recuperação de dados – sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas. Desta forma, quanto mais fina for a largura da faixa em que um sensor opera, melhor será a sua resolução espectral. Entretanto, se um sensor apresentar detetores (filmes) operando em várias faixas espectrais do espectro eletromagnético, o sistema é chamado de multiespectral, pois registra os objetos em várias faixas espectrais. Um exemplo de sensor multiespectral são os satélites LANDSAT (Moreira, 2008). ATENÇÃO Muitas vezes, a aplicação do termo resolução espectral é feita de maneira equivocada, especialmente em situações que envolvem as comparações entre um sensor que opera em menos bandas espectrais do que outro, afirmando que o que opera em menos banda teria a resolução menor resolução espectral. Isso decorre porque não é a quantidade de bandas que definem uma melhor resolução espectral, mas sim a capacidade do sensor em individualizar dois objetos sobre a superfície imageada. A resolução espacial ou geométrica refere-se ao campo de visada instantânea (ou Instantaneous Field of View, IFOV, do inglês). No solo, a resolução espacial consiste na menor área do terreno que o sensor é capaz de individualizar e o valor radiométrico do IFOV é a média dos valores das radiâncias dos diferentes objetos que estão na área no terreno, o que depende da resolução de cada sensor. DICA DE LEITURA Para compreender melhor os conceitos relativos à resolução espacial em uma situação prática, acesse este link https://revistas.ufpr.br/biofix/article/view/60477/35944 e leia o artigo “Estudo da eficiência de classificações supervisionadas aplicadas em imagem de média resolução espacial”. No caso de sensores fotográficos, a resolução espacial vai depender das características físicas do filme utilizado, da distância focal e da distância do objeto a ser fotografado (Moreira, 2008). https://revistas.ufpr.br/biofix/article/view/60477/35944 26 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas, de acordo com a convenção internacional de direitos autorais. Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada, seja por meios eletrônicos ou mecânicos, inclusive fotocópias ou gravações, ou, por sistemas de armazenagem e recuperação de dados – sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas. A resolução temporal varia de acordo com as características da plataforma em que o sensor se encontra, interferindo na sua definição e nas suas funções. Para os sistemas sensores orbitais, a resolução temporal consiste no intervalo de tempo que o satélite precisa para voltar a recobrir a área de interesse, que está relacionada com a largura da faixa imageada no solo. A resolução temporal é muito importante, pois permite acompanhar, de maneira dinâmica, as áreas e os objetos sobre a superfície terrestre. SAIBA MAIS O sensor TM do Landsat-5 tem uma resolução temporal de 16 dias, o que significa que a cada 16 dias, o sensor orbital passa sobre um mesmo ponto geográfico superfície terrestre. Desta forma, podemos dizer que a resolução temporal do sensor TM é de 16 dias (Moreira, 2008). A resolução radiométrica de um sensor refere-se à capacidade que ele possui de discriminar, em uma área imageada, os objetos que apresentam pequenas diferenças de radiação refletida e/ou emitida. Sabemos a radiação eletromagnética que é refletida e/ou emitida pelos objetos da superfície terrestre apresentam valores diferenciados de acordo com suas características físicas, químicas e biológicas. No entanto, existem objetos que, apesar de serem diferentes, refletem ou emitem a radiação eletromagnética com valores de intensidade muito próximos entre si, o que os torna quase idênticos espectralmente (Moreira, 2008). Neste contexto, a radiação, ao incidir no detetor, é transformada em sinal elétrico, depois ampliada e retransmitida para um sistema de recepção ou gravada em dispositivos presentes na plataforma. Desta forma, podemos inferir que a resolução radiométrica está associada à capacidade do sistema sensor em discriminar sinais elétricos com pequenas diferenças de intensidade (Moreira, 2008). Para representar esses valores da intensidade do sinal elétrico que são gravados, utilizam-se diversos tons de cinza, que variam de escuro, para o valor de intensidade igual ou próximo de zero, e cinza claro para o maior valor de máxima 27 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas, de acordo com a convenção internacional de direitos autorais. Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada, seja por meios eletrônicos ou mecânicos, inclusive fotocópias ou gravações, ou, por sistemas de armazenagem e recuperação de dados – sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas. intensidade. E, entre os extremos, existem tons de cinza intermediários (Moreira, 2008). Os sinais obtidos pelos sistemas imageadores por meio dos detetores podem ser gravados em fitas magnéticas ou no caso de satélites não tripulados, as informações são transmitidas para as estações em terra. Além das características apresentadas, o nível de aquisição dos dados pelos sensores também é influenciado por uma série de outros elementos, por exemplo, o nível de aquisição dos dados. 2.3 Níveis de aquisição de dados pelos sistemas sensores A aquisição de dados e informações, seja em forma de imagem, números ou gráficos, dos objetos de interesse presentes na superfície terrestre podem ser feitos em três níveis: terrestre, suborbital e orbital. DICA DE LEITURA Para compreender a relação entre os diversos sensores e os produtos gerados, leia o artigo “Uso de Diferentes Sensores de Satélite na Discriminação de Alvos Naturais”, que está disponível neste link: http://www.ppegeo.igc.usp.br/index.php/anigeo/article/view/8473/7744 . 2.3.1 Aquisição de dados em nível terrestre ou solo Para entender o comportamento espectral dos alvos é de grande importância o uso de sistemas sensores no nível do solo ou terrestre, especialmentepara se obter as informações da radiação refletida e/ou emitida pelos objetos em superfície. Os sistemas sensores são categorizados em decorrência da região espectral em que operam, pois cada sensor possui características ópticas e de detecção próprias. Essas características estão relacionadas à composição dos detectores, ou seja, os elementos presentes é que determinam a faixa espectral de atuação. Os sistemas sensores ao nível terrestre permitem realizar medidas a curta distância e em pequenas áreas amostrais, que contribuem na obtenção de resultados mais assertivos em relação aos objetos. http://www.ppegeo.igc.usp.br/index.php/anigeo/article/view/8473/7744 28 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas, de acordo com a convenção internacional de direitos autorais. Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada, seja por meios eletrônicos ou mecânicos, inclusive fotocópias ou gravações, ou, por sistemas de armazenagem e recuperação de dados – sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas. EXEMPLO Os sensores a nível de solo são muito usados para investigar, através do comportamento espectral, anomalias das plantas, como o estresse hídrico e de nutrientes, padrão de crescimento de culturas, entre outros. Neste sentido, os sensores são classificados em sensores que operam na região do visível e do infravermelho próximo; sensores que operam na região do infravermelho terminal; e sensores que operam na região das micro-ondas. 2.3.1.1 Sensores na região do visível e do infravermelho próximo Os sensores que operam nesta faixa do espectro registram a radiação eletromagnética no intervalo de comprimento de onda de 400nm a 1100nm, podendo alcançar até 2500nm de acordo com a combinação de detetores em um mesmo equipamento. Os equipamentos que operam nesta região do espectro são os radiômetros de banda e os radiômetros de varredura contínua, e podem ser acoplados em drones ou VANTS (veículos aéreos não tripulados VANTs) para a realização dos levantamentos. Os radiômetros de banda caracterizam-se por operarem em faixas longas e discretas do espectro eletromagnético. Isso significa que em um intervalo de 400nm a 800nm, ele pode operar em faixas discretas de 100nm, registrando a radiação refletida pelos objetos da superfície terrestre em quatro intervalos espectrais (400 – 500/ 500 – 600/ 600 – 700/ 700 – 800) (Moreira, 2008). Os principais radiômetros de banda são EXOTECH e a maioria dos satélites utilizados para o levantamento de recursos naturais como o HRV do SPOT, o MSS da LANDSAT, CCD do CBERS, entre outros (Figura 4). 29 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas, de acordo com a convenção internacional de direitos autorais. Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada, seja por meios eletrônicos ou mecânicos, inclusive fotocópias ou gravações, ou, por sistemas de armazenagem e recuperação de dados – sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas. Figura 4: Exemplo de imagem obtida por um sistema sensor CBERS, para estudo do relevo. Fonte: IBGE, 2009. Os radiômetros de varredura contínua são caracterizados por operarem em faixas espectrais estreitas. O equipamento, devido ao seu sistema de dispersão, decompõem a radiação incidente em vários comprimentos de onda, de modo a registrar a radiação refletida em diversas faixas espectrais muito estreitas. Os espectrorradiômetros são os representantes dos equipamentos que realizam a varredura contínua, e operam na faixa espectral de 350 a 1100nm, o que possibilita o registro da radiação refletida pelos objetos em 256 valores radiométricos (Moreira, 2008). Isso torna possível a obtenção da curva espectral do alvo dentro deste intervalo de comprimento de onda do espectro eletromagnético. Como esses sensores operam na faixa reflexiva do espectro eletromagnético, os dados obtidos se referem à radiação refletida pelos objetos. Essas informações trazem, portanto, a reflectância dos objetos, que representa a razão entre o fluxo refletido e o incidente sobre uma área de interesse, considerando o posicionamento do objeto, do sensor e da fonte luminosa. Além disso, há também o fator de reflectância, que consiste na razão entre o fluxo refletido por uma superfície qualquer e o fluxo refletido por uma superfície padrão ou superfície de referência. 30 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas, de acordo com a convenção internacional de direitos autorais. Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada, seja por meios eletrônicos ou mecânicos, inclusive fotocópias ou gravações, ou, por sistemas de armazenagem e recuperação de dados – sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas. EXEMPLO Para se obter o fator de reflectância de um determinado objeto em nível terrestre, como uma árvore, dois sensores são instalados em um suporte, sendo que um mede o fluxo refletido do objeto e o outro o fluxo refletido pela superfície padrão. Por meio de uma equação, obtém-se o fator de reflectância. 2.3.1.2 Sensores na região do infravermelho terminal Os sensores que operam na região do infravermelho terminal coleta os dados relativos aos objetos na superfície terrestre baseados na premissa da Física que diz que “todo corpo com temperatura acima de 0 Kelvin (K) ou – 273º C é capaz de absorver ou emitir energia eletromagnética” (Moreira, 2008). Esses sensores também podem ser acoplados em drones ou VANTS (veículos aéreos não tripulados) para a realização dos levantamentos. A temperatura dos objetos na superfície terrestre é, em média, de 300 K ou 27º C, sendo capazes de emitir uma energia de, no máximo, 9,6µm, que corresponde à região do termal, que vai de 8µm a 14µm (Moreira, 2008). Dessa forma, é possível medir a radiação emitida pelos objetos na superfície terrestre através de radiômetros infravermelhos. Para que os alvos sejam identificados, é importante conhecer a emissividade dos objetos que compõem a superfície terrestre e a medida da energia emitida, para que a temperatura do corpo que está sendo investigado seja calculada e, por conseguinte, ele seja identificado. 2.3.1.3 Sensores na região de micro-ondas Os sensores de micro-ondas medem a radiação eletromagnética com o comprimento de onda entre 0,3 a 30cm, que corresponde à radiação emitida pelos alvos naturais em função da temperatura a que estão submetidos. Esses equipamentos, diferentemente do que ocorre com os sensores infravermelhos terminais, não são afetados pelo espalhamento e absorção dos componentes atmosférico, como partículas diversas e as nuvens. 31 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas, de acordo com a convenção internacional de direitos autorais. Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada, seja por meios eletrônicos ou mecânicos, inclusive fotocópias ou gravações, ou, por sistemas de armazenagem e recuperação de dados – sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas. Os principais sistemas sensores utilizados a nível de solo, no Brasil, são o SPECTRON SE – 580, Sensor quântico LI – 190 AS, Sensor LAI – 2000, Sensor Thermopoint, Sensor Ser IRIS MARK – IV, entre outros (Moreira, 2008). 2.3.2 Aquisição de dados em nível suborbital O nível suborbital refere-se aos equipamentos que são acoplados e transportados em aeronaves tripuladas. Entre os principais equipamentos, podemos destacar as câmeras fotográficas; os imageadores ou scanners; e os radares. Além disso, existem outros equipamentos mais sofisticados, que são inseridos de acordo com a evolução tecnológica, como as câmeras de vídeo e os espectrômetros. 2.3.2.1 Sensores fotográficos Os sensores fotográficos consistem nos dispositivos que registram a energia refletida pelos objetos da superfície terrestre através de um sistema óptico, onde as informações sãoarmazenadas em um filme fotossensível ou filme fotográfico, que atua como o detetor (Moreira, 2008). No sensoriamento remoto, os sistemas sensores mais utilizados são os fotográficos aerotransportados, que envolvem as câmeras métricas. Essas câmeras geram como produtos as fotografias aéreas, que podem ser pancromáticas (preto e branco), colorida normal e falsa cor, que são determinadas pelo tipo de filme utilizado para o levantamento. Os filmes fotográficos são detetores capazes de responder a radiação eletromagnética em determina faixas do espectro eletromagnético. Os filmes apresentam uma sensibilidade espectral que varia de 350nm, que é a faixa do ultravioleta, até 900nm, que é a faixa onde se encontra parte do infravermelho próximo. A capacidade do filme em detetar depende da quantidade de radiação, ou seja, do tempo de exposição à luz, e não da intensidade do fluxo luminoso como acontece com os detetores utilizados nos sensores não-fotográficos (Moreira, 2008). No sensoriamento remoto, os filmes mais utilizados são o filme branco e preto e os filmes coloridos. Além das cores, há também outros elementos a serem considerados, como a sensibilidade do filme, que pode ser normal (que são 32 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas, de acordo com a convenção internacional de direitos autorais. Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada, seja por meios eletrônicos ou mecânicos, inclusive fotocópias ou gravações, ou, por sistemas de armazenagem e recuperação de dados – sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas. sensíveis à radiação eletromagnética entre 350nm e 700nm) e filmes sensíveis ao infravermelho próximo (com sensibilidade entre 350 e 900nm). 2.3.2.2 Sensores hiperespectrais Os sensores hiperespectrais consistem em equipamentos que medem a radiação refletida pelos objetos em muitas bandas espectrais, de acordo com o intervalo de comprimento de onda que é considerado, variando de sensor para sensor. Os sensores hiperespectrais mais utilizados são o AVIRIS e o HYDICE. O registro realizado pelos sensores hiperespectrais é feito através da radiação refletida pelos alvos contidos em uma área ou faixa do terreno em imagem, cuja largura e comprimento da faixa imageada dependem do sensor utilizado e da altura do voo (Moreira, 2008). Para cada pixel, o sensor é capaz de registrar a radiação refletida pelos objetos em 200 ou mais bandas espectrais. O fato do sensor hiperespectral registrar a radiação de todos os alvos dentro da faixa de imagemento do terreno e ao longo da linha de voo, é possível gerar produtos em forma de imagens. 2.3.3 Aquisição de dados em nível orbital O desenvolvimento de sistemas sensores que pudessem ser instalados em plataformas orbitais para a detecção da radiação refletida e/ou emitida que pudessem realizar a identificação de objetos da superfície terrestre surgiu a partir dos sistemas sensores que fotografaram a Terra a partir do espaço (Moreira, 2008). Para isso, era importante que o sensor orbital fosse desenvolvido de forma que pudesse produzir imagens instantâneas do terreno, de forma semelhante aos sistemas fotográficos usados em órbita. Desta forma, foi concebido o sistema RBV (Return Bean Vidieon), cujo sensor, similar a uma câmera de televisão, que permitia o registro instantâneo de uma determinada área do terreno. O RBV realizava o levantamento a partir da energia proveniente da área imageada, que gerava um estímulo elétrico em uma superfície do tubo da câmera, que era fotossensível. Por um período de tempo, a entrada de energia era interrompida por um obturador, para que a imagem do terreno que havia sido 33 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas, de acordo com a convenção internacional de direitos autorais. Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada, seja por meios eletrônicos ou mecânicos, inclusive fotocópias ou gravações, ou, por sistemas de armazenagem e recuperação de dados – sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas. imageada fosse escaneada por um feixe de elétrons, e, posteriormente, o sinal de vídeo era transmitido para uma base (Moreira, 2008). Após o surgimento do sistema RBV, muitos outros sistemas sensores foram elaborados, e podem ser divididos em imageadores eletro-óptico-mecânico e imageadores do tipo CCD. 2.3.3.1 Imageadores eletro-óptico-mecânico Os imageadores eletro-óptico-mecânico são compostos por um conjunto de espelhos giratórios ou prismas, que são responsáveis pela coleta da radiação eletromagnética proveniente dos objetos da superfície terrestre imageada. Neste sentido, podemos dizer que este sensor possui um sistema óptico capaz de focar a energia coletada sobre detetores, convertendo-a em sinais elétricos (Moreira, 2008). Esses sensores funcionam a partir da coleta da radiação eletromagnética proveniente dos objetos que estão dentro da área imageada pelo sensor, de forma que a radiação passa por um primeiro espelho, sendo refletida para um segundo espelho e, posteriormente, para um terceiro espelho, onde a radiação é separada em duas componentes. Uma componente é formada por radiação de ondas curtas e a outra é formada por ondas longas e são transmitidas para os detetores 1 e 2, respectivamente. Ainda, são utilizados dois corpos negros, para cada detetor, junto aos espelhos, com a finalidade de calibrar o sistema e assim gerar as informações. Os imageadores eletro-óptico-mecânicos são sistemas que apresentam uma boa resolução espectral e baixa resolução geométrica ou espacial, sendo os equipamentos mais utilizados o imageador MSS (Multispectral Scanner Subsystem) e o TM (Thematic Mappert), sendo constituintes dos satélites da série Landsat (Moreira, 2008) (Figura 5). 34 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas, de acordo com a convenção internacional de direitos autorais. Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada, seja por meios eletrônicos ou mecânicos, inclusive fotocópias ou gravações, ou, por sistemas de armazenagem e recuperação de dados – sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas. Figura 5: Exemplo de imagem multiespectral LANDSAT, usada para análise das formas de relevo. Fonte: IBGE, 2009. 2.3.3.2 Imageadores do tipo CCD Os imageadores do tipo CCD (Charge Coupled Device) consiste em um conjunto de vários detetores, que utiliza a microeletrônica e o silício como material básico, acoplados a um circuito integrado, e que operam na faixa espectral entre 400 e 1100 nm. O fato de não apresentar componentes mecânicos oferece ao CCD uma grande precisão geométrica, diferente do que é observado para o sistema LANDSAT, o que facilita o processamento das informações. Um dos exemplos de imageadores CCD é o HRV do satélite SPOT. 35 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas, de acordo com a convenção internacional de direitos autorais. Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada, seja por meios eletrônicos ou mecânicos, inclusive fotocópias ou gravações, ou, por sistemas de armazenagem e recuperação de dados – sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas. CAPÍTULO 3 – COMPORTAMENTO ESPECTRAL, INTERPRETAÇÃO E APLICAÇÃO DO SENSORIAMENTO REMOTO 3.1 Comportamento espectral Como acompanhamos até aqui, o fluxo de energia eletromagnética, ao atingir um objeto por meio da energia incidente, sofre alterações decorrentes da interação dessa energia com o material que compõem o objeto, sendo parcialmente refletido, absorvido e transmitido pelo objeto (Moraes, 2002). A absorção, reflexão e transmissão da energia incidente pode ser total ou parcial, de acordo com o princípio de conservação de energia. Assim, a capacidade de um objeto absorver, refletir e transmitir a radiação eletromagnética é denominada, respectivamente,
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