Sensoriamento Remoto I - Resumo Aula 01 - Conceitos

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SENSORIAMENTO REMOTO I - AULA 01 CONCEITOS
1. INTRODUÇÃO
O Sensoriamento Remoto (SR) é definido como a obtenção de informações sobre um objeto sem contato físico direto, utilizando sensores localizados a uma certa distância. Essa técnica permite coletar dados de forma remota.
Diferentes dispositivos podem ser utilizados no sensoriamento remoto, como satélites, câmeras, telescópios e até mesmo os olhos humanos. A captação das informações ocorre de formas distintas:
· Imagens de satélite registram a quantidade de energia refletida pelos objetos.
· Fotografias tradicionais capturam imagens por meio da sensibilização química do papel fotográfico ou de materiais fotossensíveis.
Em ambos os casos, o processo envolve a discretização do objeto contínuo e a quantização da energia emitida ou refletida, permitindo que a informação capturada seja analisada e interpretada.
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2. HISTÓRICO
O desenvolvimento do Sensoriamento Remoto (SR) está diretamente ligado ao avanço da exploração espacial, especialmente a partir da década de 1960, conhecida como a "década da corrida espacial". Durante esse período, houve um grande investimento no desenvolvimento de tecnologias aeroespaciais, o que possibilitou o surgimento dos primeiros sensores remotos.
2.1. Origens e Primeiros Avanços
Os satélites meteorológicos foram os pioneiros no uso do sensoriamento remoto, sendo projetados inicialmente para monitorar fenômenos atmosféricos. Com os avanços tecnológicos, esses satélites passaram a fornecer imagens que permitiram o estudo das feições terrestres, abrindo caminho para o sensoriamento remoto aplicado ao meio ambiente e à geografia.
2.2. Evolução Tecnológica
No final da década de 1960, começaram a ser testados equipamentos sensores a bordo de aeronaves. Esses testes serviam como simulações, preparando o terreno para a instalação de sensores mais avançados em satélites. Esses novos sensores foram chamados de sensores imageadores, pois captavam a superfície terrestre através de varredura linear em vez do método convencional de fotografia aérea, que utiliza uma captura instantânea de um quadro.
2.3. Diferença Entre Sensoriamento Remoto e Fotografias Aéreas
As imagens geradas pelos sensores imageadores diferem das fotografias aéreas tradicionais, pois o processo de aquisição das imagens ocorre em varreduras sucessivas e não em capturas instantâneas. Para distinguir as novas tecnologias das fotografias convencionais, os produtos obtidos passaram a ser denominados "imagens" em vez de "fotos".
2.4. Benefícios e Expansão do Uso dos Sensores
Um dos maiores benefícios do sensoriamento remoto por satélites é a capacidade de imagear toda a superfície terrestre em curtos períodos de tempo de forma sistemática.
Como os satélites orbitam continuamente a Terra, é possível obter imagens frequentes e regulares de qualquer região do planeta, o que impulsionou sua utilização em diversas áreas do conhecimento.
2.5. Marco Importante
O marco do sensoriamento remoto moderno ocorreu com o lançamento do primeiro satélite dedicado a essa tecnologia.
O ERTS-1 (Earth Resources Technology Satellite), posteriormente renomeado Landsat 1, lançado em 1972. Ele operava a aproximadamente 900 km de altitude e inaugurou uma nova era na observação da Terra.
Após o Landsat 1, diversos países passaram a investir em programas próprios de sensoriamento remoto, incluindo os Estados Unidos (continuação do programa Landsat), Europa, Canadá, Ásia, América do Sul.
Cada programa foi adaptado às necessidades específicas de cada região, levando em conta fatores como características geográficas e objetivos científicos e estratégicos.
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3. CONCEITOS
Os conceitos fundamentais do Sensoriamento Remoto (SR) estão baseados nos princípios da propagação da Radiação Eletromagnética (REM) e sua interação com os objetos terrestres. Para compreender essa tecnologia, é essencial conhecer os modelos de propagação da energia, os efeitos atmosféricos e os processos de interação da radiação com a matéria.
3.1. Modelo Ondulatório da Radiação Eletromagnética (REM)
A radiação eletromagnética pode ser descrita como uma onda, caracterizada pelos seguintes parâmetros:
· Comprimento de onda : distância entre dois picos consecutivos da onda;
· Frequência : número de oscilações (ciclos) que ocorrem por segundo em um determinado ponto da onda;
· Velocidade da luz : a radiação eletromagnética se propaga no vácuo com velocidade constante, aproximadamente .
Essas grandezas estão relacionadas pela equação fundamental:
Essa relação indica que o comprimento de onda é inversamente proporcional à frequência , ou seja, quanto maior o comprimento de onda, menor será sua frequência e vice-versa.
3.2. Modelo de Partículas da REM
A radiação eletromagnética também pode ser interpretada como um fluxo de partículas chamadas fótons. Segundo a teoria quântica, a energia transportada por um fóton é dada pela equação:
· é a energia do fóton (quantum de energia);
· é a constante de Planck ;
· é a frequência da radiação.
Como a frequência está inversamente relacionada ao comprimento de onda, podemos expressar a energia em função do comprimento de onda:
Isso mostra que quanto maior o comprimento de onda, menor será a energia transportada pelo fóton.
3.3. Espectro Eletromagnético
O espectro eletromagnético representa a distribuição da energia em diferentes comprimentos de onda. Ele inclui várias faixas de radiação, como:
Cada faixa do espectro tem aplicações específicas no sensoriamento remoto, dependendo das propriedades dos alvos analisados.
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4. EFEITOS ATMOSFÉRICOS
A radiação eletromagnética sofre alterações ao atravessar a atmosfera, devido a dois processos principais:
4.1. Espalhamento Atmosférico
O espalhamento ocorre quando partículas da atmosfera desviam a radiação eletromagnética de sua trajetória original. Existem três tipos principais:
· Espalhamento Rayleigh → ocorre quando o tamanho das partículas (moléculas de gás) é muito menor que o comprimento de onda da radiação. Explica, por exemplo, por que o céu é azul.
· Espalhamento Mie → ocorre quando partículas como poeira e fumaça possuem tamanho semelhante ao comprimento de onda da radiação. Explica, por exemplo, por que o céu é avermelhado.
· Espalhamento Não-Seletivo → ocorre em partículas grandes, como gotículas de água nas nuvens, espalhando todas as cores da luz visível igualmente.
4.2. Absorção Atmosférica 
A absorção acontece quando certos gases atmosféricos absorvem a radiação em faixas específicas do espectro. Os principais gases responsáveis pela absorção são: Vapor d’água (H₂O), Dióxido de carbono (CO₂), Ozônio (O₃)
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5. JANELAS ATMOSFÉRICAS
Aqueles comprimentos de ondas que transmitem bem a REM através da atmosfera, são chamadas de Janelas Atmosféricas. 
Essas janelas são essenciais para o sensoriamento remoto, pois permitem a captação eficiente das imagens.
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6. INTERAÇÃO ENERGIA-MATÉRIA NO TERRENO
Quando a radiação atinge um objeto na superfície terrestre, parte da energia pode ser:
· Refletida ;
· Absorvida ;
· Transmitida .
A relação entre essas componentes pode ser expressa como:
· é a intensidade total da radiação incidente,
· (emitida) Objeto com temperatura 
6.1. Reflectância hemisférica: 
Razão adimensional entre o fluxo radiante refletido e fluxo radiante incidente numa superfície
6.2. Transmitância hemisférica
Razão adimensional entre o fluxo radiante transmitido e fluxo radiante incidente numa superfície.
6.3. Absortância hemisférica
Razão adimensional entre o fluxo radiante absorvido e fluxo radiante incidente numa superfície.
Os valores dessas propriedades variam conforme o material e são fundamentais para a identificação de alvos no sensoriamentoremoto.
6.4. Interação da REM com Objetos
Cada objeto possui uma assinatura espectral, ou seja, reflete ou absorve a radiação em diferentes comprimentos de onda de forma característica. Isso permite a distinção de elementos como:
· Vegetação → reflete fortemente no infravermelho próximo.
· Água → absorve a maior parte da radiação visível e infravermelha.
· Solos → apresentam variação espectral conforme a composição.
Diferentes bandas espectrais são usadas para destacar características dos alvos:
	BANADAS
	COR
	FAIXA ESPECTRAL
	APLICAÇÕES
	1
	Azul
	0,45 - 0,52
	identificação de corpos d'água e partículas em suspensão. (mapeamento de águas costeiras, diferenciação entre solo e vegetação, diferenciação entre vegetação conífera e decídua).
	2
	Verde
	0,52 - 0,60
	análise da vegetação saudável. (mapeamento de vegetação, quantidade d'água).
	3
	Vermelho
	0,63 - 0,69
	resposta de vegetação e solos. (absorção de clorofila, diferenciação de espécies vegetais, áreas urbanas, uso do solo, agricultura e quantidade d'água).
	4
	Infravermelho próximo
	0,76 - 0,90
	diferenciação de vegetação e solos. (delineamento de corpos d'água, mapeamento geomorfológico, mapeamento geológico, áreas de queimadas, áreas úmidas, agricultura e vegetação).
	6
	Infravermelho médio
	1,55 - 1,75
	uso do solo, medidas de umidade da vegetação, diferenciação entre nuvens e neve, agricultura, vegetação
	5
	Infravermelho termal
	10,40 - 12,50
	mapeamento de estresse térmico em plantas, correntes marinhas, propriedades termais do solo, outros mapeamentos térmicos
	6
	Infravermelho médio
	2,08 - 2,35
	identificação de minerais, mapeamento hidrotermal
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7. DENSIDADE DO FLUXO RADIANTE
Os conceitos de fluxo radiante são essenciais para medir a energia envolvida na interação da radiação com os objetos.
· Irradiância: quantidade do fluxo radiante incidente sobre uma superfície por unidade de área;
· Exitância: quantidade do fluxo radiante que emerge de uma superfície por unidade de área;
· Radiância: Intensidade radiante por unidade de área-fonte projetada numa direção específica.
Conclusão
A Aula 01 estabelece os princípios básicos do Sensoriamento Remoto, abordando sua definição, histórico e fundamentos físicos. O entendimento das interações entre a radiação eletromagnética e os objetos é essencial para a interpretação correta das imagens obtidas por sensores remotos.
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