Faixas Espectrais

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Centro Universitário Uni-Anhanguera
Goiânia, 28 de maio de 2015
Aluno (a): Brunna Guimarães Miranda Curso: Gestão Ambiental
Professor: Luciano Xavier	Disciplina: Sensoriamento Remoto
Faixas Espectrais
Resolução espectral e Comprimento de Onda
A radiação solar que incide na superfície da terra interage de um modo diferente com cada tipo de alvo. Essa diferença ocorre principalmente pelas diferentes composições físico-químicas dos objetos, devido a esses fatores que cada alvo terrestre acaba tendo a sua própria assinatura espectral. Explicando melhor, cada alvo absorve ou reflete de uma maneira própria cada uma das faixas espectrais de luz incidente.
O conceito de resolução espectral se refere ao poder de resolução que o sensor tem para discriminar diferentes alvos sobre a superfície terrestre. Destacam-se dois pontos importantes: o comprimento da onda e a quantidade de faixas. Quanto mais estreito for a largura em que a faixa opera em um determinado sensor, melhor será a resolução espectral, ele estará operando em uma só banda de faixa espectral, conhecido como pancromática. Já se um sistema sensor que possui detectores operando em mais de uma faixa do espectro, ele será denominado de sistema de banda multiespectral, pois ele registra a radiação eletromagnética proveniente dos alvos em mais de uma faixa espectral. Em resumo, podemos compreender que existem dois tipos de imagens: Pancromáticas que atuam com uma só banda (intervalo de c.d.o.) e Multiespectrais que atuam com várias bandas em regiões espectrais distintas.
Geralmente os sensores apresentam diferenças na geração de imagens, conseguindo captar centenas de bandas espectrais. Por exemplo: O sensor Landsat / TM, por exemplo, têm 7 bandas: 0,45 µm a 0,52 µm, 0,52 µm a 0,60 µm, 0,63 µm a 0,69 µm, 0,76 µm a 0,90 µm, 1,55 µm a 1,75 µm, 2,08 µm a 2,35 µm, 10,4 µm a 12,5 µm. 
O comprimento de onda pode ser classificado da seguinte forma:
Intervalo Espectral 				Comprimento de Onda
Raios cósmicos					 0,01 Ao
Raios gama 					 0,01 – 0,1 Ao
Raios X 						 0,1 – 10 Ao
Ultravioleta 					 100nm – 0,38μm
Visível 						 0,38 – 0,76 μm
Infravermelho próximo 				 0,76 – 1,2 μm
Infravermelho de ondas curtas 			 1,2 – 3,0 μm
Infravermelho médio 				 3,0 – 5,0 μm
Infravermelho termal 				 5,0 μm – 1 mm
Micro-ondas 					 1 mm – 100 cm
Rádio 						 1 m – 10 km
Áudio 						 10 – 100 km
Corrente alternada				 > 100 km
*Obs: Ao = 10-10 m; nm = 10-9 m; μm = 10-6 m*
Os intervalos espectrais possíveis de serem usados pelos sensores remotos são: Visível (0,45 μm – 0,76 μm), Infravermelho Próximo (0,76 μm – 1,2 μm), Infravermelho de ondas curtas (1,2 μm – 3,0 μm), Infravermelho Médio (3,0 μm – 5,0 μm), Infravermelho Termal (5,0 μm – 1 mm), Micro-ondas (1mm– 100 cm). 
Visível: É chamada assim pois o olho humano é sensível a essa faixa espectral. Região do espectro com mais alta intensidade de fluxo radiante e onde há a melhor janela atmosférica, bastante transparente, deixando passar uma grande quantidade de radiação. Por isso, é muito usada em sensoriamento remoto. Responsável pela interação com os minerais e que dá origem às suas cores e com os pigmentos da vegetação. O grande problema dessa faixa é que alto espalhamento da radiação solar causada pelos gases atmosféricos pode reduzir o contraste da reflectância dos alvos terrestres.
Infravermelho próximo: Região do espectro solar onde a atmosfera também é bastante transparente, mas ocorrem algumas bandas de absorções, impedindo que todo o intervalo possa ser continuamente utilizado por sensoriamento remoto. É o intervalo onde ocorrem importantes interações da REM com os níveis de energia eletrônica dos átomos, gerando feições espectrais que são diagnósticas para identificar a natureza de vários tipos de rochas, principalmente as de composição mineral com metais de transição.
Infravermelho de ondas curtas: Região espectral geológica, porque é nesta faixa espectral que os vários minerais de alteração hidrotermal têm as suas diagnósticas feições de absorção. Também é a região onde os comprimentos de onda em 1,4 μm e em 1,9 μm são totalmente absorvidos pelas moléculas de vapor d’água da atmosfera, proibindo o uso do sensoriamento remoto e, por consequência, de se determinar nos materiais terrestres a presença de água molecular nas suas estruturas.
Infravermelho médio: Região onde o Sol e a Terra não emitem quantidades suficientes de energia que possam ser detectadas pelos sensores. Somente alvos com elevadas temperaturas, como vulcões e incêndios, podem ser detectados, pois agem como fontes próprias de emissão de radiação. É uma região espectral pouco usada no sensoriamento remoto, à exceção de sensores meteorológicos ou atmosféricos.
Infravermelho termal: É conhecido como a região termal, devido á radiação emitida pelos objetos terrestres em função das suas temperaturas de superfícies. 
Micro-ondas: Região de uso de sensores ativos (radar), que utilizam fontes artificiais para a geração da REM. Por causa do tamanho do comprimento de onda, o radar, tem a habilidade de operar em condições atmosféricas adversas, com coberturas de nuvens ou chuvas, e pode operar tanto de dia como à noite. Importante para a geologia estrutural e mapeamento geológico, porque a interação das micro-ondas com as rochas é controlada pelas texturas de relevo. Atualmente, o intervalo útil ao sensoriamento remoto estende-se de 3,0 cm a 100 cm.
Composição Colorida
Trata-se de um dos artifícios de maior utilidade na interpretação das informações do Sensoriamento Remoto. Ela é fundamental para uma boa identificação e discriminação dos alvos terrestres. O olho humano é capaz de discriminar mais facilmente matizes de cores do que tons de cinza. A composição colorida é produzida na tela do computador, ou em outro dispositivo qualquer, atribuindo-se as cores primárias vermelha, verde e azul, a três bandas espectrais quaisquer. Conhecido também como composição RGB (do inglês: Red, Green, Blue). 
Exemplo: Associando a banda 3 à cor vermelha (R), a banda 4 à cor verde (G) e a banda 5 à cor azul (B), produz-se uma composição colorida representada por 345 (RGB). Cada pixel da imagem é colorido individualmente. A quantidade de cor é determinada pelo nível de cinza do pixel, na banda associada à cor. Se o nível de cinza for 0 em uma banda, significa que nenhuma cor correspondente aquela banda deve ser utilizada. Pixels que têm nível de cinza igual a 0 nas 3 bandas ficam completamente sem cor, portanto em cor preta . Se o nível de cinza em uma banda for máximo, digamos 255, significa que deve se utilizar o máximo de cor da banda correspondente. Pixels que têm o máximo valor de nível de cinza nas 3 bandas ficam, na imagem, em cor branca intensa. Pixels que têm o mesmo nível de cinza nas 3 bandas ficam em tons da cor cinza. Neste caso de valores iguais dos níveis de cinza, o tom da cor cinza será mais escuro para valores menores e mais claros para valores maiores.
IHS
	A representação no espaço de cores IHS apresenta algumas propriedades, entre as quais se destaca o ordenamento das resoluções espaciais dos componentes I, H e S, na forma como o olho humano é capaz de percebê-las. A componente I é percebida por máxima resolução, seguida de H e S, devido ao fato de que a retina do olho humano compõe-se de maior número de bastonetes (responsáveis pela percepção de luminosidade ou brilho I) do que de cones (responsáveis pela percepção do matiz H). 
Exemplificando: Uma foto aérea tomada com um filme preto e branco do visível de uma área do terreno, portanto, colorida. As cores mais vivas da paisagem corresponderiam na foto preto e branco aos tons de cinza claros e as cores escuras corresponderiam aos tons de cinza escuros. A foto aérea em preto e branco seria, portanto, uma representação da intensidade I. Para compensar a falta dos outros dois atributos da cor, elas têm com principal característica a alta resolução espacial, de
1 m ou mais, que possibilita a identificação dos objetos pela análise desuas formas e não pelas propriedades de matiz e saturação. Elas possuem assim, uma baixa resolução espectral, mas uma alta resolução espacial. 
Utilizando a técnica IHS podemos processar conjuntamente as imagens multiespectrais e a banda pancromática, combinando as suas resoluções e obtendo como resultado uma imagem com alta resolução espectral e espacial.