Sistemas Sensores: Conceitos Básicos

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Prof. Fábio Cruz 
MSc. Ciências Ambientais 
IFMG 
Campus Governador Valadares 
GEO - 204 
Aula 06 – Sistemas 
sensores: conceitos 
básicos 
 Introdução 
 Conceitos básicos 
 Resolução espacial: representam a menor feição passível de detecção pelo 
instrumento; 
 Nos sensores ópticos a resolução espacial depende do campo de visada do 
sensor (FOV) e do campo de visada instantânea (IFOV); 
 FOV relaciona-se a dimensão da cena imageada e IFOV ao tamanho do pixel. 
 No terreno a área vista pelo IFOV é chamada de elemento de resolução. Para 
um objeto homogêneo ser detectado na superfície, ele terá que possuir dimensões 
iguais ou menores que o elemento de resolução. 
 O nível de detalhamento presentes nas cenas imageadas dependem da 
resolução espacial. Imagens de alta resolução espacial permitem detectar objetos 
de pequenas dimensões, o que muitas vezes não ocorre com cenas de resolução 
espacial mais grosseira. 
 
 Resolução espectral: medida da largura das faixas espectrais e da sensibilidade 
do sistema sensor. 
 Um sistema sensor que opera na faixa de 0,4 a 0,5 µm tem uma melhor 
resolução espectral que um sensor que opera na faixa de 0,4 a 0,6 µm. 
 A consequência do desenvolvimento de sensores com melhor resolução 
espectral é poder aumentar o número de bandas disponíveis para a análise das 
interações entre a radiação eletromagnética e os materiais que compõem a 
superfície terrestre. 
 Resolução radiométrica: corresponde a habilidade de um sensor em distinguir 
variações no nível de energia refletida, emitida ou retroespalhada que deixa a 
superfície do alvo. 
 Quanto maior for a capacidade do sensor de distinguir diferenças de 
intensidade do sinal, maior será sua resolução radiométrica 
 Sistema não-imageadores 
 Pode-se citar como exemplos destes sistemas os espectroradiômetros, os 
altímetros a laser, os radares altímetros e as sondas. 
 Espectroradiômetros: privilegia a informação espectral permitindo que se 
adquira a energia refletida em cada comprimento de onda ao longo de um 
espectro contínuo. 
 Altímetro: permite obter medidas sobre a altura da superfície. 
 Radares altimétricos: consistem em um sistema em que um pulso de microondas é 
enviado à superfície da terra. O pulso ao incidir com a superfície retorna ao sensor e 
é registrado. Neste processo, o sistema calcula o tempo despendido entre o envio e 
o retorno do pulso. O tempo multiplicado pela velocidade da luz, fornece a 
informação da distância existente entre a plataforma em que se encontra o sensor e 
a superfície imageada. 
 Medidas feitas por radares altimétricos e altímetros à laser podem ser, 
posteriormente, interpoladas para se obter uma imagem tridimensional do terreno. 
 Sistemas imageadores 
 Toda a análise de imagens de sensoriamento remoto e todas as atividades de 
extração de informações dessas imagens repousam no processo de interpretação de 
cores, padrões e texturas. 
 Sistemas fotográficos 
 Todo sistema fotográfico possui um componente fundamental que são os filmes, 
que funcionam como detectores. 
 Filmes fotográficos podem ser classificados em: 
 Pancromáticos: sensíveis a uma ampla faixa de radiação que se entende do visível 
ao infravermelho, e permitindo a produção de fotografias preto e branco de alta 
resolução espacial. 
 Colorido: tem em geral o objetivo de identificar objetos da superfície. 
 Infravermelho preto e branco: filmes sensíveis a essa faixa do espectro 
elertomagnético. Possui aplicações militares para o reconhecimento de camuflagem. 
 Infravermelho colorido: filme sensível a radiação visível e infravermelha, 
produzindo fotografias em que a vegetação aparece em cor vermelha. 
Imagem pancromática 
Imagem colorida 
 Sistemas de imageamento eletro-óptico 
 Produzem um sinal um sinal elétrico, o qual pode ser gravado e transmitido 
a estações remotas. 
 Podem registrar “infinitas” imagens sucessivamente. 
 Todo sistema de imageamento eletro-óptico tem dois componentes básicos: 
 Sistema óptico: tem a função de focalizar a energia proveniente de da cena 
sobre o detector; 
 Sistema detector: produz um sinal elétrico a partir da energia da cena, que 
é processado a cada nível de radiância e alocado a um conjunto de 
coordenadas geográficas, de modo a gerar a imagem do terreno. 
 Sensores eletro-ópticos podem ser classificados em três grandes grupos 
quanto ao processo de formação de imagens: 
 Sistemas de imageamento de quadro; 
 Sistemas de varredura eletrônica; 
 Sistemas de varredura mecânica. 
Imageamento eletro-óptico 
 Sensores multiespectrais 
 Produzem imagens simultâneas de uma mesma cena, em várias regiões do 
espectro eletromagnético. 
Ex: Landsat TM (Thematic Mapper) 
 A maior parte dos programas espaciais em operação tem como sensor básico 
os sistemas de imageamento multiespectral com bandas no visível (VIS) e 
infravermelho próximo (NIR), infravermelho de ondas curtas (MWIR) e 
infravermelho termal (TIR). 
 Sensores hiperespectrais 
 É todo sensor que permita a aquisição de medidas em pelo menos 100 
bandas contíguas na região compreendida entre o visível e infravermelho. 
 Sensores multiangulares 
 Realizam imageamentos sob diferentes ângulos considerando o plano 
imageado. 
Ex: POLDER (Polarization and Directionality of the Earth’s Reflectance) 
Imageadores multiespectrais 
 Sensores termais 
 Operam na faixa do infravermelho termal do espectro eletromagnético. 
 Necessitam de sistemas de refrigeração dos detectores para que eles 
mantenham sua temperatura entre 30 e 77K, em função do tipo de detector 
utilizado. 
 Os sistemas de refrigeração em geral são baseados em nitrogênio líquido e 
hélio. 
Ex: Sistema sensor NOOA. 
 Radiômetros de microondas 
 Operam detectando radiação eletromagnética emitida pela superfície da 
terra na faixa das microondas; 
 São sensores passivos, logo só conseguem imagear a superfície terrestre 
durante o dia. 
 Possuem antenas para a detecção dos sinais de microondas. 
 Possuem em geral aplicações oceanográficas e atmosféricas, devido a baixa 
emissão de microondas por alvos terrestres. 
Imageamento termal 
 Radares de visada lateral 
 Radares são sistemas ativos que transmitem um feixe de radiação 
eletromagnética na região de microondas. 
 Por serem sistemas ativos os RADARES permitem atividades de imageamento 
de dia ou de noite. 
 Por operarem na faixa de microondas, as imagens não são afetadas por 
cobertura de nuvens, neblina, precipitação, permitindo que a aquisição de 
dados seja feita praticamente em quaisquer condições de tempo. 
 Assim como nos radiômetros de microondas, nos RADARES é necessário que 
haja antena, porém no radar em geral a mesma antena atua como fonte de 
radiação de microondas e receptora da radiação refletida. 
 Variações da tecnologia de RADARES compreendem o SAR (Radar de 
abertura sintética) e o InSAR (Radar interferométrico de Abertura Sintética). 
 
REFERÊNCIAS 
NOVO, E. M .L de M. Sensoriamento remoto: conceitos e aplicações. São Paulo: Blucher, 2008. 362 pág.