02. Aula Princípios Físicos - Geoprocessamento - UFC - Russas

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Geoprocessamento 
Sensoriamento remoto
Profa. Dra. Samíria Oliveira
CONCEITO
Sensoriamento remoto (SR) - tecnologia que permite obter
informações sobre um objeto sem estar em contato físico
direto com o ele.
Conceito Amplo
Sensoriamento
Remoto
Obtenção de dados
Distante
CONCEITO
Branco ou Preto (1 bit)
Resolução espectral: 2¹= 2
Branco ou Preto (1 bit), Cinza 
escuro ou cinza claro (1 bit)
Resolução espectral: 2²= 4
Breve Histórico
 A origem do SR vincula-se ao surgimento da fotografia aérea.
Uso de balões de ar quente. 
Técnica foi usada durante a 
Guerra Civil dos EUA (1862)
Pombo com câmera fotográfica
Em 1909, inicia-se a fotografia tomada por aviões e na Primeira 
Grande Guerra Mundial seu uso intensificou-se
Na II Guerra Mundial houve grande desenvolvimento do SR:
Filme infravermelho, para detectar clamuflagem;
Novos sensores, como radar;
Breve Histórico
 Durante a Guerra Fria foram 
desenvolvidos sensores de alta 
resolução;
 1957: inicio da Carreira espacial
Breve Histórico
TIROS – 1º Satélite 
meteorológico (NASA, 
1960)
APOLLO 9 –
1969
 1972: Landsat 1 – Recursos naturais terrestres
Imagens: 185km x 185 km
 Em 1973, o Brasil recebeu as primeiras
imagens do Landsat;
 No fim da década de 80 – Cooperação
Brasil/China – lançamento do CBERS.
Breve Histórico
Breve Histórico
CBERS 4 (2014)
Breve histórico: Segmentos 
envolvidos no SR
 Sensores – sistema de captação de dados cuja evolução tem
contribuído para a obtenção de imagens de alta qualidade;
 Sistema de telemetria – Consiste no sistema de transmissão
de dados e tem evoluído no sentido de aumentar a
capacidade de transmissão;
 Sistema de processamento – equipamentos computacionais
e softwares para tratamento das imagens;
 Lançadores – Base de lançamento para colocar satélites em
órbita.
Administrador
Highlight
Princípios físicos:
Base de todos os 
princípios em que se 
fundamenta o 
sensoriamento remoto.
Radiação Solar
Qual a natureza?
Como se dá a interação?
Natureza da Radiação Solar
i. Teoria Corpuscular da Luz – a luz é formada
por partículas (interação)
ii. Teoria Ondulatória – a luz é uma onda
(propagação).
a. Modelo Corpuscular
• A luz era considerada como um feixe de partículas
emitidas por uma fonte de luz que atingia o olho
estimulando a visão.
• Interação – Fotóns que se propagam em pulsos
b. Teoria Ondulatória
• A luz era um movimento ondulatório. 
v=frequência, c= velocidade de propagação 
Espectro – Conjunto de ondas eletromagnéticas que compõem o 
campo de radiação de um determinado objeto. 
Radiação eletromagnética (REM)
Radiação eletromagnética (REM)
Radiação eletromagnética (REM)
Todas as cores que o olho humano consegue perceber é
combinação dos comprimentos de onda das cores RED,
GREEN, BLUE (RGB)
Preto – Radiação totalmente absorvida (ausência).
Branco – Radiação totalmente refletida.
IMAGEM PROCESSADA (TRATADA)
Radiação eletromagnética (REM)
Radiação eletromagnética (REM)
Sensoriamento remoto utiliza radiação da:
• Região do visível
• Raios X e Ultravioleta (Sensoriamento interplanetário)
• Infravermelho refletido 
• Microondas (Recentemente)
Radiação eletromagnética (REM)
A radiação vai se propagar como uma onda 
eletromagnética e vai interagir com a matéria 
na forma de um fóton.
Interação da radiação 
com a atmosfera
Estrutura vertical
Troposfera - 6,5º/1000m
Composição da atmosfera
Metereology today
Composição da atmosfera
Aerossóis
Atenuações da energia solar ao
atravessar a atmosfera
Espalhamento
Obstrução das ondas eletromagnéticas, por partículas existentes na 
sua trajetória que pode ser aerossóis ó gotas de chuva, por 
exemplo. 
200 - 2000Chuva
50 – 200Garoa
20 – 50Névoa
2 – 30Neblina, nuvens
1 – 5Poeira
0,5 – 50Fumos industriais
0,001 – 0,5Fumaça, bruma
Variação no diâmetroPartícula
i. Espalhamento molecular ou de Rayleight
ii. Espalhamento de Mie
iii. Espalhamento não-seletivo
Espalhamento
Espalhamento molecular ou 
Rayleight
 Quando a relação entre o diâmetro da partícula e
o comprimento de onda é menor que 1.
 O espalhamento é simétrico em relação à direção
da onda incidente.
 Ele é produzido, essencialmente, por moléculas
de gases constituintes da atmosfera.
E – Quantidade de radiação 
espalhada. 
Espalhamento molecular ou 
Rayleight
4
1

E
Espalhamento de Mie
Ocorre quando os diâmetros das partículas na atmosfera são da
mesma ordem ou próximos ao tamanho do comprimento de onda
da radiação:
 de 3/2 de ordem da for partículas das diâmetros  1E
 do tamanho mesmo do for partículas das diâmetros  21E
Espalhamento não-seletivo
Absorção atmosférica
Cada tipo de molécula tem seu espectro de 
absorção próprio.
Dissociação e fotionização
na alta atmosfera
Vibração e transição
rotacional de moléculas
Absorção da radiação na 
região do infravermelho
Absorção nas faixa dos raios X 
e do Ultravioleta
Absorção atmosférica
Refração
meio. do refração de índice 
km/s); 300.000c ( vácuo no radiação da velocidade c 
meio; novo no velocidade V 
que, Em
 






c
v
Quando a radiação eletromagnética passa do vácuo para um outro
meio, ela se refrata e sua velocidade diminui, que é função do meio
(comprimento de onda se modifica e freqüência se mantém
constante)
Interação da radiação 
com os alvos da 
superfície terrestre
Ei() = Energia incidente
ER() = Energia Refletida
ET() = Energia TransmitidaEA() = Energia Absorvida
Ei() = ER() + EA() + ET()
• Recursos Naturais – a radiação refletida deve ser
coletada e registrada por algum tipo de sistema sensor.
Reflectância – A razão entre o fluxo de radiação
incidente e refletido.
Comportamento espectral – A forma como os
diferentes objetos vão refletir as ondas de REM.
Radiância (L) – Intensidade radiante por unidade
de área da superfície que situa-se normal à fonte de
radiação.
Excitância ou Emitância (M) – Fluxo de radiante
que deixa uma superfície por unidade de área.
Alguns conceitos:
Interação da radiação 
com o solo
Estrutura e composição do solo
O solo funciona como suporte físico e reservatório de 
água para as plantas, além de, na maioria dos casos, ser o 
fornecedor dos principais nutrientes necessários à 
produção.
Estrutura e composição do solo
Composição média do ar do solo e da atmosfera
Estrutura e composição do solo
De modo geral, os solos são separados em dois 
conjuntos:
Organossolos: aqueles com altos teores de
material orgânico (=>50%)
Não-orgânicos: solos minerais
• No Brasil, predominam os minerais e, nessa, 
categoria, os Latossolos.
Parâmetros que influenciam a 
reflectância dos solos
 Umidade
 Granulometria
 Matéria Orgânica
 Óxido de ferro
 Presença de costas biológicas e vegetação
Umidade
Curvas espectrais de solos contendo diferentes porcentagens de água
Granulometria
Granulometria
Matéria Orgânica
Comportamento espectral do solo: Matéria orgânica
Óxido de ferro
Curvas de reflectância dos solos da tabela anterior
Crostas Biológicas e Vegetação
Comportamento espectral do solo: Crostas Biológicas, Vegetação
Interação da radiação 
com as feições 
artificiais
Feições artificiais
Telha amianto
Telha Zinco: 1 – 2 anos
Telha Zinco 2 – 10 anos 
Telha barrro
Souza, 2010
Feições artificiaisInteração da radiação 
com a vegetação
Radiação Fisiologicamente Ativa – provocam radiação fotoquímica
Vegetação
Aprisionador
Parte Absorvida é de maior interesse – Estimada a partir da quantificação 
da parte refletida
Unidade 
fotossintética
Vegetação
Fatores que interferem no comportamento espectral da
vegetação:
morfológicos (densidade de cobertura vegetal,
distribuição horizontal e vertical das folhas);
Atmosféricos (umidade do ar, etp);
Fisiológicos (idade da planta, déficit hídrico, espessura da
folha e quantidade de nutrientes;
Reflectância dos objetos adjacentes;
Vegetação
Comportamento espectral em relação a idade da planta
O
Comportamento espectral em relação ao conteúdo de água
Mudança na reflectância de folha de milho provocada pela mudança no 
conteúdo de água infiltrada
Vegetais com diferentes níveis de adubação
Reflectância dos objetos adjacentes
Dossel Vegetativo – Folha é o principal elemento de captação da 
radiação
Vegetação
Interação da radiação 
com a água
Curvas de reflectância da água obtidas nos rios Tietê e Piracicaba
e no reservatório de Barra Bonita, Estado de São Paulo 
Elevada concentração de
material em suspensão,
Elevada concentração de
matéria orgânica na água.
Água dos dois rios já
misturadas, mostrando
claramente a transição
entre os dois espectros
anteriores.
•Até a próxima aula!!