Topografia2 2014.1 Ficha Teoria SR Imagens Satélite REV0 (2016 08 11 15 44 07)

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Teoria Sensoriamento Remoro - Imagens de Satélite 
 
Como escolher uma imagem de satélite: 
 
Uma das grandes qualidades das imagens de satélite é que qualquer pessoa pode interpretá-las visualmente sem 
muitas dificuldades, realizando uma associação simples entre as feições observadas na imagem e o conhecimento 
que a pessoa tem do mundo real adquirido pela observação da paisagem ao longo da sua vida. Muito diferente dos 
radares, onde é necessário ter olhos treinados para interpretar. Por analogia, podemos comparar uma imagem de 
satélite óptico a uma foto de bebê enquanto uma imagem de radar comparar-se-ia com o resultado de uma ultra-
sonografia, onde apenas o médico, que é treinado, consegue interpretar. 
 
Contudo, existem características diferentes entre as imagens de sensoriamento remoto, que devem ser 
consideradas pelo usuário na hora de escolher e interpretar suas imagens, pois dependendo destas características 
particulares, algumas imagens poderão ser mais úteis que outras em determinadas aplicações. 
 
As principais características são: 
 
1. Tamanho da área de cobertura pela imagem 
2. Resolução espacial 
3. Resolução espectral 
4. Resolução temporal 
5. Resolução radiométrica 
6. Ângulo de iluminação solar. 
 
Embora seja importante conhecer todas as características de uma imagem, os fatores relacionados com a 
resolução espacial e espectral são, na prática, os que diferenciam uma imagem de outra e definem o tipo de 
aplicação na que podem ser utilmente aplicadas. 
 
Você pode escolher a imagem de satélite ideal através das seguintes características: 
 
1. Eleição da imagem segundo a resolução espacial 
2. Eleição da imagem segundo a resolução espectral – bandas 
3. Eleição da imagem segundo a área de cobertura da imagem-mosaico 
4. Eleição da imagem segundo a resolução temporal 
5. Eleição da imagem segundo a resolução radiométrica 
6. Eleição da imagem segundo a escala de trabalho. 
 
 
Eleição da imagem segundo a resolução espacial 
 
A resolução espacial determina o tamanho do menor objeto que é possível representar na imagem. Portanto, o 
usuário deve escolher suas imagens de acordo com a magnitude da escala do seu trabalho, em outras palavras, a 
resolução espacial da imagem deve ser equivalente com o tamanho do menor objeto que se deseja identificar. 
 
Na Figura 1 podemos observar como pode variar a representação dos objetos do mundo real, segundo a resolução 
espacial da imagem: 
 
A forma mais simples para definir o TIPO DE RESOLUÇÃO ESPACIAL que deve ser utilizado é estabelecer 
uma relação entre a resolução e a escala do trabalho que se pretende realizar. Algumas relações gerais são as 
seguintes: 
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Resolução Espacial Escala do Trabalho 
0,70 m 1:2.000 
1 metro 1:2.000 
5 metros 1:12.000 
10 metros 1:25.000 
20 metros 1:50.000 
30 metros 1:80.000 
1.000 metros 1:1.500.000 
 
Por outro lado, também é possível definir o TAMANHO DA RESOLUÇÃO ESPACIAL SEGUNDO O TIPO DE 
INFORMAÇÃO QUE SE DESEJA OBTER, por exemplo: 
 
RESOLUÇÃO 
ESPACIAL CARACTERÍSTICAS 
0,7 a 5 metros - Permite diferenciar tipos de edificações (casas, forma dos prédios, características dos 
tetos). 
- Geração de cartografia a escala humana, ou seja, é possível individualizar árvores, 
carros, ônibus, monumentos e arruamento intra-urbano.- Identificação de áreas 
agrícolas menores 
10 – 15 metros - Identificação dos quarteirões de uma cidade, edifícios e ruas principais. 
- Detalhamento de áreas florestais. 
- Identificação de minerações e áreas agrícolas. 
20 – 30 metros - Identificação de regiões urbanas, aeroportos, rodovias principais e ferrovias. 
- Identificação de grandes áreas florestais e agrícolas, bacias hidrográficas e 
caracterização da cobertura do solo. 
- Identificação de lineamentos geológicos. 
80 – 100 metros - Cartografia de estruturas geológicas regionais. 
- Cartografia de grandes bacias hidrográficas e extensas áreas florestais e agrícolas. 
 
Quadro de aplicações 
 
 
 
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Eleição da imagem segundo a resolução espectral - Bandas 
 
 A RESOLUÇÃO ESPECTRAL dos sensores indica a quantidade de regiões do espectro eletromagnético 
nas quais o sensor é capaz de gerar uma imagem de níveis de cinza, e o intervalo de comprimentos de onda 
incluídos em cada uma das regiões. 
 Dado que os objetos refletem de maneira diferente os diversos comprimentos de onda do espectro 
eletromagnético, as imagens de diferentes regiões do espectro permitem a identificação dos objetos a partir das 
suas características espectrais. 
 Para a escolha das imagens, conhecidas como BANDAS ESPECTRAIS, é necessário que os usuários 
conheçam, de uma forma geral, as características espectrais dos objetos que estão interessados em observar. Desta 
forma, poderão selecionar as bandas que melhor caracterizam os objetos de interesse. 
 
 
 
Na tabela abaixo se faz uma relação entre as bandas espectrais mais utilizadas do espectro eletromagnético e suas 
aplicações mais comuns. 
 
Eleição da imagem segundo a área de cobertura da imagem - mosaico 
 
Um fator importante associado à resolução espacial é a ÁREA TOTAL COBERTA PELA IMAGEM DE 
SATÉLITE SOBRE A SUPERFÍCIE. 
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Região do Espectro (BANDA 
ESPECTRAL) APLICAÇÕES ASSOCIADAS 
Azul Visível 
(0.4 mm - 0.5mm) 
- Estudos batimétricos. Visualização de diferentes profundidades em meio 
aquático. 
- Cartografia de LINHAS COSTEIRAS e diferenciação entre SOLO E 
VEGETAÇÃO. 
- Detecção de plumas de fumaça provocadas por QUEIMADAS OU 
EMISSÕES INDUSTRIAIS 
Vermelho Visível 
(0.6 mm – 0.7mm) 
- Diferenciação entre estágios de maturidade fisiológica da vegetação.- 
Diferenciação entre áreas de VEGETAÇÃO E EROSÕES. 
- Identificação de ÁREAS AGRÍCOLAS e DELIMITAÇÃO DA ÁREA 
URBANA. 
- Delimitação das REDES DE DRENAGEM. 
- Caracterização litológica de áreas sem vegetação. 
- Verificação de distintos TIPOS DE SOLO 
Infravermelho próximo 
(0.7 mm - 1.5 mm) 
- Diferenciação do teor de água e ATIVIDADE FOTOSSINTÉTICA da 
vegetação. 
- Mapeamentos de áreas de QUEIMADAS E DESFLORESTAMENTO 
- CARACTERIZAÇÃO MORFOLÓGICA do terreno. 
- Delimitação de corpos de água. 
- CARACTERIZAÇÃO DE ÁREAS AGRÍCOLAS. 
Infravermelho Médio 
(1.5 mm - 3 mm) 
- Diferenciação do TEOR DE ÁGUA e a ATIVIDADE FOTOSSINTÉTICA 
da vegetação 
- Identificação de ESTRESSE HÍDRICO DA VEGETAÇÃO. 
- CARACTERIZAÇÃO MORFOLÓGICA do terreno 
- Identificação de áreas com AFLORAMENTOS MINERAIS e 
CARTOGRAFIA DE ESTRUTURAS GEOLÓGICAS. 
Infravermelho Distante 
(3.0mm - 1000 mm) 
- Identificação de CONTRASTES TÉRMICOS ENTRE DIFERENTES 
COBERTURAS DA SUPERFÍCIE 
- Mapeamento de ILHAS DE CALOR e identificação de LAGOS, RIOS, 
AÇUDES 
 
De forma geral, quanto maior a resolução espacial da imagem, menor será o tamanho total da imagem. 
Este fenômeno se deve às características ópticas dos sensores, e é semelhante ao efeito que se produz quando as 
pessoas se aproximam sobre um objeto para observar seus detalhes, perdendo a possibilidade de observar o objeto 
inteiro e as coisas ao redor dele. Em outras palavras, o campo devisada do observador diminuiu. 
 
Desta forma, e embora para o usuário quanto maior a resolução da imagem, maior é a quantidade de informações 
obtidas, é recomendável para o usuário escolher imagens com resoluções que se ajustem às suas necessidades. 
 
Contudo, muitas vezes acontece que a área de interesse do usuário não está contida totalmente numa única 
imagem, seja pelo extenso tamanho da área ou porque esta não se localiza dentro de uma única unidade do 
sistema de cobertura global do satélite. 
 
Nestes casos, é aconselhável realizar um MOSAICO de duas ou mais imagens adjacentes até cobrir a totalidade 
da área de interesse. 
Um MOSAICO é uma composição de imagens que tem como resultado, a representação de uma área maior da 
superfície terrestre que possui as mesmas características de resolução espacial que as imagens que a compõem. 
 
 
Eleição da imagem segundo a resolução temporal 
 
A resolução temporal se refere ao intervalo de tempo em dias ou horas, que o sistema demora em obter duas 
imagens consecutivas da mesma região sobre a Terra. 
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A resolução temporal é também conhecida como tempo de revisita e depende das características da órbita do 
satélite. Porém, sensores com capacidade de imageamento com visada lateral ou off-nadir, podem aumentar o 
tempo de revisita, nominalmente estabelecido pela órbita do satélite para imageamento no nadir. 
A resolução temporal é de fundamental importância quando se pretende monitorar processos dinâmicos como, por 
exemplo: a ocorrência de incêndios ou queimadas em reservas florestais, derramamento de óleo no oceano, 
mudanças fenológicas de culturas e o crescimento de uma cidade. 
 
Da mesma forma em que a resolução espacial das imagens deve ser associada a uma escala espacial para uma 
determinada aplicação, a escolha da resolução temporal deve ser coerente com a escala temporal e dinamismo do 
processo monitorado. 
 
Eleição da imagem segundo a resolução radiométrica 
 
As imagens de Sensoriamento Remoto são uma representação, em formato digital ou analógico, de uma parte da 
superfície terrestre. As imagens adquiridas por sensores satelitais têm geralmente formatos digitais (raster, nunca 
vetor), já as fotografias aéreas são tradicionalmente imagens analógicas (papel). 
 
Uma imagem digital, ou imagem raster é a composição de um 
conjunto de elementos denominados pixels (picture elements) 
ordenados na forma de uma matriz bidimensional.
 
Para cada um destes elementos de imagem existe uma única 
posição na matriz, indicada pela interseção de uma linha e uma 
coluna. 
 
Cada pixel ou elemento da matriz representa uma área definida da superfície terrestre, assim a área total do 
conjunto de todos os pixels da matriz corresponde à área total coberta pela imagem sobre a superfície. 
 
 
 
Para cada pixel é associado um valor de intensidade denominado número digital (DN) que representa a medida 
física da quantidade de energia eletromagnética incidente nos detectores do sensor (radiância), seja pela reflexão 
da energia solar nos objetos sobre a superfície terrestre, ou pela radiação infravermelha emitida por eles. 
 
O número digital é armazenado com uma quantidade finita de bits, ou seja, números compostos de valores 0 e 1. 
 
Por exemplo, o número 10010110 é um número binário de 8 bits por ter 8 dígitos com valores 0 ou 1. 
 
Por exemplo, uma imagem é formada por números digitais de 8 bits, o total de níveis de cinza para representar a 
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imagem será 256 ( 28 = 256). Desta forma, a imagem será identificada como tendo uma resolução radiométrica de 
8 bits, na qual o valor zero é associado à cor preta e o valor 255 à cor branca. 
 
 
 
 
 
Eleição da imagem segundo a escala de trabalho 
 
O usuário pode optar por escolher o satélite a ser utilizado, de acordo com a ESCALA em que irá trabalhar. 
Observe a tabela abaixo: 
 
ESCALA SATÉLITE / SENSOR 
1:500.000 - 1:250.000 Landsat 5/TM; Landsat 7/ETM+; Radarsat-1 
1:250.000 - 1:100.000 Landsat 5/TM; Landsat 7/ETM+; SPOT 4/HRVIR; Radarsat-1 
1:000.000 - 1:50.000 Landsat 5/TM; Landsat 7/ETM+; SPOT 4/HRVIR; Radarsat-1 
1:50.000 - 1.25.000 Landsat 5/TM; Landsat 7/ETM+; SPOT 4/HRVIR; IRS-D/LISSIII Radarsat-
1 
1:25.000 - 1.10.000 IRS-1D/LISSIII; QUICKBIRD; IKONOS; EROS A1, SPOT 5 
1:10.000 - 1:5.000 QUICKBIRD; IKONOS; EROS-A1, SPOT 5 
1:5.000 - 1:2.000 QUICKBIRD; IKONOS