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NÍVEIS DE AQUISIÇÃO DE DADOS E CARACTERÍSTICAS DAS IMAGENS DE SATÉLITES Prof. Elvis Moreira Prof. Dr. Elvis Bergue Mariz Moreira elvis.moreira@ufob.edu.br UNIVERSIDADE FEDERAL DO OESTE DA BAHIA CENTRO DAS HUMANIDADES Sensoriamento Remoto • Os níveis de aquisição de dados de sensoriamento remoto dependem do veículo ou sistema de suporte para a operação de um sistema sensor. • O conceito de plataforma não se limita apenas a sistemas mais sofisticados de suporte de sensores. NÍVEIS DE AQUISIÇÃO DE DADOS • Sistema de aquisição de dados por SR = fonte de energia + sensor + analisador (transforma o sinal em informação). • Altitude influência na intensidade e qualidade do sinal, forma de registro, nível de informação e análise dos dados (atmosfera). • Terrestre • Suborbital • Orbital – ESCOLHA: - Objetivo da pesquisa - Tamanho da área a ser imageada - Disponibilidade de equipamentos sensores - Custo e precisão desejados dos resultados 3 NÍVEIS DE AQUISIÇÃO DE DADOS • Nível terrestre – Área reduzida, uso principalmente em pesquisa – Estudo do comportamento espectral quase sem interferência ambiental (fidelidade). – Pode-se fixar variáveis: âng. Incidência, potência do fluxo incidente, atmosfera, etc. – Entender como ocorrre as interações • LAI-2000 Mede quantidade de luz que atravessa o dossel em diferentes direções Estimar índice de área foliar de dosséis Vigor da vegetação Produtividade de dossel 4 Fonte: Moreira (2003) Fonte: Moreira (2003) Curva reflectância do solo Sob diferentes teores de umidade NÍVEIS DE AQUISIÇÃO DE DADOS • Nível Suborbital Geralmente em aeronaves tripuladas: câmaras fotográficas, scanners e os radares Qualidade depende: sensor, altura de vôo, ângulo solar, condições atmosféricas • Fotografias aéreas Cadastro técnico multifinalitário Estudos agronômicos detalhados Mapeamento Planejamento urbano • Imagens de radar – SAR-R99B (banda L) Vigilância florestal Desmatamento Distinção de culturas 5 Imagem SAR-R99B VV(R)HV(G)HH(B) Foto aérea NÍVEIS DE AQUISIÇÃO DE DADOS • Nível orbital • Aquisição de dados de Sensoriamento Remoto através de equipamentos sensores colocados a bordo de plataformas em órbita da Terra. • Plataformas orbitais/satélites artificias • Satélites - “corpo que gravita em torno de um astro de massa preponderante, em particular ao redor de um planeta” • Satélites artificias - “engenho colocado em órbita pelo homem á volta de um planeta ou até mesmo de um satélite natural” (Moreira, 2003). • Aproximadamente 70.000 objetos na órbita da Terra – satélites e sucatas 6 SPUTNIK-1 CATEGORIA DE SATÉLITES • De acordo com os objetivos principais para os quais foram criados 7 Satélites militares Dados não disponíveis para usuários civis Reconhecimento do território inimigo, telecomunicação, alerta avançado. Cerca de 75% dos satélites lançados a partir de 1957 tem finalidades militares (GPS) Satélites científicos Satélites de telecomunicações Satélites meteorológicos Fornecem imagens e coletam dados meteorológicos (pressão atmosférica, temperatura, velocidade de ventos, etc.) Comunicam com balões, bóias, etc. Geoestacionários (36.000km): GOES (EUA), INSAT (India), GMS (Japão) Polar ou Equatorial: NOAA (EUA), SCD (Brasil) Satélite NOAA Diversos sensores CATEGORIA DE SATÉLITES • Satélites de recursos naturais • Coleta de dados sobre os recursos naturais renováveis e não-renováveis 1º satélite ERTS-1 (Earth Resources Technology Satellite 1) – 1972 Landsat 1 • Hoje: E.U.A, Japão, Holanda, Inglaterra, Brasil, China, Alemanha, India e outros 8 Órbita trajetória do satélite em torno de um astro (Terra). Rotação da terra imagens de diferentes lugares Órbita quase polar área polar não imageada. Sol-síncrona cada área imageada em mesmo horário do dia (hora solar local) – mesma condição de iluminação. Ascendente/Descendente Fonte: CCRS Fonte: CCRS Órbitas 1 e 2 não adjacentes - Ex. Landsat órbitas consecutivas – 2.700 km / 9 dias para imagear órbitas adjacentes. - Visada lateral diminui tempo de revisita IMAGENS DE RADAR • Imagens Radar características diferentes das imagens ópticas • Exige técnicas de processamento específicas (filtros, classificadores, segmentadores, etc.) 9 Área agrícola em Luis Eduardo Magalhães - BA SAR-R99B 05/04/2005 Banda L HH(R)HV(G)VV(B) Landsat/TM 11/04/2005 4(R)5(G)3(B) Imagem de desmatamento em Rondônia JERS-1 26/06/1993 Banda L – Pol HH Landsat/TM 29/05/1993 5(R)4(G)3(B) Fonte: Freitas et al. (2003) PRINCIPAIS SATÉLITES DE RECURSOS NATURAIS • LANDSAT – início em 1972 (ERTS-1) – RBV (Return Bean Vidicon) imagens instantânea do terreno, semelhante ao sistema fotográfico (quadros). – MSS (Multispectral Scanner Subsystem) varredura mecânica. – TM (Thematic Mapper) – ETM+ (Enhanced Thematic Mapper) – OLI/TIRS ((Operational Land Imager) / (Thermal Infrared Sensor) - Landsat 5 - lançado em 1984, desativado em 2011. - Landsat-6 - destruido no lançamento (problemas técnicos) - Landsat-7 - lançado em 1999, desativado em 2003 - Landsat- 8 -lançado em 2013 10 Características dos sensores Landsat Landsat - 5 CARACTERÍSTICAS E APLICAÇÕES TM 11 Imagem landsat Fonte: Novo (1992) e Rocha (2002) Região Botucatu-SP (08/09/2007) Imagem Landsat-5/TM 4(R)5(G)3(B) CARATERÍSTICAS DO LANDSAT 8 Barreiras - BA 12 • Satélite sino-brasileiro de Recursos Terrestres Início em 1988 e primeiro lançamento em 1999 (CBERS-1) • Características semelhantes ao Landsat • Atualmente está no quarto • Sensores – CCD – Charge-Coupled Device (multiespectral) - CBERS-1, 2 e 2B - 5 bandas (3 VIS, 1IVP e 1PAN) - Resolução espacial de 19,5 x 19,5m e Swath de 113km - Resolução temporal de 26 dias – IR-MSS – InfraRed Multiespectral Scanner Subsystem - Varredor Multiespectral Inflavermelho – CBERS-1 e 2 - 4 bandas (VIS-IV; 2 IVM; IVT) - Resolução espacial de 77,8 x 77,8 m e Swath de 120km - Resolução temporal de 26 dias 13 Foto CBERS-2 no LIT/INPE CBERS (China Brazil Earth Resources Satellite) – WFI – Wide Field Imager - Imageador com largo campo de visada – CBERS-1, 2 e 2B - 2 Bandas (Vermelho e IVP) – Índice de Vegetação - Resolução espacial de 256 x 256m e Swath de 890km - Resolução temporal de 5 dias – HRC – High Resolution Câmera - Câmera Pancromática de Alta resolução – CBERS 2B - Pâncromática – VIS + IVP (0,5 μm a 0,8 μm) - Resolução espacial de 2,7 x 2,7m e Swath de 27km - Cinco ciclos de 26 dias para cobrir os 113km (CCD) - Resolução temporal de 130 dias CBERS-2B Lançamento 19/09/2007 Previstos CBERS-3 (2009) e CBERS-4 (2011) 14 Região Bauru-SP (10/03/2007) Imagem CBERS-2b/CCD 4(R)2(G)3(B) • Nos CBERS-3 e 4, foi introduzida uma nova câmera – PAN (Câmera Pancromática e Multiespectral) com resolução espacial de 5 (pancromática) e 10 m (multiespectral,do verde ao infravermelho próximo) e com 60 km de largura de faixa de imageamento. Esta câmera possibilitará um detalhamento em termos de imageamento em relação às outras câmeras. Entre as aplicações dessas duas câmeras, podem ser mencionadas: • Geração de mosaicos nacionais ou estaduais detalhados. • Atualização de cartas temáticas e outros tipos de cartas. • Imageamento de áreas de desastres e emergenciais. • Aplicações urbanas e de inteligência. 15 MODIS - (MODerate-resolution Imaging Spectroradiometer) • MODIS (MODerate-resolution Imaging Spectroradiometer) • Principal instrumento das plataformas Terra (1999) e Aqua (2002) Satélites do EOS (Earth Observation System)/NASA - Programa continuado de mudanças globais (Rudorff et al., 2007). • 36 bandas espectrais - 0,4μm (azul) a 14,4μm (IVT) – 2 bandas (verm. e IVP) 250m – 5 bandas (azul, verde, IVP, 2 IVM) 500m – 29 bandas (azul a IVT) 1km • Permite varredura de 55º para cada lado da órbita 2.330km de faixa imageada. • Cobertura global a cada 2 dias 16 • O sensor MODIS está voltado para aplicações terrestres, oceânicas e atmosféricas, fornecendo 44 diferentes produtos, entre eles: – MOD02 Valores de radiância calibrada e georreferenciada – MOD09 Refletância de superfície – MOD13 Índices de vegetação (NDVI e EVI) – MOD15 Índice de área foliar e fração de radiação fotossinteticamente ativa – MOD16 Evapotranspiração 17 Imagem do Índice de Vegetação - NDVI/MODIS Bacia hidrográfica do rio Pajeú - PE SENTINEL • Os Sentinel-2a e 2B formam uma missão imageadora multispectral do Programa GMES (Global Monitoring for Environment and Security) conjuntamente administrada pela Comunidade Europeia e a ESA, para observação da Terra. • Realizando coleta de dados sobre a vegetação, solos e humidade, rios e áreas costeira, e dados para correção atmosférica (absorção e distorção) em alta resolução (10 m), e com alta capacidade de revisita (5 dias). Bandas do Sensor • 4 bandas no visível e no infra vermelho • 6 bandas no “red edge” e no infra vermelho de ondas curtas • 3 bandas para correções atmosféricas Resolução Espacial • 13 bandas, sendo: • 4 delas com 10 m de resolução • 6 com 20 m de resolução • 3 com 60 m de resolução 18 19 Prof. Dr. Elvis Bergue Mariz Moreira elvis.moreira@ufob.edu.br
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