Sensoriamento Remoto

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Conceito

Sensoriamento Remoto é a tecnologia que permite obter imagens e outros tipos de dados, da superfície terrestre, por meio da captação e do registro da energia refletida ou emitida da superfície terrestre. Esses sensores são instrumentos capazes de converter a energia coletada proveniente da superfície terrestre e converte-la em sinal passível de ser registrado e apresentar o mesmo em forma adequada extração de informações. No entanto, o termo sensoriamento relata à obtenção dos dados, e remoto significa distante, isto é, sem contato físico entre o sensor e a superfície terrestre.

O sol ilumina a superfície terrestre, a energia provinda do sol, refletida pela superfície é capitada e registrada pelo sensor. A trajetória da energia atravessa a atmosfera e esta interfere na energia final capitada pelo sensor, pois quando mais distante o sensor estiver da superfície terrestre, maior será essa interferência. A presença de nuvens na atmosfera pode impedir que a energia refletida chegue até o sensor.

A energia refletida e/ou emitida pela superfície terrestre é capitada por sensores eletrônicos, instalados em satélites artificiais, esta energia é transformada em sinal elétricos, que são registrados e transmitidos para a estações de recepção na Terra, equipamentos com enormes antenas parabólicas. Os sinais enviados para essas estações são transformados em dados em forma gráfica, tabelas ou imagens. Com base na interpretação desses dados, é possível obter informações da superfície terrestre.

Os sensores podem ser instalados em plataformas terrestre, aéreas (balões, helicópteros e aviões) e orbitais (satélites artificiais). As câmeras fotográficas, as câmeras de vídeos, os radiômetros, os sistemas de varreduras e os radares são exemplos de sensores.

A História do Sensoriamento Remoto

A história do sensoriamento remoto é dividida em dois períodos: o primeiro de 1860 a 1960, baseado no uso de fotografias aéreas e o segundo no período de 1960 até hoje, caracterizado pela multiplicidade de sistemas sensores.

Esta história está vinculada ao uso militar. A primeira fotografia foi tirada no ano de 1856 por meio de um balão. Em 1862, durante a guerra civil americana, os balonistas faziam o reconhecimento das tropas confederadas com fotografias aéreas. Em 1909, surgem as fotografias tiradas por meio de aviões, onde seu uso intensificou na Primeira Guerra Mundial.

Dois grandes momentos que marcaram a história do sensoriamento remoto foram na década de 1960, quando as primeiras fotografias orbitais foram obtidos pelo satélite de Mercury. E em 1972 o primeiro satélite de recursos terrestre (ERTS-1) foi colocado em orbita.

Fontes de Energia usadas no Sensoriamento Remoto

Como foi esclarecida, a obtenção de dados de sensoriamento remoto requer o uso de energia, uma vez que esta pode ser provinda de uma fonte natural como a luz do sol e o calor emitido pela superfície da Terra, ou pode ser também por meio de uma fonte artificial, como por exemplo, a um flash de luz emitido por uma maquina fotográfica e o sinal produzido por um radar.

A energia aplicada no sensoriamento remoto é a radiação eletromagnética, que se propaga em forma de onda eletromagnética com a velocidade da luz (300.000 Km por segundo). Esta energia é medida em frequência e comprimento de onda. A frequência de onda é o número de vezes que uma onda se repete por unidade de tempo, logo, quanto maior for o número, maior será a frequência, e quanto menor, menor será a frequência de onda. O espectro eletromagnético demonstra a distribuição da radiação eletromagnética.

A Energia Refletida da Superfície Terrestre

Todos os alvos sobre a superfície terrestre como a vegetação, a água e o solo, refletem, absorvem e transmitem radiação eletromagnética em proporção que varia o comprimento de onda. As energias refletidas podem ser observadas por curvas, em que por meio destas variações de curvas, é possível diferenciar os alvos da superfície nas imagens de sensores remotos. As cores nestas imagens variam do branco (quando é refletida muita energia) ao preto (quando é refletida pouca energia).

A reflexão do solo aberto aumenta gradativamente até o infravermelho intermediário. Solo úmido tem uma curva semelhante, só com valores mais baixos em todas as faixas espectrais. Vegetação verde tem baixa reflexão na luz azul e vermelha e um pico na luz verde (em visto disso, o ser humano vê na coloração verde). É característico um forte aumento da reflexão no infravermelho próximo. A água clara geralmente reflete pouco. No infravermelho toda a radiação do sol é absorvida. Portanto, a água com alta concentração de sedimentos tem uma reflexão expressiva nas faixas da luz visível.

Sistema Sensores Orbitais

Os equipamentos que transformam energia em um sinal passível de ser convertido em informação são chamados sistemas sensores. Esses sistemas podem ser divididos em:

• Sensores passivos: detectam a radiação solar refletida ou a radiação emitida pelos objetos.

• Sensores ativos: produzem sua própria radiação, por exemplo, radares.

Orbitais

Os sistemas instalados em satélites são denominados sistemas orbitais, esses são classificados conforme suas orbitas. Sistemas sensores geoestacionário se movimentam com a mesma velocidade do que a rotação da terra e eles monitoram consequentemente sempre a mesma região da superfície terrestre. Eles circulam numa grande distância da superfície terrestre, e são usados para a aplicações meteorológicas (como por exemplo, previsão de tempo), que exigem imagens repetitivas da mesma região em curto intervalos. Já para aplicações que exigem detalhamento (uso e ocupação do solo, cobertura vegetal, mapeamento geológico, etc) são usados sistemas com órbitas com menor distancia da superfície terrestre.

Sistemas Passivos mais usados

Serão abordados dois sistemas passivos que representam fonte de dados de sensoriamento remoto e com maior potencial de continuidade ao longo do tempo. Além de que tem disponível no Brasil, através do INPE (Instituto Nacional de Pesquisa Espaciais), toda uma infraestrutura para recepção, processamento e distribuição das imagens enviadas por estes sistemas.

Satélite Landsat

O Landsat-1 foi lançado em 1972 pela Nasa, foi o primeiro satélite de série de sete até o momento desenvolvidos para a observação dos recursos terrestre. Nos três primeiro satélites, o principal sistema sensor era o Multiespectral Scanner System (MSS), em que opera em quatro canais com uma resolução espacial de 80 metros.

Dez anos depois foi lançado o Landsat-4, em que além do MSS foi aplicado neste um novo sistema sensor com tecnologia mais avançadas o Thematic Mapper (TM), que tinha uma resolução espacial de 30 metros. Dois anos depois foi lançado o Landsat-5 com as mesmas características do Landsat-4, no entanto, este ainda está em operação nos dias de hoje.

O Landsat-6 não conseguiu atingir sua orbita sendo então considerado perdido após seu lançamento em 1993. O Landsat-7 foi lançado em 1999 e o sensor TM foi substituído pelo Enhanced Thematic Mapper, Plus. Este possui uma resolução espacial de 15 metros e uma resolução do canal termal de 60 metros, porém devido às falhas operacionais deste, vem sendo obtidos somente as imagens do Landsat-5.

Satélite Spot

O sistema Spot é um programa espacial francês que foi lançado em 1985. O Spot é bem semelhante ao programa Landsat, e foi concebido pelo Center National d'Etudes Spatiales (CNES) e leva a bordo dois sensores de alta resolução HRV (Haute Resolution Visible).

Estes sensores foram configurados para operar em dois distintos modos. O modo Multiespectral permite a aquisição de dados em três faixas do espectro eletromagnético com resolução de 20 metros. E o modo pancromático com resolução de 10 metros.

Da imagem ao mapa

São cada vez mais utilizadas para a composição de mapas as imagens dos sensores remotos. O processo de interpretação de imagem é transformado em informações e apresentados em forma de mapa. Os mapas contêm informações e as imagens obtidas pelos sensores remotos contêm dados que só se tornam informação a partir de sua interpretação.

No entanto, as imagens dos satélites e as fotografias aéreas são apenas retratos da superfície terrestre, os mapas são imagens de uma superfície plana da superfície terrestre e nessas imagens a paisagem esta representada em todos o seu aspecto, solo, água, vegetação, geologia, relevo e uso da terra. Já nos mapas são representados separadamente, mapa de solo, mapa de vegetação, etc.

Os mapas eram elaborados manualmente, conforme observações feitas no local, com o passar do tempo foi aumentado o conhecimento sobre a Terra por causas dos sensores remotos, e a maneira de representar a Terra também foi melhorada. A finalidade dos mapas é representar e localizar áreas, objetos e fenômenos. Com o desenvolvimento tecnológico e da informática, surge à cartografia e a elaboração de mapas passa a ser uma tarefa mais automatizada.

Os sensoriamentos remotos coletam dados da superfície terrestre de forma sistemática e repetitiva, como por exemplo, o Landsat-5 que passa a cada 16 dias sobre uma mesma área por um intervalo de tempo chamado resolução temporal, logo, as imagens de um satélite podem ser utilizadas tanto na elaboração de novos mapas quanto nas atualizações daqueles já existentes.