Sistemas de Detecção Remota

Apresentação em tema: "Sistemas de Detecção Remota"— Transcrição da apresentação:

1 Sistemas de Detecção Remota
satélites e sensores

2 Classificação dos satélites
Quanto à orbita: Geossíncronos ou geoestacionários: observam sempre a mesma região do globo. A altitude da orbita é da ordem dos Km para que o período da orbita seja de 24 h. Exemplos: satélites de observação meteorológica METEOSAT, GEOS. Heliossíncronos, com orbita quase polar: para cobrir toda a superficie terrestre, e assegurar as mesmas condições de iluminação para a mesma zona. Exemplos: satélites de observação da terra como Landsat, SPOT, NOAA, ...

3 Área observadas por alguns satélites geoestacionários
[Sokolik, 2002]

4 Orbita heliossíncrona quase polar [Sokolik, 2002]

5 Ilustração da noção de largura de imagem

6 Sobreposição das faixas de terreno observadas pelo satélite
[FF04]

7 Classificação dos sensores relativamente às características espaciais
Detectores ópticos: registam informação radiométrica relativamente às regiões do visível e do infravermelho Detectores de RADAR: registam informação radiométrica relativamente à região das mocroondas

8 Detectores ópticos Classificação quanto ao tipo de arranjo dos sensores e o modo de varrimento da superfície terrestre De placa: grelha bidimensional de sensores (em desuso) De varrimento mecânico: o detector tem um espelho oscilante de varrimento. Exemplo: sensores TM e ETM+ dos satélites Landsat Em matriz linear (CCD): com uma bateria de sensores em linha. Exemplos: sensor HRV dos satélites SPOT, sensores dos satélites IRS, IKONOS, QuickBird

9 Ilustração de um sensor de varrimento
[NASA,2002]

10 Ilustração de um sensor de matriz linear: o intervalo de tempo de aquisição da informação para cada elemento do terreno é superior [NASA,2002]

11 Resolução Espacial: relativa à dimensão das parcelas no terreno que podem ser discriminadas Espectral: relativa aos intervalos de c.d.o. nos quais a radiação é registada Radiométrica: relativa aos níveis de sinal que o sensor pode discriminar Temporal: relativa ao intervalo de tempo entre a aquisição de imagens do mesmo local com o mesmo ângulo de observação

12 Resolução espacial É o diâmetro do círculo definido no terreno pelo campo de vista instantâneo do sensor, que depende da altitude da plataforma e do cone angular de visibilidade do sensor. Observações: Como o sensor está em movimento contínuo, a imagem não é captada pixel a pixel; A resolução espacial efectiva depende das características radiométricas dos objectos. Um objecto de dimensão inferior à resolução espacial pode ser detectado se contrastar suficientemente com os objectos vizinhos mas um objecto de dimensão superior pode não ser detectado. Usualmente a resolução espacial é medida como o comprimento do lado de uma parcela de terreno que, no nadir, corresponde a um pixel na imagem de satélite.

13 Distinguem-se dois tipos de imagens:
Resolução espectral Distinguem-se dois tipos de imagens: Pancromáticas: uma só banda (intervalo de c.d.o.) Multiespectrais: várias bandas em regiões espectrais distintas

14 Resolução radiométrica
A resolução radiométrica é medida em bits. Se o sensor tiver a capacidade de distinguir N níveis radiométricos do sinal, então a resolução é o número inteiro imediatamente superior a log2(N). A resolução radiométrica mais comum é de 8 bits (correspondendo a um máximo de 256 níveis radiométricos distintos) mas pode ir até 12 bits (MODIS). Para 8 bits, os níveis radiométricos são numerados de 0 a 255.

15 Resolução temporal Para a definição standard de resolução temporal considera-se que as sucessivas aquisicões da imagem são realizadas com o mesmo ângulo de observação. No entanto, alguns sensores podem obter imagens do mesmo local no terreno com ângulos distintos (o que permite a obtenção de imagens estereoscópicas). Designa-se por precisão temporal relativa o intervalo de tempo entre a aquisição de imagens do mesmo local.

16 Alguns programas e missões espaciais
Programa Envisat (Agência espacial europeia) Programa EOS (NASA, ...) Landsat 7, QuickScat, Terra (MODIS, ASTER, ...) Programa IRS Programa Landsat Programa NOAA Programa SPOT Programa EOSAT/SpaceImaging (IKONOS) Programa Quickbird (DigitalGlobe) Programa OrbView

17 Res. Espacial vs Res. Espectral [Jen00]

18 Landsat Sensor Res. Temp Resolução radiomét. Operação Landsat 1 MSS
18 dias 6 bits Landsat 2 18 6 Landsat 3 Landsat 4 16 8 1982- Landsat 5 TM 1984- Landsat 7 ETM+ 1999-

19 Imagens Landsat 5 Sensor TM (thematic Mapper). [FF04]

20 Imagens Landsat 7 [FF04] Nota: sofreu uma falha em Maio de 2003 que deteriorou a qualidade dos dados.

21 Bandas 1-5 e 7 Landsat TM

22 SPOT SPOT 1 (1986-90) SPOT 2 (1990-) SPOT 3 (1993-97) SPOT 4 (1998-)
Resolução temporal: 26 dias (HRV, HRG) ou 1 dia (Vegetation) Resolução radiométrica: 8 bits (excepto SPOT 1 – PAN)

23 SPOT 4 [FF04]

24 SPOT 5 Sensor HRG Banda c.d.o. Res. Esp. 1 (verde) .5 -- .59 10
2 (verm.) 3 (IV próx.) IV médio 1.58 – 1.75 20 PAN 2.5 e 5 Sensor Vegetation

25 Imagem SPOT-5 com resolução 2.5 m (Lisboa)

26 Modis (Terra a Aqua) Multiespectral: 36 bandas, com resolução espacial de 250 m, 500m ou 1 Km (dependendo das bandas) Largura da imagem: 2330 Km Frequência temporal: +- 1 dia (2 passagens por dia usando Terra e Aqua) Imagens disponibilizadas gratuitamente

27 Localização de incêndios activos a partir de imagem MODIS

28 Alguns sensores com resolução espacial comparável a fotografia aérea
[Jen00]

29 Algumas características do sensor DigitalGlobe QuickBird
Modo pancromático ( nm): resolução espacial de 61 a 72 cms (dependendo do ângulo de aquisição), Modo multiespectral (azul nm, verde nm, vermelho nm, IVP nm): resolução espacial de 2.44 a 2.88 m Correcção posicional: 23 m (CE90%) Largura da imagem: 16.5 Km

30 Imagem QuickBird Resolução 2.8 m