Geomática Aplicada à Gestão de Recursos Hídricos Ikonos de Vitória 1 m de Resolução PROF. ALEXANDRE ROSA DOS SANTOS Engenheiro Agrônomo - UFES Mestrado em Meteorologia Agrícola – UFV Doutorado em Engenharia Agrícola - UFV

Capítulo 7 UNIVERSIDADE FEDERAL DOS ESPÍRITO SANTO – UFES CENTRO DE CIÊNCIAS HUMANAS E NATURAIS - CCHN DEPARTAMENTO DE GEOGRAFIA - DPGEO LABORATÓRIO DE GEOMÁTICA DA UFES - LGU Obs: Todos os Slides apresentados foram adaptados do livro “Fundamentos do Sensoriamento Remoto e Metodologias de Aplicação (2ª Edição). Autor: Maurício Alves Moreira Vitória LANDSAT Andaraí Ikonos 1 m resolução Campos do Jordão Ikonos 1m de Resolução Capítulo 7 Sistemas Sensores Utilizados para Coleta de Dados Espectrais em Nível Terrestre

SISTEMAS SENSORES UTILIZADOS PARA COLETA DE DADOS ESPECTRAIS EM NÍVEL TERRESTRE O fato de as medidas serem feitas a curta distância e em pequenas áreas amostrais permite que os resultados obtidos retratem, com maior fidelidade, aquilo que se deseja investigar. SENSORES QUE OPERAM NA REGIÃO DO VISÍVEL E DO INFRAVERMELHO PRÓXIMO Nesta faixa do espectro eletromagnético, os sensores registram a radiação eletromagnética no intervalo de onda de 400 a 1.100 nm, podendo chegar até 2.500 nm, por meio da combinação de detectores diferentes no mesmo equipamento. Nesta categoria temos os seguintes sensores: VARREDURA CONTÍNUA: operam em faixas espectrais estreitas. EX: ESPECTRORRADIÔMETRO , que opera na faixa espectral de 350 a 1.100 nm, registrando a radiação refletida pelos alvos em 256 valores radiométricos (SPECTRON SE-590 com resolução radiométrica de 10 nm). RADIÔMETROS DE BANDA: operam em faixas largas e discretas do espectro eletromagnético. Ex: sistema sensor que opera no intervalo espectral de 400 a 800 nm (se forem colocados neste equipamento dispositivos que selecionam a REM em faixas discretas, por exemplo 100 nm, esse equipamento registrará a radiação refletida pelos alvos da superfície terrestre, em quatro faixas espectrais (400 – 500 nm; 500 – 600 nm; 600 – 700 nm; e 700 – 800 nm). Ex: EXOTECH.

CARACTERÍSTICAS DOS EQUIPAMENTOS RADIOMÉTRICOS DE CAMPO Peso e volume reduzidos, suprimento de energia própria (bateria recarregável), sistema digital para armazenamento de dados e transferência dos dados para computador. SENSORES QUE OPERAM NA REGIÃO DO INFRAVERMELHO TERMAL Faixa do termal = 8 a 14 mm. Para quantificar a radiação emitida pelos corpos na superfície terrestre, empregam-se os radiômetros infravermelhos. Eles são construídos de tal modo que a radiação captada pelo coletor é constantemente comparada àquela emitida por um corpo negro, com emissividade igual a 1, a determinada temperatura. Os resultados são normalmente expressos na forma de temperatura de brilho, que seria a temperatura do alvo investigado se este fosse um corpo negro. Entretanto, como os corpos naturais apresentam emissividades menor que 1 e entre o radiômetro e o alvo existe a atmosfera, as temperaturas obtidas por meio desse procedimento são menores que as reais.

SENSORES QUE OPERAM NA REGIÃO DE MICROONDAS (> 1 mm) Medem a REM com comprimento de onda entre 0,3 a 30 cm, ou seja, a radiação emitida pelos alvos naturais devido a temperatura a que estão submetidos. Nesta região espectral , a radiação é relativamente imune ao espalhamento e absorção pelos componentes atmosféricos, inclusive partículas dispersas e nuvens. Essa propriedade é extremamente importante, porque permite a operação desses sensores em áreas cobertas com nuvens.

DESCRIÇÃO DE ALGUNS TIPOS DE SISTEMAS SENSOREAS UTILIZADOS EM NÍVEL TERRESTRE EPECTRON SE-590: é um espectrorradiômetro portátil, ópticoeletrônico, com espectro contínuo, composto de um detector e um ou dois coletores interligados por uma interface RS-232: Configuração básica do ESPECTRON SE-590

Foto de uma secção de medida radiométrica em áreas de trigo PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS DO ESPECTRON SE-590 Campo de visada: 1, 6, 15 e 180º . Resolução espectral: 10 nm. Faixa espectral de operação: 350 a 1.100 nm. Tempo de aquisição: 1/60 até 64/60 s. Energia: bateria recarregável (12 VDC). Cabo RS-232: variável Foto de uma secção de medida radiométrica em áreas de trigo

SENSOR QUÂNTICO LI-190 SA: é passivo, designado para medir a radiação fotossinteticamente ativa (RFA) na região espectral entre 400 e 700 nm, em locais onde a radiação a ser medida não é espacilamente uniforme, como dentro de dosséis agrícolas. Basicamente, o sistema é composto de um sensor de linha, de 1 metro de comprimento, feito de silicon fotodiodo e pela unidade controladora (datalogger). A interface entre o sensor e a unidade controladora é feita por um cabo RS-232: Sensor quântico LI-190 SA, conentado ao datalogger por meio da interface RS-232

Sensibilidade: 3 micro-ampere por 1.000 micro-mol/sm2. RADIAÇÃO FOTOSSINTETICAENTE ATIVA ABSORVIDA (RFAA) PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS DO LI-190 SA Calibração: + - 10% . Sensibilidade: 3 micro-ampere por 1.000 micro-mol/sm2. Estabilidade: < 2% ano. Tempo de resposta: 10 micro-segundos. Correção co-seno: difusor acrílico. Azimute: < 1% de erro acima 360º para uma elevação de solar de 45º . Área sensoriada:1 m de comprimento por 12,7 mm de largura. Detector: Silicon fotovoltaico de alta estabiliade. Tamanho: 116 cm de comp. por 2,54 cm de largura por 2,54 cm altura. Peso: 1,8 kg. Comprimento do cabo: 3,1 m.

SENSOR LAI-2000: é um sensor passivo, desenvolvido para estimar o índice de área foliar de dosséis de vegetação, sendo muito prático em áreas agrícolas. Além disso, ele pode ser usado para medir a produtividade do dossel, vigor de floresta, deposição de poluição do ar, estudos de ataque de insetos, etc. O equipamento mede a quantidade da luz que atravessa o dossel da vegetação em diferentes direções. Essa medida contém, essencialmente, dois tipos de informações estruturais do dossel: QUANTIDADE e ORIENTAÇÃO DA FOLHAGEM. Ele é composto por duas unidades: uma contendo o coletor e o sensor, denominada LAI-2050, e outra, chamada unidade controladora (datalogger), denominada LAI-2070, contendo um microcomputador que registra os dados coletados no sensor. O sensor é ligado à unidade controladora por meio de uma interface (cabo RS-232).

Foto do LAI-2000 e principais componentes Foto do sensor LAI-2050 e esquema de seus principais componentes

Medida do índice de área foliar (iaf) na cultura do trigo feita com o LAI-2000

Interface de ligação sensor datalogger: RS-232C. PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS DO LAI-2000 Faixa de operação: 320 a 490 nm . Memória RAM: 64 kbytes. Interface de ligação sensor datalogger: RS-232C. Energia: seis pilhas “ D” . Duração das baterias: 260 horas. Erro tolerável do sistema óptico: 1%. Rejeição à radiação: 490 – 650 nm < 1% e > 650 nm < 0,1%. Detector: Silicon fotovoltaico de alta estabiliade. Placas de direcionamento da luz: 0o, 45º , 90º , 180º e 270º . SENSOR THERMOPOINT: é um equipamento portátil para medir temperaturas de alvos a distância, isto é, sem contato direto. Baseia-se num conjunto de lentes que coleta e focaliza a energia emitida pelo alvo, num detector infravermelho. Esse detector responde e produz uma voltagem que é diretamente proporcional à quantidade de energia recebida e, consequentemente, com a temperatura do alvo:

Esquema do Thermopoint numa visão lateral e frontal

Resposta espectral: 8 a 14 mm. Tempo de resposta: 250 m/s. PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS DO THERMOPOINT Exatidão: + - 1 dígito. Resposta espectral: 8 a 14 mm. Tempo de resposta: 250 m/s. Temperatura do display: 1 º F ou 0,03 ºC . Temperatura do ambiente para operação: 0 a 50 ºC60 horas. Energia: 9 VDC. SENSOR GER IRIS MARK-IV: é um sensor passivo, ^não-imageador, que opera na região espectral do infravermelho distante. Por isso, é destinado a medir a radiação emitida (temperatura de brilho) pelos alvos dentro do seu campo de visada. PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS DO GER IRIS MARK-IV Campo de visada: 14 x 4º . Resolução espectral: 2 nm (300 – 1.100 nm) 4 nm (1.100 – 3000 nm). Faixa espectral de operação: 300 a 3.000 nm. Tempo de aquisição: 10 s até 4 min . Dados/registro: digital/disquete 3,5 pol. Energia: bateria recarregável (12 e 6 VDC). Fabricante: GER, corp. – USA.

FIM