Detecção Remota REALCE RGB: APLICAÇÕES DOS PRODUTOS RGB Docente Responsável: Professora Doutora Maria Dolores Manso Orgaz Autor: André Filipe Baptista Fernandes (Nº 50343)

Índice Introdução; Cor real; Cor natural; Cor falsa; Visível / Infravermelho; Visível nocturno; Massas de ar; Nuvens sobre neve; Conclusão; Bibliografia.

Introdução Neste trabalho, serão abordados alguns dos produtos RGB que se criam com instrumentos geradores de imagens a bordo de alguns satélites. Para cada produto, será apresentada uma tabela com as principais características, bem como um (ns) exemplo (s) representativo (s) da aplicação.

Interpretação das cores Cor real Descrição Cobertura Canais Interpretação das cores Vantagens Limitações As imagens deste tipo obtêm-se através da combinação de três comprimentos de onda solares muito próximos dos comprimentos de onda detectáveis pelo olho humano. As imagens produzidas possuem um aspecto muito realista. Apenas durante o dia. Três comprimentos de onda solares de MODIS: Azul (0,488 μm); Verde (0,555 μm); - Vermelho (0,640 μm) . As zonas com vegetação são verdes; . As zonas desérticas apresentam tons beges; . As nuvens são brancas; . A água é azul. . Os resultados são comparáveis às fotografias tiradas a cores; . Fácil interpretação; . Permite fazer análises geológicas e relativas ao uso do solo; . Permite localizar colunas de fumo e tempestades de poeira e areia. . Apenas produz imagens durante o dia; . Não inclui informação acerca da microfísica de nuvens; . Para já, só se pode obter no MODIS; poder-se-á obter um produto idêntico com o VIIRS. Fenómeno da convecção na troposfera

Cor real (exemplos): Fig. 1 – Cor real: Sul da Califórnia, Outubro de 2007 Fig. 2 – Cor real: Oklahoma, Kansas e Nebraska (EUA), 23 de Agosto de 2009

Interpretação das cores Cor natural Descrição Cobertura Canais de MSG Interpretação das cores Vantagens Limitações A representação das estruturas superficiais e atmosféricas é semelhante à das imagens de cor real. Usa-se uma combinação de canais no visível e próximo do infravermelho para produzir imagens semelhantes às da cor real. Apenas durante o dia. Visível em 0,6 μm; Visível em 0,8 μm; - Próximo do infravermelho em 1,6 μm. . As nuvens baixas são brancas; . As zonas com vegetação são verdes; . As zonas desérticas apresentam tons castanho – avermelhadas; . Os mantos de neve e as nuvens altas de gelo apresentam um tom ciano. . Boa representação de diversas estruturas superficiais; . Produz imagens naturais atractivas da Terra. . É difícil distinguir as nuvens altas de gelo dos mantos de neve; . Os cirros mais finos são difíceis de detectar.

Cor natural (exemplo): Fig. 3 – Cor natural: Eclipse solar do dia 3 de Outubro de 2005 sobre o Mediterrâneo ocidental

Interpretação das cores Cor falsa Descrição Cobertura Canais de MODIS Interpretação das cores Vantagens Limitações Gerado a partir dos dados do MODIS, tem uma aspecto semelhante ao realce RGB em cor natural do EUMETSAT. Também se pode criar a partir do MSG. Permite detectar incêndios. Apenas durante o dia. Azul: 1 – visível em 0,63 μm; Verde: 2 – visível em 0,86 μm; - Vermelho: 7 – próximo do infravermelho em 2,1 μm. . As nuvens baixas são brancas; . As zonas com vegetação são verdes; . As zonas desérticas apresentam tons castanho – avermelhados; . Os mantos de gelo e as nuvens altas de gelo apresentam um tom ciano; . Os grandes incêndios têm um tom laranja / rosa; . As áreas ardidas têm um tom castanho / laranja. . Obtêm-se vistas com muito detalhe (2 dos 3 canais de entrada de MODIS têm uma resolução espacial de 250 m); . Útil na detecção de incêndios, classificação de solos e interpretação de estruturas superficiais. . É difícil distinguir as nuvens altas de gelo dos mantos de neve; . Os cirros mais finos são difíceis de detectar.

Cor falsa (exemplo): Fig. 4 – Cor falsa: Califórnia, 15 de Março de 2010

Visível / Infravermelho Descrição Cobertura Canais de GOES Interpretação das cores Vantagens Limitações Permite distinguir entre nuvens altas e baixas e pode revelar a existência de fortes cortantes de vento. Utiliza os mesmos canais espectrais e a mesma combinação de cores do realce RGB visível nocturno. Apenas durante o dia, embora, em algumas sequências, se intercale com uma imagem RGB infravermelha de onda curta ou onda larga para que haja continuidade nas horas nocturnas. Visível em 0,6 μm (vermelho e verde); Infravermelho em 10,8 μm (azul); Infravermelho em 3,9 μm (vermelho e verde, à noite). . As nuvens de gelo espessas e frias são brancas; . O solo frio e as nuvens de gelo frias e finas apresentam um tom azul – celeste; . O solo apresenta uma cor amarela ou verde; . A água é azul escura; . As nuvens baixas e o nevoeiro têm um tom amarelo. . Combina os canais no visível e no infravermelho de uma forma eficaz; . É um produto comum, de maneira que se tornou um termo de comparação de grande utilidade. . Não permite distinguir algumas estruturas interessantes (porque só utiliza dois canais); . Não permite ver as “plumas” de vapor de água.

Visível / Infravermelho (exemplo): Fig. 5 – Realce RGB no VIS / IR : Nova Inglaterra, 15 de Abril de 2007

Interpretação das cores Visível nocturno Descrição Cobertura Canais Interpretação das cores Vantagens Limitações Graças ao sensor OLS (Operational Linescan System), é possível realizar observações no visível à noite. Permite ainda ver estruturas nocturnas como incêndios, luzes, auroras e, por vezes, nuvens baixas e capas de neve. Apenas durante a noite. Os dois canais do sensor OLS: visível e infravermelho. Se houver luz lunar suficiente: . As nuvens baixas, os mantos de neve, os incêndios e as cidades são amarelos; . As nuvens altas são azuis; . As nuvens altas mais espessas são brancas. Permite ver as estruturas à noite, como mantos de neve e nuvens baixas, bem como luzes urbanas e incêndios. . Só é possível detectar certas estruturas (tais como nuvens baixas e mantos de neve) quando há luz lunar suficiente; . A qualidade do sensor OLS é baixa (mas esperam-se melhorias com o VIIRS).

Visível nocturno (exemplo): Fig. 6 – Realces RGB: Tempestade tropical Iselle no IR (esquerda) e no VIS (direita), 19 de Setembro de 2002

Interpretação das cores Massas de ar Descrição Cobertura Canais de MSG Interpretação das cores Vantagens Limitações Foi desenhado para observar a evolução de ciclones, os máximos das correntes e as anomalias da vorticidade potencial. Apresenta, essencialmente, informações sobre as regiões média e alta da troposfera. Não reflecte as condições à superfície e nos níveis mais baixos. Diurna e nocturna. Vapor de água em 6,2 μm; Vapor de água em 7,3 μm; Infravermelho em 9,7 μm; Infravermelho em 10,8 μm. . As massas de ar tropicais pobres em ozono são verdes; . As massas de ar polar ricas em ozono são azuis; . As massas de ar seco na troposfera superior têm um tom entre o vermelho e o laranja; . As nuvens dos níveis altos são brancas; . As nuvens dos níveis médios são acinzentadas. . Permite identificar as principais fronteiras entre massas de ar; . Ajuda a detectar a posição das correntes e as regiões de ar estratosférico seco e descendente; . Pode detectar as estruturas que se vêem normalmente nas imagens de vapor de água; . Os canais IR permitem acompanhar a evolução das nuvens nos vários níveis. . Apenas se conseguem detectar as massas de ar nas regiões que não tenham nuvens altas por cima; . Representa as condições da troposfera média e alta, mas não as da superfície; . Nos limites do disco terrestre, as massas de ar podem apresentar um tom magenta que não representa as características de uma massa real.

Massas de ar (exemplo): Fig. 7 – RGB de massas de ar: Massas de ar sobre a Europa, 10 de Março de 2008

Interpretação das cores Nuvens sobre neve Descrição Cobertura Canais de MODIS Interpretação das cores Vantagens Limitações Permite distinguir entre as nuvens e os mantos de neve (isto é difícil com a maioria das imagens no visível). É muito útil no Inverno e sobre as cadeias montanhosas. Apenas durante o dia. 0,06 μm; 1,38 μm; 1,6 μm; 10,8 μm; 2,2 μm. . Os mantos de neve apresentam um tom branco – azulado; . As nuvens são amarelas; . O solo visível (sem mantos de neve) é verde. . Simplifica a interpretação no Inverno e em terrenos montanhosos; . Permite eliminar as ambiguidades entre o manto de neve e as nuvens das imagens no visível e em cor real. . Por vezes, as estruturas não apresentam os tons esperados, não permitindo a distinção entre mantos de neve e nuvens com muita clareza; . Os mantos de neve antigos podem parecer solo sem neve; . Há melhores resultados quando a neve caiu recentemente.

Nuvens sobre neve (exemplo): Fig. 8 – Realces RGB: Cor real (esquerda) e nuvens sobre neve (direita), região dos Grandes Lagos (EUA), 3 de Dezembro de 2007

Tabela Síntese: Algumas aplicações em que se usam realces RGB Elementos terrestres e atmosféricos em geral Interpretação de estruturas atmosféricas e superficiais, como zonas com vegetação, desertos, nuvens, neve, oceanos. Cor real Cor natural Cor falsa Nuvens e névoas Distinção entre nuvens e mantos de neve durante o dia, ver nuvens baixas à noite, distinção entre nuvens altas e baixas Nuvens sobre neve Visível nocturno Visível / Infravermelho Incêndios Observar incêndios Neve Ver mantos de neve e nuvens à noite, distinção entre nuvens e mantos de neve durante o dia. Ciclones e massas de ar Seguir a evolução de ciclones, tanto de dia como de noite, e obter informação sobre a troposfera média e alta. Massas de ar

Conclusão Através deste trabalho, viu-se que os produtos RGB, obtidos a partir de instrumentos geradores de imagens, têm muitas aplicações a diversos níveis (meteorológico, investigação, protecção civil, geológico, etc.). Contudo, estas não são os únicos produtos RGB que existem. Há outros produtos, também bastante importantes, que têm outras aplicações no mesmo âmbito.

Bibliografia Sítio da Internet http://torre.fis.ua.pt/remote_sensing.asp - Documento “Aplicaciones satelitales multispectrales: explicación de los realces RGB”