INTRODUÇÃO “A ciência e arte de obter informações a respeito de um objeto, área ou fenômeno pela análise de dados adquiridos por um sistema que não se.

Introdução ao Sensoriamento Remoto Jaqueline Vicente Matsuoka Engenheira Cartógrafa MSc.

INTRODUÇÃO “A ciência e arte de obter informações a respeito de um objeto, área ou fenômeno pela análise de dados adquiridos por um sistema que não se encontra em contato com o objeto, área ou fenômeno sob investigação”. Lillesand & Kiefer (1994) Apud Centeno (2004); Objetos como: solo, vegetação, área urbana, cursos d´àgua, entre outros, que são denominados de alvos;

INTRODUÇÃO As informações são obtidas através da interação da REM com a superfície dos alvos; A REM é a base de dados para todo o processo de identificação, pois ela permite quantificar a energia espectral refletida e/ou emitida pelos alvos, e assim avaliar suas principais características;

PROCESSO DE AQUISIÇÃO DE INFORMAÇÕES
Essas interações são determinadas pelas propriedades físico-químicas e biológicas dos objetos e podem ser identificadas nas imagens e nos dados de sensores remotos. No S.R. as informações são apresentadas no formato imagem;

Fatores que interferem no processo de aquisição dos dados Geometria da aquisição; Parâmetros atmosféricos; Parâmetros relativos aos alvos.

Geometria da Aquisição

Parâmetros Atmosféricos: Umidade atmosférica: interfere na absorção da radiância na trajetória do fluxo entre a fonte e a superfície. Presença de aerossóis: quanto maior a concentração de aerossóis, maior será o espalhamento.

Parâmetros relativos aos alvos: Influência da vizinhança: objetos com coeficiente maior de reflexão irão mascarar a resposta dos alvos vizinhos;

A absorção atmosférica resulta na perda efetiva de energia para constituintes atmosféricos; Vapor d’água, dióxido de carbono e ozônio são componentes que mais absorvem o espectro em bandas específicas;

Janelas Atmosféricas: regiões da faixa do espectro visível em que não ocorrem processos de absorção de radiações significativos. Nestas regiões a atmosfera é quase transparente à energia eletromagnética.

Fatores dominantes para a resposta dos alvos: No sensor: a banda = comprimento de onda; No alvo: tipo de material e, conteúdo de umidade; Outros: horário da coleta; Atmosfera; Clima; Época do ano; Localização Geográfica

A imagem é formada a partir da variação da intensidade da energia proveniente dos diferentes pontos da superfície

A fonte de energia pode ser natural ou artificial. A mais conhecida é a luz; O caminho da energia até chegar o alvo é chamado de fenômeno da propagação; A energia se propaga através da atmosfera até a superfície dos alvos e nela pode sofrer alterações; Ao atingir os alvos a EM interage com os mesmos, podendo ser absorvida, refletida ou transmitida;

Após a interação a EM volta e refaz o caminho pela atmosfera até chegar novamente ao CCD do sensor; Esse sistema encarrega-se de medir a EM proveniente do alvo; O sinal analógico é discretizado e armazenado na forma de números; Formando um emaranhado de números, ou seja, diferentes medições de energia em diferentes comprimentos de onda.

REM(Modelo Corpuscular)
Balanço da Energia Quando a energia atinge o alvo pode ser: Absorvida; Refletida ou Trasmitida. Um balanço do fluxo de energia (ø) pode ser feito na superfície do objeto Øincidente = Ørefletido + Øabsorvido +Øtransmitido

REM (Balanço da Energia)

ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO
Denomina-se espectro eletromagnético à faixa de freqüências e respectivos comprimentos de ondas que caracterizam os diversos tipos de ondas eletromagnéticas;

Principais faixas do espectro eletromagnético do S.R. são: Visível: 0,3 μm a 0,7 μm vermelho – 0,6 μm a 0,7; verde– 0,5 μm a 0,4 μm e azul– 0,4 μm a 0,3 μm.

Abaixo do azul está a região do ultra-violeta, pouco utilizada em SR; Acima do vermelho está a região do infravermelho, muito utilizada em SR; Infravermelho próximo - 0,7 a 1,3 μm; Infravermelho médio -1,3 a 8,0 μm; Infravermelho distante ou emissivo - 8,0 a 14 μm. A faixa das microondas são muito utilizada em S.R. em RADAR, com comprimentos de onda maiores que 1mm.

COMPORTAMENTO ESPECTRAL DOS ALVOS
Considerações interessantes: Vegetação - grama, cultivo, vegetação alta, vegetação baixa, floresta, cerrado, os tipos de vegetação podem ser distinguidos pelas suas características espectrais; Solos – solo exposto, superfícies metálicas, telhados e asfalto, apresentam padrões de resposta espectral similares, mas podem ser distinguidos em bandas específicas; Vegetação rasteira e corpos d’água turbidos tendem a imitar o padrão de resposta do solo

COMPORTAMENTO ESPECTRAL DOS ALVOS
Considerações interessantes: Visível – boa distinção entre as feições básicas; IR Próximo – melhor faixa para distinguir vegetação de outras feições e de outras espécies de vegetação; IR Médio – sensível ao conteúdo de umidade de todas as feições e ao conteúdo mineral do solo.

COMPORTAMENTO ESPECTRAL DOS ALVOS (Vegetação)
Região do Visível; Infravermelho próximo e, Infravermelho médio. Tem influência do solo; Interação da REM x dosséis das plantas; Interação da REM x folha; Efeitos do estresse. Estudando a variação da resposta espectral de diferentes tipos de vegetação pode-se identificar suas características comuns e ainda comparar o comportamento típico da vegetação com outros alvos

Fatores que influenciam na resposta: Morfológicos Densidade da cobertura vegetal; Densidade do plantio; Largura da folha; Distância entre as folhas e Inserção foliar. Fisiológicos Idade da planta; Déficit hídrico; Tipo e espessura das folhas; Nutrientes; Conteúdo de água na folha.

A reflectância da vegetação é controlada pela composição interna da folha e pela estrutua do dossel A folha é o componente da vegetação que tem a maior interação (tanto em área quanto em intensidade) com a REM incidente

Curva espectral associada as folhas; Na região do visível tem alta absortância e baixa transmitância; A folha absorve muita radiação na faixas entre 0,45 e 0,65 μm, azul e vermelho; O pico de reflectância está entre 0,54 μm, na região do verde, isso explica a coloração verde das folhas; No IVP a reflectância é alta, com pico em torno de 0,7 μm;

A estrutura interna da folha controla a reflectância na região do IVP, a análise de imagens nessa região serve para diferenciar espécies de folhas; No infravermelho médio (IM), a reflectância é dominada pela presença de água. Três picos grandes são encontrados na região em torno de 1,4, 1,9 e 2,7 μm; A intensidade destes picos depende da umidade presente na folha e da sua espessura.

COMPORTAMENTO ESPECTRAL DOS ALVOS (Água)
Curva de reflectância baixa em relação a do solo e a da vegetação, ou seja, a água tem alta absortância; É fácil distinguir água de outros alvos, devido a reflectância nula; Ela absorve toda energia na faixa acima de 0,7 μm; A resposta espectral da água, geralmente é alterada por partículas ou elementos dissolvidos e em suspensão, causando absorção ou espalhamento da energia;

COMPORTAMENTO ESPECTRAL DOS ALVOS (Água)

COMPORTAMENTO ESPECTRAL DOS ALVOS (Solo)
O solo não possui uma curva espectral bem definida, pois se trata de uma mistura de vários elementos; Sua transmitância é nula τ= 0, por isso toda energia incidente é absorvida ou refletida; é interessante determinar o tipo de material predominante na mistura que forma o solo; A presença de água nos solos age de maneira similar à umidade na folha da vegetação, solos úmidos apresentam baixa refletividade e aparecem em cinza mais escuro na imagem; Solos com alto teor de matéria orgânica tem sua baixa reflectância, escurecendo a mistura;

Solo Argiloso Seco x Úmido

Solo Arenoso Seco x Úmido

Solos com alto teor de matéria orgânica aparecem com uma coloração marrom ou preta (>quantidade de Mat. Org. < reflectância); A presença de óxido de ferro dá ao solo uma cor mais amarelada (> quantidade de oxido de ferro < reflectância); Os solos são compostos por partículas de tamanhos variados (areias, argilas, etc), assim possuem “texturas” variadas, o que influencia na resposta espectral, quanto maior o tamanho das partículas menor a reflectância;

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