Aula de 30/03/2011 Histórico e Desenvolvimento), espectro eletromagnético, princípios físicos, reflectância, absortância, e emitância.

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1 Aula de 30/03/2011 Histórico e Desenvolvimento), espectro eletromagnético, princípios físicos, reflectância, absortância, e emitância

2  Princípios físicos: fonte da radiação, natureza da radiação eletromagnética (corpuscular (fotons) e ondulatório com campos eletro e magnético. Emitância, lei de Stefan- Boltzman, dispersão da luz, comprimento de onda, conceito de freqüência, velocidade da luz (3 x 10 8 m/s) em função do comprimento de onda e da freqüência (c=.f). Quanto menor o maior a energia (Lei de Planck).  Radiação solar no topo da atm. e ao nível do mar (absorção devido aos gases da atm.). Janelas atmosféricas.  Espectros de emissão da terra vs. do sol, quantidade de radiação e deslocamento do pico de emissão.  Radiação do corpo negro. Lei de deslocamento de Wien: m =c/T (Quanto maior a temperatura menor o de emissão máxima. Sensoriamento Remoto: introdução, princípios físicos, espectro eletromagnético

3  Espectro eletromagnético: faixas espectrais conhecidas, faixas importantes para o SR, principais sensores que operam nas diferentes faixas espectrais. Sensoriamento Remoto: introdução, princípios físicos, espectro eletromagnético

4 Cor Reflexão das cores Sol Espectro Visível Luz branca Parte Refletida Olho

5 Temperatura e radiação dos corpos Comprimento de onda de radiação máxima Corpo humano Chama Sol Infraverm. Visivel

6 Electromagnetic radiation Radiação eletromagnética -REM

7 RADIAÇÃO (Batista & Dias, 2005)

8 RADIAÇÃO (Batista & Dias, 2005)

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10 prism colours Comprimento de onda + Cores Prisma 

11 Radiação eletromagnética Dois campos: elétrico e magnético (perpendiculares e viajam à velocidade da luz) Características da REM: Comprimento de onda e Freqüência. Comprimento de onda medido em metros (m) ou nanômetros (10 -9 metros), micrômetros (  m, 10 -6 metros) ou centímetros (cm, 10 -2 metros) Freqüência >> número de ciclos de uma onda que passa um ponto fixo por unidade de tempo (hertz (Hz) = 1 ciclo por segundo c = Onde = comprimento de onda (m) = freqüência (ciclos por segundo, Hz) c= velocidade da luz (3x10 8 m/s) Comprimentos de onda visíveis: Violeta0.4 - 0.446  mAzul 0.446 - 0.500  m Verde0.500 - 0.578  mAmarelo 0.578 - 0.592  m Laranja0.592 - 0.620  mVermelho 0.620 - 0.7  m

12 1.2 Did You Know? "I've Gone Batty!"...that remote sensing, in its broadest definition, includes ultrasounds, satellite weather maps, speed radar, graduation photos, and sonar - both for ships and for bats!. Hospitals use imaging technology, including CAT scans, magnetic resonance imaging (3-D imaging of soft tissue), and x-rays for examining our bodies. These are all examples of non-intrusive remote sensing methods....you can use an oscilloscope, a special electronic device which displays waves similar to the electromagnetic radiation waves you have seen here, to look at the wavelength and frequency patterns of your voice. High-pitched sounds have short wavelengths and high frequencies. Low sounds are the opposite. Scientists say that the Earth itself vibrates at a very low frequency, making a sound far below the human hearing range....that the concept of wavelength and frequency is an important principle behind something called the Doppler Shift, which explains how sound and light waves are perceived to be compressed or expanded if the object producing them is moving relative to the sensor. As a train or race car advances towards us, our ears tend to hear progressively lower sounds or frequencies (shorter wavelengths) until it reaches us, the original frequency of the object when it is broadside, then even lower frequencies as it moves further away. This same principle (applied to light) is used by astronomers to see how quickly stars are moving away from us (the Red shift).

13 Whiz Quiz 1.The first requirement for remote sensing is an energy source which can illuminate a target. What is the obvious source of electromagnetic energy that you can think of? What "remote sensing device" do you personally use to detect this energy? The answer is... 2.Assume the speed of light to be 3x10 8 m/s. If the frequency of an electromagnetic wave is 500,000 GHz (GHz = gigahertz = 10 9 ciclos/s), what is the wavelength of that radiation? Express your answer in micrometres (  m). The answer is...

14 Whiz Quiz Answers 1.The most obvious source of electromagnetic energy and radiation is the sun. The sun provides the initial energy source for much of the remote sensing of the Earth surface. The remote sensing device that we humans use to detect radiation from the sun is our eyes. Yes, they can be considered remote sensors - and very good ones - as they detect the visible light from the sun, which allows us to see. There are other types of light which are invisible to us...but more about that later.

15 2.Using the equation for the relationship between wavelength and frequency, let's calculate the wavelength of radiation of a frequency of 500.000 GHz. Since micrometres (  m) are equal to 10 -6 m, we divide this by 1x10 -6 to get 0.6  m as the answer. This happens to correspond to the wavelength of light that we see as the colour orange. We will learn more about wavelengths and what we call colour in the next section.

16 O Espectro Eletromagnético UV > menores s práticos para sensoriamento remoto Reconhecer quão pequena é a porção visível do espectro Os s visíveis cobrem intervalo de aproximadamente 0.4 a 0.7  m Violeta: 0.4 - 0.446  m Azul: 0.446 - 0.500  m Verde: 0.500 - 0.578  m Amarelo: 0.578 - 0.592  m Laranja: 0.592 - 0.620  m Vermelho: 0.620 - 0.7  m Azul, verde, e vermelho são cores primárias

17 Representação de Números Pequenos e Grandes O número 10 -34 (inacreditavelmente pequeno) ou 10 12 trilhões (muito grande) é uma anotação que permite a pessoa expressar números muito pequenos ou muito grandes sem escrever todos os dígitos. Permite a pessoa normalizar um número expressando-o em duas partes: A pessoa multiplica a primeira parte do número pela potência de dez na segunda parte do número para obter seu valor. Considere a segunda parte do número, 10 n onde n pode ser qualquer inteiro positivo ou negativo. Um +n indica o número de zeros que seguem o número 1, assim para n = 3, o valor de 10 3 é 1 seguido por três zeros, ou 1000 (isto está igual ao cubo de 10); 10 6 são 1000000, i.e., 1 seguido por seis zeros a sua direita (Nota: 10 0 = 1). Assim, 10 60 representa 1,000,000,000,000,000... até 60 zeros. Igualmente, 10 -3 (onde n = -3) é igual a 0.001, equivalente à fração 1/1000, na qual há dois zeros (três lugares) antes do ponto de fração decimal à 1.; são avaliados 10 - 6 como 0.000001. Qualquer número pode ser representado como o produto de sua expressão decimal e a potência apropriada de 10, (10 n ). Assim, o número 8345 é igual a 8.345 x 10 3 ; o número 0.00469 é determinado como 4.69 x 10 -3.

18 Espectro Eletromagnético (Cont.) luz solar > prisma deflete a luz em função do infravermelho (IV) > 0.7  m até 100  m Infravermelho > IV refletido e IV emitido ou térmico IV refletido s de 0.7  m até 3.0  m. IV térmico é bastante diferente do visível e do IV refletido radiação que é emitida da superfície da Terra na forma calor. IV térmico s de 3.0  m até 100  m Porção espectro de interesse recente sensoriamento remoto >> região das microondas de aproximadamente 1 mm até 1 m s mais longos em sensoriamento remoto

19 electromagnetic spectrum Espectro eletromagnético Comprimento onda Freqüência Comp. Ondas úteis em SR

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21 REVISAR ESSES CONCEITOS COM O CD-ROM - Educacional - Sensoriamento Remoto Aplicado à Preservação, Conservação e Desenvolvimento Sustentável.

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23 Comprimentos de ondas mais efetivos para o sensoriamento remoto

24 Radiação solar no topo da atmosfera e ao nível do mar. Notar que a radiação ao nível do mar é bem menor em função da absorção atmosférica. Fonte: Novo e Ponzoni (2001).

25 Interações da Radiação com a Atmosfera espalhamentoabsorção Camada Atmosférica ao nascer e por-do-sol Maior menor espalhamento / absorção

26 REVISAR ESSES CONCEITOS COM O CD-ROM - Educacional - Sensoriamento Remoto Aplicado à Preservação, Conservação e Desenvolvimento Sustentável.