Fundamentos do. Sensoriamento Remoto. Metodologias de Aplicação. Mauricio A. Moreira -INPEe

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1 Fundamentos do Sensoriamento Remoto Mauricio A. Moreira -INPEe Metodologias de Aplicação

2 Que importância tem o Sensoriamento Remoto nos dias atuais? * A Terra é um planeta finito e limitado. 2/3 ÁGUA 1/3 TERRA

3 1. Áreas inabitadas ou pouco habitáveis ÁREAS COBERTAS PELO GELO ÁREAS DE PRESERVAÇÃO PERMANETES 1/3 TERRA - FLORESTA EX. FLOR. AMAZÔNICA ( ha) ÁREAS DESERTICAS ÁREAS PANTANOSAS TERRAS MONTANHOSAS - INGREMES CONCLUSÃO: Áreas habitáveis são limitadas

4 2) Expansão Demográfica Até a metade do século passado o mundo ficou pasmado com a noticia de que a população ultrapasava a casa de 1 bilhão de habitante. - Em pouco mais e 60 anos temos 7 bilhões Maior longevidade (média brasileira é de 70 anos) Necessidade de produzir alimentos

5 Produzir de alimentos Desmatamento PRODUZIR ALIMENTOS Degradação do meio ambiente

6 BACIAS HIDROGRÁFICAS EROSÃO LAMINAR INUNDAÇÕES

7 Poluição Ambiental

8 POR QUE USAR DADOS DE SATÉLITES? * DESERTIFICAÇÃO

9 MONITORAR O DESMATAMENTO Rondônia 1973

10 EXPANSÃO DE ÁREAS URBANAS Jan. de 1970 Fev. de 1981 São José dos Campos

11 Conclusões O homem agride a natureza violentamente. * Antigamente isso não acontecia? Devemos manter uma vigilância constante Monitoramento Quantificar É IMPOSSÍVEL SER FEITO POR QUALQUER OUTRO PROCESSO, A NÃO SER COM IMAGENS DE SATÉLITES

12 Conceitos: SENSORIAMENTO REMOTO Do ponto de vista de ciência - Sensoriamento Remoto é a ciência de adquirir dados da superfície terrestre sem que haja contato direto com a mesma. Isso é feito através da captação e gravação da energia refletida ou emitida e do processamento, análise e aplicação destes dados. Do ponto de vista de ferramenta - Um conjunto de ferramentas e técnicas que auxilia o homem observar, identificar e mapear alvos na superfície terrestre à distância ou até mesmo de outros planetas

13 Do ponto de vista de aplicação - Sensoriamento Remoto é um sistema, que para ser usado em sua plenitude, requer o conhecimento de todos os segmentos que o o compõem, ou seja: da fonte de radiação ão, do meio de propagação, do alvo, dos sistemas de coleta de dados e das técnicas empregadas para obter a informação desejada. mauricio@ltid.inpe.br

14 Fonte de radiação SISTEMA DE COLETA Trajetória ria PRODUTOS INTERAÇÃO SISTEMA TRATAMENTO AÇÕES Produto final

15 Fonte de Radiação Sol Gerada no núcleo K (NASA) Pressão: 340 bilhões de Vezes a da Terra T média = o C Hidrogênio Hélio + radiação (gama) 92,1% 7,8% Fusão nuclear Fusão nuclear: é um processo no qual 2 núcleos de átomos leves se Combinam para originar um núcleo mais pesado

16 EMISSÃO DE ENERGIA SOL

17 Mauricio Alves Moreira -INPE - * Podemos medir essa Energia? Teoria quântica da matéria, proposta por Max Planck 1900 E = h f h (cte Planck) = 6,63 x J s -1 f = freqüência da radiação. 68 milhões de W/m 2 emissão de energia do Sol Energia Liberada para o cosmo

18 Energia Energia que chega na Terra a W/m 2 Constante solar Variação de 0,3% a cada 11 anos (ciclo solar) Varia em função: Latitude: define a inclinação dos raios solares Período do ano: periélio e afélio Duração dos dias: inverno e verão Mauricio Alves Moreira -INPE -

19 Teoria Corpuscular - Albert Einstein (1905) Radiação solar Feixe de energia * Trabalhos de Planck Temperatura dos corpos Quantum (pl. quanta) onde : c = λ f λ = comprimento de onda f = frequência c = velocidade da radiação

20 - Relação entre (E) e (c) E = h.f c = λ. f Isolando f Substituindo f c = λ E = h. c λ c e h = cte CONCLUSÃO : cada λ tem uma energia

21 Teoria ondulatória λ Crista da onda A A é amplitude da onda λ é o comprimento da onda f = frequência (número de vezes que cruza o eixo X) Ciclo/seg = Hertz

22 ONDA ELETROMAGNÉTICA Físico dinamarquês H.C. Oersted COMPONENTE ELÉTRICA MAGNÉTICA

23 Espectro eletromagnético Função Comp. da onda Frequência Energia

24 Visível cores COMPRIMENTO DE ONDA Nanometros (nm) micrometros (µm) VIOLETA 400 a 446 0,400 a 0,446 Azul 446 a 500 0,446 a 0,500 Verde 500 a 578 0,500 a 0,578 Amarelo 578 a 592 0,578 a 0,592 Laranja 592 a 620 0,592 a 0,620 Vermelho 620 a 700 0,620 a 0,700

25 UNIDADES VISÍVEL (µm) Gama Raios X UV Ângstron (1 Å = m). Visível Infravermelho Infravermelho Nanometro (1 nm = 10-9 m), Micrometro (1 µm = 10-6 m) Termal Termal Rádio Hertz e multiplos Quilohertz 1 KHz = 10 3 megahertz 1 MHz = 10 6 Hz gigahertz 1 GHz = 109 Hz.

26 Sistema de Sensoriamento remoto Sol Fonte de radiação Trajetória sensor espalhamento absorção Produto interação alvo Tratamento dos dados Usuário Mauricio Alves Moreira -INPE -

27 Sol Vácuo Sistema sensor Atmosfera Trajetória 8 a 15 km 15 a 30 km Troposfera Estratosfera Mesosfera Ionosfera exosfera 1600 km

28 Funções ATMOSFERA TERRESTRE * Filtro: Ozônio (O 3 ) Absorve a radiação UV, Raios X e gama * Escudo protetor Barreira a objetos cósmico (escudo) * Responsável pelos fenômenos meteorológicos * chuva, ventos e nuvens * Espessura Até 1600 km

29 TROPOSFERA ATMOSFERA TERRESTRE Mais importante do ponto de vista biológico - Espessura variável em função da latitude * Equador: 15 a 18 km de altitude * Pólos: 2 a 8 km - 80 % da massa da atmosfera - Temperatura diminui com a altitude 6 o C para cada 1000 m - Calor nesta camada provêm tanto do interior da terra quanto da absorção da radiação solar pelos seus constituintes

30 Contituição ATMOSFERA TERRESTRE 78 % nitrogênio 20,9 % oxigênio 0,9 % de argônio 0,03 % dioxido de carbono Vapor d água - variável 0,02 % regiões áridas 4% regiões equatoriais Partículas sólidas e líquidas Outros gases em pequenas proporções Hidrogênio 0,50 ppm

31 ATMOSFERA TERRESTRE Sol Interação da radiação solar com a atmosfera Feixe de radiação Espalhamento (físico) Vácuo Absorção (químico) Partículas atmosfera

32 ATMOSFERA TERRESTRE * Tipos de espalhamento 1. Espalhamento de Rayleigh ou molecular Ocorre quando a relação entre o diâmetro da partícula e o comprimento de onda for menor que 1 µm. * Produzido essencialmente por molécula de gases. E = 1/λ 4 Ex. a luz azul é 5,5 vezes mais espalhada do que a vermelha Céu azul * Dias claros e limpo.

33 2. Espalhamento Mie ATMOSFERA TERRESTRE Ocorre quando o diâmetro das partículas forem da Mesma ordem de grandeza do comprimento de onda. * Se o diâmetro for igual a λ Mie = 1/ λ 2 * Se o diâmetro for da ordem de 3/2 de λ Mie = 1/ λ

34 ATMOSFERA TERRESTRE 3. Espalhamento não-seletivo Ocorre quando o tamanho das partículas for muito maior do que o comprimento de onda. Responsável pela cor branca das nuvens.

35 Absorvem os Raios U.V e raios X Absorção ão : a energia é absorvida pelos constituintes da atmosfera. ATMOSFERA TERRESTRE Responsáveis: ozônio e oxigênio É um fenômeno químico. A absorção dá-se d devido a dois processos: Responsáveis a) Dissociação e fotoionização da alta atmosfera ozônio oxigênio Absorv. Raios U.V. e Raios X b) Vibração e transição rotacional da moléculas Vapor d água Responsáveis Dióxido de carbono Absorv. Rad. infravermelha Óxido nitroso

36 Radiação solar 0,3 a 4,0 µm Mauricio Alves Moreira -INPE -

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