Imagens de sensoriamento remoto, você acabou de encontrar artigo definitivo sobre o tema. Com a leitura do mesmo você aprenderá:
- O que é o sensoriamento remoto;
- Como os sistemas sensores funcionam;
- Quais os níveis de aquisição de dados e imagens de sensoriamento remoto;
- Quais os 2 grupos de sistemas sensores existentes;
- Imagens de sensoriamento remoto e o espectro eletromagnético;
- Tipos de sensores utilizados na obtenção de imagens de sensoriamento remoto;
- Os 4 tipos de resoluções dos sensores;
- Quais as aplicações do sensoriamento remoto e;
- Etapas do processamento de imagens de sensoriamento remoto.
O que é o sensoriamento remoto
O Sensoriamento remoto é o conjunto de técnicas que possibilitam a obtenção de informações sobre alvos sem a necessidade de contato direto com os mesmos.
Para a obtenção das informações necessárias, o sensoriamento remoto registra a interação da radiação eletromagnética com o alvo, de certa maneira que uma vez que o espectro eletromagnético é conhecido, o resultado da interação do mesmo com o alvo revelará uma série de informações sobre o mesmo.
O sensoriamento remoto, baseia-se no comportamento espectral dos alvos para a obtenção de imagens de sensoriamento remoto e informações dos mesmos sem o contato físico com estes.
Imagens de sensoriamento remoto – Funcionamento dos sistemas sensores
Três elementos são fundamentais para a obtenção de imagens de sensoriamento remoto:
- Objeto de estudo;
- Radiação Eletromagnética e;
- Sensor.
Pelo princípio da conservação da energia, quando a radiação eletromagnética incide sobre a superfície de um material, parte dela será refletida por esta superfície, parte será absorvida e parte pode ser transmitida. Isso caso a matéria possua alguma transparência.
A soma desses três componentes (Reflectância, Absortância e Transparência) é sempre igual a intensidade da energia incidente.
O que nossos olhos percebem como cores diferentes é na verdade a radiação eletromagnética de comprimentos de onda diferentes.
- A cor azul corresponde ao intervalo de 0,35 a 0,50 µm;
- A cor verde vai de 0,50 a 0,62 µm e;
- A cor vermelha, de 0,62 a 0,70 µm.
Estes intervalos também são conhecidos como “regiões”, sendo que abaixo do vermelho está a região do infravermelho, e logo acima do azul está o ultravioleta.
Níveis de aquisição de dados e imagens de sensoriamento remoto
O sensoriamento remoto pode ser em 3 níveis de aquisição de dados e de imagens de sensoriamento remoto. São eles:
- Nível terrestre;
- Nível sub-orbital e;
- Nível orbital.
Quanto ao nível sub-orbital, os representantes mais comuns são os aviões e os drones, os quais obtém imagens de sensoriamento remoto, as quais são utilizadas principalmente na produção de mapas. Neste nível, opera-se também algumas câmeras de vídeo e radares.
No nível orbital estão os balões meteorológicos e os satélites. Os balões meteorológicos são utilizados nos estudos do clima e da atmosfera terrestre, assim como em previsões do tempo.
Já os satélites podem produzir imagens de sensoriamento remoto para uso meteorológico, sendo também úteis nas áreas de mapeamento e estudo de recursos naturais.
Ao nível terrestre, a utilização de espectrômetros possibilita que os cientistas estudem o comportamento espectral dos alvos, realizando pesquisas básicas sobre como os objetos absorvem, refletem e emitem radiação.
Os resultados destas pesquisas geram informações sobre como os objetos podem ser identificados pelos sensores orbitais.
Desta maneira, é possível a identificação dos diferentes tipos de alvos e até mesmo de características especificas dos alvos sem que seja necessário ir-se a campo.
Com isso, munido de informações obtidas de um sensor especifico instalado em um satélite, um especialista pode identificar áreas de queimadas, diferenciar florestas de cidades e de plantações agrícolas e até mesmo identificar áreas de vegetação que estejam doentes.
Imagens de sensoriamento remoto – Os 2 grupos de sistemas sensores existentes
Os sistemas sensores presentes em satélites são sub-divididos em 2 grandes grupos:
- Sensores imageadores e;
- Sensores não imageadores.
Os sensores imageadores, dividem-se ainda em sistemas de varredura mecânica e sistemas de varredura eletrônica.
Os sensores também podem ser classificados em função da fonte de radiação eletromagnética. Sensores ativos enviam um sinal para a superfície da terra e registram o sinal refletido, avaliando a diferença entre eles (Ex. RADAR).
Por outro lado, os sensores passivos funcionam através do registro da radiação eletromagnética refletida pelo Sol.
Imagens de sensoriamento remoto e o espectro eletromagnético
De acordo com Moraes, R. M., as imagens de sensoriamento remoto são registros de cenas focalizadas por sensores com resposta em frequência perfeitamente definidas do espectro.
No entanto, os sensores não conseguem captar todo o espectro, registrando faixas especificas de frequência.
Com isso, se faz necessária a utilização de técnicas especiais que codificam as frequências do espectro não visível, criando imagens falsa cor e, assim, tornando possível a visualização dos dados.
Tipos de sensores utilizados na obtenção de imagens de sensoriamento remoto
Dois tipos de sensores podem ser utilizados na obtenção de uma imagem de sensoriamento remoto.
Sensores ativos: transmitem pulsos de energia e medem a energia refletida desses pulsos pelos objetos (satélites com sensores SAR, por exemplo);
Sensores passivos: medem radiações refletidas ou emitidas pelos objetos (satélites com sensores multiespectrais).
Os 4 tipos de resoluções dos sensores
A resolução dos sensores na produção de imagens de sensoriamento remoto possui grande importância, sendo que quanto a resolução, os mesmos são dividido em 4 classes:
A resolução espacial diz respeito à capacidade do sensor em dividir ou resolver os elementos na superfície terrestre.
Quanto melhor a resolução espacial, maior o nível de detalhe observado.
A resolução espectral caracteriza a capacidade do sensor em operar em varias bandas espectrais. Os sensores que operam em centenas de bandas são conhecidos como hiperespectrais.
A resolução radiométrica está relacionada ao nível de sensibilidade do sensor em detectar pequenas variações radiométricas.
A resolução temporal é definida em função do tempo de revisita do sensor para um mesmo ponto da superfície terrestre.
Imagens de sensoriamento remoto – Aplicações do sensoriamento remoto
De acordo com o site 2 engenheiros, entre os diferentes dados obtidos via sensoriamento remoto temos:
- Temperatura da Atmosfera;
- Precipitação;
- Distribuição e tipos de nuvens;
- Concentração de Gases (ex. Vapor de água; CO2; Ozônio);
- Topografia;
- Temperatura do solo;
- Tipo de vegetação;
- Uso do solo.
A lista de parâmetros é grande e se estende por disciplinas como agricultura, arqueologia, engenharia civil, climatologia, monitoramento de desastres naturais e da poluição, caracterização do solo, oceanografia, glaciologia e mapeamento de recursos hídricos.
Normalmente as informações geradas se tornam uma imagem digital, facilitando o manuseio dos dados em meio computacional e, aumentando a atuação do campo “Processamento Digital de Imagens”, que faz parte do Sensoriamento Remoto.
Na realidade, as imagens brutas dos sensores passam por várias etapas antes de serem disponibilizadas, sofrendo calibrações em relação à superfície terrestre, a remoção de efeitos de propagação da atmosfera e ruídos.
Etapas do processamento de imagens de sensoriamento remoto
O livro Introdução ao processamento de imagens de sensoriamento remoto na página 93 apresenta um fabuloso mapa mental com as diferentes técnicas de processamento de imagens de sensoriamento remoto.
Perceba que existe o pré processamento, sendo que durante esta etapa as imagens passam por uma série de correções.
Posteriormente é feito o processamento, sendo que existem técnicas de realce de imagem e técnicas de filtragem de imagens.
O realce de imagens, por sua vez se divide em técnicas de transformações espectrais e técnicas de transformações espaciais. Já a classificação de imagens pode ser:
- Supervisionada,
- Não supervisionada;
- Segmentada;
- Espectral Ou;
- Utilizar redes neurais.
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