Resolução Espectral: o que é?

Publicado por Adenilson Giovanini em 2021-07-152021-07-15

A resolução espectral é um dos 4 tipos de resoluções existentes no sensoriamento remoto.

Os outros 3 tipos de resolução existentes são:

• Resolução espacial;
• Resolução radiométrica e;
• Resolução temporal.

Neste artigo, eu irei lhe mostrar detalhadamente a resolução espectral, mostrando os diferentes satélites e suas resoluções, mostrando também como que a resolução espectral se aplica aos drones.

Resolução espectral e sistemas sensores

Conforme Novo E.M.L. M. e Ponzoni F. J. mostram, os tipos de dados adquiridos no sensoriamento remoto dependem do tipo de informação necessária, do tamanho e da dinâmica dos objetos ou fenômenos estudados.

Desta maneira, haja vista determinada aplicação, o sensor utilizado precisará ter determinadas características quanto as resoluções espacial, espectral e Radiométrica.

Isso porque estas são resoluções que estão diretamente ligadas ao sistema sensor em si.

Dependendo da aplicação, a resolução temporal também precisa ser considerada.

Vamos entender melhor a resolução espectral, entendendo qual a resolução espectral dos diferentes sensores e como este conhecimento se aplica a utilização de drones.

Resolução espectral

A resolução espectral tem a ver com o número de bandas que os sensores existentes nos satélites conseguem discretizar.

De uma maneira simplificada, quando a energia solar atinge a superfície terrestre, parte desta energia é absorvida e parte é refletida. Esta energia é emitida pela superfície terrestre através de ondas.

Cada sensor trabalha com um intervalo correspondente destas ondas do espectro eletromagnético que são emitidas.

A figura abaixo demonstra o segmento do espectro eletromagnético correspondente aos sensores remotos.

A resolução espectral de diferentes satélites

Veja na lista abaixo os principais satélites de sensoriamento remoto e suas resoluções radiométricas.

Sistema Landsat 8 – Sensor OLI

• Banda 1 (Violeta) 0,43 – 0,45 µm
• Banda 2 (Azul) 0,45 – 0,51 µm
• Banda 3 (verde) 0,53 – 0,59 µm
• Banda 4 (Vermelho) 0,64 – 0,67 µm
• Banda 5 (Infra vermelho próximo) 0,85 – 0,88 µm
• Banda 6 (Infra vermelho médio) 1,57 – 1,65 µm
• Banda 7 (Infra vermelho médio) 2,11 – 2,29 µm
• Banda 9 (Cirrus) 1,36 – 0,1,38 µm
• Banda 8 (pancromática) 0,50 – 0,68 µm

CBERS 2B – Câmera imageadora de Alta resolução (CCD – High resolution)

• 0,51 – 0,73 µm (pancromática)
• 0,45 – 0,52 µm (Azul)
• 0,52 – 0,59 µm (verde)
• 0,63 – 0,69 µm (Vermelho)
• 0,77 – 0,89 µm (Infra vermelhor próximo)

CBERS 2B – Imageador por Varredura de Média Resolução (IRMSS – Infrared Multispectral Scanner)

• 0,50 – 1,10 µm (pancromática)
• 1,55 – 1,75 µm (Infra vermelho médio)
• 2,08 – 2,35 µm (Infra vermelho médio)
• 10,40 – 12,50 µm (Infra vermelho termal)

CBERS 2B – Câmera Pancromática de Alta Resolução

• 0,50 – 0,80 µm (pancromática)

CBERS 4A

Veja na imagem abaixo as bandas do CBERS 04A

Sentinel 2 (A e B)

Veja na imagem abaixo os comprimentos de onda dos satélites Sentinel 2 A e Sentinel 2B

IKONOS

• 0,45 – 0,90 µm (pancromática)
• 0,45 – 0,52 µm (Azul)
• 0,52 – 0,60 µm (verde)
• 0,63 – 0,69 µm (Vermelho)
• 0,76 – 0,90 µm (Infra vermelhor próximo)

GeoEye

• 0,45 – 0,90 µm (pancromática)
• 0,45 – 0,52 µm (Azul)
• 0,52 – 0,60 µm (verde)
• 0,625 – 0,695 µm (Vermelho)
• 0,76 – 0,90 µm (Infra vermelhor próximo)

QuickBird

• 0,405 – 1,053 µm (pancromática)
• 0,43 – 0,545 µm (Azul)
• 0,466 – 0,620 µm (verde)
• 0,590 – 0,710 µm (Vermelho)
• 0,715 – 0,918 µm (Infra vermelhor próximo)

Rapideye

• 0,44 – 0,51 µm (Azul)
• 0,52 – 0,59 µm (verde)
• 0,63 – 0,6985 µm (Vermelho)
• 0,69 – 0,73 µm (RedgEdge)
• 0,76 – 0,85 µm (Infra vermelhor próximo)

Eros – Satélite Eros A e B

• 0,5 – 0,9 µm (Visível e vermelho)

SPOT- 6 e SPOT-7

• 0,45 – 0,745 µm (pancromática)
• 0,455 – 0,525 µm (Azul)
• 0,53 – 0,59 µm (verde)
• 0,625 – 0,695 µm (Vermelho)
• 0,760 – 0,890 µm (Infra vermelhor próximo)

KOMPSAT – 3A

• 0,45 – 0,90 µm (pancromática)
• 0,45 – 0,52 µm (Azul)
• 0,52 – 0,60 µm (verde)
• 0,63 – 0,69 µm (Vermelho)
• 0,76 – 0,90 µm (Infra vermelhor próximo)

Resolução espectral e o uso de drones

Quando se fala na utilização técnica de drones, existem 3 tipos de sensores mais comuns. São eles:

• Sensor RGB;
• Sensor multiespectral e;
• Sensor RGB modificada.

Perceba que cada sensor será mais adequado para determinadas aplicações. Os sensores RGB são os mais utilizados, possuindo um grande número de aplicações.

Por exemplo, para o mapeamento topográfico.

Já os sensores multiespectrais são muito utilizados na agricultura de precisão.

Os outros tipos de resoluções existentes no sensoriamento remoto

Além da resolução espectral, conforme informei no início do artigo, existem outros 3 tipos de resoluções no sensoriamento remoto. São elas:

• Resolução espacial;
• Resolução radiométrica e;
• Resolução temporal.

Vamos entender melhor as mesmas.

Resolução radiométrica

A resolução radiométrica está relacionada ao nível de sensibilidade do sensor em detectar pequenas variações radiométricas.

O nível de cinza representa a intensidade de energia eletromagnética (refletida/emitida) média medida pelo sensor para a área da superfície da Terra correspondente ao tamanho do pixel.

Cada sensor possui um limite de tons de cinza que consegue detectar e armazenar.

Este limite é mensurado em bits. Como os computadores utilizados para este propósito possuem um sistema binário, o número de tons de cinza que o sensor conseguirá captar sempre será igual ao sistema elevado ao número de bits.

Neste artigo eu explico melhor a resolução radiométrica, mostrando inclusive qual é a resolução das imagens geradas pelos diferentes satélites.

Resolução espacial

A resolução espacial de uma imagem refere-se ao tamanho que a área abarcada em um pixel corresponde na realidade.

Para um mesmo sensor remoto, cada pixel representa sempre uma mesma área, com as mesmas dimensões na superfície da Terra.

Olhe para a imagem abaixo e perceba que conforme a resolução espacial aumenta, o carro se torna foto identificável.

Perceba que quanto menor for o tamanho da área real abarcada em um pixel, maior será a resolução espacial da imagem, o que significa que maior será a capacidade de registrar objetos existentes na superfície terrestre.

Neste artigo eu explico melhor o assunto, explicando inclusive qual é a resolução espacial dos diferentes satélites, abordando também a resolução espacial na utilização de drones.

Resolução temporal

A resolução temporal corresponde ao tempo que o satélite leva para recobrir a mesma área novamente.

Uma órbita do Landsat 7 é realizada em aproximadamente 99 minutos, permitindo ao satélite dar 14 voltas da Terra por dia, e a cobertura total do nosso planeta sendo completada em 16 dias.

A órbita é descendente, ou seja de norte para sul, o satélite cruzando a linha do Equador entre 10:00 e 10:15 (hora local) em cada passagem.

O Landsat 7 é “heliosincronizado”. Ou seja, sempre passa num mesmo local no mesmo horário solar.

Resolução espectral – Apresentações nas quais o artigo se baseou

Os conceitos referentes aos 4 tipos de resolução presentes neste artigo foram adaptados de uma apresentação do laboratório de Geoprocessamento da UFJF.

Para olhar a mesma é só acessar este link.

Já as resoluções espectrais de alguns satélites eu retirei desta apresentação do professor DR. Peterson Ricardo Fiorio. As resoluções espectrais dos demais satélites foram obtidas a partir do site da EMBRAPA.

Vídeo a respeito do assunto.

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