A principal fonte natural de radiação
eletromagnética utilizada no
sensoriamento remoto é o Sol. O Sol emite radiação para a
superfície
terrestre
através da propagação da radiação eletromagnética pelo espaço, ou seja, ela não
precisa de um meio físico para se propagar.
Ao incidir na superfície terrestre, parte desta
radiação é refletida e retorna para o espaço onde pode ser captada por um
sensor remoto a bordo de um satélite que por sua vez retransmite o sinal
gravado para uma antena terrestre. A velocidade de propagação das ondas
eletromagnéticas é de ~ 300.000 km.
Espectro eletromagnético
O espectro eletromagnético é dividido em
diversas bandas ou regiões, como por exemplo a região do visível que
sensibiliza os nossos olhos. Esta região do espectro por sua vez pode ser
dividida em outras faixas que representam as diferentes cores (azul, verde e vermelho).
Nas regiões do visível e do infravermelho a representação da radiação do
espectro eletromagnético se dá através do comprimento de onda.
Exemplos
de sistemas e plataformas mais utilizados
NOAA
•
:
Foi originalmente projetado com a
finalidade de prover dados para estudos metrológicos, oceanográficos e
hidrológicos.
• As imagens deste sistema têm baixa
resolução espacial para fins de monitoramento da cobertura do solo.
Série
LANDSAT
•
Em
julho de 1972 o primeiro satélite da série Landsat foi posto em órbita.
• Tinha a finalidade de monitorar a superficie
da Terra.
SPOT
• A grande diferença e vantagem do
sistema Spot é a possibilidade de direcionar lateralmente os arranjos de
sensores para apontar em direção fora do nadir.
IKONOS
•
Lançado
no dia 24 de setembro de 1999, desenvolvido visando um conjunto leve e de alta
eficiência.
QUICKBIRD
•
O
sistema possibilita a obtenção de imagens com visada lateral, isto é,
inclinando seu telescópio para cobrir faixas fora do nadir em até 25 graus.
CBERS
•
Programa
de cooperação entre Brasil e China para desenvolver dois satélites de
observação da Terra.
Sistemas aerotransportados
•
Em
principio, os mesmos sensores que são transportados por plataformas espaciais
podem ser transportados a bordo de aviões.
•
A
maior desvantagem do uso de plataformas aéreas está associada à baixa
estabilidade da plataforma e à geometria do imageamento.
Principais aplicações em Sensoriamento
Remoto
Aplicações
na Agricultura
w
Classificação do tipo de cultura
w
Condições de acesso a colheita
w
Estimativas de rendimento
w
Mapeamento de características de solo
w
Mapeamento de práticas e manejo de solo
w
Monitoramento de plantio e práticas culturais
Aplicações em Florestas
w
Mapeamentos
de reconhecimento
n
Levantamentos
de cobertura florestal, ambiental, monitoramento e mensuração de propriedades biofísicas
Discriminação do tipo de cobertura
florestal
Mapeamentos de sistemas
agro-florestais
Aplicações em Florestas
w
Florestas
Comerciais
n
Aplicações
nas áreas de inventário, exploração florestal, estoques, tipo de uso, densidade
de vegetação e mensuração de biomassa.
Florestas Comerciais
n
Mapeamento de desflorestamento e regeneração
n
Controle
de incêndios florestais
n
Mapeamento
de infraestrutura / suporte a operações
n
Inventários
florestais
n
Estimativa
de biomassa
n
Inventário
de espécies florestais
Aplicações em Florestas
w
Monitoramento
ambiental
n
Monitoramento
da quantidade, saúde e densidade das florestas na terra
l
Desflorestamento
l
Inventário
de espécies
l
Proteção
de bacias hidrográficas
l
Proteção
de florestas e ambientes costeiros
l
Estudo
de vigor e saúde de florestas
Aplicações em Geologia
w
Depósitos
superficiais
w
Mapeamentos
litológicos
w
Mapeamentos
estruturais
w
Exploração
mineral
w
Exploração
de hidrocarbonetos
w
Geologia
ambiental
w
Geobotânica
Aplicações em Geologia
w
Estudo
de camadas sub-superficiais
w
Monitoramento
e mapeamento de sedimentação
w
Monitoramento
e mapeamento de eventos
w
Mapeamentos
de geo-catástrofes
w
Mapeamentos
planetários
Aplicações em Hidrologia
w
Mapeamento
e monitoramento de uso de bacias hidrográficas
w
Estimativa
de umidade do solo
w
Monitoramento
de lâminas d’água
w
Monitoramento
de rios, lagos e geleiras
w
Monitoramento
e mapeamento de fluxos
w
Monitoramento
da dinâmica de glaciais
Aplicações em Hidrologia
w
Detecção
de alterações de deltas e rios
w
Mapeamento
e modelamento em bacias hidrográficas
w
Planejamento
de canais de irrigação
w
Planejamento
e sequenciamento da irrigação
Aplicações em Estudos de Geleiras
w
Concentração
de gelo
w
Tipo
/ Idade e movimentos de camadas
w
Detecção
e mapeamento dos deslocamentos de icebergs
w
Superfície
topográfica das camadas
w
Auxílios
a navegação marítima
w
Estudos
de habitats marinhos
w
Monitoramento
da poluição
w
Estudo
de mudanças globais e meteorológicas
Aplicações em Levantamentos e Uso da
Terra
w
Gerenciamento
de recursos naturais
w
Proteção
aos habitat’s de vida silvestre
w
Mapeamento
como auxílio aos GIS
w
Planejamento
e monitoramento de expansão urbana
w
Planejamento
de rotas e logística
w
Prevenção
de acidentes naturais
w
Atualização
de bases cartográficas
w
Planejamento
de traçado de estradas
w
Planejamento
de transportes hidrográficos
w
Avaliação
de propriedades e limites legais
w
Estudo
de limites político-administrativos
Aplicações em Mapeamentos
w
Mapeamentos
planimétricos
w
Mapeamentos
altimétricos
w
Modelos
Digitais de Elevação (MNT/DEM)
w
Mapeamentos
básicos e temáticos
w
Mapeamentos
topográficos
Aplicações em Oceanos e Águas
Costeiras
w
Padrões
de identificação em Oceanos
Padrões de circulação regional e correntes marinhas
w
Zonas
frontais, ondas gravitacionais, batimetria
Estoque
de recursos pesqueiros
w
Monitoramento
da temperatura da água
w
Qualidade
da água
w
Produtividade
dos oceanos, concentração de phytoplancton
w
Inventário
e monitoramento de aquaculturas
Aplicações em Oceanos e Águas
Costeiras
w
Óleos
w
Mapeamento
e predição de vazamentos, extensão e conseqüências
w
Suporte
estratégico à decisões emergenciais
w
Identificação
de áreas de exploração de ocorrências naturais de petróleo
w
Navegação
w
Rotas
marítimas
w
Estudo
de densidade de tráfego
w
Levantamento
de áreas operacionalmente pesqueiras
w
Mapeamentos
batimétricos
O que é
interpretação de imagens?
•
Interpretar
fotografias ou imagens é identificar objetos nelas representados e dar um
significado a esses objetos. Assim, quando identificamos e traçamos rios e
estradas, ou delimitamos uma represa, a área ou mancha urbana correspondente a
uma cidade, uma área de cultivos, etc., a partir da análise de uma imagem ou
fotografia, estamos fazendo a sua interpretação.
•
Quanto
maior a resolução, e mais adequada a escala, mais direta e fácil é a
identificação dos objetos em uma imagem.
•
Na
maioria das vezes, o resultado da interpretação de uma imagem obtida por sensor
remoto é apresentado em forma de um mapa. Muitas vezes, a própria imagem é
utilizada como um mapa (uma base), na qual assinalamos limites, estradas,
drenagem e o nome dos objetos identificados.
•
Esse
procedimento é muito comum quando os dados são utilizados em formato digital e
analisados diretamente na tela de um computador, através do uso de um software
de processamento de imagens e de um SIG.
•
Desta
maneira, a informação obtida pode ser armazenada no formato digital e o mapa
gerado automaticamente.
Interpretação
visual
A
interpretação visual pode ser definida como o ato de examinar imagens com o
propósito de identificar objetos e julgar a sua significância. Sendo assim, a
tarefa do intérprete não é só aquela de identificar e delinear os objetos
precisamente, mas sim procurar definir regiões que apresentam uniformidade
quanto à composição e a aparência.
O intérprete generaliza para definir
unidades espaciais que compõem o sujeito da interpretação.
Elementos de
interpretação visual
•
Localização
•
Tonalidade
ou Cor
•
Textura
•
Tamanho
•
Forma
•
Sombra
•
Padrão
Localização
Esse
elemento está associado às características geográficas e morfológicas de uma
localidade, ou de um lugar. Há determinadas categorias de uso e cobertura da
terra que, devido às suas características, ocupam certas posições geográficas
no terreno e não ocupam outras. Assim, em localidades de relevo muito dissecado
espera-se encontrar parcelas de terra com culturas perenes, reflorestamentos,
pastagens e vegetação natural.
Tonalidade
ou cor
A
tonalidade está relacionada com a intensidade da energia eletromagnética
refletida ou emitida pelo objeto, ou pela feição da superfície terrestre
captada pelo sensor. Em uma imagem, a tonalidade consiste em diversas gradações
de cinza que variam do preto ao branco, sendo estas, respectivamente, baixa
intensidade de energia refletida ou emitida e alta intensidade de energia
refletida ou emitida.
Tonalidade e cor: Está estreitamente relacionada com o
comportamento espectral das diferentes coberturas da superfície terrestre.
•
Em
uma imagem de satélite, as diferentes quantidades de energia refletida pelos
alvos são associadas a tons de cinza, isto é, quanto mais energia um alvo
reflete mais energia chega ao sensor a bordo do satélite, conseqüentemente mais
claro será o tom de cinza deste alvo na imagem, ao contrário, quanto menos
energia um alvo na superfície terrestre reflete, mais escuro será o tom de
cinza apresentado por ele na imagem, isto funciona também para as imagens
coloridas.
•
Conhecendo-se
o comportamento espectral dos alvos na superfície terrestre, em cada faixa do
espectro eletromagnético e levando-se em consideração estas variações de cinza
na imagem, pode-se caracterizar os diferentes tipos de alvos e coberturas
existentes na área estudada.
Textura
Este
elemento pode ser definido como a freqüência da variação de tons em uma imagem,
o que depende, principalmente, da escala e da resolução do produto. A textura é
a impressão visual da rugosidade ou da suavidade em certas áreas de uma imagem,
causada pela variabilidade ou pela uniformidade tonal dessas porções da imagem.
Em função dessa característica, a textura refere-se a determinadas porções de
uma imagem e não aos objetos individuais.
Textura:
É a qualidade que se refere a aparente rugosidade ou suavidade de um alvo em
uma imagem de sensoriamento remoto, ela pode “ser entendida como sendo o padrão
de arranjo espacial dos elementos texturais. Elemento textural é a menor feição
contínua e homogênea distinguível em uma fotografia aérea, porém passível de
repetição, por exemplo, uma árvore” (Moreira, 2001). A textura varia de lisa a
rugosa, no caso do relevo, quanto mais lisa mais plano é o relevo, quanto mais
rugosa, mais acidentado é o relevo.
Tamanho
O
tamanho de um objeto ou de uma feição deve ser considerado em função da escala
e da resolução da imagem. Assim, um objeto, ou uma feição, pode ser distinguido
pelo seu tamanho em relação aos outros objetos vizinhos.
Quanto maior a resolução
espacial do sensor maior sua capacidade de registrar apenas uma categoria de
uso e cobertura da terra, por outro lado se o tamanho do pixel for grande, o
sinal que lhe é correspondente representará vários tipos de categorias de uso e
cobertura da terra.
•
O
tamanho dos alvos deve ser também levado em consideração, pois algumas vezes
alvos diferentes apresentam formas semelhantes, mas tamanhos diferentes, o que
auxilia na sua caracterização, por exemplo:
•
Rios
principais (de grande porte) e seus afluentes (de menor porte);
•
Cidades
pequenas (com área pequena) das metrópoles (com área grande);
•
Açudes
(de pequeno porte geralmente de propriedade privada) de reservatórios (de
grande porte construídos por organismos público estaduais ou nacional);
•
Talhões
de diferentes tipos de cultura, por exemplo, a cana-de-açúcar em geral
apresenta talhões de grande porte;
Forma
Este
elemento refere-se às características morfológicas do objeto, ou seja, sua
configuração e suas características geométricas.
- Em geral, formas irregulares estão
associadas aos objetos e às feições naturais como rios, rochas e vegetação;
- enquanto que, as formas regulares
correspondem às obras artificiais criadas pelo homem como as estradas, as
praças e as edificações .
•
A
Forma facilita o reconhecimento de alguns alvos na superfície terrestre, com
formas bem definidas e características, tais como:
•
Estradas
e linhas férreas (que apresentam formato longitudinal),
•
Cultivos
(que tem formas regulares e bem definidas, pois as culturas são plantadas em
linha ou em curva de nível),
•
Culturas
irrigadas,
•
Reflorestamentos
(que tem formas geométricas definidas ao contrário da mata natural),
•
Aeroportos,
principalmente a pista,
•
Estruturas
geológicas e geomorfológias,
•
Cidades
e áreas urbanas,
•
Rios,
represas, lagos, açudes,
•
Áreas
de queimadas, de desmatamento ou de irrigação.
Sombra
As
sombras são fenômenos comuns em imagens, resultam da ausência de energia
refletida ou emitida pelos objetos e feições da superfície.
Dependendo do tipo de interpretação
que se realiza este elemento pode ser favorável, para o reconhecimento e para a
estimativa da altura dos objetos como edifícios, árvores e formas topográficas
as sombras são favoráveis.
Por outro lado, possuem
a desvantagem de obscurecer ou mascarar detalhes importantes de pequenas
dimensões como campos de cultivos agrícolas, cursos d’água e construções
localizados em encostas sombreadas no momento da aquisição da imagem.
•
Sombra: Na maioria das vezes ela dificulta a
interpretação das imagens, porque esconde a informação onde ela está sendo
projetada. Além disso, como nas imagens ela aparece na cor preta, ou seja, da
mesma cor que os corpos d’água, muitas vezes há uma confusão entre estes alvos
e a sombra, principalmente se esta última estiver próxima a um corpo d’água.
•
Nesta
situação fica difícil determinar onde é o limite da sombra e o limite do corpo
d’água. De um modo geral o relevo sempre provoca uma sombra do lado oposto à
incidência do sol, fazendo com que estas áreas apresentem tonalidades escuras
na imagem, ao contrário a área iluminada pelo sol que aparece clara. Este
recurso de sombra e claro pode auxiliar a mapear relevos em latitudes mais
elevadas, principalmente em áreas de serras e Colinas.
Padrão
Este
elemento é caracterizado pelo arranjo espacial entre os objetos representados
em uma imagem; assim, a repetição de certas formas é característica de certas
paisagens, revelando que os objetos e os elementos guardam relações entre si.
O padrão urbano, por
exemplo, define-se pelo arruamento que forma um conjunto de quadra com
edificações, por outro lado, nas áreas agrícolas, pode-se identificar glebas
com culturas em diferentes estágios de crescimento e glebas com solos preparados.
•
Exemplos
de Padrão: Este conceito indica que um alvo na superfície terrestre apresenta
uma organização peculiar que o distingue de todos os outros. Em estudos de
bacias de drenagem o padrão de drenagem é um elemento importante, pois ele está
associado ao tipo de solo, rocha e estrutura geológica da área que está sendo
estudada.
•
Permite
também identificar alguns tipos de coberturas e uso do solo tais como áreas
agrícolas, área de irrigação, áreas urbanas, etc.
Características
dos mapas
•
Legibilidade
•
Exatidão
•
Descrição explícita
•
Consistência e uniformidade
•
Representação planimétrica exata
•
Compatibilidade com outros tipos de dados
•
Detalhes espacial e taxonômicos apropriados
Legibilidade
Um
mapa deve possuir clareza e ser de fácil leitura na escala de publicação, os
símbolos devem ser concisos e facilmente distinguíveis. O tamanho das parcelas
deve conduzir a uma ótima legibilidade, assim parcelas muito estreitas ou muito
pequenas devem, necessariamente, ser omitidas ou agrupadas em classes mais
abrangentes.
Exatidão
Em
áreas em que os padrões de uso e de revestimento da terra são complexos, o
delineamento das parcelas com exatidão aceitável é impraticável. Nesses casos,
o leitor deverá ser alertado sobre a presença de misturas e agrupamento de
categorias dentro de uma única classe.
Descrição
explícita
O
leitor deve ser capaz de entender todas as informações relevantes presentes no
mapa, então o método de compilação das informações deve ser explicitado no
mapa, na legenda e no relatório que acompanha o mapa. Cada categoria deve ser
explicitamente descrita no relatório, incluindo considerações, definições e
dados quantitativos a respeito de cada categoria específica.
Consistência
e uniformidade
O
intérprete, ou elaborador, deve conseguir manter uma uniformidade constante por
todo o mapa, o que dependerá do tamanho e do modo em que as parcelas serão
agrupadas em categorias mais abrangentes.
O conjunto das parcelas deverá
representar áreas geográficas com padrões uniformes quanto ao uso e cobertura
da terra, ou padrões de misturas que se repetem. Assim, os padrões evidenciam
paisagens que devem ser descritas na legenda e no relatório.
Representação
planimétrica exata
O
uso e o revestimento da terra deve ser apresentado ao usuário em uma base
cartográfica precisa, possibilitando o cálculo de áreas e distâncias. Para
obtenção de mapas com razoável precisão, é necessário que o intérprete siga
dois passos. O primeiro, consiste em registrar a informação contida na imagem
diretamente sobre um overlay. O segundo passo, por sua vez, é transpor
as informações contidas nos overlays para uma base cartográfica precisa,
utilizando para isso aparelhos analógicos ou digitais.
Compatibilidade
com outros dados
As
informações contidas no mapa são úteis quando compatíveis com outros tipos de
dados, possibilitando, dessa forma, a sua comparação.
Em trabalhos e pesquisas que envolvam
o planejamento ambiental, os mapas de uso e revestimento da terra são
combinados com mapas topográficos, mapas de solos, mapas geológicos e, quando
possível, comparáveis aos dados de setores censitários, a comparação com esses
últimos nem sempre é possível
Detalhes
espacial e taxonômico apropriados
Os
mapas não são preparados sem um conhecimento geral prévio de sua finalidade,
quem prepara os mapas deve estar informado dos requerimentos dos usuários e das
organizações que utilizarão as informação nele contidas. Nesse sentido, testes
devem ser realizados de antemão para aprimorar os resultados finais, discussões
com os usuários devem existir no decorrer do mapeamento. Este procedimento de
intercâmbio contínuo possibilitará maior eficiência na utilização do produto
final.
