Sensoriamento Remoto. Os primeiros satélites e as principais características

O primeiro satélite para fins de Sensoriamento Remoto não tripulado foi o Landsat 1, lançado em julho de 1972, que inicialmente levou a bordo 2 tipos de sensores que imageavam uma faixa de 185 km em cada passagem: um sistema de varredura multiespectral com imageamento do terreno por linhas (line scanner), o Multiespectral Scanner Subsystem (MSS), e um sistema de varredura com imageamento instantâneo constituído por três câmeras de televisão, o Return Beam Vidicon (RBV). (NOVO, 1992, p. 111).

Como as primeiras imagens da terra a partir de uma plataforma digital foram tomadas por câmeras fotográficas, concebeu-se que o sistema sensor a ser transportado pelo satélite deveria ser capaz de produzir imagens instantâneas do terreno de forma semelhante aos sistemas fotográficos. Desta maneira, foi concebido o sistema RBV, que é um sistema semelhante a uma câmera de televisão e permite o registro instantâneo de uma certa área do terreno (cena). A energia proveniente de toda a cena impressiona a superfície fotossensível do tubo da câmera e, durante certo tempo, a entrada de energia é interrompida por um obturador, para que a imagem do terreno seja varrida por um feixe de elétrons. O sinal de vídeo pode então ser transmitido telemetricamente. (NOVO, 1992, p. 115).

Junto ao sistema RBV, que funciona como uma câmera de televisão, o satélite Landsat também levava a bordo o sistema MSS, que permite o imageamento de linhas do terreno numa faixa de 185 km, perpendiculares à órbita do satélite. A varredura do terreno é realizada com auxílio de um espelho que oscila perpendicularmente ao deslocamento do satélite. “Durante a oscilação do espelho, a imagem do terreno, ao longo da faixa, é focalizada sobre uma matriz de detetores.” (NOVO, 1992, p. 130) A dimensão de cada detector é responsável pelo seu campo de visada instantâneo e a energia registrada por cada detector é transformada em um sinal elétrico, que é transmitido para as estações em terra.

Lançado em janeiro de 1975, o Landsat 2 trazia a bordo os mesmos sensores e mantinha as mesmas características do seu antecessor, também com resolução espacial do sensor MSS de 80 metros. Seu sucessor, o Landsat 3 foi lançado em março de 1978 e foi o primeiro a ter a bordo o sensor Thematic Mapper (TM), contudo trazia as mesmas características orbitais dos seus antecessores: altitude de 920 km, inclinação de 99,4º, período de 103 minutos e resolução temporal de 18 dias. É importante frisar que o ângulo de inclinação do satélite em relação ao plano do Equador garantia a ele uma órbita síncrona ao Sol, permitindo que os dados fossem coletados em condições semelhantes de iluminação, estando então mais susceptível a mudanças provocadas por condições atmosféricas.

O sensor TM opera em 7 canais, enquanto seu antecessor operava em 4 canais, trata-se de um sistema de varredura multiespectral em que cada pixel da imagem irá produzir um sinal proporcional à sua energia radiante, que será transformado em sinal digital. Este sistema foi criado a fim de se obter uma maior resolução da imagem e desta forma alcançar níveis de discriminação entre objetos também maiores. O sistema de varredura multiespectral possui maior fidelidade geométrica e melhor precisão radiométrica em relação ao sensor MSS.

Os satélites Landsat 4 e 5 inauguram a segunda geração de satélites da série e, por apresentarem órbitas mais baixas, apresentam também maior resolução espacial, alcançando 30 metros, e trazem a bordo o sensor TM. As principais características orbitais destes satélites são: altitude de 705 km, inclinação de 98,20º, período de 98 minutos e resolução temporal de 16 dias.

As imagens orbitais possuem quatro características específicas que contribuem para a extração de informações para fins de discriminação dos objetos imageados; são elas: a resolução espectral, a resolução espacial, a resolução radiométrica e a resolução temporal; elas estão diretamente relacionadas à sensibilidade espectral, tamanho do objeto, intensidade da energia refletida ou emitida pelos objetos e frequência de imageamento, respectivamente.

As imagens adquiridas correspondem a matrizes de pixel em níveis de cinza, estes pixels são as menores partes das imagens e cujo tamanho é responsável por determinar a sua resolução espacial. Cada pixel representa as mesmas dimensões na superfície terrestre, portanto se o pixel mede 100 metros ele agrupa informações de uma variedade maior de elementos da superfície, contudo se o pixel tem 1 metro ele é capaz de distinguir pequenos detalhes, permitindo um resultado mais sensível aos objetos específicos na superfície. Além da resolução espacial, cada pixel contém valores de radiância medidos em cada banda das imagens multiespectrais. Estas bandas representam os intervalos do espectro eletromagnético sensíveis ao sensor e correspondem à resolução espectral da imagem, ou seja, se trata da largura do intervalo de comprimento de onda coberto em cada banda e por conseguinte ao número de bandas espectrais que os sensores conseguem discretizar.

Já a resolução radiométrica remete ao nível de cinza que representa a intensidade de energia eletromagnética média medida em bits pelo sensor para cada pixel da área imageada. Cada sensor possui um limite de tons de cinza que consegue detectar e armazenar. E, por fim, a resolução temporal corresponde ao tempo que o satélite leva para imagear a mesma área novamente.

Todas as imagens de satélite são contaminadas por ruídos ou distorções em virtude de interferências atmosféricas ou de reflexões do solo (ground clutter) no caso dos radares (CALHEIROS, ANTONIO e BRANGELI, 1995), que podem levar a confusões nas análises. Para evitar riscos erros é importante proceder etapas preliminares padronizando os dados e evitando desvios nos resultados.

A rigor, a radiação solar sofre vários processos de refração porque a concentração dos gases que compõem a atmosfera é bastante variada nas diferentes zonas e camadas […]. Além do processo de refração, certos gases constituintes, como o ozônio e o CO₂, absorvem a radiação solar em certos comprimentos de ondas. Essa absorção pode ser total, como é o caso da radiação ultravioleta (absorvida pelo ozônio), ou parcial, como ocorre em quase todo o espectro a partir de 0,3 μm […] Existem outros fatores complicadores, como partículas dispersas e presença de nuvens, que provocam o espalhamento da radiação.
As nuvens são a maior barreira à radiação solar, do ponto de vista do sensoriamento remoto, porque elas impedem a passagem da radiação solar na porção reflectiva do espectro eletromagnético onde operam a maioria dos sistemas sensores […] (MOREIRA, 2007, p. 36-37)

A análise de dados digitais acontece em quatro fases distintas: pré-processamento, transformação de dados digitais, classificação propriamente dita e pós-processamento. As técnicas preliminares que visam corrigir estas interferências ou minimizar seus efeitos sobre os dados consistem na etapa de pré-processamento. Esta etapa agrega um conjunto de técnicas implementadas para ajustar os dados numa forma de “tratamento preliminar de dados brutos, com a finalidade de calibrar a radiometria da imagem, atenuar os efeitos da atmosfera, remover ruídos, corrigir suas distorções geométricas, por meio de georreferenciamento e reamostragem.” (FLORENZANO, 2008, p. 42)

A eliminação de ruídos corresponde à faixa de cobertura sem registro de dados. Uma das técnicas de remoção de ruído consiste na substituição do valor zero da radiância pelo média dos pixels das linhas superior e inferior. O realce das imagens também é uma técnica de pré-processamento bastante utilizada sobretudo para os produtos que serão utilizados em interpretações visuais. O realce busca ampliar o contraste de feições na cena, a fim de melhorar a qualidade visual. Já a correção geométrica busca eliminar os erros propagados por movimento do satélite e pela curvatura da Terra. “Em outras palavras, a correção geométrica pode ser entendida como a transformação dos dados de sensoriamento remoto, de tal modo que eles adquiram as características de escala e projeção próprias de mapas (MATHER, 1987 apud MOREIRA, 2007, p. 275). A correção radiométrica de imagens “inclui tanto as operações puramente cosméticas dos dados, que visam apenas melhorar sua visualização, quanto aquelas que visam normalizar os dados radiometricamente, de modo absoluto ou relativo” (MOREIRA, 2007, p. 277)

Fonte: Exame de Qualificação Doutorado PPGMA-UERJ. Teixeira, 2018. A Lagoa de Itaipu: (re)conhecimento a partir de diálogos no mundo vivido

Unidades de Conservação com Plano de Manejo

O ICMBio oferece uma importante ferramenta de busca para Unidades de Conservação com Planos de Manejo. As buscas podem ser feitas por nome, categoria, ano ou portaria.

Para as UC’s presentes no banco de dados são fornecidas informações principais, bem como decretos, planos e mapas.

Acesse: http://www.icmbio.gov.br/portal/planosmanejo

Portal sobre a População Brasileira

O portal População.net.br oferece gráficos e tabelas informações sobre a população brasileira, informando dados que estabelecem a relação entre homens x mulheres; crianças, jovens, adultos e idosos; religião; entre outros.

Fonte: populaçao.net.br

Acesse: http://populacao.net.br/index.php

Ou acesse os tópicos:

População dos Estados Brasileiros

População das Cidades Brasileiras

População dos Bairros Brasileiros

Comparar População dos Bairros, Cidades e Estados

Compare população, área e índices do Censo 2010 em relação a:

População das Regiões Brasileiras

Sensoriamento Remoto e Aspectos relevantes sobre as Tecnologias da Geoinformação

O registro através de sensores remotos de informações sobre objetos reais e também de fenômenos espaciais, permite a caracterização e classificação sem contato físico entre o que chamamos de alvo e o sensor. Para o uso adequado deste material é importante o reconhecimento das potencialidades e limitações das fontes de dados, bem como do comportamento espectral dos objetos da superfície. Em Sensoriamento Remoto a de obtenção de imagens se dá de três principais formas: a terrestre, a aérea e a orbital.

Fonte: GTMAGEO

No método terrestre, a aquisição de imagens fotogramétricas ocorre por meio de fototeodolitos. Já no método aéreo o procedimento ocorre através de câmeras acopladas a Veículos Aerotripulados ou também Veículos Aéreo não Tripulados (VANTs), sendo que no Brasil só são permitidos os do tipo remotamente pilotados (RPA, Remotely-Piloted Aircraft). Atualmente, as formas aéreas de aquisição de imagens ganharam um novo recurso mais barato e rápido com Drones, que passaram a ser regulamentados na Resolução nº 419, de 2 de maio de 2017 da Agência Nacional de Aviação Civil (ANAC), que é complementar às normas de operação de Drones estabelecidas pelo Departamento de Controle do Espaço Aéreo (DECEA) e pela Agência Nacional de Telecomunicações (ANATEL) . Pelo regulamento da ANAC, o que muda essencialmente entre Drones e VANTs é o uso do instrumento. Segundo o regulamento, os Drones são VANTs remotamente pilotados usados para recreação e lazer e os RPA também são VANTs, contudo utilizados para fins experimentais, comerciais ou institucionais. E por fim, no método orbital as imagens são adquiridas através de câmeras dispostas em satélites artificiais.

O Sensoriamento Remoto tem sua origem ligada ao desenvolvimento dos sensores fotográficos (American Society of Photogrammetry apud NOVO, 1992, p. 3), cuja história se divide em dois períodos principais: entre os anos de 1860 e 1960, quando era baseado na utilização de fotografias aéreas, e o período de 1960 ao atual, caracterizado pela multiplicidade de sistemas imageadores (ASP, 1975 apud NOVO, 1992, p. 3). Os sensores remotos são portanto “quaisquer equipamentos capazes de transformar alguma forma de energia em um sinal passível de ser convertido em informação sobre o ambiente, sem contato físico entre esses sensores e os alvos de interesse”

Um recurso do Sensoriamento Remoto são as fotografias aéreas, que consistem em imagens adquiridas por câmeras fotogramétricas transportadas em aviões. Neste tipo de voo, o planejamento é feito para que aconteça uma sobreposição intencional de faixas fotografadas, com recobrimento lateral entre cerca de 20% e 30% para que não existam problemas de conectividade entre as imagens e de 50% a 60% de recobrimento longitudinal, a fim de que posteriormente possam ser extraídas informações de altimetria através da estereoscopia. Entre os fatores que afetam a qualidade das fotografias aéreas e também orbitais estão: a reflectância11 do alvo, a angulação de elevação do sol e o espalhamento (NOVO, 1992, p. 71).

As imagens orbitais correspondem àquelas adquiridas em sensores presentes em satélites artificiais, que podem ser plataformas não tripuladas ou plataformas tripuladas. Estas imagens são produtos da captação de energia refletida ou emitida pela superfície da terra, de acordo com a estrutura física e bioquímica dos objetos, e são disponibilizadas ao usuário final em uma imagem em níveis digitais (ND), também chamados de níveis de cinza (NC), que correspondem à média da intensidade da energia eletromagnética refletida ou emitida pelos diferentes materiais presentes na superfície representada pelo pixel que compõe a imagem.

Esta forma de energia é a radiação eletromagnética, que varia de acordo com a frequência e comprimento de onda e é representada pelo espectro eletromagnético. “As ondas eletromagnéticas são do tipo transversal e não necessitam de um meio de propagação, ou seja, propagam-se até mesmo no vácuo.” (MOREIRA, 2007, p. 21). O espectro eletromagnético é constituído por ondas eletromagnéticas com ampla faixa de comprimentos de onda e frequências de oscilação. As ondas eletromagnéticas cobrem um largo espectro, ou seja, um largo intervalo de frequências de oscilação por intervalo de tempo das cargas elétricas, e um largo intervalo de comprimento de onda.

As ondas possuem 5 grandezas físicas: frequência, período, comprimento de onda, velocidade e amplitude. A frequência é o número de oscilações da onda por um certo período de tempo, representada pela letra f. A unidade para frequência é o hertz (Hz), que é a expressão de oscilações por segundo. O período é o tempo necessário para a fonte produzir uma onda completa. É representado pela letra T e é medido em segundos. É possível relacionar a frequência e o período de uma onda, a equação é f = 1/T ou T = 1/f. Já o comprimento de onda é o tamanho de uma onda, que pode ser medida de crista a crista, do início ao final de um período ou de vale a vale. É representada pela letra grega lambda (λ).

A velocidade sempre é determinada pela distância percorrida sobre o tempo gasto. No vácuo, a velocidade de uma onda eletromagnética é a mesma para todas as frequências, sendo 299.792,458 km/s, ou seja, é a velocidade da luz, chamada de constante c. E a amplitude é a altura da onda, ou seja, é a distância entre o eixo da onda até a crista. Quanto maior for a amplitude, maior será a quantidade de energia transportada.

Definidos estes cinco elementos, cabe dizer que o comprimento de onda tem uma relação inversa com a frequência, ou seja, o comprimento de onda é igual à velocidade da onda dividida pela frequência da onda. Brito (2007, p. 35) define que “a radiação eletromagnética, vista como uma onda, possui um espectro de comprimento de onda (μm) e consequentemente, de frequência (Hz) distintos”. Como as ondas eletromagnéticas se propagam com a mesma velocidade (velocidade da luz) as ondas de maior frequência serão aquelas de menor comprimento de onda e as ondas de menor frequência apresentam o maior comprimento de onda. E assim os diversos tipos de ondas eletromagnéticas formam uma faixa de frequências com os respectivos comprimentos de ondas, que caracterizam o espectro eletromagnético.

Os corpos respondem à energia eletromagnética sobre eles, que incide de três maneiras: absorvendo-a, transmitindo-a ou refletindo-a além, é claro, da emissão, que é natural de todos os corpos. Para o Sensoriamento Remoto interessa principalmente a reflexão, pois é a partir da energia refletida pelas feições da superfície terrestre que os filmes ou dispositivos CCD das câmaras são sensibilizados. (BRITO, 2007, p. 38).

Os corpos portanto apresentam determinados padrões de resposta quando reagem à radiação eletromagnética que permitem caracterizá-los, muitas vezes de maneira conjunta com outros dados.

[…] cada corpo reage de maneira diferente à mesma radiação, graças às idiossincrasias que naturalmente cada um deles possui. Assim, para diferentes corpos e diferentes radiações e, consequentemente, para diferentes comprimentos de onda, têm-se diferentes intensidades refletidas e/ou emitidas. Graças a essa propriedade, pode-se ter o conceito de cores. Assim, vê-se um corpo como “verde” porque, em verdade, este reflete e/ou emite (de forma difusa) radiação na faixa do verde. (BRITO, 2007, p. 39).

Fonte: Exame de Qualificação Doutorado PPGMA-UERJ. Teixeira, 2018. A Lagoa de Itaipu: (re)conhecimento a partir de diálogos no mundo vivido

Geodiversidade do Estado do Acre

“Nas duas últimas décadas, e de forma mais intensa nos anos mais recentes, vem se observando no país um interesse crescente por atividades associadas ao segmento do turismo ecológico, mais particularmente o geoturismo, devido ao fascínio exercido pelos atrativos naturais sobre o imaginário das pessoas. O geoturismo, por definição, envolve o turismo ecológico com informações e atrativos de natureza geológica. (…) Um observador comum, ao dirigir o olhar para determinada paisagem natural possuidora de beleza cênica, irá considerá-la apenas um objeto contemplativo, sem procurar resgatar as informações a ela associadas. A existência de formas de relevo destacadas, entretanto, deve conduzir a uma visão mais ampla e integrada, desde sua origem geológica e ação de agentes intempéricos que modelam a paisagem a eventuais conteúdos fossilíferos e evidências antrópicas, as quais agregam valor a determinado cenário natural, possibilitando ao geoturista melhor entendimento dos processos geológicos e antrópicos que envolvem aquele atraente cenário.” (CPRM, 2015)

“Já o patrimônio paleontológico do Acre registra a presença de numerosos sítios fossilíferos em três períodos distintos: restos fósseis de pequeno porte, associados aos conglomerados cretácicos da Formação Moa, no rio homônimo; importante megafauna e ainda restos vegetais identificados na Formação Solimões, de idade miocênica a pliocênica, e finalmente, um conteúdo fóssil nos sedimentos pleistocênicos, retrabalhados pelos processos erosivos sub-recentes a atuais, favorecendo sua deposição em sedimentos holocênicos. A importância geocientífica desses jazimentos fossilíferos foi devidamente registrada por numerosos pesquisadores regionais, nacionais e/ou internacionais, produzindo dezenas de artigos científicos, induzindo a um crescente interesse geoturístico. Os sítios fossilíferos ocorrem predominantemente ao longo de diversas bacias hidrográficas do estado, notadamente nos rios Acre, Juruá, Purus, Envira e Tarauacá, capazes de apresentar taludes marginais expressivos, constantemente retrabalhados pela erosão fluvial, permitindo que aflorem fragmentos de representantes da fauna e da flora antigas. Sítios paleontológicos importantes foram identificados nos rios Purus e Acre (Cachoeira do Bandeira), onde foram encontrados crocodilídeos de grande porte (por exemplo, Purussaurus brasiliensis), um dos quais atingindo 12 m, cujo crânio está depositado no Laboratório de Pesquisas Paleontológicas da Universidade Federal do Acre (LPP/UFAC) em Rio Branco” (CPRM, 2015)

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Adamy, Amílcar. Geodiversidade do estado do Acre / Organização Amílcar Adamy. – Porto Velho: CPRM, 2015. 321 p. ; il., color.; 30 cm + 1 DVD-ROM Programa Geologia do Brasil. Levantamento da Geodiversidade. ISBN 978-85-7499-156-6