3. Aula - Agricultura de Precisão

Disciplina: Agricultura de Precisão

Professor Esp. Fábio José das Dores

E-mail: [email protected]

Sensoriamento Remoto

Princípios Físicos doSensoriamento Remoto

Definições e Conceitos

Segundo COLWELL (1983): "Sensoriamento Remoto é a aquisição de informações sobre um objeto sem que haja um contato físico".

CAMPBELL (1987) define Sensoriamento Remoto como a ciência que obtém informações da superfície terrestre a partir de imagens obtidas a distância. A obtenção dessas informações geralmente depende da energia eletromagnética refletida ou emitida pelos alvos de interesse.


Conceito: é o conjunto das atividades relacionadas com a aquisição e a análise de dados de sensores remotos.

Sensor remoto: sistema capaz de detectar e registrar o fluxo de energia radiante refletido ou emitido pelos diferentes "alvos", sem contato físico com eles.


Análise: as imagens de sensoriamento remoto têm características especiais que dependem das propriedades radiométricas dos "alvos" que compõem a cena, da atmosfera e da configuração do sistema sensor utilizado na aquisição. O analista de sensoriamento remoto deve complementar os seus conhecimento específicos com as informações relativas aos elementos que interferem na formação das imagens.

Histórico

Origem vinculada a fotografia aérea

Podemos dividir em dois períodos:

1860 - 1960 (fotografias aéreas)

1960 - hoje (fotografias e imagens)

Desenvolvimento do Sensoriamento Remoto: Matemática; Física; Química; Biologia; Ciências da Terra e Computação.

Histórico

Qual o verdadeiro interesse no Sensoriamento Remoto?

1860 - fotografia através de balões

1862 - usada pela primeira vez para fins militares (Guerra Civil Americana)

Histórico

1909 - W. Wright: primeira fotografia aérea através de um planador

1ª Guerra Mundial:

Fotos aéreas de instalações militares reconhecimento do “foto-intérprete”

Foto-interpretação: pelo reconhecimento, nas fotos aéreas, de vários fatores independentes, os intérpretes podem inferir informações não apresentadas diretamente (princípio da convergência de evidências)

Histórico

Período entre as duas grandes guerras:

Desenvolvimento em aplicações comerciais e científicas (fotogrametria)

Produção de mapas topográficos (estéreofoto) e mapas de recursos naturais;

Histórico

Segunda Guerra Mundial: estado da arte na foto – interpretação

Mapeamentos: topográfico, geológico e de engenharia

Inventários: florestais e agrícolas

Filmes infravermelho (“falsa cor”)

Histórico

1957 – Sputnik: observação da Terra através do espaço

1972 – Primeiro satélite não militar: Earth Resources Technology Satélite (ERTS1) (LANDSAT 1)

1986 – SPOT 1

1987 – MOS 1

1988 – IRS 1

Aquisição / Armazenamento / Processamento

Energia Radiante

A radiação solar se propaga no vácuo a uma velocidade de 300.000 km/s e sob a forma de onda eletromagnética.

C = λ x f onde:

C = 300.000 km/s

λ = comprimento da onda (A°; nm; μm)

f = frequência (ciclos/s = Hz)

Energia Radiante

Energia RadianteComprimento de onda: é a distância entre dois máximos sucessivos (unidade metros).

Frequência: é o numero de ondas que passam por um ponto do espaço num determinado tempo (unidade Hertz)

Energia Radiante

Energia Radiante

Apesar de suas características ondulatórias de propagação, a energia radiante apresenta propriedades de natureza quântica.

Q = h x f onde

Q = quantidade de energia (J)

h = constante de Planck

f = frequência (ciclos/s = Hz)

Espectro Eletromagnético de Energia

Interação Radiação / Alvo

A energia eletromagnética incidente interage com os pigmentos, água, e o ar dos espaços intercelulares dentro da folha.

Interação Radiação / Alvo

Normalizando a Equação (1) em relação ao fluxo incidente (Φ i), tem-se:

Como a maioria dos sistemas sensores remotos opera medindo a energia refletida na faixa de 0,35 μm a 3,0 μm, pode-se pensar na Equação (2) de outra maneira:

Assinatura Espectral

Intensidade relativa com que cada corpo reflete ou emite a radiação eletromagnética nos diversos comprimentos de onda.


Assinatura espectral da vegetação – Fonte: Adaptado de CEP/INPE


Fonte: Jensen (2000)


Curva média da reflectâcia da vegetação fotossinteticamente ativa. Fonte: Novo (1995).

Fator de reflectância na região do visível e infravermelho próximo, obtido sobre o dossel do feijão para o tratamento 4 (lâmina total de água: 373,40 mm). Fonte: Cunha & Angulo Filho (2000)

Curvas da reflectância espectral, obtidas em folhas de milho com diferentes conteúdo de água. Fonte: Hoffer (1978)

Reflectância de folhas de algodão superpostas até uma camada de seis folhas. Fonte: Myers (1970)

Fontes de Radiação Eletromagnética

Radiação térmica: todo corpo com temperatura superior a zero grau absoluto (°K) emite radiação eletromagnética. A quantidade de radiação emitida em W/m2 (excitância) é função da temperatura do corpo, e por isso denominada radiação térmica.

Radiação Solar

O Sol é a fonte mais importante de REM para o SR. Ele emite radiação como um corpo negro, a uma temperatura aproximada de 6.000 ºK, na faixa espectral de 0,2 μm a 10,0 μm.

O fluxo de energia solar que atinge o topo da atmosfera terrestre é de cerca de 2,0 cal.cm-2.min-1 (constante solar).

O comprimento de onda de máxima emissão é, aproximadamente, 0,5 mm e quase 99% da radiação solar situa-se dentro da faixa espectral de 0,15 μm a 4,0 μm.

Radiação Solar

Curva de irradiância solar. Fonte: Slater (1980)

Interação Radiação Solar / Atmosfera

Interação radiação solar / atmosfera / alvo / sensor. Fonte: Adaptado de Florenzano (2002)


Os processos de atenuação atmosférica mais importantes que afetam a propagação da radiação eletromagnética são:

1) Absorção: a REM ao se propagar pela atmosfera é absorvida seletivamente por seus constituintes.


2) Espalhamento:

Molecular ou Rayleigh (λ > Φ): é produzido pelas moléculas dos gases constituintes da atmosfera. Sua intensidade é inversamente proporcional à 4ª potência do comprimento de onda. (atmosfera limpa);


Mie (λ @ Φ): partículas em suspensão como pó e água (névoa), conforme a concentração resultam em zonas de coloração diferentes, perceptíveis durante o nascer e por do sol;

Não seletivo (λ < Φ): a radiação dos diferentes comprimentos de onda será espalhada com igual intensidade, aparência esbranquiçada ao céu e nuvens.

O Processo de Formação das Cores

Sistemas Sensores

Um sistema sensor pode ser definido como qualquer equipamento capaz de transformar alguma forma de energia em sinal passível de ser convertido em informação sobre o ambiente. No caso específico do sensoriamento remoto a energia utilizada é a radiação eletromagnética (NOVO, 1989).

Sistemas Sensores

Segundo STEFFEN et al. (1981), sensor remoto é um dispositivo capaz de responder à radiação eletromagnética de determinada faixa do espectro eletromagnético, registrá-la e gerar um produto numa forma adequada à interpretação pelo usuário.

Sistemas Sensores

Classificação dos Sensores Remotos

Imageadores: quando fornecem uma imagem fotográfica da cena de interesse (fotográficos e não fotográficos);

Não imageadores: quando o produto final é apresentado na forma de valores numéricos ou gráficos;

Classificação dos Sensores Remotos

Passivos: são aqueles que necessitam uma fonte externa de radiação eletromagnética para poderem operar (Sol – Radioatividade);

Ativos: possuem sua própria fonte de radiação eletromagnética (Radar – Laser).

Escolha depende de: interesse da pesquisa, da precisão requerida, dos custos envolvidos

Sistemas Sensores

Sensoriamento remoto (SR):

Basicamente existem 3 plataformas:

1) Aviões;

2) Satélites; e,

3) Veículos terrestres;

QuickbirdIkonos

IRS-P6

SPOT 1 , 3 e 4SPOT 2 e 5

Cbers 2

Landsat 7

Landsat 5

Resolução e Poder deResolução

O termo poder de resolução aplica-se a um sistema sensor, enquanto que resolução aplica-se ao produto obtido por meio do sensor.

O poder de resolução, segundo NOVO (1989), é uma medida da habilidade do que um sistema sensor possui de distinguir entre respostas que são semelhantes espectralmente ou próximas espacialmente.

Resolução e Poder deResolução

Resolução espacial: identifica a menor separação angular ou linear de dois objetos na imagem.

Resolução espectral: é uma medida da amplitude das faixas espectrais às quais o sensor é sensível.

Resolução radiométrica: refere-se à sensibilidade do sistema sensor em detectar diferentes níveis de intensidade do sinal de retorno, traduzidos, por exemplo, por diferentes níveis de cinza que irão compor a imagem.

Resolução Espacial

Resolução Radiométrica

Resolução Espectral

Sensores e Produtos

Sistemas Não – Imageadores

Segundo STEFFEN et al. (1981), os sensores não – imageadores mais comuns são os radiômetros, que são capazes de medir a intensidade da energia radiante, proveniente de todos os pontos de uma superfície, dentro de seu campo de visada e em faixas de comprimento de ondas especificadas.

Sensores e Produtos

De acordo com o poder de resolução espectral, os radiômetros podem ser classificados em:

a) Radiômetros de banda;

b) Espectrorradiômetros.

Sistemas Não-Imageadores

Medição da reflectância

O fator de reflectância de uma amostra é a razão entre sua radiância (La) e a radiância de uma superfície lambertiana ideal (Lr), nas mesmas condições de iluminação e observação.

Na prática, é utilizada uma superfície de referência feita com uma placa plana recoberta com BaSO4 ou MgO e calibrada com um padrão de laboratório cujo espectro de reflectância é conhecido.

Configuração básica do SPECTRON SE-590.Adaptado de Moreira (2001)

Índice de Vegetação

Um índice espectral de vegetação é a integração de duas ou mais bandas espectrais, segundo determinado procedimento, cuja finalidade é realçar características da vegetação como biomassa, vigor vegetativo, índice de área foliar etc., em relação aos solos (Moreira, 1997).

Exemplo de imagem NDVI, do Estado do Texas, calculada a partir de uma passagem do sensor AVHRR.Fonte: NASA

Comportamento da vegetação sadia e senescente, com relação ao NDVI. Fonte: NASA

Sistemas Imageadores

Os sistemas sensores imageadores podem ser classificados, de acordo com o processo de formação da imagem em:

a) Sistemas fotográficos;

b) Sistemas de imageamento eletro-óptico;

c) Sistemas de radar.

Sistemas Fotográficos

Câmera analógica x Câmera digital

Câmera digital colorida

Câmera digital infravermelho


Dentre os fatores importantes na escolha da tecnologia digital pode-se destacar:

A eliminação dos processos químicos de revelação dos negativos.

A disponibilidade instantânea das imagens;

Flexibilidade em termos espectrais; e

A possibilidade de obter produtos em quase tempo real.


Por outro lado fatores limitantes e que estão sendo pesquisados são:

A resolução, ainda inferior à resolução das câmeras métricas convencionais;

A razão número de quadros/unidade de tempo, que deve ser alta o suficiente para aplicações em tempo real e que somente algumas câmaras de alto custo é que possuem esta relação aceitável;

A relação custo/área imageada que atualmente é menor para as imagens adquiridas com câmeras métricas convencionais.

Filtros

Filmes

Sensoriamento Remoto Orbital

As primeiras imagens fotográficas da superfície da Terra, a partir do espaço, foram feitas em 1961 de uma cápsula Mercury, em sua quarta missão. As missões Gemini e Apollo também seguiram obtendo fotografias da Terra, estas imagens que a princípio eram alvo apenas de curiosidade e publicidade; posteriormente, foram reconhecidas como um excelente produto para o estudo de recursos terrestres.

Sensoriamento Remoto Orbital

A partir desta constatação a NASA, juntamente com o United States Geological Survey e o United States Department of Agriculture, desenvolveu um satélite, que foi lançado em julho de 1972, chamado “Earth Resources Technology Satellite – 1 (ERTS-1)”, posteriormente rebatizado como LANDSAT - 1.

O Sistema LANDSAT LANDSAT – 1: Lançado: 23/07/1972 - desativado: 01/06/1978

LANDSAT – 2: Lançado: 22/01/1975 – desativado: 05/02/1982

LANDSAT – 3: Lançado: 05/03/1978 – desativado: 31/03/1983

LANDSAT – 4: Lançado: 16/07/1982 - desativado: julho/1987

LANDSAT – 5: Lançado em março de 1984 operacional

LANDSAT – 6: Lançado: 05/10/1993 não atingiu a órbita e caiu no Oceano Pacífico.

LANDSAT – 7: Lançado: 15/04/1999 problemas maio/2003

O Sistema LANDSAT

O Sistema Mundial de Referência, composto pelo número da órbita e pelo número do ponto, é utilizado para localizar a imagem da área de interesse para estudo. O número da órbita se refere a órbita base a que pertence a cena, da área de interesse, no Sistema Mundial de Referência, e o número do ponto é associado a uma latitude padrão representada no Mapa Índice.

O Sistema LANDSAT

As imagens LANDSAT/TM podem ser adquiridas da seguinte forma:

Cena inteira - cobre uma área de 185 x 185 km.

Quadrante - representa um quarto da cena inteira – cobre uma área de 90x90 km.

Subquadrante – representa um quarto do quadrante – cobre uma área de 46x46 km.

O Sistema LANDSAT

A figura representa a cena inteira e a posição dos quadrantes. Esta figura apresenta as diferentes combinações que podem ser feitas para a formação de um quadrante.

Os quadrantes tradicionais são:

Quadrante A: formado pelos subquadrantes 1, 2, 5 e 6.

Quadrante B: formado pelos subquadrantes 3, 4, 7 e 8.

Quadrante C: formado pelos subquadrantes 9, 10, 13 e 14.

Quadrante D: formado pelos subquadrantes 11, 12, 15 e 16.

O Sistema LANDSAT: características das bandas

BANDA 1 (0,45 - 0,52 μm) – AzulEsta banda apresenta grande penetração em corpos d'água, sendo particularmenteinteressante para estudos batimétricos.

Permite detalhar a turbidez da água e o traçado de correntesem corpos d'águas costeiras.

Apresenta sensibilidade a plumas de fumaça oriundas de queimadas ou atividade industrial.


BANDA 2 (0,52 - 0,60μm) – VerdeEsta banda apresenta grande sensibilidade à presença desedimentos em suspensão na água, sendo utilizada para estudos de qualidade d'água.

Tem boa penetração em corpos d'água.

Boa para mapeamento de vegetação e áreas onde ocorrem atividades antrópicas.


BANDA 3 (0,63 - 0,69μm) – VermelhoEsta banda apresenta bom contraste entre áreas cobertas com vegetação e solo exposto, bem como discrimina diversos tipos de vegetação.

É a banda mais utilizada para a delimitação das "manchas" urbanas e traçado do sistemaviário.

É adequada também para mapeamentos de uso do solo, agricultura e estudos de qualidade d'água.


BANDA 4 (0,76 - 0,90μm) - IVP

Esta banda apresenta bom contraste entre solo e corpos d'água, permitindo o mapeamento de rios de grande porte, lagos , lagoas, reservatórios e áreas úmidas.

É também sensível à morfologia do terreno, sendo muito utilizada para mapeamentos de geologia e geomorfologia.

Serve para mapear a vegetação que foi queimada e permite ainda a visualização de áreas ocupadas por macrófitas aquáticas (por exemplo, aguapé).

Banda muito sensível à absorção da radiação eletromagnética pelos óxidos de ferro e titânio, muito comuns nos solos tropicais muito intemperizados.


BANDA 5 (1,55 – 1,75μm) - IVmédioEsta banda permite observar o teor de umidade nas plantas e detectar possíveis estresses na vegetação causados por falta de água.

Utilizada também para obter informações sobre a umidade do solo, no entanto, pode sofrer perturbações se ocorrerem chuvas um pouco antes da cena ser imageada pelo satélite.


BANDA 7 (2,08 – 2,35μm) - IVmédioEsta banda apresenta sensibilidade à morfologia do terreno, servindo para estudos nas áreas de geologia, solos e geomorfologia.

Utilizada também para identificação de minerais e detecção de umidade no solo e na vegetação.


Combinação das bandas 2, 3 e 4

Com a banda 4 (infravermelho próximo) os limites entre o solo e a água são mais definidos que a combinação 1, 2, 3.

Os corpos d'água com sedimentos em suspensão aparecem em tonalidade azul clara e os com pouco sedimentos em suspensão, em azul escuro.

As áreas urbanas e o solo exposto aparecem em tonalidades de azul.

A banda 4 (filtro vermelho) é bastante sensível à clorofila, permitindo que se observem variações da vegetação, que aparecem em tonalidades de vermelho.



Esta combinação com duas bandas no infravermelho do espectro eletromagnético mostra uma maior diferenciação entre solo e água do que as combinações anteriores.

A vegetação é mostrada em diversastonalidades de verde e rosa, que variam em função do tipo e das condições da vegetação.

As áreas urbanas e o solo exposto são apresentados em tons rosados.

A água, dependendo da quantidade de sedimentos em suspensão, aparece em preto.



Esta combinação, com uma banda no visível e duas no infravermelho, utiliza as mesmas bandas da combinação 3, 4 e 5, porém associadas a cores diferentes, permitindo uma diferenciação da vegetação em tons marrons, verdes e amarelos.

As áreas urbanas e os solos expostos são mostrados em tonalidades de azul claro, enquanto as áreas alagadas e a água aparecem em tons azuis escuros.

O Programa SPOT

O programa SPOT foi planejado e projetado desde o início como um sistema operacional e comercial de observação da Terra ( SPOT – Satellite Pour l'Observation de la Terre).

O Programa SPOT

Estabelecido por iniciativa do governo francês em 1978, com a participação da Suécia e Bélgica, o programa é gerenciado pelo Centro Nacional de Estudos Espaciais - CNES, que é o responsável pelo desenvolvimento do programa e operação dos satélites.

O Programa SPOT

Já foram lançados com sucesso os SPOT 1, 2 e 3 e 4. O SPOT 5, com novas especificações incluindo resolução espacial de 2,5 m numa faixa de 60 km, está operacional desde abril de 2002, assegurando assim a continuidade dos serviços, e incluindo notáveis evoluções técnicas e comerciais.

O Programa SPOT

A estrutura e o funcionamento do programa SPOT distingue claramente de um lado as funções do gerenciamento técnico do sistema, executadas pelo CNES, e de outro lado a responsabilidade das operações, atribuída à SPOT IMAGE, uma empresa de vocação genuinamente comercial, no tocante ao relacionamento com a comunidade de usuários e na distribuição de dados, além da missão permanente de divulgar a "imagem" da tecnologia francesa no mundo.

O Programa SPOT

A SPOT IMAGE tem por missão assegurar o eficiente gerenciamento das capacidades de aquisição de imagens pelo satélite e transmissão de dados à 21 estações receptoras equipadas e conveniadas em todo o mundo, sendo 3 na América do Sul , bem como desenvolver as normas e circuitos de distribuição e comercialização das imagens SPOT.

SPOT – Resolução Espacial- 2,5 m/ Aeroporto de Guarulhos, SP

SPOT – Resolução Espacial- 5 m/ Rio de Janeiro, RJ

Missão Espacial Completa Brasileira

A MECB tem por objetivo promover o avanço da tecnologia espacial no Brasil. O programa compreende o desenvolvimento e operação de 6 satélites, com aplicação direcionada às necessidades do país, sendo 3 satélites de coleta de dados, 2 de sensoriamento remoto e 1 de comunicações. Prevê também a construção de um veículo lançador de satélite (VLS). O programa englobou, na sua fase inicial, a construção e manutenção de infra-estruturas de uso geral como o Laboratório de Integração e Testes (LIT) e o Centro de Rastreio e Controle (CRC).


Os Satélites SCD1, SCD2 e SCD3

Os satélites SCD1 e SCD2 foram lançados, respectivamente, em 09/02/1993 e 22/10/1998 pelo foguete Pegasus e possuem as seguintes características técnicas:

Forma: prisma de base octogonal Dimensões: 1,0 m de diâmetro x 1,45 m de altura Massa total: 115,0kg Potência elétrica: 110/120W Estrutura: painéis colméias de alumínio Estabilização de atitude: rotação Órbita: circular de 750 km de altitude e 25º de inclinação


O satélite SCD2-A deveria ter sido lançado dia 02/11/1997 mas uma falha nos propulsores do VLS impediu que a missão se completasse.

O SCD3 visa dar continuidade e melhorar o desempenho do sistema de coleta de dados, prover um sistema de comunicação de mensagens bidirecional para a região equatorial, e realizar experimentos de comunicação de dados. A região de cobertura do sistema compreende a faixa de latitudes 15º N e 15º S. O SCD3 apresenta, também, a vantagem de ter repetitividade de 2 horas.


Os Satélites SSR 1 e SSR2

Os satélites SSR1 e SSR2 são satélites de observação da Terra cujo objetivo será o monitoramento da Região Amazônica, que se estende do paralelo 5º N ao 15º S.

Os principais estudos a serem realizados com os dados destes satélites são: desmatamento, queimadas, enchentes, exploração mineral, desertificação etc.

O satélite SSR é caracterizado pela arquitetura modular, sendo composto de um módulo de carga útil, onde estão instalados os instrumentos imageadores e de uma plataforma multimissão de serviços que provê as funções básicas do satélite: geração d


As características gerais do SSR são:

Massa: 290kg Potência: 250W Órbita: circular, equatorial a 900 km de altitude Repetitividade: 2 horas Três bandas na faixa do visível com resolução espacial de 100 a

200 m Banda IR com resolução espacial de 300 a 400 m para

monitoramento de incêndios florestais Irradiação de dados de imagem direta aos usuários finais com

estações receptoras portáteis Vida útil estimada de 4 anos


China Brazil Earth Resources Satellite - CBERS

O programa CBERS (início em julho de 1988) agrega a capacidade técnica e os recursos financeiros da China e do Brasil para estabelecer um sistema completo de sensoriamento remoto competitivo e compatível com as necessidades internacionais atuais.

O programa orçado originalmente em US$ 150 milhões, dos quais o Brasil deveria participar com 30%, previa a construção de dois satélites idênticos e seus lançamentos através de veículos da série Longa Marcha 4.

Em 14/10/1999, foi lançado o CBERS-1; em 21/10/2003 o CBERS-2; e em 19/09/2007 o CBERS-2B.


O satélite CBERS é composto de dois módulos:

O módulo de carga útil acomoda os sistemas ópticos (CCD - High resolution; CCD cameras; IRMSS – Infrared multispectral scanner; e Wfi - Wide field imager) e os eletrônicos usados para observação da Terra e coleta de dados;

O módulo de serviço contém todos os equipamentos necessários para o funcionamento do satélite.

Primeiras imagens do Brasil coletadas pela câmera CCD do satélite CBERS-2: Região noroeste do Estado de São Paulo. As áreas de solo exposto estão em tons avermelhados escuros; as área de agricultura e cana-de-açúcar, em verde. O delineamento das curvas de nível são visíveis. Na região inferior central da imagem pode-se ver um assentamento rural, constituído de pequenos lotes agrícolas.

Sensor: CCD/CBERS-2

Órbita_Ponto: 157_117

Data: 08/09/2004

Legenda: Plano Piloto de Brasília e seu contorno gravado pelo Satélite CBERS em 08 de setembro de 2004.Destaca-se o cinturão das cidades-satélites em plena expansão, bem como a presença de novos loteamentos. Na parte sul da cena aparece uma longapluma de fumaça.

Sensor: CCD/CBERS-2

Data: 2004

Legenda: São Sebastião, Ilha Bela, SP

Sensor: CCD/CBERS-2

Órbita Ponto: 173_103

Composição: R3G4B2

Data: 17/08/2004

Legenda: Nesta composição, Manaus aparece próxima aos Rios Negro (em preto) e Solimões (pequeno trecho ao Sul de Manaus em tons arroxeados), e ao Rio Amazonas, à direita da cidade. O verde mais escuro é a floresta amazônica, e o verde claro e roxo são áreas de ex-florestas que tornaram-se outros usos. As feições em branco são nuvens, constantes na região.

Sensor: IRM/CBERS-2



Data: 01/08/2005

Legenda: Região de Angra dos Reis e Ilha Grande no litoral sul do Rio de Janeiro. Destaca-se a presença da Mata Atlântica nas serranias e na Ilha Grande. Outro destaque é a grande quantidade de pequenas ilhas que a região abriga.

Sensor: WFI/CBERS-2



Data: 04/08/2004

Legenda: A visão sinótica do sensor WFI permite a observação de todo o conjunto de represas instaladas no alto Rio Paraná e nos seus afluentes e formadores: Paranaíba, Grande, Tietê e Paranapanema. Um trecho do Pantanal aparece no canto superior esquerdo da cena, enquanto áreas preparadas para cultivo se distribuem por toda a imagem em cores azuis.

Os Satélites NOAA

O sistema operacional de satélites meteorológicos do NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administrartion) é composto por dois tipos de satélites: GOES (geostationary operational environmental satellites) e satélites de órbita polar sendo que o principal é o NOAA-18.

Os Satélites NOAA

Os Estados Unidos opera hoje dois satélites de órbita geoestacionária (35.786 km de altitude) sobre o Equador (GOES-8 e 10) um posicionado a leste e outro a oeste, cobrindo uma extensão, aproximada, que vai da longitude 20º W até a 165º E.

A missão principal destes satélites é executada pelos sensores:

Imager: que é um instrumento multicanal sensível a energia solar radiante refletida pela superfície terrestre e pela atmosfera;

Sounder: que obtém dados para determinar as temperaturas e teor de umidade da atmosfera, temperatura da superfície e topo das nuvens e distribuição da camada de ozônio.

Os Satélites NOAA

O NOAA-18 (último da série) foi lançado dia 20 de maio de 2005, possui órbita heliossíncrona a uma altitude de 854 km, inclinação em relação ao Equador de 98,7º e período de revolução de 102,1 minutos. O seu principal sensor é o AVHRR (Advanced Very High Resolution Radiometer).

O AVHRR é um imageador detector da radiação que pode ser usado para determinar remotamente a cobertura de nuvens e temperatura das superfícies da Terra, nuvens e corpos d'água, suas principais características são:

Mosaico de Imagens NOAA - AVHRR da América do Sul

Mosaico Imagem NOAA-12 Banda 4.Data: 18/03/2004

O Sistema RADARSAT

RADARSAT é um avançado sistema de satélite de observação da Terra, desenvolvido pelo Canadá, para monitorar mudanças ambientais e os recursos naturais sustentáveis.

O RADARSAT-1 foi lançado em novembro de 1995, com uma vida útil estimada de 5 anos, o RADARSAT-2 está programado para estar operacional em 2001.

O Sistema RADARSAT

As principais características do RADARSAT-1 é seu sensor de microondas o SAR (Synthetic Aperture Radar):

Massa total: 2750 kg Potência gerada: 2500 W Antena: 15,0 m x 1,5 m - Polarização HH Órbita: heliosíncrona a 793 - 821km de altitude; 98,6º de

inclinação em relação ao Equador; período de 101min (14 revoluções/dia)

SAR: opera na banda C de radar com frequência de 5,3 GHz e comprimento de onda de 5,6 cm

Vida útil: 5 anos

CARACTERÍSTICAS DA ÓRBITA DO RADARSAT

MODOS DE OPERAÇÃO DO SAR RADARSAT

Rio Lena / Sibéria – 23/05/2001

Vazamento de petróleo na costa do Equador próximo às ilhas Galapagos – 16/01/2001

Vazamento de petróleo na costa do Japão

Barcos de expedição ao gelo

Imagem RADARSAT, Baía da Guanabara/RJ.

Os Satélites ERS-1, ERS-2 eJERS-1

Os Satélites ERS-1 e ERS-2 da Agência Espacial Europeia foram lançados em 17/07/1991 e 21/04/1995 respectivamente e possuem as seguintes características principais:

Massa total: 2516kg Dimensões: 12,0 m x 12,0 m x 2,5 m Potência gerada: 2000 W Antena: 10,0 m x 1,0 m Órbita: polar / heliosíncrona a 780 km de altitude período de

101 min (14 revoluções/dia) SAR: opera na banda C de radar com frequência de 5,3GHz e

comprimento de onda de 5,6 cm

Imagem do Satélite ERS-2 (instrumento ATSR-2, faixa espectral do visível), Havaí, 1995.

Imagem do Satélite ERS-1 (instrumento SAR), região da Itália, 1992.

Imagem do Satélite ERS-1 (instrumento SAR), região Rio Branco/Acre, 1992.

Os Satélites ERS-1, ERS-2 eJERS-1

O satélite JERS-1 da Agência Nacional de Desenvolvimento Espacial do Japão foi lançado em 11/02/1992 e possui as seguintes características principais:

Órbita: polar / heliosíncrona a 568 km de altitude Opera também um sistema SAR e um sensor

óptico (OPS) de 7 bandas do visível ao infravermelho próximo, capaz de fazer visada lateral de 15,3º

Imagem JERS – Baía de Tóquio, Japão

Imagem JERS do Japão, Monte Fuji (1992).

Os Satélites IKONOS I e II

O IKONOS-II foi lançado em 24 de setembro de 1999 e possui as seguintes características:

Massa total: 720 kg

Órbita: polar / heliossíncrona a 680 km de altitude período de 98 min (14 revoluções/dia)


Bandas espectrais:

0,45 - 0,90mm (pan) 0,45 - 0,52mm (azul) 0,52 - 0,60mm (verde) 0,63 - 0,69mm (vermelho) 0,76 - 0,90mm (infravermelho)

Resolução espacial: 1,0 m pan e 4,0 m multiespectral

Largura da faixa imageada: 11,0 km


Possibilidade de combinação de imagens adquiridas no modo PANCROMÁTICO, P&B, com 1,0 m de resolução, com imagens multiespectrais coloridas de 4,0 m de resolução, para a geração de imagens coloridas com 1,0 m de resolução, combinando então as vantagens dos dois tipos de imagens. Como o satélite adquire sistematicamente as imagens no modo PAN e MS para todas as áreas, esta fusão e o produto PSM pode ser gerado para todas as imagens adquiridas pelo IKONOS


Aquisição das imagens com resolução radiométrica de 11 bits (2048 níveis de cinza) aumentando o poder de contraste e de discriminação das imagens, inclusive nas áreas de sombra. Antes do IKONOS, as imagens de satélites eram geralmente adquiridas com 8 bits ou 256 níveis de cinza.

Imagem IKONOS – Rio de Janeiro, RJ

Imagem IKONOS - Município de Holambra/SP.

Imagem IKONOS - Município de Olinda, PE

Imagem IKONOS – Brasília, DF.

Imagem IKONOS – Elias Fausto, SP

Imagem IKONOS – Área Rural / Região de Campinas, SP

Imagem IKONOS – Hidrelétrica de Itaipu

Imagem IKONOS – Região de Araraquara, SP

Imagem IKONOS – Curitiba, PR.

Imagem IKONOS – Pirâmides do Egito

O Sistema Brasileiro de Recepção de Dados de Satélite

Compõe-se de uma estação de recepção, instalada em Cuiabá (centro geográfico da América do Sul) e operando desde 1973.

Em Cuiabá, os dados são recebidos através de uma antena parabólica e gravados em fitas HDDMT. Estas fitas são enviadas posteriormente para o laboratório de processamento eletrônico e fotográfico localizado em Cachoeira Paulista-SP.

Este laboratório tem a função de transformar os dados recebidos pela estação de recepção, em imagens fotográficas em papel ou produtos digitais.

Localização, ao redor do mundo, das estações de rastreio dos satélites de recursos terrestres, as estações que recobrem a América do Sul estão localizadas na Argentina, Brasil e Equador

3. Aula - Agricultura de Precisão

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