Assunto de Fotointerpretação

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INSTITUTO MACAPAENSE DO MELHOR ENSINO SUPERIOR-IMMES CURSO DE ENGENHARIA FLORESTAL

DISCIPLINA DE FOTOINTERPRETAÇÃO

PROFESSOR: ENGº. E ESP. JAUIRES LIMA MACIEL

MACAPÁ – AP 2010

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01. DADOS

Curso: ENGENHARIA FLORESTAL

Ano e período: 5/2010

02/08/2010 Turma: E5NA

Disciplina: FOTOINTERPRETAÇÃO

Carga Horária Total: 60H CH Teórica: CH Prática:

Docente: PROFº ESP. JAUIRES LIMA MACIEL

HORÁRIO DE AULA TARDE

HORÁRIO SEGUNDA TERÇA QUARTA QUINTA SEXTA

1º

2º

INTERVALO INTERVALO INTERVALO INTERVALO INTERVALO INTERVALO

3º

4º

5º

NOITE

HORA SEGUNDA TERÇA QUARTA QUINTA SEXTA

1º

2º FOTOINT.

INTERVALO INTERVALO INTERVALO INTERVALO INTERVALO INTERVALO

3º FOTOINT.

4º FOTOINT.

5º

02. EMENTA DA DISCIPLINA:

FOTOINTERPRETAÇÃO: introdução. O uso. Requisitos necessários nas aerofotogramas.

Utilização das aerofotogramas em inventário e manejo florestais. SENSORIAMENTO REMOTO:

Histórico. Conceito: aspectos eletromagnéticos; efeitos atmosféricos e comportamento espectral de

alvos; SÁTELITES DE ST: Sistema de imagiamento, aquisição, transmissão, recepção e

distribuição de dados de SR, caracterização de imagens orbitais; metodologias de utilização de SR;

projetos de aplicação. O princípio e as aplicações do sensoriamento remoto no estudo de recursos

florestais. Reconhecimento de padrões e geoprocessamento.

PLANO DE ENSINO

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03. OBJETIVO GERAL: 04. OBJETIVOS ESPECÍFICOS: 05. CONTEÚDO PROGRAMÁTICO:

Proporcionar aos acadêmicos

de Engenharia Florestal o

conhecimento técnico inerente à

disciplina de Fotointerpretação

no âmbito da utilização das

ferramentas de aerofotogramas e

sensoriamento remoto, como

subsidios de projeto florestais.

Ao final do curso de Engª Florestal espera-se que os profissionais, cidadãos e ético, possam reconhecer a importância do conhecimento a cerca de Fotointerpretação como requisito de

projetos de floresta. Dar um enfoque geral sobre

Fotointerpretação, o conceito, seus

requisitos e utilização em projetos

florestais.

Proporcionar conhecimento sobre

Sensoriamento Remoto, seus conceitos,

aspectos e efeitos atmosféricos,

necessários para leitura e interpretação

de projetos prediais. Bem como o

comportamento espectral dos alvos.

Reconhecer e aplicar os conhecimentos

sobre Satélites de Sr, tipos de imagens,

aquisição, caracterização e distribuição

de dados para efeitos de projeto

florestais.

Conhecer a Metodologia de utilização

de SR em projetos, dentro da sua área

de competência do Engenheiro

Florestal, bem como reconhecimento de

padrões e georeferenciamneto.

I –UNIDADE: Introdução

I.1. Apresentação do professor;

I.2. Apresentação do Plano de Curso de Fotointerpretação;

I.3. A importância da disciplina de Fotointerpretação.

II – UNIDADE: Fotointerpretação

II.1. Conceitos. Elementos;

II.2. Uso e Requisitos para fins florestais;

II.3. Utilização das aerofogramas em inventário florestal;

II.4. Utilização das aerofotogramas em manejo florestal.

III – UNIDADE: Sensoriamento Remoto

III.1. Conceitos;

III.2. Aspectos eletromagnéticos;

III.3. Efeitos atmosféricos;

III.4. Comportamento espectral de alvo;

IV – UNIDADE: Satélites de SR

IV.1. Sistema de imageamento;

IV.2. Aquisição e transmissão de imagens;

IV.3. Recepção e distribuição de dados de SR;

IV.4. Caracterização de imagens orbitais.

V – UNIDADE: Metodologia de utilização de SR em projetos

V.1. Princípios e aplicações no estudo de recursos florestais;

V.2. Reconhecimento de padrões e geoprocessamento;

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06. BIBLIOGRAFIA

1. Básica

GARCIA, G.j. Sensoriamento remoto: princípios e interpretação de imagens. São

Paulo: Nobel, 1982. 367p.

INEP – CNPq. Cursos de treinamento: introdução as técnicas de sensoriamento remoro

e aplicações. Relatório Nº 1869 – MD/004-INEP, 1980. 318p.

INEP. Manual do usuário – Produto de Sensoriamento Remoto. Cachoeira Paulista –

SP. 1001.

LOCH, C.A interpretação de imagens aéreas: noções básicas e algumas aplicações no

campo profissional. Ed. UFSC, 1984.

MARCHETTY, D.A.B. & GARCIA, G.J. Princípios de fotogrametria e

fotointerpretação. São Paulo: Nobel, 1989. 257p.

MORAIS, E.M.L. de. Sensoriamento Remoto: Princípios e Aplicações. São Paulo:

Edgar Blucher, 1989.

MOREIRA, M.A. Fundamentos de Sensoriamento Remoto e Metodologia de

Aplicação. INEP, 2001.

2. Complementar

Periódicos diversos: revistas de construção, DVDs, CD-R, etc.

07. METODOLOGIA

Exposição Trab. em Grupo Debate Discussão

SIM X NÃO SIM X NÃO SIM X NÃO SIM NÃO X

Estudo de Caso Seminário Painel Fórum

SIM X NÃO SIM X NÃO SIM NÃO SIM NÃO

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Outros (Especificar): visitas técnicas em instituições que aplicam tais conhecimentos em projetos florestais

08. RECURSOS AUXILIARES

Computador Data show Slide Retroprojetor Quadro Víd. Conferência

SIM X NÃO SIM X NÃO SIM NÃO SIM NÃO SIM X NÃO SIM NÃO

Vídeos Álbuns seriados Manequins Ativ. Clínicas Internet Laboratório

SIM NÃO SIM NÃO SIM NÃO SIM NÃO SIM NÃO SIM NÃO

Outros (Especificar):

09. RECURSOS HUMANOS

professor, alunos e profissionais da área

10. MÉTODOS DE AVALIAÇÃO

Trabalhos em grupos, individuais, provas e relatórios de visitas técnicas.

Critérios: Freqüência, participação do aluno em sala, pontualidade, interesse nos

assuntos abordados durante as aulas.

A avaliação do desempenho do aluno será realizada através da média obtida

entre as notas das duas Avaliações Semestrais (PAB + SAB) e mais o TAS (terceira

Avaliação Semestral), calculado assim: MAB1=(Pab+Sab)/2. MAB2=(MAB1+Tas)/2.

Se a MAB2 for ≥ a 6,0 pontos, o aluno será considerado Aprovado. Caso contrário,

ou seja, se o aluno não atingir esta média, será submetido ao Exame Final NRF=Nota

de Recuperação Final, calculado da seguinte forma: AGS=(MAB2+NRF)/2. Se a nota

obtida for ≥ a 6,0 pontos, o aluno será considerado Aprovado, caso contrário, estará

reprovado. A freqüência mínima será de 75%.

No caso de haver necessidade de uma Segunda Chamada, por falta justificada

através de atestado médico, em 3 dias úteis, esta será realizada de acordo com o

Calendário Letivo 2010 da Instituição, ou em data a ser definida entre o Professor e a

Coordenação do Curso.

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11. CRITÉRIOS DE AVALIAÇÃO

1. Avaliação teórica 70% 2. Avaliação prática 30%

12. ASSINATURAS

Professor: _____________________________________________________________ Coordenador do Curso: ________________________________________________

Data da entrega: ________/________/__________.

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APOSTILA DE FOTOINTERPRETAÇÃO

I – UNIDADE: APRESENTAÇÃO DO PLANO DE ENSINO E A

RELEVANCIA DA DISCIPLINA

a) CONSIDERAÇÕES INICIAIS:

O homem sempre procurou meios de reproduzir fielmente a realidade a sua

volta e registrar de forma verossímil estes fatos. Esse sonho foi realizado pela

primeira vez no século XIX (por Luis Jacque Daguerre um dos precursores da

fotografia) com a invenção da fotografia, que desde então passou a ser

utilizada para registrar a realidade vivenciada no campo da documentação ou

de apenas expressão artística.

A palavra fotografia vem do grego “photos” (luz) e “graphos” (gravação). É

uma técnica pelo qual se obtém o registro de uma imagem mediante a

ação da luz sobre uma superfície (chapa, filme ou papel) revestida de

uma camada de sais de prata, que são sensíveis a luz. A primeira fotografia

do mundo foi tomada por Niepce de sua janela, em Graus na França (1826), e

fixada em placa de metal. Já a primeira fotografia panorâmica foi registrada

por T. F. Nadar, em um balão da vista de Paris, em placa úmida de colóide no

ano de 1862.

A fotografia é muitas vezes definida como a “arte de escrever com a luz”. É

a luz em grande parte que determina a qualidade da foto. Um conceito básico

da fotografia está diretamente associado à intensidade luminosa e o tempo de

exposição, ou seja, relação entre a quantidade de luz e o tempo de sua

incidência sobre o objeto sensível. Definida pela fórmula E = i x t, onde E

(exposição), i (intensidade luminosa) e t (tempo desta exposição).

A câmara fotográfica é o aparelho que executa a exposição do material

sensível a luz, funciona com base no princípio óptico da câmara escura,

conhecida desde 400 a.C. e, estudada por cientistas da época como: Leonardo

da Vinci, Daniel Barbierro, Ignazio Dante, entre outros. A câmara escura

consistia num quarto totalmente sem luz, no qual uma das paredes tinha

um orifício, através do qual se projetava na parede oposta uma imagem

invertida.

A primeira câmara fotográfica foi fabricada por Alphonse Giroux por

encomenda de Daguerre (1839), em Paris. Consistia em duas caixas de

madeira que deslizavam uma dentro da outra para focalizar; uma lente

acromática, com tampa metálica capaz de funcionar como abscurador; um

vidro fosco para a focalização; e um suporte para as placas sensíveis. Somente

no final do século XX com a incorporação da eletrônica á câmara foi se

modernizando e incorporando tecnologias de automação na focalização, no

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sistema de medição de luz e flash, no ajuste do foco, no emprego de raios

infravermelho ou sinais ultrasônicos na captura das imagens.

A aplicação da fotografia no campo tecnológico é ampla: ela registra

radiações de comprimento de onda invisíveis ao olho humano; mede

intensidades de radiações ou registra movimentos rápidos imperceptíveis ao

observador. Em biologia, metalurgia e petrografia, a foto microscópica é

grande auxiliar do pesquisador. A fotografia com raio ultravioleta é usado no

exame de documentos falsificados, restaurações de documentos e impressões

dactiloscópicas. Em astronomia, a observação visual através do telescópio já

foi quase totalmente substituída pela fotografia. Também na engenharia

florestal e na topografia a fotografia nas suas mais diversas formas de captura

tem um papel importante, com destaque aos serviços de levantamento

topográficos, estudos dos recursos florestais, inventários e manejo florestal.

Esquema de uma Câmara reflex de uma objetiva. Alinha vermelha assinala a trajetória

dos raios luminosos.

Esquema de uma objetiva zoom

Prisma

Objetiva Visor

Filme

Espelho

Funcionamento:

A partir do visor, o objeto é

visualizado na sua posição

normal.

A objetiva captura a

imagem do objeto, com

auxilio do prisma (jogo de

lentes).

Ao ser premido o

disparador, o espelho se

levanta, permitindo que a

luz atinja o filme.

A imagem é capturada no

filme e posteriormente

revelada.

Normal

Teleobjetiva

Grande angular

Funcionamento:

A disposição móvel

das lentes na objetiva

zoom permite

aproximar ou afastar

as imagens que se

deseja fotografar, com

a vantagem de uma

objetiva grande

angular ou de uma

teleobjetiva.

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II – UNIDADE: FOTOINTERPRETAÇÃO

a) CONCEITOS DE FOTOINTERPRETAÇÃO:

A fotointerpretação consiste na técnica de examinar as imagens dos objetos

na fotografia e deduzir sua significação. Tem sua importante na elaboração

de plantas gráficas e mapeamento de áreas ou superfícies. Na Engenharia

Florestal seu uso de dá na análise e captura de informações sobre a superfície

terrestre com cobertura vegetal para fins de projeto de intervenção dos

recursos florestais como: inventario florestal, manejo, zoneamento,

reconhecimento do solo, entre outros.

A fotointerpretação difere da fotogrametria no que se refere ao tratamento do

dado. A fotogrametria está relacionada com a acurácia posicional e

geométrica dos objetos, aspecto quantitativo, enquanto que a

fotointerpretação está relacionada com a significância do objeto, aspecto

qualitativo. Na verdade no que se refere à cartografia tanto os aspectos

qualitativos quanto quantitativos dos dados são importantes e seu grau de

acurácia e/ou detalhe dependem da escala do mapeamento.

Exemplo interpretativo

Aerofotografia

Interpretação e medidas:

Dados qualitativos: Rios, vegetação de serrado e vegetação de floresta

- Rios

- Serrados

- Floresta

Dados quantitativos: área, perímetro e coordenadas de rios, áreas, perímetro e

coordenadas de cobertura tipo serrado e área, perímetro e coordenadas de cobertura

tipo floresta.

- Rios - Serrado - Floresta

Área = 300.000 Km² 500.00 km² 900.000 km²

Perímetro = 150.000 ml 2.500.000 ml 5.605.000 ml

Coordenadas = (310°E; 40,5ºW) (338ºE; 21,3ºW) (359°E; 18,0ºW)

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b) ELEMENTOS:

Na fotointerpretação utilizamos elementos de reconhecimento, os quais

servem de fatores-guia no processo de reconhecimento e identificação dos

alvos na superfície terrestre, através de uma fotografia aérea ou imagem de

satélite. Estes elementos básicos de leitura de uma fotografia ou imagem são

os seguintes:

• Tonalidade e cor;

• Forma e tamanho;

• Padrão;

• Textura;

• Associação

• Sombra.

1. Tonalidade e cor

A tonalidade refere-se à intensidade de energia eletromagnética refletida por

um tipo de alvo na superfície terrestre, em outras palavras, a tonalidade está

estreitamente relacionada com o comportamento espectral das diferentes

coberturas da superfície terrestre.

Em fotografias aéreas a cor está associada ao tipo de filme (preto e branco;

colorido normal, infravermelho preto e branco e infravermelho colorido).

Em uma imagem de satélite devido à reflexão seletiva dos alvos existentes

na superfície terrestre, nas distintas bandas do espectro eletromagnético,

analisamos os tons de cinza nas bandas individualmente ou as cores através

das composições coloridas. O olho humano é mais sensível a cores que a tons

de cinza. Desta forma associamos cores aos tons de cinza.

Figura 01 – Imagem SPOT 95 em tons de cinza

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Figura 02 – Imagem SPOT 95 colorida

Tonalidade: Intensidade de energia eletromagnética refletida por um tipo de

alvo na superfície terrestre, em uma determinada banda do espectro

eletromagnético.

2. Forma e tamanho

A forma é definida através da geometria dos objetos e o tamanho é

diretamente proporcional à escala. A forma é um objeto é importante, pois

facilita o reconhecimento de alguns alvos na superfície terrestre, tais como:

Figuras de infraestura de transporte urbano: Estradas, linhas férreas (que

apresentam formato longitudinal) e aeroportos;

Figuras de infrestrutura urbana: Cidades (que apresentam formas

reticulares devido aos cruzamentos de suas avenidas e ruas), reservatórios,

complexos industriais;

Figuras de solo: Estruturas geológicas e geomorfologias do solo;

Figuras fluviais: Rios, lagos e igarapés (que apresentam forma sinuosa);

Agricultura: Cultivos (que tem formas regulares e bem definidas, pois as

culturas são plantadas em linha ou em curva de nível);

Florestal: Reflorestamentos (que tem formas regulares), áreas irrigadas por

pivô central (que apresentam formas arredondadas);

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O tamanho dos objetos, juntamente com a forma também deve ser levar em

consideração, pois algumas vezes alvos diferentes apresentam formas

semelhantes, mas tamanhos diferentes, o que auxilia na sua caracterização.

Por exemplo, as áreas de horticultura têm forma semelhante às áreas de

plantio de cana-de-açúcar, porém elas têm tamanhos diferentes. O mesmo

acontece com rios, os rios principais e os secundários têm a mesma forma

sinuosa, mas tamanhos diferentes.

Figura 01 – Imagem IKONOS de área agrícola com padrão quadriculado

bem definido.

Forma: Definida através da geometria dos objetos e as dimensões (tamanho)

são diretamente proporcionais à escala da fotografia.

Figura 02 – Imagem LANDSAT / TM do encontro das águas dos rios

Solimões (azul claro) e Negro (preto) formando o rio Amazonas.

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3. Padrão (modelo)

Este elemento é bastante utilizado em fotografias aéreas e em imagens de alta

resolução. O padrão é definido a partir da união e extensão das formas que

podem se repetir regularmente com variações tonais na imagem. O padrão

pode ser representado por obras feitas pelo homem ou feições naturais, p. ex.

padrões de drenagem, padrão das plantações, de construções, de minerações,

etc. 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

na área que está sendo estudada. O Padrão também nos permite identificar

alguns tipos de coberturas artificiais tais como plantações, áreas de

reflorestamento, áreas urbanas, distritos industriais, área urbana

Figura 01 – Imagem LANDSAT /TM padrão típico de áreas agrícola ou

florestal.

Figura 02 – Imagem LANDSAT /TM Padrão linear, típico em área urbana e

de lazer.

Padrão: É um elemento importante, pois ele está associado ao tipo de solo,

rocha e estrutura geológica na área que está sendo estudada.

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4. Textura

A textura é o arranjo dos tons numa área da imagem, resultando no aspecto

suave até rugoso de um alvo na fotografia ou imagem. O elemento textural

passa a ser a menor feição contínua e homogênea distinguível em uma

fotografia aérea, porém passível de repetição. Por exemplo, uma árvore ou um

grupo de árvores. A textura varia sempre com a escala.

Figura 01 – Imagem LANDSAT e IKONOS Comparação entre imagens de

uma parte da Bacia Paracatú na escala 1: 25.000.

5. Associação (ou convergência de evidências)

Elementos ou objetos que estão comumente associados, nos quais um tende a

ocorrer em função do outro. Por exemplo, a ocorrência de mangue se dá por

uma conjuntura de fatores de influência fluvio-marinha.

6. Sombra

É outro elemento importante na interpretação de imagens de satélite, mas na

maioria das vezes dificulta a interpretação das imagens, porque esconde a

informação onde ela está sendo projetada. O relevo sempre provoca uma

sombra do lado oposto à incidência do sol, fazendo com que estas áreas

apresentem tonalidades escuras na imagem, dificultando assim a

caracterização dos alvos na superfície terrestre.

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Figura 01 – Imagem CBERS apresentando a nuvem em branco e a sombra da

nuvem em preto, esta última confunde-se com a tonalidade preta da água do

açude que está na porção inferior da imagem.

c) PADRÕES DE IMAGENS PARA FINS FLORESTAIS:

Tomando como base estes elementos elabora-se então uma chave de

classificação, a qual serve de guia ao foto intérprete para identificar

rapidamente os alvos na fotografia ou na imagem.

A chave vem a ser descrição e ilustração típica dos alvos. Este tipo de

interpretação visual pode ser muito interessante quando não se quer ou não é

viável realizar uma classificação digital da imagem. Este produto é muito

interessante e pode muitas vezes atender o objetivo do trabalho. Este material

também pode ser preparado um trabalho com finalidades de interpretação

preliminar em campo para posterior classificação automática.

As chaves de interpretação não têm aplicabilidade ampla, ou seja, ela deve ser

desenvolvida para uma determinada região e imagem. Podem ocorrer erros de

identificação quando os alvos diferentes apresentam textura, cor e/ou forma

muito semelhantes.

A vantagem da utilização de chaves é que elas podem ser adaptadas para

sensores de diferentes satélites e permite que o foto intérprete iniciante

organize as informações na fotografia ou imagem, de modo a melhorar a

eficiência do mapeamento.

Em seguida apresentamos uma chave de interpretação (Tabela 1) para uma

composição colorida para a Imagem IKONOS no município de Nova

Esperança – PR. Na imagem onde a vegetação aparece em vermelho, à

combinação de bandas foi feita da seguinte forma: a cor azul foi associada à

banda 2 (visível), a cor verde à banda 3 (visível) e a cor vermelha à banda 4

(infra-vermelho próximo). Esta combinação é chamada de falsa-cor, porque

os alvos aparecem na imagem em cores falsas, e não como são vistos na

natureza.

Este tipo de combinação é muito usado para identificação de diferentes tipos

de matas ou diferenciar áreas de mata sadia das atacadas por enfermidades, ou

para realçar sedimentos em suspensão na água.

Tabela 01 – Exemplo dos elementos de interpretação para a Imagem

IKONOS.

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1- CLASSE: AGRICULTURA

Cor: Azul mesclado c/ rosa e rosa

Textura: Áspera

Padrão: Linear (áreas de agricultura que podem ser facilmente subdivididas

em função do tipo de cultura e época de plantio).

IMAGEM – IKONOS - Agricultura

CARACTERISTICA DE CAMPO

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2- CLASSE: EROSÃO

Cor: Azul escuro

Textura: Lisa

Padrão: Áspero (áreas pequenas e com solo exposto)

IMAGEM KONOS -solo

CARACTERÍSTICA DE SOLO COM EROSÃO

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3- CLASSE: VARZEA

Cor: Azul escuro

Textura: Marmorizada

Padrão: Área úmida ao redor do eixo do córrego, a qual possui uma

vegetação típica de banhado.

IMAGEM KONOS - varzea

CARACTERÍSTICA DE SOLO DE VARZEA

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4- CLASSE: MATA DE GALERIA

Cor: Vermelha

Textura: Grosseira

Padrão: Vegetação arbórea que ocorre ao longo do curso d’ água.

IMAGEM KONOS – mata de galeria

CARACTERÍSTICA DE MATA DE GALERIA

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5- CLASSE: LAGO

Cor: Azul

Textura: Lisa

Padrão: Lago artificial com baixo índice de sedimentação.

IMAGEM KONOS – lago

CARACTERÍSTICA DE LAGO

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6- CLASSE: SOLO ARADO

Cor: Azul claro

Textura: Fina

Padrão: Solo exposto e arado pouco antes da obtenção da imagem.

IMAGEM KONOS – solo arado

CARACTERÍSTICA DE SOLO ARADO

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7- CLASSE: PASTO

Cor: Azul e rosa

Textura: Fina

Padrão: Linear (Os diferentes tons indicam os diferentes tipos de pasto).

IMAGEM KONOS – pasto

CARACTERÍSTICA DE SOLO PARA PASTO

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1- Atividade: Com base na leitura do texto introdutório de Fotointerpretação,

responda as questões a baixo.

1ª) “O homem sempre procurou meios de reproduzir fielmente a realidade a

sua volta e registrar de forma verossímil estes fatos”, tomando como base esta

afirmativa, qual das alternativa condiz com esta afirmação.

a.( ) – Esse sonho foi alcançado no século VX por Luis Jacque Daguerre;

b.( ) – Esse sonho foi alcançado no século VIX por Leonardo da Vinci;

c.( x ) – Esse sonho foi alcançado no século XIX por Luis Jacque Daguerre;

d.( ) – Esse sonho foi alcançado no século XX por Alphonse Giroux;

e.( ) – Esse sonho foi alcançado no século VX por Daniel Barbierro;

2ª) Marque somente as alternativas verdadeiras, relacionadas com a história

da fotografia.

a.( ) – A palavra “fotografia” vem do grego;

b.( ) – Niepce foi quem fez o primeiro registro fotografico (França- 1826);

c.( ) – A câmara fotográfica já é conhecida desde 400 a.C.;

d.( ) – A primeira foto panorâmica se deve ao frances Nadar em 1862;

e.( x) – Todas as alternativas estão corretas;

3ª) A fotografia é a “arte de escrever com luz”, tomando como base esta

termo comparativo, qual das alternativa confirma tal comparação.

a.( ) –É a técnica de registro de imagens mediante a ação de luz;

b.( ) –A luz não interfere na qualidade na foto;

c.( ) –O registro da imagem é captada em chapas de ferro, filme ou papel;

d.( ) – Fotografia é o produto da intensidade luminosa e o tempo de exposição;

e.( x) – Somente a alternativa b não confirma tal comparação;

4ª) No principio a máquina fotográfica era constituída de um quarto escuro

com um furo na parede, por onde entrava a luz e a imagem projetada. Na

atualidade, o que podemos afirmar das câmaras fotográficas.

a.( ) – A primeira câmara foi fabricada por Alphonse Giroux (1839);

b.( ) – Consiste em duas caixas de madeira e com uma lente cromática;

c.( x) – As câmaras incorporaram tecnologia de automação no seu sistema;

d.( ) – O sistema de captura de imagens ainda é o mesmo das primitivas;

e.( ) – As alternativas b e d estão corretas;

5ª) Quanto a aplicação da fotografia, podemos afirmar.

a.( ) – Ela é amplamente aplicada no campo da tecnologia;

b.( ) – A fotografia com raio ultravioleta é usada no exame de documentos;

c.( ) – Tem bastante importância no reconhecimento do solo;

d.( ) – É relevante para conhecer e estudar os recursos florestais;

e.( x ) – Todas as alternativas estão corretas;

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ESTUDO DA FORMA, EFEITOS E CORES NA NATUREZA

A superfície da terra é composta de uma vasta combinação de elementos

naturais, tais como: rocha, água, vegetação, ar, gases e seres vivos. Cada

um com sua tonalidade, forma e energia.

Os sistemas de sensores fotográficos ou de energia têm a função de

capturar os comportamentos espectrais desses elementos refletido e/ou

emitido e traduzir em reproduções de suas linhas, cores e formas.

a) Linha: É um ponto em movimento. Sua classificação se dá;

Quanto à forma;

Quanto à posição;

Quanto à direção;

Quanto ao uso.

Quanto à forma e a posição:

Linha reta: tem uma única direção (vertical, horizontal e inclinada);

Vertical Horizontal Inclinada

Linha curva: muda de direção, obtendo uma forma harmoniosa,

podendo ser côncava e convexa.

Côncava Convexa

Linha quebrada ou poligonal: linha de diferentes posições,

agressiva e forte.

Linha sinuosa: é composta de uma sequência de linhas curvas,

sensação de ritmo.

90º

≠ 0º e 90º

0º

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Linha mista: linha que apresenta com todos os tipos de linhas.

Quanto à direção:

Linha convergente: são as linhas que se dirigem a um só ponto.

Linha divergente: são as linhas que se afastam do mesmo ponto.

Linhas paralelas: são as que se deslocam mantendo a mesma

distância entre si.

Vertical Horizontal Inclinada

Linha pontilhada: mais transmite a idéia de movimento.

Linha mista: é composta de traços e pontos.

90º

≠ 0º e 90º

0º

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b) Volume, luz e sombra: são elementos mais dinâmicos, que

ultrapassa a bidimensionalidade dos planos.

c) Cores: é sem dúvida o código visual mais importante. O primeiro a

estudas as cores foi Isaac Newton (1642 -1727), analisando o

espectro solar por meio de um prisma.

d)Formas geométricas: é encontrado em todos os elementos da

natureza, sendo:

Quadrado Retângulo Triângulo Circulo

e) Combinação de formas geométricas: é a combinação de todos os

elementos da natureza em um único objeto:

Fonte de luz

Sombra

Objeto em volume

Luz

Vermelho (primária)

Alaranjado (secundária)

Amarelo (primária)

Verde (secundária)

Azul – claro (primária)

Azul – marinho

Roxo (secundária)

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1- Atividade: Com base na leitura do texto conceitual de

Fotointerpretação, responda as questões a baixo.

1ª) Quais das missivas abaixo conceitua fotointerpretação.

a.( ) –Corresponde a análise de imagens de satélites;

b.( ) – É a técnica de visualizar imagens fotográficas;

c.( ) –É a interpretação de imagens registrada em câmeras fotográficas;

d.( ) – Interpretar quantitativamente e qualitativamente uma imagem;

e.(x ) – Nem uma alternativa estar correta;

2ª) Quais das missivas abaixo corresponde a fotogrametria.

a.( x ) – É a interpretação posicional e geométrica de um objeto;

b.( ) –É a acurácia de medida de uma fotografia;

c.( ) – Corresponde a interpretação qualitativa de um objeto;

d.( ) – Na cartografia é o aspecto mais importante;

e.( ) – As alternativas a e d estão corretas;

3ª) São exemplos de aspectos qualitativos e quantitativos de um objeto.

a.( ) – Lagoa; 25.600 ml

b.( ) –Árvore; galhada;

c.( ) – Estrada; 2.500 Km de pavimento asfáltico;

d.( ) – Árvore; (25º N; 32ºE)

e.( x ) – As alternativas a, c e d estão corretas;

4ª) No campo da Engenharia Florestal a fotointerpretação é empregada.

a.( ) – Como subsídio de projeto para estudo de recursos florestais;

b.( ) –Como subsídios de projeto para projeto de inventário florestal;

c.( ) – Como subsídios de projeto tropográfico de área desmatada;

d.( ) – Na construção de dados cartografia para fins florestais;

e.( x ) – Todas as alternativas estão corretas;

5ª) São exemplos de fatores guias no reconhecimento de superfícies terrestres

para fins florestais.

a.( ) – Tonalidade, densidade e floração;

b.( ) –Topografia do terreno e geografia da área em estudo;

c.( ) – Padrão, forma e qualitativa do objeto;

d.( ) – Textura, resistência, cor, forma e altura;

e.( x ) – Sombra, associação, textura, padrão, forma, tamanho, cor e tonalidade;

6ª) Refaça as fotos abaixo sinalizando a forma, efeitos de sombreamento e

cores, com base nos elementos de interpretação estudado:

30

Foto 01

Representação em linhas

Representação em formas e cores

31

Foto -02



32

Foto -03



33

Foto -04



34

Foto -05



35

Foto -06



36

Foto -07



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III – UNIDADE: SENSORIAMENTO REMOTO

1 - A radiação solar: Na origem do estudo da astronomia, o homem vem

estudando o sol, já que ele foi desde a origem das civilizações foi tratado

como um deus. Entretanto, somente nos últimos 500 anos que o homem

começou a desvendá-lo.

Hoje, já sabemos que o Planeta Terra recebe do Sol uma carga de energia

de aproximadamente 10 bilhões de Itaipus. O que é apenas uma ínfima

parcela da luz e calor emitida por ele.

A importância do sol é tão grande para o nosso Planeta Terra, que podemos

afirmar sem sombra de dúvida, que sem esta energia solar, não existiria

vida. “A radiação solar é fonte de energia para todos os processos

físicos-químicos e biológicos que ocorrem na superfície terrestre”.

Para o sensoriamento remoto, á energia solar é base de todos os princípios

em que se fundamenta essa tecnologia. No caso dos sistemas de sensores, a

energia solar mantém sua permanência em orbita e seus sistemas em

funcionamento.

O sol é considerado uma estrela de quinta grandeza, constituído por uma

massa gasosa, contendo cerca de 71% de hidrogênio e 26% de hélio. Sua

superfície é denominada de fotosfera, cujo diâmetro aproximado é da

ordem de 1,3914 x 10ⁿ km, (n = 6). Possui massa em torno de 1,99 x 10ⁿ

kg, (n = 35) e uma temperatura superficial equivalente a 5.770°K e no seu

núcleo da ordem de 15.000.000°K.

Essa altíssima temperatura provoca o desencadeamento de reações

nucleares, transformando o hidrogênio em hélio, por meio da fusão de

núcleos de hidrogênio em núcleos de hélio com perda de massa, que é

compensada por emissão de energia.

Da fotosfera, que é a camada externa do sol, saem em direção ao cosmo

verdadeira labaredas de gás hélio que chega a atingir até 400 mil

quilômetros de distância, mas que retorna ao sol, por força gravitacional.

Neste processo ocorre liberação de energia que se propaga para o cosmo,

através de pequenos pulsos ou feixes discretos de fótons – quanta (plural de

quantum) – individuais. Fenômeno este estudado por Einstein, na teoria

denominada de corpuscular - 1905.

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2 - Efeito atmosférico: A natureza da radiação solar foi estudada por

vários cientistas, dentre esses, podemos citar: Albert Einstein – 1905 (teoria

corpuscular); Max Planck – 1900 (teoria dos corpos quentes luminosos);

H.C. Oersted - século atual (relação entre eletricidade e campo magnético);

Maxwell – começo do século atual (princípios matemáticos as teoria

eletromagnética); entre outros.

A energia do sol se propaga pelo cosmo em linha reta, através de um

campo eletromagnético em movimento ondulatório (teoria ondulatória). No

que se entende que as “ondas são perturbações periódicas, ou oscilações

de partículas ou do espaço, por meio das quais muitas formas de

energia se propagam a partir de suas fontes”.

Esquema de uma onda eletromagnética: campo elétrico (E), campo

magnético (M) e sentido de propagação ( C ).

Hoje, sabemos que existem diversas denominações para as radiações

eletromagnéticas, que variam de acordo com sua freqüência e o seu

comprimento de onda. Essas diferentes radiações recebem denominações

de:

Radiação gama: energia emitida por materiais radioativos e pelo

sol, localizada antes do raio X, possui altas freqüências, por isso, é

muito penetrante (alta energia). Na prática, tem aplicação na

medicina (radioterapia) e nos processos industriais, principalmente

na conservação de alimentos.

Raio X: radiação cuja freqüência de onda esta acima da radiação

ultravioleta, ou seja, possuem comprimento de onda menores. São

muito usadas em radiografias e em estudos de estruturas cristalinas

de sódios. Os raios X provenientes do Sol são absorvidos pelos gases

na alta atmosfera.

Raio ultravioleta (UV): é o conjunto de radiações compreendidas na

faixa não visível. Estas radiações são muito produzidas durante as

E

C

M

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reações nucleares no Sol. No entanto ao atingir o topo da atmosfera

terrestre, são quase que totalmente absorvidas pelo gás ozônio (O3).

Radiação visível (luz): é o conjunto de radiação eletromagnética

compreendida na faixa visível (0,39 a 0,70 µm), que ao incidirem no

sistema visual humano, são capazes de provocar uma sensação de cor

no cérebro.

3 – A unidade de medida da radiação eletromagnética: é expressa em

várias unidades, em função do comprimento de onda, para certas faixas do

espectro eletromagnético e, da freqüência, para outras ondas.

No caso das radiações eletromagnéticas de comprimento de onda com

dimensões muito pequenas, ou seja, aquelas radiações localizadas nas

regiões do infravermelho, visível, ultravioleta, raios gama, etc., utilizam-se,

como unidade de referência, os submúltiplos de metro (M), como o:

Namômetro (1 nm = 10-ⁿ m, onde n=9);

Micrômetro (1 µm = 10-ⁿ m, onde n=6);

Angstrom (1Â = 10-ⁿm, onde n=10).

No caso da radiação com grandes comprimentos de onda, como ondas de

rádios, a unidade de referência é dada em função da freqüência. Como

unidade de referência, empregamos os múltiplos do Hertz. Assim temos:

Quilohertz (1KHz = 10³);

Megahertz (1 MHz = 10ⁿ Hz, onde n=6);

Gigahertz (1 GHz = 10ⁿ Hz, onde n=9).

4- A interação da radiação solar com a atmosfera: As ondas

eletromagnéticas do Sol atinge a atmosfera da Terra na ordem aproximada

de 1.400 wm², o que equivale a 2,o cal cm-² min-¹ (Szeicz, 1974; Gardner

et AL., 11985).

Do ponto de vista biológico, a atmosfera é indispensável para a vida na

terra, pois dela depende a maioria dos seres vivos. Possui uma massa de

gases que corresponde a 0,001% do total do planeta que age como filtro e

protege a vida na terra e sua massa exerce uma pressão sobre a superfície

de aproximadamente 101 kilopascal a nível do mar, mantendo o equilíbrio

dos sistema na terra;

Entretanto, para o sensoriamento remoto, o estudo da atmosfera terrestre

como um todo é fundamental, porque constitui um meio natural que

interfere tanto na radiação incidente (irradiação) quanto na parte da

radiação que é refletida (radiância) pelos alvos da superfície que,

eventualmente, será coletada pelos sistemas sensores.

De acordo com Cruz (1997), existem cinco zonas atmosféricas, a saber:

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Troposfera: é a zona mais importante do ponto de vista biológico, porque

é dela que depende a vida da maioria dos seres terrestres. É a camada que

está em contato com a superfície, cuja espessura varia em função da

latitude. Na linha do equador a troposfera atinge cerca de 15 a 18km e, nos

pólos, cerca de 2 a 8 km de altura. Contem cercade 80% da massa total da

atmosfera. É a camada que ocorre os fenômenos meteorológicos. Esta

camada é limitada na parte superior pela tropopausa, cuja principal função

é servir de “armadilha de frio” para as moléculas de água, impedindo que

elas escapem para as camadas superiores.

Estratosfera: estende-se, a partir do final da tropopausa, podendo atingir

uma altura aproximada de 30 km a partir da superfície terrestre. Nesta faixa

o oxigênio é rarefeito e não existe umidade. A temperatura diminui de 40°C

na parte inferior da camada par 2°C na parte superior.

Mesosfera: esta região inicia logo após a estratosfera e pode atingir até

80km acima da superfície terrestre. É uma região rica em ozônio. A

temperatura é de cerca de 10°C na faixa inferior e de -90°C na parte

superior. A composição dos gases na mesosfera é constante. Esta camada

do ponto de vista do sensoriamento remoto, porque é importante porque é

nela que ocorre a absorção de quase todas as radiações ultravioleta.

Ionosfera: é a região da atmosfera superior da Terra, estendendo-se

aproximadamente até 600 km de altitude. O ar apresenta uma

condutividade elétrica alta, em razão da separação das moléculas em íons e

elétrons (ionização) pela radiação solar ultravioleta. É a faixa que reflete as

ondas de rádios na faixa espectral. Já não reflete as ondas de rádio e de

televisão de alta freqüência, por isso ela é realizada por satélites.

Exosfera: é a zona mais externa da atmosfera, podendo chegar a 1.000 km

ou mais de altura em relação à superfície da Terra. Nesta fase predomina o

hidrogênio (o gás mais leve que se conhece). As temperaturas variam de

2.000°C, durante o dia, a -300ºC durante a noite.

5 - A redução da radiação solar: Entretanto quando a radiação solar

penetra na atmosfera terrestre, sofre uma redução de energia causada pelo

fenômeno de reflexão das ondas eletromagnéticas; pelo fenômeno do

espalhamento e absorção destas ondas, pelos constituintes atmosféricos,

por partículas diversas e nuvens.

A radiação solar que chega a superfície terrestre é atenuada cerca de

47% da incidente. A radiação que chega diretamente a superfície da

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terra é apenas de 19%, ou seja, cerca de 658 wm², o que equivale a 0,94

cal cm-² min-¹.

A radiação que volta para o espaço sideral corresponde a 37%, sendo 26%

refletida pelas nuvens e 11% refletidas pela dispersão das partículas que se

encontram na atmosfera.

Os gases e vapor d’água são responsáveis pela absorção de 1,6% da

radiação. Desta forma somando as quantidades de radiação que voltaram

para o espaço mais aquela que foi absorvida pelos gases e vapor de água,

tem-se um total de 53% de perda de radiação global, o que corresponde z

1,06 cal cm-² min-¹. Assim, do total que chega ao topo da atmosfera

somente 47% atinge a superfície terrestre. Esta radiação recebe o nome de

radiação global (Rg) e equivale, em média, a 0,94 cal cm-² min-¹.

6- O espalhamento desta radiação: é um processo físico que resulta da

absorção de ondas eletromagnéticas, por partículas existentes nas suas

trajetórias, ao penetrarem na atmosfera terrestre. Essa obstrução pode ser

tanto da energia incidente quanto da energia reirradiada (refletida). Na

atmosfera, as partículas responsáveis pelo espalhamento de energia

apresentam tamanhos variáveis. Há desde moléculas de gases naturais até

grandes gotas de chuva e partículas de granizo.

A intensidade e a direção do espalhamento dependem da razão entre os

diâmetros das partículas presentes na atmosfera e o comprimento de onda

da energia eletromagnética incidente e/ou reirradiada.

As partículas presentes na atmosfera são: fumaça, bruma (0,001 a 0,5m);

Fumos industriais (0,5 a 50m); poeira (1 a 5m); neblina, nuvens (2 a 30m);

névoa (20 a50m); garoa (50 a 200m) e chuva (200 a 2000m).

De acordo com os tamanhos das partículas, podem ocorrer três tipos de

espalhamento: molecular, ou Rayleihg; Mie; e não-seletivo.

Espalhamento Molecular ou Rayleigh: Quando o diâmetro das partículas e o comprimento da onda

eletromagnética é menor que 1;

O espalhamento é isotrópico, ou seja é simétrico a direção da onda

incidente e a intensidade;

É produzido pelas moléculas de gases constituintes da atmosfera.

Obs: Este tipo de espalhamento explica a sensação visual azulada do céu

durante o dia e a avermelhada no crepúsculo e por do sol.

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Espalhamento Molecular ou Rayleigh:

Quando o diâmetro das partículas e o comprimento da onda

eletromagnética é menor que 1;

O espalhamento é isotrópico, ou seja, é simétrica a direção da onda

incidente e a intensidade;

É produzido pelas moléculas de gases constituintes da atmosfera.

Obs: Este tipo de espalhamento explica a sensação visual azulada do céu

durante o dia e a avermelhada no crepúsculo e por do sol.

Espalhamento não seletivo:

Ocorre quando o tamanho das partículas na atmosfera deixa de ter

influência no espalhamento.

A energia é espalhada sem desvio, ou seja, independente do

comprimento da onda e preferencialmente para frente.

Obs: Este tipo de espalhamento é responsável pela cor branca das nuvens

7- A absorção da radiação solar se dar por dois processos: a dissociação

e fotoionização na alta atmosfera, e por vibração e transição rotacional de

moléculas. No primeiro caso, tem-se a absorção da radiação nas faixas dos

raios X e do Ultravioleta (UV). No segundo caso, a absorção na região do

Infravermelho. Na região do visível, a absorção da radiação é muito

pequena.

As radiações do espectro eletromagnético, para as quais a radiação não é

absorvida, ou seja, a atmosfera é transparente, são denominadas de

“janelas”.

A curva espectral de radiação de energia solar e da terra e janelas

atmosféricas, representadas pelas cores roxa (uv), amarela (na região do

visível), vermelha (infravermelho) e marrom (microndas).

Energia (E)

0,3µm 1 µm 10 µm 100 µm 1mm 1m

Comprimento de onda

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