Espectro Eletromagnético  

& 

Intervalos Espectrais utilizados em Sensoriamento Remoto

Equipe:

Eduardo de Morais Lima Melo Margareth Maria José de Oliveira Osny Ferreira da Silva

Prof: Giovanni Araújo Boggione

Maio / 2003Capa

Estudo do EEM; Intervalos espectrais; Fontes de radiação; Aplicações praticas; Aplicações em Sensoriamento Remoto; Limites sem definição padrão. 

   

Resumo

02:31

O conhecimento de Espectro Eletromagnético; Importância para o Sensoriamento Remoto

m km

M hzG hzThzPhzEhzZhz

cm m m nm pm Aº

O ndas de Rad io Largo

Baixa

f A ltaf

Curto

Infraverm elhoU ltraVio leta Visive lRa ios-XRaios G am a M icroondas

10 -12

1020 1018 1016 1014 1012 1010 108 106 104

10 -8 10 -6 10 -4 10 -2 1 1 0 2 104

m

Introdução

02:31

A Radiação EletromagnéticaImportância;Radiação Solar;

A Radiação Eletromagnética

Fontes terrestres; Toda matéria a uma temperatura superior ao zero

absoluto, emite radiação; Qualquer fonte de EEM é caracterizada pelo seu

espectro de emissão; A REM é caracterizada pelo seu comprimento de

onda e freqüência.

Unidades de MedidaComprimento de Onda

km 1000 m KilometroM 1 m Metrocm 0,01m Centímetromm 0,001 m Milímetro m 0,001 mm = 10-6m Micrometronm 0,000 001 mm = 10-9m NanômetroAº 0,000 000 1 mm = 10-10m Angstrom

pm 0,01 Aº = 10-12m Picometro

FreqüênciaHz 1 ciclo por segundo Hertz

Khz 1000 Hz = 103 Hz KiloHertz

Mhz 1000 Khz = 106 Hz Megahertz

Ghz 1000 Mz = 109 Hz Gigahertz

Thz 1000 Gz = 1012 Hz Terahertz

Phz 1000 Tz = 1015 Hz Petaherz

Ehz 1000 Pz = 1018 Hz Exahertz

Aplicação em Sensoriamento Remoto

Processos de emissão, absorção, reflexão e transmissão;

Assinatura Espectral.

O Espectro Eletromagnético

Spectrum do latim fantasma ou aparição; Conjunto de Comprimentos de onda e faixas

de freqüência; As ondas eletromagnéticas no vácuo tem a

mesma velocidade; Fisicamente não há intervalos;

Intervalos Espectrais

Ondas de Rádio;Radiação Microondas;Radiação Infravermelha (IR - infrared);Radiação Visível;Radiação Ultravioleta (UV);Raios-X;Raios Gama.

m km

M hzG hzThzPhzEhzZhz

cm m m nm pm Aº

O ndas de Rad io Largo

Baixa

f A ltaf

Curto

Infraverm elhoU ltraVio leta Visive lRa ios-XRaios G am a M icroondas

10 -12

1020 1018 1016 1014 1012 1010 108 106 104

10 -8 10 -6 10 -4 10 -2 1 1 0 2 104

m

Ondas de Rádio m km

M hzG hzThzPhzEhzZhz

cm m m nm pm Aº

O ndas de Rad io Largo

Baixa

f A ltaf

Curto

Infraverm elhoU ltraVio leta Visive lRa ios-XRaios G am a M icroondas

10 -12

1020 1018 1016 1014 1012 1010 108 106 104

10 -8 10 -6 10 -4 10 -2 1 1 0 2 104

m

VHF

HF

LF

VLF

1 m

C. O nda (metros)

Frequência (MHz)

30 KHz

300 KHz

3 MH z

30M Hz

300MHz

O ndas de R ád io

Baixa Freqüência, longo Comprimento de onda; Freqüência de alguns Hz até 300 Mhz; Comprimento de onda de muitos Km até 1m; Fonte: Osciladores Eletrônicos; Aplicação Geral: Radio, Televisão, radares, etc... Não possui aplicação em Sensoriamento

Remoto.

Radiação Microondas m km

M hzG hzThzPhzEhzZhz

cm m m nm pm Aº

O ndas de Rad io Largo

Baixa

f A ltaf

Curto

Infraverm elhoU ltraVio leta Visive lRa ios-XRaios G am a M icroondas

10 -12

1020 1018 1016 1014 1012 1010 108 106 104

10 -8 10 -6 10 -4 10 -2 1 1 0 2 104

m

Celurares Banda-A-D-C-D

Comunicação por satélites moveis ou fixos

Banda Sub-m ilimétrica

Banda M ilimétrica

300 M HzUHF

SHF

EHF

VHFI

1 mC. Onda Frequência

1,8 GHz

31 GHz

300 G Hz

M icroondas São expressas em termos de Hertz e seus múltiplos;

Freqüência de 300Mhz até 300 Ghz; de 1m a 1mm; Fonte: Osciladores Eletrônicos; Aplicação Geral: Telefonia, TV via satélite,

radares, etc...;

Aplicação em Sensoriamento Remoto: Imageamento ativo por Radar; Grande interação com a textura dos

materiais; Complemento de informações obtidas em

outros comprimento de ondas; Imageamento noturno; Baixa atenuação por nuvens.

Radiação Infravermelha m km

M hzG hzThzPhzEhzZhz

cm m m nm pm Aº

O ndas de Rad io Largo

Baixa

f A ltaf

Curto

Infraverm elhoU ltraVio leta Visive lRa ios-XRaios G am a M icroondas

10 -12

1020 1018 1016 1014 1012 1010 108 106 104

10 -8 10 -6 10 -4 10 -2 1 1 0 2 104

m

Com prim ento de onda ( m )

IV R

efle

xivo

IV p

roxi

mo

IV m

édio

IV d

ista

nte

Term

al

In fraverm e lho (IR )

Detectada pela primeira vez em 1800; Medida por dispositivos que reagem a variação de

temperatura; de 0,7 mm até 100mm; Faixa 100 vezes maior que o visível; Limites e subdivisões não muito bem definidos; Duas categorias baseado nas propriedades de suas

radiações: IV Refletido e Termal;

O IV refletido é usada no Sensoriamento Remoto por ser muito parecida com a radiação visível;

O IV refletido e subdividida em IV próximo (NIR) e IV médio (MIR);

O IV Termal (FIR) é essencialmente radiação emitida da superfície da Terra na forma de calor;

Designação Abreviatura ( m)

IV próximo NIR 0,75 - 3

IV médio MIR 3 – 6

IV distante FIR 6 – 15

IV extremo XIR 15 - 1000

Fontes: Cerca de metade da Espectro Eletromagnético emitida pelo Sol é no IV;

Corpos a temperatura superior a 0º K emitem IV; Aplicações gerais: Controles remotos; Portas de automóveis; Visão noturna; Mísseis guiados por calor, etc...

Aplicações em Sensoriamento Remoto: Fornecem indícios importantes da estrutura das

folhas das plantas; Aplicações geológicas no MIR; Monitoramento da atividade industrial, através

analise da distribuição de calor; Monitoramento de queimadas; Condições de umidade do solo, etc...

Radiação Visível m km

M hzG hzThzPhzEhzZhz

cm m m nm pm Aº

O ndas de Rad io Largo

Baixa

f A ltaf

Curto

Infraverm elhoU ltraVio leta Visive lRa ios-XRaios G am a M icroondas

10 -12

1020 1018 1016 1014 1012 1010 108 106 104

10 -8 10 -6 10 -4 10 -2 1 1 0 2 104

m

Verm elho

Laranja

Am arelo

Verde

Azul

Violeta

0,700 m

0,620 m

0,592 m

0,578 m

0,500 m

0,446 m

0,400 m

R ad iação V is íve l

Luz branca: muitas cores sem que nenhuma predomine;

O olho-cérebro percebe o branco como uma vasta mistura de freqüências;

O olho humano não é capaz de analisar a luz em freqüências do mesmo modo que o ouvido analisa o som;

A cor não é uma propriedade da luz mas sim uma manifestação sensorial;

Fraca absorção na camada de ozônio;

A visão humana percebe freqüências de 430 Ghz (vermelho) a 700 Ghz (violeta);

É subdividida em: Vermelho, Laranja, Amarelo, Verde, Azul e Violeta;

O Azul, Verde e Vermelho são cores primárias; O Sol constitui a principal fonte de radiação; A radiação solar que chega é formada

principalmente por radiações IF, Visível e UV;

Aplicações em Sensoriamento Remoto: O Violeta e o Azul sofrem substancial atenuação

e são freqüentemente preteridos nas imagens de Sensoriamento Remoto;

Do Verde ao Vermelho até o NIR, sofrem pouca interferência da atmosfera, e fornecem indícios importantes sobre os materiais da superfície;

Vermelho é fortemente absorvido pela clorofila; Radiações podem ser registradas pelos

sistemas passivos por métodos fotográficos e de varredura;

Radiação Ultravioleta m km

M hzG hzThzPhzEhzZhz

cm m m nm pm Aº

O ndas de Rad io Largo

Baixa

f A ltaf

Curto

Infraverm elhoU ltraVio le ta Visive lRaios-XRaios G ama M icroondas

10 -12

1020 1018 1016 1014 1012 1010 108 106 104

10 -8 10 -6 10 -4 10 -2 1 1 0 2 104

m

0,38 m

0,3 m

0,2 m

0,1 m

U ltrav io le ta

UV proximo

UV distante

UV m áximo

Tem esse nome por anteceder ao Violeta visível; Ioniza o topo da atmosfera, criando a ionosfera; Produz alterações químicas na pela humana; A camada de ozônio absorve feixes letais de UV; Não percebida pelo olho humano; Abelhas e pombos reagem ao UV; entede-se de 0,01 a 0,38 m; Freqüência de 800 a 34.000 Thz O Sol é a principal fonte de geração de UV;

Aplicações Gerais: Poder bactericida; Algumas substancia emitem luz visível quando

expostas a radiação UV; Devido as suas propriedades de fluorescência e

fosforescência, são utilizadas para detectar fraudes (notas ou bilhetes falsificados);

Aplicação em Sensoriamento Remoto: É a porção do EEM de comprimento de ondas

pequeno utilizadas em Sensoriamento Remoto; A poluição marinha e principalmente minerais e

rochas, fluorescem e emitem luz visível quando expostos a radiação UV;

A forte atenuação atmosférica é um grande obstáculo a sua utilização;

Não é captada pelos métodos fotográficos, somente sensores de varredura registram imagens nesta faixa do espectro.

• As aves diurnas enxergam em cores e possuem cones com pigmentos sensíveis também a comprimentos de ondas mais curtos do que a luz visível: os beija-flores e pombos são capazes de detectar espectros do UV.

A esquerda vendo a flor com visão UV e a direita, como nósenxergamos

Raios X m km

M hzG hzThzPhzEhzZhz

cm m m nm pm Aº

O ndas de Rad io Largo

Baixa

f A ltaf

Curto

Infraverm elhoU ltraVio le ta Visive lRaios-XRaios G ama M icroondas

10 -12

1020 1018 1016 1014 1012 1010 108 106 104

10 -8 10 -6 10 -4 10 -2 1 1 0 2 104

m

100 Aº24 Phz

50.000 Phz 0,1 Aº

R a ios X Alta Freqüência, pequeno Comprimento de onda; Freqüência 24 a 50.000 PHz; de 1 a 100 Angstron, inferiores aos diâmetros

atômicos; Alto poder penetrante; São capazes de atravessar muitas substancias,

sendo detidas por outras, como o chumbo; São produzidos através da desaceleração de

partículas carregadas a alta velocidade;

Aplicações Gerais: Na Medicina, são utilizados para examinar ossos e

dentes, e no tratamento do câncer; Nos aeroportos para vistoria de bagagens; Na Industria metalúrgica, para detecção de

minúsculos defeitos ou fissuras; Investigação de autenticidade de obras artísticas; Pesquisa da estrutura da matéria. Por não conseguirem atravessar a atmosfera, não é

possível utiliza-los para SR.

Raios Gama m km

M hzG hzThzPhzEhzZhz

cm m m nm pm Aº

O ndas de Rad io Largo

Baixa

f A ltaf

Curto

Infraverm elhoU ltraVio le ta Visive lRaios-XRaios G ama M icroondas

10 -12

1020 1018 1016 1014 1012 1010 108 106 104

10 -8 10 -6 10 -4 10 -2 1 1 0 2 104

m

0,1 Aº50.000 Phz

R a ios G am a Altíssimas Freqüências e minúsculos

Comprimentos de onda; Freqüência acima de 50.000 PHz; inferior a 1 Aº, inferior aos diâmetros atômicos; Altíssimo poder penetrante; Não existe limite superior para esta faixa, acima dela

somente os Raios Cósmicos; Podem causar graves danos às células; São produzidos por desintegração natural ou

artificial de elementos radioativos;

Aplicações Gerais: Na Medicina são capazes de destruir células

cancerosas; Na astronomia, para obter informações sobre a vida

e morte das estrelas e outros fenômenos explosivos no universo;

Assim como os Raios X, são totalmente absorvidos pela atmosfera da Terra, não sendo útil para Sensoriamento Remoto.

Conclusão

O conhecimento do ELM possibilita importantes avanços em diversas atividades humanas;

Desenvolvimento de Técnicas e equipamentos na Medicina, na Astronomia, nas Telecomunicações, no uso militar e em inúmeras utilizações praticas;

Em Sensoriamento Remoto, é a principal informação para geração e analise dos dados coletados pelos sensores.

FIM