Introdução à Detecção Remota. Detecção remota designa o conjunto de técnicas para obtenção...
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Introdução à Detecção Remota
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Detecção remota designa o conjunto de técnicas para obtenção de informação sobre um objecto por um sensor que não está em contacto físico com o objecto [Jen00, LK00].
Contudo, detecção remota refere-se tipicamente a informação radiométrica que pode ser representada por um conjunto de valores de pixels de uma imagem.
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Exemplos de sistemas de detecção remota:• sensores digitais instalados em satélites• sensores digitais ou analógicos instalados em
aviões• sensores portáteis usados em trabalho de
campo
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Vantagens da detecção remota por satélite
1. Baixo custo das imagens, quando comparado com trabalho de campo ou fotografia aérea;
2. Aquisição de dados em áreas mais inacessíveis ou inóspitas;
3. Disponibilidade em formato digital: As imagens de satélite já são adquiridas em formato digital, podendo por isso ser processadas por computador.
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4. periodicidade de aquisição de dados: Os satélites são concebidos para aquisição periódica de imagens de uma mesma área com condições semelhantes de observação. Por exemplo, o satélite Landsat-5 TM adquire imagens de uma mesma área de 16 em 16 dias. Vantagens:– Resolução temporal, útil para monitorização e outras
aplicações;– Possibilita acesso a dados sem planeamento prévio.
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Exemplo de uma imagem de satélite (em falsa cor):resolução espacial de 30 m
Imagem Landsat sobre o Concelho de Castanheira de Pera
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Radiação electromagnética e detecção remota
A “aquisição” de imagens de detecção remota consiste no registo em sensores da radiação electromagnética:– proveniente do sol (ou de outras fontes de
radiação) e reflectida pela superfície; – emitida pelos objectos à superfície.
A intensidade e a composição espectral da radiação electromagnética captada depende das características físicas e químicas dos objectos à superficie, da sua temperatura e de outros factores.
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A energia de um fotão depende do comprimento de onda da radiação (λ) segundo a relação
Q = h c / λ (J)em que Q é energy em joules, h é a constante de Planck (h=6.626x10-34 J s) e c a velocidade da luz (c=3x108 m s-1).
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Grandezas radiométricas
[FF04]
A energia radiante é a quantidade total de energia transportada pela radiação electromagnética
A radiância é o fluxo radiante por unidade de ângulo sólido que deixa uma fonte de radiação numa dada direcção, por unidade de área projectada nessa direcção.
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Os sensores de DR registam a radiância espectral dos objectos da superfície, i.e., a radiância para umacerta gama de comprimentos de onda da radiação.
[FF04]
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Efeito da temperatura
Todos os objectos com temperatura superior ao zero absoluto (0 K=-273 ºC) emitem energia electromagnética.
A radiação emitida total de um corpo negro é dada porMλ = σ T4 (W m-2),
em que T é a temperatura absoluta em graus Kelvin e σ é a constante de Stefan-Boltzmann.
O comprimento de onda dominante dessa radiação é dada pela lei de Wien,
λmax= k / T (µm),em que k é uma constante de valor 2898 µm K.
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Um corpo negro é um objecto teórico que absorve e emite energia à taxa máxima possível por unidade de área em cada comprimento de onda (λ) para uma dada temperatura
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Regiões do espectro electromagnético
[LBL02]
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Observações:• A radiação visível corresponde apenas a uma
reduzida porção do espectro electromagnético. • No entanto, a detecção remota permite obter
informação em outras zonas do espectro. • A gama de comprimentos de onda captados por
sensores analógicos (visível e infravermelho próximo) é mais reduzida do que a gama captada por sensores digitais.
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Regiões do espectro captadas por sistemas de detecção remota
Por limitações físicas e tecnológicas, a gama de comprimentos de onda captados por sistemas de detecção remota é aproximadamente 0.4 a 12 µm (visível e infravermelho), correspondentes a frequências entre 20 e 60 GHz, e 30 a 300 mm (microondas), correspondentes a frequências entre 1 e 10 GHz.
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Exemplo: objectos que não podem ser distinguidos na região do visível podem ter características espectrais distintas em outras regiões do espectro.