Introdução à Detecção Remota

1. Introdução à Detecção Remota

2. 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.

3. 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

4. Vantagens da detecção remota por satélite • Baixo custo das imagens, quando comparado com trabalho de campo ou fotografia aérea; • Aquisição de dados em áreas mais inacessíveis ou inóspitas; • Disponibilidade em formato digital: As imagens de satélite já são adquiridas em formato digital, podendo por isso ser processadas por computador.

5. 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.

6. Exemplo de uma imagem de satélite (em falsa cor): resolução espacial de 30 m Imagem Landsat sobre o Concelho de Castanheira de Pera

7. 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.

8. 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).

9. 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.

10. [FF04] Os sensores de DR registam a radiância espectral dos objectos da superfície, i.e., a radiância para uma certa gama de comprimentos de onda da radiação.

11. 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 por Mλ= 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.

12. 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

13. Regiões do espectro electromagnético [LBL02]

14. 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.

15. 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.

16. Exemplo: objectos que não podem ser distinguidos na região do visível podem ter características espectrais distintas em outras regiões do espectro.