Introdução ao Sensoriamento Remoto

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FACULDADE DE ENGENHARIA DE GUARATINGUETÁ Departamento de Engenharia Civil

Faculdade de Engenharia de Guaratinguetá Janeiro, 2015

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DAVID SUCCI QUINTELLA CAMARA COELHO

SENSORIAMENTO REMOTO E SUAS APLICAÇÕES NA TOPOGRAFIA

Trabalho apresentado à Turma de Engenharia Civil da Faculdade de Engenharia do Campus de Guaratinguetá, Universidade Estadual Paulista, a fim de complementar a nota do curso de Topografia

Professora Doutora Andressa Cecilia Milanese

Faculdade de Engenharia de Guaratinguetá Janeiro, 2015

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RESUMO

Uma das maiores preocupações dos cientistas que estudam a Terra, em todas as formas, é a modificação que a mesma está sofrendo, devido a mudanças climáticas de diversas espécies. Conhecer o espaço em que vivemos e as mudanças que ele sofre com o tempo é de fundamental importância para os estudiosos da área, uma vez que é impossível fazer uma análise completa sem dados contundentes. O estudo do Sensoriamento Remoto entra nesse momento, em que são necessárias imagens da superfície terrestre em diversas localidades e, dependendo do caso, em diferentes momentos e ângulos, revolucionando a topografia em grandes escalas, e gerando avanços nas geociências, engenharias, física, climatologia, topografia, entre outros campos de estudo. Uma vez que a leitura espacial em campo é complicada, por questões técnicas e práticas, o Sensoriamento Remoto agiliza o estudo e garante uma certa confiabilidade de dados (cada caso tem sua distinta importância).

PALAVRAS-CHAVE: Sensoriamento Remoto. Topografia. Geologia. Inovação tecnológica. Radiação eletro-magnética.

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LISTA DE FIGURAS Figura 1 - Esquema representativo dos quatro elementos fundamentais das técnicas de Sensoriamento Remoto (INPE, 2001).............................................................7

LISTA DE TABELAS Tabela 1 - Comparação entre os diferentes sistemas de imageamento. Fonte: (Elachi, 1987).........................................................................................................9

LISTA DE SÍMBOLOS g: caracteriza os raios gama; l: comprimento de onda;

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SUMÁRIO

1

INTRODUÇÃO.......................................................................5

1.1

SENSORIAMENTO REMOTO...............................................5

1.1.1

História.....................................................................................5

1.1.2

Definição de Sensoriamento Remoto.....................................6

1.1.3

Espectro Eletromagnético.......................................................7

1.1.4

Domínios do Sensoriamento Remoto.....................................8

1.2

SISTEMAS SENSORES...........................................................9

1.2.1

Sistema passivo: imageadores eletro-ópticos…....................9

1.2.2

Sistema ativo: RADAR...........................................................9

1.3

SISTEMAS ORBITAIS...........................................................10

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CONCLUSÃO........................................................................11 REFERÊNCIAS.....................................................................12

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1 INTRODUÇÃO 1.1 SENSORIAMENTO REMOTO 1.1.1 História Uma das maiores tecnologias de coleta de dados para levantamento e monitoramento dos recursos terrestres em escala global é – termo cunhado por Evelyn L. Pruit em 1960 – o Sensoriamento Remoto. Esse método de mapeamento surgiu da necessidade de abrir os horizontes das pessoas que trabalham diretamente com o planeta Terra em si, e suas contínuas alterações. O Sensoriamento Remoto foi possível assim que o Homem avançou nas invenções de aeronaves e de sistemas de gravação de imagens e de radiação eletromagnética. Meneses (2012) dá a sua origem nos anos 1960, quando a corrida espacial ganhou força, a ponto de mandar diversos satélites para orbitar nosso planeta. Graças aos satélites meteorológicos as primeiras imagens estratosféricas foram feitas, dando as primeiras impressões das nuvens, mares, oceanos, geleiras, e do planeta em si. O primeiro voo com o objetivo de ser fotográfico foi o GT-4 do programa Gemini, gerando imagens de escala 1:350.000, quando antes só era possível até a escala 1:250.000. Tendo sucesso nessa missão, outros programas começaram a lançar satélites com novas tecnologias, como câmeras Hasselblad, com filtros vermelho e verde e filmes infravermelhos; o programa Apollo foi o primeiro, então, a gerar uma imagem multiespectral da Terra, segundo Meneses (2012). Mas esses métodos eram ainda rústicos, pois dependiam de filmes fotográficos, o que leva um certo tempo e cuidado para revelar, e não geram um sinal digital capaz de ser transmitido durante a missão para a base terrestre. Então os desenvolvedores dos satélites ‘correram’ para criar uma solução eletrônica. Foi criado então um método de imageamento continuo, como uma varredura linear, em faixas, e não mais apenas um quadro; esse método foi chamado de sensores imageadores, gerando imagens em várias faixas do espectro eletromagnético.

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Esse método foi (e é) muito eficiente para mapear a superfície do planeta Terra, já que há satélites que estão em constante órbita, e podem fazer uma varredura completa em pouco tempo, além de atualizar constantemente, sendo importante ferramenta no controle ambiental. O marco – talvez – mais importante para o Sensoriamento Remoto foi o lançamento do satélite Landsat, colocado em órbita em 1972 a 919 km de altura. Ele gerava simultaneamente quatro imagens nas faixas do espectro do visível e do infravermelho, e ainda uma imagem no termal, muito acima do alcançado com os filmes fotográficos. A largura da área registrada, a cada órbita, era de 185 km. A cada 18 dias as imagens eram atualizadas, segundo Meneses (2012). Já existem dezenas de modelos e métodos de sensoriamento remoto, com centenas de fins, e milhares de usuários dessa tecnologia, além de milhões (talvez bilhões) de pessoas impactadas com suas leituras e estudos. É, também, um recurso básico e necessário em todas montagens de mapas cartográficos, e diversos órgãos públicos que necessitam de mapas fixos ou até alguns que necessitam de dados a alterar constantemente. 1.1.2 Definição de Sensoriamento Remoto A definição clássica do Sensoriamento Remoto é: Sensoriamento remoto é uma técnica de obtenção de imagens dos objetos da superfície terrestre sem que haja um contato físico de qualquer espécie entre o sensor e o objeto. Já Meneses (2012) acrescenta alguns detalhes, tomando em conta os preceitos: “Exigência: ausência de matéria no espaço entre o objeto e o sensor; Consequência: a informação do objeto é possível de ser transportada pelo espaço vazio; Processo: o elo de comunicação entre o objeto e o sensor é a radiação eletromagnética, a única forma de energia capaz de se transportar pelo espaço.” (Meneses, 2012, p.3). Portanto a nova definição que ele propõe é: “Sensoriamento Remoto é uma ciência que visa o desenvolvimento da obtenção das respostas das interações da radiação eletromagnética com os materiais terrestres” (Meneses, 2012, p.3). O esquema a seguir explica as bases do Sensoriamento Remoto:

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Figura 1: Esquema representativo dos quatro elementos fundamentais das técnicas de Sensoriamento Remoto (INPE, 2001)

O esquema é explicado da seguinte maneira: REM é a radiação eletromagnética, meio por qual todo Sensoriamento Remoto se torna possível; a radiação vem da Fonte, que geralmente é o Sol, mas pode ser qualquer fonte de energia radioativa; a radiação reflete no Alvo (Terra, por exemplo), onde o Sensor (que está no satélite, geralmente) é direcionado, podendo então gravar os dados para estudo. 1.1.3 Espectro Eletromagnético Como visto na figura 1 a radiação eletromagnética, é o que possibilita qualquer leitura do sensor. Todos os níveis do espectro eletromagnético têm a sua devida importância em diversas aplicações. O Sensoriamento Remoto pode ler qualquer um desses níveis, dependendo apenas do tipo do sensor. Como foi explicado no item 1.1 deste trabalho, inicialmente foi-se trabalhado com a luz visível, por questões técnicas dos registradores de radiação da época (câmera fotográfica). Devido às suas limitações práticas, os pesquisadores recorreram aos outros níveis do espectro, dependendo das aplicações e das possibilidades técnicas. As faixas variam de acordo com os seus comprimentos de onda e com suas frequências. A ordem crescente dessas faixas, de acordo com o comprimento de onda, é: a) Raios g:

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