Vimos no artigo sobre Geoinformática, Geoprocessamento e Geotecnologias que o Sensoriamento Remoto (SR) é uma Geotecnologia que trouxe grandes contribuições para a observação da superfície terrestre, contribuindo para a análise temporal e espacial de diferentes fenômenos.
Diversos campos do conhecimento e profissionais utilizam essa Geotecnologia para extrair informações espaciais.
A partir das imagens de satélite, que são um dos produtos do Sensoriamento Remoto, podemos obter informações sobre o relevo, vegetação, ocupação urbana, recursos hídricos e muito mais, além de visualizar mudanças ocorridas na superfície ao longo dos anos.
Mas afinal, o que é o Sensoriamento Remoto?
O que é Sensoriamento Remoto?
O Sensoriamento Remoto pode ser definido, de forma simples, como a técnica de obtenção de dados sobre um objeto sem tocá-lo.
Considerando essa definição, as máquinas fotográficas, escâneres, satélites, aviões, balões, espectrorradiômetros, radares meteorológicos, etc., são todos considerados sensores remotos, pois captam informações de um alvo (pessoa, árvore, nuvem, rio) sem que haja contato entre eles.
De acordo com Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), no contexto da observação da Terra,
“O sensoriamento remoto significa observar o nosso planeta usando sensores muito acima do solo. Podem ser câmeras que ‘enxergam’ não somente a luz visível, mas também a radiação em outros comprimentos de onda como o infravermelho e as microondas, por exemplo”.
No Sensoriamento Remoto para observação da Terra, a coleta de dados é feita a partir do registro da radiação eletromagnética (REM) refletida ou emitida pelo alvo na superfície terrestre em diferentes comprimentos de onda do espectro eletromagnético.
Os sensores remotos são capazes de captar as respostas espectrais de diferentes regiões do espectro eletromagnético, muito mais do que o olho humano pode enxergar (luz visível).
No exemplo abaixo podemos ver o processo de coleta de dados a nível orbital a partir de um sensor imageador.
A radiação solar incide na superfície, parte dela é refletida e captada pelo sensor a bordo de um satélite, que transmite os dados para uma estação de recepção que irá processar os mesmos dados, gerando como produto imagens com dados sobre a superfície.
Níveis de coleta de dados
Existem três níveis de coleta de dados no Sensoriamento Remoto: o nível do solo, o nível aéreo e o nível orbital. Eles influenciam na distância entre o sensor e o alvo e no tamanho da superfície analisada.
Nível do solo
No nível do solo são utilizados instrumentos manuseados pelo próprio profissional em campo ou no laboratório, como espectrorradiômetros, fotômetros, GPS, etc. Coletam dados com grande riqueza de detalhes, mas para pequenas áreas.
Nível aéreo
No nível aéreo a coleta de dados é feita por meio de sensores em uma plataforma aérea, por exemplo, aviões, balões e drones. São exemplos de produtos de nível aéreo as fotografias aéreas.
Nível orbital
Já no nível orbital são utilizados sensores a bordo de satélites que orbitam o planeta para coletar os dados dos alvos na superfície (satélites ambientais) ou na atmosfera (satélites meteorológicos).
Coletam dados de grandes áreas da superfície, com diferentes níveis de detalhe.
Tipos de sensores remotos
Os sensores são divididos em imageadores, cujos dados produzidos estão representados em forma de imagens, como fotografias aéreas e imagens de satélite, ou não-imageadores, compostos por dados em tabelas, gráficos, etc., obtidos, por exemplo, por espectrorradiômetros.
Os sensores remotos também são divididos em passivos e ativos:
Sensores passivos
Os sensores passivos são aqueles que precisam de uma fonte externa de radiação eletromagnética para obter os dados, por exemplo, a radiação do Sol.
Os sensores multiespectrais a bordo de satélites se encaixam nessa categoria e se destacam por produzirem imagens em diferentes comprimentos de onda, como intervalos espectrais da região do visível e termal.
O sensor OLI (Operational Land Imager) a bordo do satélite Landsat 8 é um exemplo de sensor passivo que produz imagens multiespectrais, de grande utilidade para o mapeamento dos recursos naturais, uso e cobertura da terra e outras aplicações.
Sensores ativos
Os sensores ativos são aqueles que emitem sua própria radiação para obter dados do alvo.
A principal vantagem de um sensor ativo em relação aos sensores passivos é que a radiação emitida não sofre interferência da atmosfera, permitindo a obtenção de imagens em qualquer condição atmosférica e em qualquer hora do dia ou da noite.
O radar utilizado na missão SRTM é um exemplo de sensor ativo, fornecendo um Modelo Digital de Elevação (MDE) para diferentes áreas da Terra, bastante utilizado para análise do relevo e obtenção de parâmetros, como altitude e declividade.
Resoluções de imagens de satélite
As imagens produzidas por sensores imagiadores possuem diferentes resoluções, que vão influenciar na detecção ou identificação de um objeto, são elas: resolução espacial, resolução espectral, resolução radiométrica e resolução temporal.
Resolução espacial
A Resolução espacial “refere-se à habilidade do sistema sensor em distinguir e medir os alvos”.
É um importante parâmetro, pois determina o tamanho da menor objeto que pode ser detectado na imagem, diretamente relacionado com o pixel.
Quanto menor o tamanho do pixel, maior é a resolução espacial da imagem, pois maior é o detalhamento dos objetos que podem ser visualizados para a mesma área.
Resolução espectral
A Resolução espectral “envolve pelo menos três parâmetros de medida: número de bandas que o sensor possui, largura e comprimento de onda das bandas e as posições que as bandas estão situadas no espectro eletromagnético”.
As bandas são os intervalos do espectro eletromagnético. Quanto mais estreitas e numerosas forem essas bandas, maior é a resolução espectral, ampliando a capacidade de distinção entre os objetos da imagem.
Resolução radiométrica
Resolução radiométrica “é a capacidade do sistema sensor em detectar as variações da radiância espectral recebida. A radiância de cada pixel passa por uma codificação digital, obtendo um valor numérico, expresso em bits, denominado de Número Digital (ND)”.
Esse valor numérico é expresso em níveis de cinza e quanto maior o nível de cinza, maior é a resolução radiométrica.
Resolução temporal
Resolução temporal é a frequência na qual o sensor revisita uma mesma área da superfície terrestre.
Quanto menor o tempo de revisita, maior é a resolução temporal.
Essa característica é de grande importância para o monitoramento ambiental, pois permite verificar as mudanças de objetos na superfície em diferentes períodos.
O que é o Processamento Digital de Imagens
O Processamento Digital de Imagens é composto por um conjunto de técnicas voltadas à manipulação de imagens para melhorar o seu aspecto visual e facilitar a interpretação dos alvos presentes na imagem.
Ele é composto de três etapas, segundo o INPE:
Pré-processamento
Processamento inicial de dados brutos para calibração radiométrica da imagem, correção de distorções geométricas, correção atmosférica e remoção de ruído;
Realce
Melhoramento da qualidade da imagem, permitindo uma melhor discriminação dos objetos presentes na imagem;
Classificação
Envolve técnicas de classificação de imagem a partir de diferentes métodos pelos quais pixels são associados a classes de acordo com suas características, como resposta espectral, forma e textura.
Dentre os tipos de classificação digital de imagens, podemos citar a classificação automática, a classificação semi-automática e a classificação orientada a objetos.
A classificação de imagens de satélite é feita em um software que possibilite o Processamento Digital de Imagens, como os softwares QGIS, e-Cognition e SPRING.
Os Sistemas de Informação Geográfica, que também compõem uma Geotecnologia, são grandes aliados nessa etapa, pois possibilitam a manipulação dos dados gerados pela classificação, a análise dos padrões de distribuição e a criação do layout final do mapa.
Vale ressaltar que muitos dos softwares SIGs atuais também trabalham com PDI, integrando várias funções em um mesmo ambiente.
Um dos principais produtos do Sensoriamento Remoto é uma imagem de satélite, obtida por meio de sensores a bordo de satélites.
Conclusão
Nesse artigo vimos o conceito de Sensoriamento Remoto, os níveis de coleta de dados, os tipos de sensores remotos e os tipos de resoluções de imagens de satélite.
Também vimos o que é o Processamento Digital de Imagens, uma grande ferramenta para obtenção de informações a partir de imagens de satélite.
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Referências
MENESES, P. R.; ALMEIDA, T.i de (Org.). “Introdução ao processamento de imagens de Sensoriamento Remoto”. Brasília: UnB, 2012.
FLORENZANO, T. G. “Iniciação em Sensoriamento Remoto”. São Paulo: Oficina de Textos, 2007.
INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS ESPACIAIS (INPE). “Teoria: Processamento de Imagens”.
JENSEN, J. R. “Sensoriamento remoto do ambiente: uma perspectiva em recursos terrestres”. São José dos Campos: Parêntese, 2011.
Doutoranda em Ciência do Sistema Terrestre pelo INPE. Bacharel e Mestre em Geografia pela UFRN.