O sensoriamento remoto (doravante S.R) é uma ciência que visa o desenvolvimento da obtenção de imagens da superfície terrestre por meio da detecção e medição quantitativa das respostas das interações da radiação eletromagnética (doravante REM) com os materiais terrestres (Meneses; Almeida, 2012). Essa ciência possibilita a obtenção de informações valiosas sobre o nosso planeta, auxiliando em diversos campos, como geologia, agricultura, cartografia, monitoramento ambiental, entre outros.
Diante dessa breve introdução o presente texto irá explorar alguns aspectos fundamentais do S.R, como os princípios físicos, o comportamento espectral dos alvos, os principais sensores e produtos disponíveis, bem como os sensores multiespectrais na faixa óptica, sensores na faixa termal e sensor radar de abertura sintética.
No S.R os princípios físicos são fundamentais para a compreensão do processo. Dentre eles, destaca-se a interação da REM (energia radiante), cujas principais fontes são o Sol e a Terra, com a atmosfera e com a superfície terrestre. Pois, o fluxo de REM, ao se propagar pelo espaço, pode interagir com superfícies ou objetos, sendo por estes refletidos, absorvidos e/ou reemitidos. De acordo Rosa (2009) este fluxo depende das propriedades físico-químicas dos elementos irradiados, e o fluxo resultante constitui uma fonte valiosa de informações a respeito daquelas superfícies ou objetos.
Mas, o que é REM? A REM pode ser definida como sendo a forma de energia que se move à velocidade da luz, seja em forma de onda ou de partículas eletromagnéticas e que não necessitam de um meio material para se propagar (Novo, 1989; Rosa, 2009; Meneses; Almeida, 2012). Duas teorias explicam a natureza desta radiação: A Corpuscular em que a REM se propaga pela emissão de um fluxo de partículas (fótons) que se movem a velocidade de 3*108 m/s; e a Ondulatória que postula que a propagação de energia se faz através de um movimento ondulatório e pode ser descritos em termos de velocidade (c), comprimento de onda () e frequência (f) (Novo, 1989; Rosa, 2009).
É importante salientar que, alguns fenômenos em S.R podem ser melhores explicados através da teoria ondulatória, outros, através da corpuscular. As duas teorias são minuciosamente explicadas em Novo (1989) e Meneses (2012). Em resumo, a REM pode ser descrita em termos de comprimentos de onda, frequência e energia em faixas praticamente ilimitadas (Novo, 1989; Rosa, 2009).
A representação contínua da REM em temos de comprimento de onda, frequência ou energia é denominada de espectro eletromagnético que é subdividido em faixas, que representam regiões com características peculiares em termos de processos físicos geradores de energia, ou mecanismos físicos de detecção dessa energia. As faixas mais usadas em S.R são: visível (0,45 – 0,76) m, infravermelho próximo (0,76 – 1,2) m; infravermelho médio (3,5 – 5,0) m; infravermelho termal (5,0m – 1,0 mm) e micro-ondas (1,0 mm – 100 cm) (Rosa, 2009; Meneses; Almeida, 2012). Ressalta-se que esses intervalos podem ser encontrados em valores pouco diferentes em outras referências.
Um fato importante a ser citado é que a REM sofre interferências da atmosfera terrestre devido a gases, poeira e elementos químicos presentes nela. Essas partículas suspensas podem absorver, refletir ou espalhar a REM. A absorção é o efeito mais prejudicial ao S.R, pois pode tornar algumas regiões opacas, impedindo a radiação solar de chegar à superfície ou de alcançar o sensor. Essas regiões são conhecidas como bandas de absorção. No entanto, existem janelas atmosféricas, como a faixa do visível e infravermelho, onde a atmosfera não absorve a radiação, permitindo o uso do S.R. A faixa de micro-ondas também é uma janela, mas requer outro mecanismo de energia para sua utilização (Rosa, 2009; Meneses; Almeida, 2012).
Com base no exposto, fica claro que para o S.R é fundamental compreender o que acontece com a REM quando essa chega num determinado alvo, pois, como já mencionado, essa energia pode ser absorvida, refletida ou transmitida. A energia refletida do alvo é a que mais interessa ao S.R, pois, os sensores não vão coletar o que é absorvido ou transmitido e sim a REM refletida do alvo. A REM interage de forma diferente com diferentes tipos de alvo, pois, as propriedades físico-química dos alvos farão os mesmos obterem uma resposta espectral diferente, ou seja, de forma resumida, esse alvo irá refletir o que ele não precisa, por exemplo, o que se é enxergado na cor vermelha trata-se do resultado da absorção do alvo a todas as cores com exceção da vermelha que foi refletida, assim funciona para as demais cores. Já a cor branca é a reflexão de todas as cores, enquanto, a cor preta é a absorção de todas as cores. A esse fenômeno é dado o nome de Comportamento Espectral dos Alvos.
O comportamento espectral dos alvos é um aspecto crucial no S.R, esse pode ser definido como sendo a medida da refletância desse alvo, ao longo do espectro eletromagnético (Rosa, 2009). Fica claro que cada alvo possui uma assinatura espectral, única, que é a resposta específica desse alvo em relação à radiação incidente. Essa radiação incidente poderá ser parcial ou totalmente refletida a depender das propriedades físicas, composição química, textura do alvo e até mesmo condições ambientais (Florenzano, 2013).
A refletância bidirecional é a medida utilizada para caracterizar o comportamento espectral dos alvos, que é realizada comparando a refletância do alvo com a de uma superfície lambertiana (cuja refletância é difusa). Essa refletância, recebe o nome de Fator de Refletância Bidirecional, que nada mais é que a razão entre a radiância (densidade de fluxo radiante que deixa um elemento de área da superfície do terreno, e que se propaga em uma direção definida por um cone elementar de um ângulo sólido contendo aquela direção) do alvo e a radiância de uma superfície lambertiana ideal nas mesmas condições de iluminação e observação (Novo, 1989; Rosa, 2009; Meneses; Almeida, 2012).
Além da refletância, a emissividade é uma característica importante a ser considerada no comportamento espectral dos alvos. A emissividade se trata da capacidade de um objeto emitir REM, e assim como a refletância, cada alvo possui um nível de emissividade diferente em diferentes comprimentos de onda, o que permite sua identificação em função de sua assinatura espectral de emissividade. Para uma leitura mais profunda sobre comportamento espectral dos alvos, na literatura têm-se vários autores como Novo (1989), Rosa (2009), Meneses e Almeida (2012) que discutem a natureza espectral dos alvos, explicando como diferentes materiais apresentam características espectrais distintas.
No que diz respeito aos sensores e produtos, existem diversas plataformas e tecnologias disponíveis. De acordo com Novo (1989) um sistema sensor pode ser definido como qualquer equipamento capaz de transformar alguma forma de energia em um sinal passível de ser convertido em informação sobre o ambiente. No caso do S.R o dispositivo deverá ser capaz de responder a REM. Um sistema sensor é constituído basicamente por um coletor que pode ser uma lente, espelho ou antena e um sistema de registro, que pode ser um detector ou um filme (Rosa, 2009).
Os sistemas sensores podem ser classificados segundo a resolução espacial em: imageadores (que o resultado é uma imagem do alvo), a exemplo das câmeras fotográficas e dos escâneres; não-imageadores (que o resultado não é uma imagem do alvo, pode ser, por exemplo, um gráfico), a exemplo dos radiômetros e termômetros de radiação. Outra classificação é segundo a fonte de energia: sensores passivos, que são aqueles que não possuem fonte própria de radiação, a exemplo dos espectrorradiômetros; e sensores ativos, que são aqueles que possuem uma fonte própria de radiação, a exemplo dos radares e câmeras que possuem “flash”. Ainda existe a classificação em função do sistema de registro, em que: fotográfico, são os sistemas que utilizam como fonte de registro um filme fotográfico (câmeras fotográficas); e não-fotográfico que não utilizam como fonte de registro um filme, como exemplo pode-se citar os radiômetros, o sensor ETM+/Landsat, o sensor MSS/Lansat, SPOT.
De acordo com Novo (1989) os diferentes sistemas de sensores são caracterizados por resoluções. Resolução é uma medida da habilidade que um sistema sensor possui de distinguir entre respostas que são semelhantes espectralmente ou próximas espectralmente. Os dados de S.R podem ser agrupados em quatro resoluções: espacial, capacidade que o sensor tem de discriminar objetos em função do tamanho desse; espectral, capacidade que um sensor possui para discriminar objetos em função da sua sensibilidade espectral; radiométrica, capacidade de o sensor discriminar intensidade de energia refletida ou emitida pelos objetos; e Temporal, frequência de imageamento sobre uma mesma área (Florenzano, 2013).
Os sistemas sensores podem ser classificados ainda de acordo com o nível de aquisição dos dados em: terrestres (in situ), aéreos (sub-orbitais) e orbitais.
Os sistemas sensores terrestres são aqueles operados a nível de campo, ou, de acordo com Novo (1989) a nível de laboratório, as câmeras fotográficas e os espectrorradiômetros são exemplos desse tipo de sensores. Esses sensores têm a vantagem de entregar resultados com alto nível de detalhes, devido à proximidade com a superfície estudada, no entanto o recobrimento é reduzido.
Em nível aéreo os sistemas sensores são embarcados por aeronaves ou balões, por exemplo. Entre os principais equipamentos sensores aerotransportados, existem as câmeras fotográficas, os imageadores (“scanners”) e os radares (Moreira, 2001). Atualmente o uso de aeronaves remotamente pilotadas – RPA (do inglês), popularmente conhecidas como Drones ou VANTs, vem ganhando destaque de uso nesse nível, os sensores utilizados nestes dispositivos podem ser sensores na faixa do visível (RGB), sensores infravermelhos (IV), sensores multiespectrais, sensores hiperespectrais, sensores de monitoramento do espectro de frequência e até mesmo digitalizadores a laser (LiDAR). As RPAs são utilizadas como plataformas para o sensoriamento remoto e envolvem várias aplicações, tais como cadastro de propriedades, segurança, monitoramento de obras, agricultura de precisão, mineração, monitoramento ambiental, entre outras (INPE, s.d). Tudo isso com custos acessíveis e resultados entregues em alto detalhamento.
Cabe lembrar que, no nível aéreo, a depender da altura em relação à superfície que pode variar de alguns metros a dezenas de quilômetros, os sistemas sensores aerotransportados já estão sujeitos a sofrer com os efeitos atmosféricos.
Ao nível orbital, tem-se como exemplo os sensores embarcados nos satélites artificiais que orbitam o planeta, seja em órbita polar ou geoestacionária. Nesse nível vários produtos podem ser gerados tendo em vista que são embarcados sistemas de todos os tipos e resoluções, seja fotográfico, multiespectral ou hiperespectral, além de radares de abertura sintética – SAR. Os sistemas sensores embarcados em plataformas orbitais empregados em S.R podem ser utilizados em aplicações de recursos terrestres e aplicações meteorológicas, por exemplo (Novo, 1989).
De acordo com Meneses e Almeida (2012), os sensores imageadores orbitais podem ser divididos em três classes: sensores ópticos, que utilizam como fonte a REM solar; sensores termais, que usam a Terra como fonte de radiação; e sensores radar que usam fontes de energia artificiais construídas pelo homem.
Os sensores ópticos são constituídos de um sistema óptico, um sistema de detecção e um sistema eletrônico de registro de dados, que são agrupados em uma única unidade aeroespacial. Esses sistemas recebem o nome de multiespectrais quando conseguem gerar imagens, simultâneas, em diferentes comprimentos de onda. Os sensores multiespectrais na faixa óptica geram imagens simultâneas nos espectros da região da luz visível e do infravermelho próximo. Esses sensores permitem a identificação e classificação de diferentes materiais presentes na superfície terrestre, como vegetação, água, solo exposto e construções. Exemplos de sensores multiespectrais na faixa ótica são aqueles a bordo dos satélites Landsat, Sentinel, CBERS, etc.
Os sensores termais são constituídos de elementos análogos aos sensores ópticos. Esses sensores são capazes de capturar a radiação emitida pelos objetos em forma de calor. O mecanismo de imageamento dos sensores termais são iguais ao do imageamento feito com os sensores ópticos e os mesmos conceitos sobre resoluções se aplicam: espacial, espectral, radiométrica e temporal. Por isso, muito dos sensores orbitais atualmente em operação adquirem imagens termais e ópticas simultaneamente, da mesma área. São exemplos desses tipos de sensores: o sensor ASTER, a bordo do satélite Terra; e o sensor TIRS a bordo do satélite Landsat. Algumas aplicações desses sensores estão no campo das análises termográficas, detecção de incêndios, identificação de corpos d’água aquecidos, dentre outras. Por fim, o sensor radar de abertura sintética – SAR é um sensor capaz de obter informações detalhadas da superfície terrestre por meio da emissão de pulsos de fótons (REM) e a análise do eco desses pulsos. A REM emitida de forma artificial, encontra-se na região do micro-ondas, faz com que esses sensores consigam operar em qualquer condição climática diurna ou noturna. Pois, não sofrem absorção ou reflexão pelas partículas da atmosfera e não depende da luz solar.
O SAR utiliza uma antena de abertura sintética, que é uma antena de radar que simula uma antena muito maior, permitindo uma resolução espacial superior. Isso é possível por meio do movimento relativo entre a antena e o terreno, que gera uma série de pulsos que são combinados digitalmente para formar uma imagem de alta resolução. O SAR é capaz de fornecer informações sobre a estrutura e composição dos alvos como rugosidade, umidade, geometria, vegetação, etc. As informações obtidas pelo SAR podem ser utilizadas em diversas áreas como: agricultura, por exemplo, no monitoramento do desenvolvimento de culturas e no manejo agrícola; geologia, para detectar estruturas geológicas ou mapear a topografia; monitoramento ambiental, no estudo das mudanças da cobertura vegetal, no monitoramento de áreas costeiras, dentre outras.
Alguns exemplos de sensores SAR estão a bordo dos satélites SRTM, ALOS PALSAR e TerraSAR-X.
Resumidamente, o sensoriamento remoto é uma técnica importante que utiliza os princípios físicos, analisa o comportamento espectral dos alvos e utiliza uma variedade de sensores para a aquisição de dados da superfície terrestre.
Referências
Florenzano, T. G. Iniciação em sensoriamento remoto. 3ed. São Paulo: Oficina de Textos, 2013.
Meneses, P. R.; Almeida, T. de. Introdução ao Processamento de Imagens em Sensoriamento Remoto. Brasília, 2012. 276 p.
Rosa, R. 2009. Introdução ao sensoriamento remoto. 7ª edição, Uberlândia, Editora UFU. 264p.
Diante dessa breve introdução o presente texto irá explorar alguns aspectos fundamentais do S.R, como os princípios físicos, o comportamento espectral dos alvos, os principais sensores e produtos disponíveis, bem como os sensores multiespectrais na faixa óptica, sensores na faixa termal e sensor radar de abertura sintética.
No S.R os princípios físicos são fundamentais para a compreensão do processo. Dentre eles, destaca-se a interação da REM (energia radiante), cujas principais fontes são o Sol e a Terra, com a atmosfera e com a superfície terrestre. Pois, o fluxo de REM, ao se propagar pelo espaço, pode interagir com superfícies ou objetos, sendo por estes refletidos, absorvidos e/ou reemitidos. De acordo Rosa (2009) este fluxo depende das propriedades físico-químicas dos elementos irradiados, e o fluxo resultante constitui uma fonte valiosa de informações a respeito daquelas superfícies ou objetos.
Mas, o que é REM? A REM pode ser definida como sendo a forma de energia que se move à velocidade da luz, seja em forma de onda ou de partículas eletromagnéticas e que não necessitam de um meio material para se propagar (Novo, 1989; Rosa, 2009; Meneses; Almeida, 2012). Duas teorias explicam a natureza desta radiação: A Corpuscular em que a REM se propaga pela emissão de um fluxo de partículas (fótons) que se movem a velocidade de 3*108 m/s; e a Ondulatória que postula que a propagação de energia se faz através de um movimento ondulatório e pode ser descritos em termos de velocidade (c), comprimento de onda () e frequência (f) (Novo, 1989; Rosa, 2009).
É importante salientar que, alguns fenômenos em S.R podem ser melhores explicados através da teoria ondulatória, outros, através da corpuscular. As duas teorias são minuciosamente explicadas em Novo (1989) e Meneses (2012). Em resumo, a REM pode ser descrita em termos de comprimentos de onda, frequência e energia em faixas praticamente ilimitadas (Novo, 1989; Rosa, 2009).
A representação contínua da REM em temos de comprimento de onda, frequência ou energia é denominada de espectro eletromagnético que é subdividido em faixas, que representam regiões com características peculiares em termos de processos físicos geradores de energia, ou mecanismos físicos de detecção dessa energia. As faixas mais usadas em S.R são: visível (0,45 – 0,76) m, infravermelho próximo (0,76 – 1,2) m; infravermelho médio (3,5 – 5,0) m; infravermelho termal (5,0m – 1,0 mm) e micro-ondas (1,0 mm – 100 cm) (Rosa, 2009; Meneses; Almeida, 2012). Ressalta-se que esses intervalos podem ser encontrados em valores pouco diferentes em outras referências.
Um fato importante a ser citado é que a REM sofre interferências da atmosfera terrestre devido a gases, poeira e elementos químicos presentes nela. Essas partículas suspensas podem absorver, refletir ou espalhar a REM. A absorção é o efeito mais prejudicial ao S.R, pois pode tornar algumas regiões opacas, impedindo a radiação solar de chegar à superfície ou de alcançar o sensor. Essas regiões são conhecidas como bandas de absorção. No entanto, existem janelas atmosféricas, como a faixa do visível e infravermelho, onde a atmosfera não absorve a radiação, permitindo o uso do S.R. A faixa de micro-ondas também é uma janela, mas requer outro mecanismo de energia para sua utilização (Rosa, 2009; Meneses; Almeida, 2012).
Com base no exposto, fica claro que para o S.R é fundamental compreender o que acontece com a REM quando essa chega num determinado alvo, pois, como já mencionado, essa energia pode ser absorvida, refletida ou transmitida. A energia refletida do alvo é a que mais interessa ao S.R, pois, os sensores não vão coletar o que é absorvido ou transmitido e sim a REM refletida do alvo. A REM interage de forma diferente com diferentes tipos de alvo, pois, as propriedades físico-química dos alvos farão os mesmos obterem uma resposta espectral diferente, ou seja, de forma resumida, esse alvo irá refletir o que ele não precisa, por exemplo, o que se é enxergado na cor vermelha trata-se do resultado da absorção do alvo a todas as cores com exceção da vermelha que foi refletida, assim funciona para as demais cores. Já a cor branca é a reflexão de todas as cores, enquanto, a cor preta é a absorção de todas as cores. A esse fenômeno é dado o nome de Comportamento Espectral dos Alvos.
O comportamento espectral dos alvos é um aspecto crucial no S.R, esse pode ser definido como sendo a medida da refletância desse alvo, ao longo do espectro eletromagnético (Rosa, 2009). Fica claro que cada alvo possui uma assinatura espectral, única, que é a resposta específica desse alvo em relação à radiação incidente. Essa radiação incidente poderá ser parcial ou totalmente refletida a depender das propriedades físicas, composição química, textura do alvo e até mesmo condições ambientais (Florenzano, 2013).
A refletância bidirecional é a medida utilizada para caracterizar o comportamento espectral dos alvos, que é realizada comparando a refletância do alvo com a de uma superfície lambertiana (cuja refletância é difusa). Essa refletância, recebe o nome de Fator de Refletância Bidirecional, que nada mais é que a razão entre a radiância (densidade de fluxo radiante que deixa um elemento de área da superfície do terreno, e que se propaga em uma direção definida por um cone elementar de um ângulo sólido contendo aquela direção) do alvo e a radiância de uma superfície lambertiana ideal nas mesmas condições de iluminação e observação (Novo, 1989; Rosa, 2009; Meneses; Almeida, 2012).
Além da refletância, a emissividade é uma característica importante a ser considerada no comportamento espectral dos alvos. A emissividade se trata da capacidade de um objeto emitir REM, e assim como a refletância, cada alvo possui um nível de emissividade diferente em diferentes comprimentos de onda, o que permite sua identificação em função de sua assinatura espectral de emissividade. Para uma leitura mais profunda sobre comportamento espectral dos alvos, na literatura têm-se vários autores como Novo (1989), Rosa (2009), Meneses e Almeida (2012) que discutem a natureza espectral dos alvos, explicando como diferentes materiais apresentam características espectrais distintas.
No que diz respeito aos sensores e produtos, existem diversas plataformas e tecnologias disponíveis. De acordo com Novo (1989) um sistema sensor pode ser definido como qualquer equipamento capaz de transformar alguma forma de energia em um sinal passível de ser convertido em informação sobre o ambiente. No caso do S.R o dispositivo deverá ser capaz de responder a REM. Um sistema sensor é constituído basicamente por um coletor que pode ser uma lente, espelho ou antena e um sistema de registro, que pode ser um detector ou um filme (Rosa, 2009).
Os sistemas sensores podem ser classificados segundo a resolução espacial em: imageadores (que o resultado é uma imagem do alvo), a exemplo das câmeras fotográficas e dos escâneres; não-imageadores (que o resultado não é uma imagem do alvo, pode ser, por exemplo, um gráfico), a exemplo dos radiômetros e termômetros de radiação. Outra classificação é segundo a fonte de energia: sensores passivos, que são aqueles que não possuem fonte própria de radiação, a exemplo dos espectrorradiômetros; e sensores ativos, que são aqueles que possuem uma fonte própria de radiação, a exemplo dos radares e câmeras que possuem “flash”. Ainda existe a classificação em função do sistema de registro, em que: fotográfico, são os sistemas que utilizam como fonte de registro um filme fotográfico (câmeras fotográficas); e não-fotográfico que não utilizam como fonte de registro um filme, como exemplo pode-se citar os radiômetros, o sensor ETM+/Landsat, o sensor MSS/Lansat, SPOT.
De acordo com Novo (1989) os diferentes sistemas de sensores são caracterizados por resoluções. Resolução é uma medida da habilidade que um sistema sensor possui de distinguir entre respostas que são semelhantes espectralmente ou próximas espectralmente. Os dados de S.R podem ser agrupados em quatro resoluções: espacial, capacidade que o sensor tem de discriminar objetos em função do tamanho desse; espectral, capacidade que um sensor possui para discriminar objetos em função da sua sensibilidade espectral; radiométrica, capacidade de o sensor discriminar intensidade de energia refletida ou emitida pelos objetos; e Temporal, frequência de imageamento sobre uma mesma área (Florenzano, 2013).
Os sistemas sensores podem ser classificados ainda de acordo com o nível de aquisição dos dados em: terrestres (in situ), aéreos (sub-orbitais) e orbitais.
Os sistemas sensores terrestres são aqueles operados a nível de campo, ou, de acordo com Novo (1989) a nível de laboratório, as câmeras fotográficas e os espectrorradiômetros são exemplos desse tipo de sensores. Esses sensores têm a vantagem de entregar resultados com alto nível de detalhes, devido à proximidade com a superfície estudada, no entanto o recobrimento é reduzido.
Em nível aéreo os sistemas sensores são embarcados por aeronaves ou balões, por exemplo. Entre os principais equipamentos sensores aerotransportados, existem as câmeras fotográficas, os imageadores (“scanners”) e os radares (Moreira, 2001). Atualmente o uso de aeronaves remotamente pilotadas – RPA (do inglês), popularmente conhecidas como Drones ou VANTs, vem ganhando destaque de uso nesse nível, os sensores utilizados nestes dispositivos podem ser sensores na faixa do visível (RGB), sensores infravermelhos (IV), sensores multiespectrais, sensores hiperespectrais, sensores de monitoramento do espectro de frequência e até mesmo digitalizadores a laser (LiDAR). As RPAs são utilizadas como plataformas para o sensoriamento remoto e envolvem várias aplicações, tais como cadastro de propriedades, segurança, monitoramento de obras, agricultura de precisão, mineração, monitoramento ambiental, entre outras (INPE, s.d). Tudo isso com custos acessíveis e resultados entregues em alto detalhamento.
Cabe lembrar que, no nível aéreo, a depender da altura em relação à superfície que pode variar de alguns metros a dezenas de quilômetros, os sistemas sensores aerotransportados já estão sujeitos a sofrer com os efeitos atmosféricos.
Ao nível orbital, tem-se como exemplo os sensores embarcados nos satélites artificiais que orbitam o planeta, seja em órbita polar ou geoestacionária. Nesse nível vários produtos podem ser gerados tendo em vista que são embarcados sistemas de todos os tipos e resoluções, seja fotográfico, multiespectral ou hiperespectral, além de radares de abertura sintética – SAR. Os sistemas sensores embarcados em plataformas orbitais empregados em S.R podem ser utilizados em aplicações de recursos terrestres e aplicações meteorológicas, por exemplo (Novo, 1989).
De acordo com Meneses e Almeida (2012), os sensores imageadores orbitais podem ser divididos em três classes: sensores ópticos, que utilizam como fonte a REM solar; sensores termais, que usam a Terra como fonte de radiação; e sensores radar que usam fontes de energia artificiais construídas pelo homem.
Os sensores ópticos são constituídos de um sistema óptico, um sistema de detecção e um sistema eletrônico de registro de dados, que são agrupados em uma única unidade aeroespacial. Esses sistemas recebem o nome de multiespectrais quando conseguem gerar imagens, simultâneas, em diferentes comprimentos de onda. Os sensores multiespectrais na faixa óptica geram imagens simultâneas nos espectros da região da luz visível e do infravermelho próximo. Esses sensores permitem a identificação e classificação de diferentes materiais presentes na superfície terrestre, como vegetação, água, solo exposto e construções. Exemplos de sensores multiespectrais na faixa ótica são aqueles a bordo dos satélites Landsat, Sentinel, CBERS, etc.
Os sensores termais são constituídos de elementos análogos aos sensores ópticos. Esses sensores são capazes de capturar a radiação emitida pelos objetos em forma de calor. O mecanismo de imageamento dos sensores termais são iguais ao do imageamento feito com os sensores ópticos e os mesmos conceitos sobre resoluções se aplicam: espacial, espectral, radiométrica e temporal. Por isso, muito dos sensores orbitais atualmente em operação adquirem imagens termais e ópticas simultaneamente, da mesma área. São exemplos desses tipos de sensores: o sensor ASTER, a bordo do satélite Terra; e o sensor TIRS a bordo do satélite Landsat. Algumas aplicações desses sensores estão no campo das análises termográficas, detecção de incêndios, identificação de corpos d’água aquecidos, dentre outras. Por fim, o sensor radar de abertura sintética – SAR é um sensor capaz de obter informações detalhadas da superfície terrestre por meio da emissão de pulsos de fótons (REM) e a análise do eco desses pulsos. A REM emitida de forma artificial, encontra-se na região do micro-ondas, faz com que esses sensores consigam operar em qualquer condição climática diurna ou noturna. Pois, não sofrem absorção ou reflexão pelas partículas da atmosfera e não depende da luz solar.
O SAR utiliza uma antena de abertura sintética, que é uma antena de radar que simula uma antena muito maior, permitindo uma resolução espacial superior. Isso é possível por meio do movimento relativo entre a antena e o terreno, que gera uma série de pulsos que são combinados digitalmente para formar uma imagem de alta resolução. O SAR é capaz de fornecer informações sobre a estrutura e composição dos alvos como rugosidade, umidade, geometria, vegetação, etc. As informações obtidas pelo SAR podem ser utilizadas em diversas áreas como: agricultura, por exemplo, no monitoramento do desenvolvimento de culturas e no manejo agrícola; geologia, para detectar estruturas geológicas ou mapear a topografia; monitoramento ambiental, no estudo das mudanças da cobertura vegetal, no monitoramento de áreas costeiras, dentre outras.
Alguns exemplos de sensores SAR estão a bordo dos satélites SRTM, ALOS PALSAR e TerraSAR-X.
Resumidamente, o sensoriamento remoto é uma técnica importante que utiliza os princípios físicos, analisa o comportamento espectral dos alvos e utiliza uma variedade de sensores para a aquisição de dados da superfície terrestre.
Referências
Florenzano, T. G. Iniciação em sensoriamento remoto. 3ed. São Paulo: Oficina de Textos, 2013.
Meneses, P. R.; Almeida, T. de. Introdução ao Processamento de Imagens em Sensoriamento Remoto. Brasília, 2012. 276 p.
Rosa, R. 2009. Introdução ao sensoriamento remoto. 7ª edição, Uberlândia, Editora UFU. 264p.
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