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Sistemas de Detecção Remota
satélites e sensores
Classificação dos satélites
• Quanto à orbita:– Geossíncronos ou geoestacionários: observam
sempre a mesma região do globo. A altitude da orbita é da ordem dos 36000 Km para que o período da orbita seja de 24 h. Exemplos: satélites de observação meteorológica METEOSAT, GEOS.
– Heliossíncronos, com orbita quase polar: para cobrir toda a superficie terrestre, e assegurar as mesmas condições de iluminação para a mesma zona. Exemplos: satélites de observação da terra como Landsat, SPOT, NOAA, ...
Área observadas por alguns
satélites geoestacionários
[Sokolik, 2002]
Orbitaheliossíncronaquase polar
[Sokolik, 2002]
Ilustração da noção de largura de imagem
[FF04]
Sobreposição das faixas de terreno observadas pelo satélite
Classificação dos sensores
• Quanto ao tipo de arranjo dos sensores e o modo de varrimento da superfície terrestre– De placa: grelha bidimensional de sensores (em
desuso)– De varrimento mecânico: o detector tem um espelho
oscilante de varrimento. Exemplo: sensores TM e ETM+ dos satélites Landsat
– Em matriz linear (CCD): com uma bateria de sensores em linha. Exemplos: sensor HRV dos satélites SPOT, sensores dos satélites IRS, IKONOS, QuickBird
Ilustração de um sensor de varrimento
[NASA,2002]
Ilustração de um sensor de matriz linear: o intervalo de tempo de aquisição da informação para cada elemento do terreno é superior
[NASA,2002]
Classificação dos sensores
• Quanto à resolução– Espacial: relativa à dimensão das parcelas no
terreno que podem ser discriminadas– Espectral: relativa aos intervalos de c.d.o. nos
quais a radiação é registada– Radiométrica: relativa aos níveis de sinal que
o sensor pode discriminar– Temporal: relativa ao intervalo de tempo entre
a aquisição de imagens do mesmo local com o mesmo ângulo de observação
Resolução espacial
É o diâmetro do círculo definido no terreno pelo campo de vista instantâneo do sensor, que depende da altitude da plataforma e do cone angular de visibilidade do sensor.
Observações:• Como o sensor está em movimento contínuo, a imagem não
é captada pixel a pixel;• A resolução espacial efectiva depende das características
radiométricas dos objectos. Um objecto de dimensão inferior à resolução espacial pode ser detectado se contrastar suficientemente com os objectos vizinhos mas um objecto de dimensão superior pode não ser detectado.
• Usualmente a resolução espacial é medida como o comprimento do lado de uma parcela de terreno que, no nadir, corresponde a um pixel na imagem de satélite.
Resolução espectral
• Distinguem-se dois tipos de imagens:– Pancromáticas: uma só banda (intervalo de
c.d.o.)– Multiespectrais: várias bandas em regiões
espectrais distintas
Resolução radiométrica
A resolução radiométrica é medida em bits. Se o sensor tiver a capacidade de distinguir N níveis radiométricos do sinal, então a resolução é o número inteiro imediatamente superior a log2(N).
A resolução radiométrica mais comum é de 8 bits (correspondendo a um máximo de 256 níveis radiométricos distintos) mas pode ir até 12 bits (MODIS). Para 8 bits, os níveis radiométricos são numerados de 0 a 255.
Resolução temporal
Para a definição standard de resolução temporal considera-se que as sucessivas aquisicões da imagem são realizadas com o mesmo ângulo de observação.
No entanto, alguns sensores podem obter imagens do mesmo local no terreno com ângulos distintos (o que permite a obtenção de imagens estereoscópicas). Designa-se por precisão temporal relativa o intervalo de tempo entre a aquisição de imagens do mesmo local.
Alguns programas e missões espaciais
• Programa Envisat (Agência espacial europeia)• Programa EOS (NASA, ...)
– Landsat 7, QuickScat, Terra (MODIS, ASTER, ...)• Programa IRS• Programa Landsat• Programa NOAA• Programa SPOT• Programa EOSAT/SpaceImaging (IKONOS)• Programa Quickbird (DigitalGlobe)• Programa OrbView
[Jen00]
Res. Espacial
vs
Res.
Espectral
Landsat
Sensor Res. Temp
Resolução radiomét.
Operação
Landsat 1 MSS 18 dias 6 bits 1972-78
Landsat 2 MSS 18 6 1975-83
Landsat 3 MSS 18 6 1978-83
Landsat 4 MSS 16 8 1982-
Landsat 5 TM 16 8 1984-
Landsat 7 ETM+ 16 8 1999-
Imagens Landsat 5
Sensor TM (thematic Mapper).
[FF04]
Imagens Landsat 7
[FF04]
Bandas 1-5 e 7 Landsat TM
SPOT
• SPOT 1 (1986-90)• SPOT 2 (1990-)• SPOT 3 (1993-97)• SPOT 4 (1998-)• SPOT 5 (2002-)
• Resolução temporal: 26 dias (HRV, HRG) ou 1 dia (Vegetation)
• Resolução radiométrica: 8 bits (excepto SPOT 1 – PAN)
SPOT 4
[FF04]
Sensores HRVIR e Vegetation
SPOT 5Sensores HRG e HRS
Banda c.d.o. Res. Esp.
1 (verde) .5 -- .59 10
2 (verm.) .61 -- .68 10
3 (IV próx.) .79 -- .89 10
IV médio 1.58 – 1.75 20
PAN .51 --.73 2.5 e 5
Sensor Vegetation
[Jen00]
Alguns sensores com resolução espacial comparável a fotografia aérea