Sensoriamento Remoto: Conceito E Aplicações

Quais São Os Princípios Físicos Do Sensoriamento Remoto?

Os três princípios físicos do sensoriamento remoto que são essenciais para seu funcionamento são: Objeto de estudo, Radiação Eletromagnética e um Sensor.

A radiação eletromagnética incide sobre uma superfície e parte dela será refletida pela superfície (Reflectância), parte será absorvida (Absortância) e parte transmitida (Transparência) se a matéria tiver alguma transparência. A soma destes componentes é sempre igual à energia incidente quanto a intensidade.

De fato, as cores são simplesmente comprimentos de onda diferentes desta radiação eletromagnética. Por exemplo, a cor azul compreende o intervalo de 0,35 a 0,50 µm, a do verde é de 0,50 a 0,62 µm, enquanto o vermelho vai de 0,62 a 0,70 µm. Estes intervalos, conhecidos como “regiões”, são aproximados pois variam dependendo da fonte de pesquisa. Porém, estas “regiões” têm um posicionamento determinado, primeiro vai o infravermelho, seguido do vermelho, azul e depois a ultravioleta.

Assim, os sensores remotos podem obter imagens no espectro visível (azul, verde e vermelho) ao infravermelho a partir das intensidades do espectro eletromagnético, ou seja, medem a intensidade da radiação eletromagnética refletida em cada intervalo de comprimento de onda.

Sensoriamento Remoto Ativo

Existem dois tipos principais de sensoriamento remoto classificados de acordo com a fonte de sinal que utilizam para explorar o objeto, ativo e passivo. Os instrumentos de sensoriamento remoto ativo operam com a sua própria fonte de emissão ou luz, enquanto que os de sensoriamento remoto passivo dependem do refletido. A radiação também difere por comprimentos de onda que caem em curto (visível, infravermelho próximo, MIR) e longo (microondas). Os radares e lidares são os exemplos mais claros de sensoriamento remoto ativo.

Instrumentos De Sensoriamento Remoto Ativo

Cada sensor ativo no sensoriamento remoto dirige o seu sinal para o objeto e depois verifica a resposta – a quantidade recebida. A maioria dos dispositivos utiliza microondas, uma vez que são relativamente imunes às condições meteorológicas. As técnicas de sensoriamento remoto ativo diferem pelo que transmitem (luz ou ondas) e pelo que determinam (por exemplo, distância, altura, condições atmosféricas, etc.).

• O radar é um sensor que ajuda no alcance com sinais de rádio. Sua característica específica é a antena que emite impulsos. Quando o fluxo de energia no radar de sensoriamento remoto ativo encontra um obstáculo, ele espalha-se de volta para o sensor em algum grau. Com base na sua quantidade e tempo de viagem, é possível estimar a que distância se encontra o alvo.
  
• O lidar determina a distância com a luz. O sensoriamento remoto ativo do lidar implica a transmissão de impulsos de luz e a verificação da quantidade recuperada. A localização e distância do alvo são compreendidas multiplicando o tempo pela velocidade da luz.
  
• O altímetro laser mede a elevação com o lidar.
  
• Os instrumentos de telemetria estimam o alcance quer com um ou dois dispositivos idênticos em plataformas diferentes, enviando sinais uns aos outros.
  
• A sonda estuda verticalmente as condições meteorológicas emitindo impulsos, no caso de cair na categoria ativa.
  
• O medidor de dispersão é um dispositivo específico para medir a radiação de retorno (backscattered).

Aplicações E Benefícios

Exceto uma variedade de implementações, os sensores remotos ativos basicamente não têm restrições quanto às condições de investigação. Os tipos ativos de sistemas de sensoriamento remoto funcionam plenamente a qualquer hora do dia, uma vez que não requerem luz solar, e são relativamente independentes da dispersão atmosférica.

Vários tipos de tecnologia de sensoriamento remoto encontram implementações tanto na área científica como em indústrias muito mais práticas. A Shuttle Radar Topography Mission recolheu os dados da elevação da Terra. O sensoriamento remoto ativo da lidar no céu ajudou na elaboração de modelos digitais das superfícies do nosso planeta.

Os dados adquiridos com instrumentos de sensoriamento remoto servem para os agricultores e silvicultores. São críticos em locais de difícil acesso nas ciências marinhas e missões de salvamento.

As sondas ajudam a desenvolver previsões meteorológicas com perfis verticais de umidade, precipitações, temperatura, e ausência/presença de nuvens.

Sensoriamento Remoto Passivo

Os sensores passivos no sensoriamento remoto não otimizam a sua própria energia para o objeto ou superfície pesquisada, ao contrário dos sensores ativos. O sensoriamento remoto passivo depende da energia natural (raios solares) que o objetivo atinge. Por esta razão, só pode ser aplicada com luz solar adequada, caso contrário, não haverá nada para refletir.

O sensoriamento remoto passivo emprega sensores multiespectrais e hiperespectrais que medem a quantidade adquirida com múltiplas combinações de bandas incluindo combinações de bandas Landsat 8. Estas combinações diferem pelo número de canais (dois comprimentos de onda e mais). O âmbito das bandas inclui espectros dentro e fora da visão humana (visível, infravermelho, infravermelho próximo, TIR, microondas).

Instrumentos De Sensoriamento Remoto Passivo

Os exemplos mais populares de dispositivos de sensoriamento remoto passivo são vários tipos de radiómetros ou espectrómetros.

Os nomes dos instrumentos identificam claramente o que medem:

• O espectrómetro distingue e analisa bandas espectrais.
  
• O radiômetro determina a potência da radiação emitida pelo objeto em determinadas faixas de banda (visível, infravermelho, microondas).
  
• O espectrorradiômetro descobre o poder da radiação em várias gamas de bandas.
  
• O radiômetro hiper-espectral funciona com o tipo de sensor passivo mais preciso que é utilizado em sensoriamento remoto. Devido à resolução extremamente alta, diferencia centenas de bandas espectrais estreitas dentro das regiões visível, infravermelho próximo e MIR.
  
• O radiômetro de imagem digitaliza o objeto ou uma superfície para reproduzir a imagem.
  
• O sonómetro detecta as condições atmosféricas verticalmente.
  
• O acelerômetro detecta mudanças na velocidade por unidade de tempo (por exemplo, linear ou rotacional).

Aplicações E Vantagens Do Sensoriamento Remoto Passivo

Entre os exemplos de sensores passivos na detecção remota, Landsat destaca-se definitivamente como a missão de observação da Terra mais duradoura. Monitorou o nosso planeta e registrou os dados obtidos, o que nos permitiu analisar a forma como este mudou num período de 40 anos. A grande vantagem da missão é que a informação é acessível ao público, com interpretações aplicadas em geologia, cartografia, ecologia, silvicultura e agricultura, ciências marinhas, agrometeorologia, etc.

O sensoriamento remoto na agricultura é utilizado nas propriedades de reflectância da vegetação, medindo-as, e avaliando a saúde das culturas com índices de vegetação. Isto é possível porque os valores específicos dos índices de vegetação correlacionam-se com certas espécies numa determinada fase de crescimento. Nosso aplicativo EOSDA Crop Monitoring ajuda as empresas agrícolas com sensoriamento remoto aplicado à engenharia florestal e os campos com as suas tarefas diárias, bem como para verificar o estado dos campos e manter uma vegetação saudável sobre eles.

Sensoriamento Remoto Por Microondas

A classificação de detecção por microondas inclui tipos ativos e passivos e baseia-se no princípio de transmissão e recepção de sinais ou apenas recepção. A diferenciação reside no comprimento de onda. Neste caso particular, varia de 1cm a 1m. Ao contrário dos comprimentos de onda mais curtos, eles quebram quase todas as condições atmosféricas, mais que as chuvas fortes. A sua imunidade aos aerossóis permite a monitorização em quase todas as condições atmosféricas e em qualquer altura.

Sensoriamento Remoto Pasivo Por Microondas

O sensoriamento remoto passivo de microondas verifica as emissões de microondas dos objetos. Um sensor passivo como um radiômetro ou scanner distingue a energia natural e a registra, com a diferença de que a sua antena detecta micro-ondas em particular, e não outras ondas mais curtas. O método permite aos especialistas compreender a temperatura e umidade do objeto através de certas correlações com a quantidade de radiação.

A energia detectada por este tipo de sensor é emitida, transmitida, ou refletida.
O método fornece dados para muitas áreas como meteorologia, hidrologia, agricultura, ecologia e oceanografia. Em particular, permite aos cientistas verificar a umidade do solo, a água atmosférica e as concentrações de ozono; distinguir os derrames de petróleo e abordar a poluição da água.

Sensoriamento Remoto Ativo Por Microondas

Os sensores de microondas ativos irradiam o seu próprio sinal para o objeto e verificam a quantidade saltitante. Diferentes propriedades de retorno de diferentes objetos, bem como o tempo de viagem, tornam possível delineá-los e descobrir a distância, sabendo quanto tempo leva o sinal a viajar de e para o objeto. A quantidade também depende do ângulo de iluminação e da uniformidade da superfície/rugosidade.

O exemplo mais típico é o sensoriamento remoto por radar (que funciona com microondas). Os dois tipos básicos de detecção remota nesta categoria são:

• imagens (bidimensionais, por exemplo, radares);
• não-imagem (linear, por exemplo, altímetros ou medidores de dispersão).

A tecnologia é particularmente benéfica para as indústrias aeronáutica/espacial, ciências marinhas e meteorologia, para mencionar algumas.

Observações Da Terra: Dados Úteis Para Diversos Usos

Os satélites de sensoriamento remoto giram em torno do nosso planeta dentro de um intervalo estabelecido, fornecendo dados quase em tempo real e registrando-os. A informação obtida torna possível analisar não só o estado atual das coisas, mas também o contexto histórico.

Os resultados da tecnologia alimentam a investigação científica e facilitam as atividades diárias das pessoas em muitas áreas, tanto práticas como teóricas. Com múltiplas aplicações e benefícios a desfrutar, há ainda muito a descobrir.