Geotecnologias e aplicações

Breve histórico dos sensores orbitais

sesnortes orbitaisO desenvolvimento das técnicas de sensoriamento remoto remonta ao final do século XVIII, caso se assuma que tenha começado com as primeiras câmeras fotográficas, e teve grande impulso com o advento das primeiras viagens espaciais, no final da década de 1950 e no início da década de 1960.

Ao longo desse processo, foram desenvolvidos inúmeros sensores orbitais para observação da Terra que também inicialmente tiveram como objetivo gerar dados da superfície terrestre que pudessem informar sobre a cobertura da superfície do planeta.

Assim, mediante os dados disponibilizados por sensores orbitais – como aqueles colocados a bordo de satélites do programa Landsat (MSS, RBV, TM, ETM+, OLI) e do programa Spot (High Resolution Visible – HRV) –, procurou-se elaborar mapas temáticos, os quais viabilizaram o monitoramento dos recursos naturais por décadas. Posteriormente, entre o final da década de 1980 e o início da década de 1990, surgiu nos Estados Unidos o programa Earth Observing System (EOS), que previa o desenvolvimento e o lançamento de sensores dotados das mais variadas capacidades (resoluções).

O objetivo era gerar dados sobre a superfície da Terra não apenas para fins de mapeamento, mas também para a quantificação de parâmetros geofísicos e biofísicos, importantes em estudos de modelagem e em previsões variadas, como a das mudanças climáticas globais e da futura disponibilidade de recursos naturais. Atualmente, encontram-se disponíveis dados provenientes dos mais variados sensores orbitais, alguns dos quais como:

Modis 

O sensor Modis (Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer) foi lançado na órbita da Terra pelos Estados Unidos em 1999, a bordo do satélite Terra (EOS AM), e em 2002, a bordo do satélite Aqua (EOS PM). Esse sensor adquire dados em 36 bandas espectrais, compreendidas de 0,4 μm a 14,4 μm e em diferentes resoluções espaciais (duas bandas em 250 m, cinco bandas em
500 m e 29 bandas em 1 km).

Juntos, os instrumentos imageiam toda a Terra a cada um ou dois dias. Eles são projetados para fornecer medidas em grande escala da dinâmica global dos recursos naturais, incluindo mudanças de cobertura de nuvens, balanço de radiação e processos que ocorrem nos oceanos, nos continentes e na baixa atmosfera.

Spot Vegetation

O programa Vegetation é desenvolvido conjuntamente por França, Comissão Europeia, Bélgica, Itália e Suécia. O primeiro satélite do programa, Vegetation 1, foi lançado em 24 de março de 1998, a bordo do satélite Spot 4, enquanto o segundo instrumento, Vegetation 2, foi lançado em 4 de maio de 2002, a bordo do satélite Spot 5.

Eles fornecem dados para monitorar parâmetros de superfícies da Terra com frequência diária em uma base global, com resolução espacial média de 1 km. O segmento de solo associado ao programa processa os dados gerados para oferecer produtos padrão para a comunidade geral de usuários.

Landsat MSS, TM, ETM+, OLI

 A família de satélites Landsat teve início com o lançamento do Landsat 1, em 1972, que levava a bordo aquele que seria o primeiro sensor bem-sucedido de observação da Terra, o denominado Multispectral Scanner System (MSS). O sensor Thematic Mapper (TM) começou a ser utilizado dez anos mais tarde, quando, em 1982, foi colocado a bordo do satélite Landsat 4. O mais longevo satélite do programa Landsat foi o Landsat 5, também levando a bordo o sensor TM, que foi lançado em 1984 e descontinuado em 2013, mas que gerou imagens de excelente qualidade até 2011, algo inédito até então em termos de período de tempo em órbita e em funcionamento.

Já o satélite Landsat 7 foi lançado em 1999, levando a bordo o sensor Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM+), com o incremento de uma banda pancromática em relação ao seu antecessor, o TM/Landsat 5.
O Landsat 8 trouxe inovações, com a substituição do sensor TM pelo sensor Operational Land Imager (OLI), o estreitamento das faixas espectrais e a inclusão das bandas Costeira/Aerossol,
Termal e Cirrus.

Hyperion

 O sensor Hyperion atua em 220 faixas espectrais entre 0,4 μm e 2,5 μm, motivo pelo qual é denominado hiperespectral. Lançado em novembro de 2000 e parte do programa EOS, ele tinha como principal objetivo dar início à disponibilização de uma série de sensores inovadores de observação da Terra.

A inovação foi então focada na geração de dados espectrais que permitissem a quantificação de parâmetros geofísicos e biofísicos mediante a caracterização espectral de objetos. Esse sensor foi colocado a bordo do satélite EO-1, que tem órbita Sol-síncrona, à altitude de 705 km. É um sensor de imageamento push broom com largura de 7,65 km, resolução espacial de 30 m e resolução radiométrica de 12 bits.

Tudo a ver

capa_mistura_espectral4Esta matéria foi retirada do nosso próximo lançamento Mistura Espectral: modelo linear e aplicações a classificação de dados e aplicação de técnicas de sensoriamento remoto, um dos desafios enfrentados é a classificação de pixels não uniformes, com mistura de componentes como solo, vegetação, rocha e água. Mistura espectral: modelo linear e aplicações aborda as técnicas de caracterização desses dados e de quantificação da mistura nos pixels, permitindo sua utilização.

O livro explica de forma didática os conceitos básicos de mistura espectral, números digitais e sensores orbitais, para em seguida apresentar a técnica de modelo linear de mistura espectral e a geração de imagens-fração. Além de uma sólida base teórica, Mistura espectral traz importantes exemplos de aplicação prática, como em projetos de estimativa e monitoramento de áreas de desmatamento e queimada na Amazônia Legal.

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