1 – introdução 2 – princípios físicos de sensoriamento remoto
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1 – Introdução1 – Introdução
2 – Princípios Físicos de Sensoriamento Remoto2 – Princípios Físicos de Sensoriamento Remoto
3 – Interação energia/alvo/sensor3 – Interação energia/alvo/sensor
4 – Sistemas Sensores4 – Sistemas Sensores
5 – Sistemas Imageadores5 – Sistemas Imageadores
6 – Níveis de Aquisição de Dados6 – Níveis de Aquisição de Dados
7– Imagens de Radar7– Imagens de Radar
8 – Satélites para recursos naturais8 – Satélites para recursos naturais
Plano de Aula – GEO501Plano de Aula – GEO501
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1. INTRODUÇÃO1. INTRODUÇÃO
SENSORIAMENTO REMOTOSENSORIAMENTO REMOTO
Ampla Ampla “Tecnologia que permite a aquisição de informações sobre objetos sem contato “Tecnologia que permite a aquisição de informações sobre objetos sem contato
físico com eles” físico com eles” (Novo, 1992). (Novo, 1992). Telescópio apenas amplia a capacidade do observadorTelescópio apenas amplia a capacidade do observador
Específica Específica “Utilização de sensores para aquisição de informações sobre objetos ou “Utilização de sensores para aquisição de informações sobre objetos ou
fenômenos sem que haja contato direto entre eles” fenômenos sem que haja contato direto entre eles” (Novo, 1992).(Novo, 1992).
““Tecnologia que permite obter imagens e outros tipos de dados, da superfície terrestre, Tecnologia que permite obter imagens e outros tipos de dados, da superfície terrestre,
através da capacitação e do registro da energia refletida ou emitida pela superfície” através da capacitação e do registro da energia refletida ou emitida pela superfície”
(Florenzano, 2002).(Florenzano, 2002).
SENSORES SENSORES Equipamento capazes de coletar energia proveniente do objeto, convertê- Equipamento capazes de coletar energia proveniente do objeto, convertê-
la em sinal passível de ser registrado e apresentá-lo em forma adequada á extração de la em sinal passível de ser registrado e apresentá-lo em forma adequada á extração de
informações.informações.
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1. INTRODUÇÃO1. INTRODUÇÃO
Imagem satélite – Campus UNIFEI
Fonte: Google Earth
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2. PRINCÍPIO FÍSICOS DE SR2. PRINCÍPIO FÍSICOS DE SR
Elemento fundamental Elemento fundamental Radiação Eletromagnética – REM (Sol) Radiação Eletromagnética – REM (Sol)
Base do SR Base do SR interação energia-matéria - interação energia-matéria - alteração sofrida pela REMalteração sofrida pela REM
REM se propaga na forma de ondas – REM se propaga na forma de ondas – oscilação harmônica dos campos magnético e elétricooscilação harmônica dos campos magnético e elétrico
Se propaga á velocidade da luz: 3 x 10Se propaga á velocidade da luz: 3 x 1088 m/s m/s
λ = c/f
λ = comprimento de onda (m);
c = velocidade da luz (m/s);
f = frequência (ciclos/s ou Hz).
Unidades de λ:
- Milímetro: 1 mm = 10-3 m- Micrometro: 1µm = 10-6 m
- Nanometro: 1nm = 10-9 m
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2. PRINCÍPIO FÍSICOS DE SR2. PRINCÍPIO FÍSICOS DE SR
Espectro eletromagnéticoEspectro eletromagnético Conjunto de comp. onda que compõem a REM Conjunto de comp. onda que compõem a REM1 μm = 10-6 mm
Visível: 0,4 μm a 0,7 μm –Máxima emissão do sol
0,28 μm a 4 μm –Espectro solar (99%)
IV: 0,7 μm a 1000 μm
Absorção pela atmosfera: O3, O2, H2O, CO2
Janelas atmosféricas: sem absorção
pela atmosfera
Microondas: 1 mm a 1 m
Espectro Óptico: 0,1 μm a 0,38 μmUV, VIS, IV
Fonte: Novo e Ponzoni (2001)
Fonte: CCRS
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2. PRINCÍPIO FÍSICOS DE SR2. PRINCÍPIO FÍSICOS DE SR
Base do SR Base do SR interação energia-matéria - interação energia-matéria - alteração sofrida pela REMalteração sofrida pela REM
Importante saber Importante saber quantidade de energia produzida pela fonte, quantidade atenuada quantidade de energia produzida pela fonte, quantidade atenuada
pelo meio e a quantidade absorvida pelo objeto (Novo, 1998).pelo meio e a quantidade absorvida pelo objeto (Novo, 1998).
Radiometria Radiometria conjunto de técnicas utilizadas para quantificar a medida da energia conjunto de técnicas utilizadas para quantificar a medida da energia
radiante recebida pelo sensor.radiante recebida pelo sensor.
RadiânciaRadiância fluxo radiante (energia/tempo) refletido ou emitido por uma fonte em direção fluxo radiante (energia/tempo) refletido ou emitido por uma fonte em direção
ao sensor (ângulo sólido), por unidade de área perpendicular àquela direção (W/mao sensor (ângulo sólido), por unidade de área perpendicular àquela direção (W/m22.sr)..sr).
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3. INTERAÇÃO ENERGIA/ALVO/SENSOR3. INTERAÇÃO ENERGIA/ALVO/SENSOR
Interessa saber: Interessa saber:
Quantidade de energia refletida ou emitida pelo objeto – medida pelo sensorQuantidade de energia refletida ou emitida pelo objeto – medida pelo sensor
Característica de reflexão em cada região do espectroCaracterística de reflexão em cada região do espectro
- Reflectância ER/Ei (%)
Expressa as características intrínsicas dos
objetos em refletir a energia
A energia que atinge os objetos pode ser:A energia que atinge os objetos pode ser:
Refletida, absorvida ou transmitidaRefletida, absorvida ou transmitida
E ( ) = E ( ) + E ( ) + E ( )I R A T
E ( ) = E n erg ia re fle tid aR
E ( ) = E ne rg ia tran sm itidaTE ( ) = E n erg ia a bso rv id aA
E ( ) = E ne rg ia in c ide n teI
E ( ) = E ( ) + E ( ) + E ( )I R A T
E ( ) = E n erg ia re fle tid aR
E ( ) = E ne rg ia tran sm itidaTE ( ) = E n erg ia a bso rv id aA
E ( ) = E ne rg ia in c ide n teI
Espalhamento eAbsorção
4. COMPORTAMENTO ESPECTRAL DE ALVOS4. COMPORTAMENTO ESPECTRAL DE ALVOS
A radiação incidente interage de modo diferente em cada alvo A radiação incidente interage de modo diferente em cada alvo composições físico- composições físico-
químicas.químicas.
Outros fatores: textura, densidade, atmosfera, umidade, posição relativa das feições em Outros fatores: textura, densidade, atmosfera, umidade, posição relativa das feições em
relação ao ângulo de incidência solar e à geometria de imageamento.relação ao ângulo de incidência solar e à geometria de imageamento.
Comportamento Comportamento conjunto de valores sucessivos de uma grandeza radiométrica conjunto de valores sucessivos de uma grandeza radiométrica
(reflectäncia).(reflectäncia).
Informações das imagens Informações das imagens conhecimento do comportamento espectral dos alvos e dos conhecimento do comportamento espectral dos alvos e dos
faltores que interferem neste comportamento. faltores que interferem neste comportamento. (bandas, tipos de sensores, etc.)(bandas, tipos de sensores, etc.)
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Reflectância de alguns alvos
Fonte: Figueiredo (2005)
4. COMPORTAMENTO ESPECTRAL DE ALVOS4. COMPORTAMENTO ESPECTRAL DE ALVOS
4.1. COMPORTAMENTO ESPECTRAL DA ÁGUA4.1. COMPORTAMENTO ESPECTRAL DA ÁGUA..
Porcentagem refletida da água muito menor que os outros alvos Porcentagem refletida da água muito menor que os outros alvos (imagem abaixo)(imagem abaixo)..
Água pura Água pura reflectância muito baixa reflectância muito baixa busca-se conhecer o comportamento dos busca-se conhecer o comportamento dos
componentes dissolvidos componentes dissolvidos sistema aquático. sistema aquático.
Água líquida Água líquida absorve toda radiação < 0,38 absorve toda radiação < 0,38µµmm e > 0,70 e > 0,70µµmm
Informações das imagens Informações das imagens conhecimento do comportamento espectral dos alvos e dos conhecimento do comportamento espectral dos alvos e dos
faltores que interferem neste comportamento. faltores que interferem neste comportamento. (bandas, tipos de sensores, etc.)(bandas, tipos de sensores, etc.)
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Imagem TM/Landsat, 3(R)4(G)5(B)
4. COMPORTAMENTO ESPECTRAL DE ALVOS4. COMPORTAMENTO ESPECTRAL DE ALVOS
4.1. COMPORTAMENTO ESPECTRAL DA ÁGUA4.1. COMPORTAMENTO ESPECTRAL DA ÁGUA..
Porção refletida e transmitida Porção refletida e transmitida varia de acordo com os componentes. varia de acordo com os componentes.
Transmissão (maior)Transmissão (maior)
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Gra
diente vertical
Gradiente horizontal
- Espalhamento própria água e partículas em suspensão.
-Absorção própria água, componentes dissolvidos (M.O), biotafotossintetizadora (fitoplânctons e macrófitas) , partículas não vivas.
OBS: a atenuação da energia incidente (luz) é exponencial muito atenuada nos primeiros metros.
4. COMPORTAMENTO ESPECTRAL DE ALVOS4. COMPORTAMENTO ESPECTRAL DE ALVOS
4.1. COMPORTAMENTO ESPECTRAL DA ÁGUA4.1. COMPORTAMENTO ESPECTRAL DA ÁGUA..
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Concentração de sólidos em suspensão.
Imagem TM/Landsat, 3(R)2(G)1(B)
Fonte: Novo e Ponzoni (2005)
Comportamento espectral da águaComportamento espectral da água
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Co
lun
a D
’ág
ua
Co
lun
a D
’ág
ua
SIMA
BALÃO PARA OBSERVAÇÃO DE LAGOS - BOLA -
FUNDEIO DO SISTEMA AUTOMÁTICO DE
MEDIÇÃO DE NÍVEL
LABORATÓRIO FLUTUANTE
PAINEL SOLAR
BALÕES
OBJETIVA DA CÂMERA
FOTOGRÁFICA
SINALIZAÇÃO NOTURNA DE SEGURANÇA
4. COMPORTAMENTO ESPECTRAL DE ALVOS4. COMPORTAMENTO ESPECTRAL DE ALVOS
4.2. COMPORTAMENTO ESPECTRAL DO SOLO4.2. COMPORTAMENTO ESPECTRAL DO SOLO..
FATORES QUE AFETAM O COMPORTAMENTO:FATORES QUE AFETAM O COMPORTAMENTO:
Tipo de solo (latossolo, litossolo, podzólico);Tipo de solo (latossolo, litossolo, podzólico);
Textura (proporção de argila, silte e argila)Textura (proporção de argila, silte e argila)
Matéria orgânica;Matéria orgânica;
Teor de ferro;Teor de ferro;
Composição mineralógica;Composição mineralógica;
Teor de umidade.Teor de umidade.
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Imagem TM/Landsat, 3(R)2(G)1(B)
Fonte: Epihanio et al. (1992)
4. COMPORTAMENTO ESPECTRAL DE ALVOS4. COMPORTAMENTO ESPECTRAL DE ALVOS
4.3. COMPORTAMENTO ESPECTRAL DA VEGETAÇÃO4.3. COMPORTAMENTO ESPECTRAL DA VEGETAÇÃO..
Folhas isoladas ou dossel vegetal (folhas, galhos, frutos, flores, etc.) Folhas isoladas ou dossel vegetal (folhas, galhos, frutos, flores, etc.) curvas semelhantes. curvas semelhantes.
VIS (0,4 a 0,7) VIS (0,4 a 0,7) Pigmentos (clorofila, carotenos e xantofila); Pigmentos (clorofila, carotenos e xantofila);
IVP (0,7 a 1,3) IVP (0,7 a 1,3) baixa absorção; baixa absorção;
IVM (1,3 a 2,6)IVM (1,3 a 2,6) água. água.
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Folha verde, sadia
DOSSÉIS VEGETAISDOSSÉIS VEGETAIS
Folhas Folhas principal responsável pela interação. principal responsável pela interação.
Resposta variável com distribuição espacial dos Resposta variável com distribuição espacial dos
elementos, densidade e orientação.elementos, densidade e orientação.
Densidade Densidade Índice de Área Foliar – IAF Índice de Área Foliar – IAF área foliar/área do terreno área foliar/área do terreno aumento da aumento da
absorção no VIS – redução da reflectância absorção no VIS – redução da reflectância aumento do espalhamento no IVP – aumento aumento do espalhamento no IVP – aumento
da reflectância.da reflectância.
Distribuição de Área Foliar – DAF Distribuição de Área Foliar – DAF inclinação e azimute da folha inclinação e azimute da folha influência na influência na
probabilidade de falhas, aumento do espalhamento.probabilidade de falhas, aumento do espalhamento.
4. COMPORTAMENTO ESPECTRAL DE ALVOS4. COMPORTAMENTO ESPECTRAL DE ALVOS
4.3. COMPORTAMENTO ESPECTRAL DA VEGETAÇÃO4.3. COMPORTAMENTO ESPECTRAL DA VEGETAÇÃO..
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Diferença na coloração das folhas Diferença no estádio da planta
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4. COMPORTAMENTO ESPECTRAL DE ALVOS4. COMPORTAMENTO ESPECTRAL DE ALVOS
TM 3 (B) TM 4 (G) TM 5 (R)
TM 5 (R) TM 4 (G) TM 3 (B)
TM3
TM4TM5
SOLO
VEG.
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5. SISTEMAS SENSORES5. SISTEMAS SENSORES
SISTEMAS SENSORESSISTEMAS SENSORES Qualquer equipamento capaz de transformar alguma forma Qualquer equipamento capaz de transformar alguma forma
de energia em um sinal passível de ser convertido em informação sobre o ambiente. de energia em um sinal passível de ser convertido em informação sobre o ambiente.
(Novo, 1992).(Novo, 1992).
Equipamentos que medem energia Equipamentos que medem energia Radiômetros ( Radiômetros (radioradio = radiação, = radiação, metrometro = medida) = medida)
CLASSIFICAÇÃO CLASSIFICAÇÃO (Novo, 1992 e Moreira, 2003)(Novo, 1992 e Moreira, 2003)::
Fonte de radiação/energiaFonte de radiação/energia
Região do espectro em que operamRegião do espectro em que operam
Princípio de funcionamentoPrincípio de funcionamento
E ( ) = E ( ) + E ( ) + E ( )I R A T
E ( ) = E n erg ia re fle tid aR
E ( ) = E ne rg ia tran sm itidaTE ( ) = E n erg ia a bso rv id aA
E ( ) = E ne rg ia in c ide n teI
Sensores detectamRadiação refletida e/ou emitida
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5. SISTEMAS SENSORES5. SISTEMAS SENSORES
FONTE DE RADIAÇÃO:FONTE DE RADIAÇÃO:
PASSIVOPASSIVO Dependem de fonte externa de energia (emitida e/ou refletida) Dependem de fonte externa de energia (emitida e/ou refletida)
Ex.: câmaras fotográficas, sensores TM, CBERS, SPOTEx.: câmaras fotográficas, sensores TM, CBERS, SPOT
ATIVOATIVO Produzem a sua própria energia – emite energia Produzem a sua própria energia – emite energia
Ex.: Radares, câmara fotográfica com flashEx.: Radares, câmara fotográfica com flash
sensor passivo
sensor ativo
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5. SISTEMAS SENSORES5. SISTEMAS SENSORES
REGIÃO DO ESPECTRO:REGIÃO DO ESPECTRO:
Região óptica: componentes ópticos na construção (espelhos, prismas, lentes).Região óptica: componentes ópticos na construção (espelhos, prismas, lentes).
- energia refletida - energia refletida 0,38 0,38μμm a 3,00m a 3,00μμmm - termal - termal 7 7μμm a 15m a 15μμmm
Microondas: 1mm a 1mMicroondas: 1mm a 1m
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5. SISTEMAS SENSORES5. SISTEMAS SENSORES
PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTOPRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO
NÃO IMAGEADORES NÃO IMAGEADORES Não formam imagemNão formam imagem
- Espectrorradiômetros - Espectrorradiômetros comportamento espectral de alvos (curva espectral) comportamento espectral de alvos (curva espectral)
IMAGEADORES IMAGEADORES fornecem imagens fornecem imagens
Imagem satélite UNIFEI
Fonte: Google Earth
- Formação da imagem:
Fotográfico - quadro/framing
Não fotográfico - varredura
SPECTRON SE-590 FIELDSPEC PRO
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6. SISTEMAS IMAGEADORES6. SISTEMAS IMAGEADORES
6.1. FOTOGRÁFICOS6.1. FOTOGRÁFICOS
Câmeras fotográficasCâmeras fotográficas – primeiro instrumento a ser usado para – primeiro instrumento a ser usado para
sensoriamento remoto.sensoriamento remoto.
Composto por um conjunto de lentes, diafragma, obturador e filme Composto por um conjunto de lentes, diafragma, obturador e filme
fotográfico;fotográfico;
Registram a energia refletida pelos alvos da sup. terrestre em uma Registram a energia refletida pelos alvos da sup. terrestre em uma
película fotossensível – filme fotográfico (película fotossensível – filme fotográfico (Moreira, 2003Moreira, 2003).).
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6. SISTEMAS IMAGEADORES6. SISTEMAS IMAGEADORES
6.2. NÃO FOTOGRÁFICOS OU DE VARREDURA ELETRO-ÓPTICO6.2. NÃO FOTOGRÁFICOS OU DE VARREDURA ELETRO-ÓPTICO
- - Sensores/Detetores Sensores/Detetores convertem a radiação em sinal convertem a radiação em sinal
elétrico e armazenam em imagens digitais.elétrico e armazenam em imagens digitais.
- Imagem digital- Imagem digital arranjo de células (pixel) em forma de matriz arranjo de células (pixel) em forma de matriz
- Pixel - Pixel menor divisão da imagem, representa uma área na sup. menor divisão da imagem, representa uma área na sup.
terrestre - coord. X, Y e Z (nível de cinza) terrestre - coord. X, Y e Z (nível de cinza) DN – DN – Digital Number Digital Number
- DN- DN média da intensidade de energia refletida ou emitida pelos objetos contidos na área média da intensidade de energia refletida ou emitida pelos objetos contidos na área
do pixeldo pixel
Fonte: Soares Filho, 2000
Fonte: CCRS
Valores de DN variam em escala de cinza
Ex.: imagem 8bits (0-255)
0 255
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CARACTERÍSTICAS DOS SISTEMAS NÃO-FOTOGRÁFICO: CARACTERÍSTICAS DOS SISTEMAS NÃO-FOTOGRÁFICO:
RESOLUÇÃO ESPECTRALRESOLUÇÃO ESPECTRAL – definida pelo número de bandas espectrais e pelo – definida pelo número de bandas espectrais e pelo
intervalo de comp. de onda de cada banda.intervalo de comp. de onda de cada banda.
6. SISTEMAS IMAGEADORES6. SISTEMAS IMAGEADORES
B1
B2
B3
B4 B5 B7
Sensor TM
7 bandas6 esp.ref.1 termal
Outro sensor
B1 B2 B3
RESOLUÇÃO ESPACIAL OU GEOMÉTRICARESOLUÇÃO ESPACIAL OU GEOMÉTRICA – capacidade de distinguir os alvos – capacidade de distinguir os alvos
entre si. Função do tamanho do menor objeto que pode ser detectado.entre si. Função do tamanho do menor objeto que pode ser detectado.
É função do IFOV (É função do IFOV (Instantaneous Field of ViewInstantaneous Field of View) ) área “vista” pelo sensor em um área “vista” pelo sensor em um
dado instante de tempo dado instante de tempo (Moreira, 2003)(Moreira, 2003)..
- Ângulo incidência- Ângulo incidência
menor ângulo, maior resoluçãomenor ângulo, maior resolução
- Linear (diagonal)- Linear (diagonal)
ω
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6. SISTEMAS IMAGEADORES6. SISTEMAS IMAGEADORES
IFOV ≠ tamanho do pixelIFOV ≠ tamanho do pixel
Pixel Pixel seu valor representa a média de todas as energias refletidas pelos diferentes seu valor representa a média de todas as energias refletidas pelos diferentes
alvos dentro do IFOV.alvos dentro do IFOV.
Prática Prática Resolução espacial - relacionada com o tamanho do pixel Resolução espacial - relacionada com o tamanho do pixel
- Maior pixel - Maior pixel menor resolução menor resolução
- Menor pixel - Menor pixel maior resolução maior resolução
1 metro 5 metro
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6. SISTEMAS IMAGEADORES6. SISTEMAS IMAGEADORES
RESOLUÇÃO TEMPORALRESOLUÇÃO TEMPORAL tempo que o satélite leva para voltar a recobrir a área tempo que o satélite leva para voltar a recobrir a área
de interesse.de interesse.
- Função da largura da faixa imageada no solo.- Função da largura da faixa imageada no solo.
- Importante para acompanhamento dinâmico do alvo.- Importante para acompanhamento dinâmico do alvo.
RESOLUÇÃO RADIOMÉTRICARESOLUÇÃO RADIOMÉTRICA capacidade de discriminar alvos que apresentam capacidade de discriminar alvos que apresentam
pequenas diferenças da radiação refletida e/ou emitida. Discriminar sinais elétricos.pequenas diferenças da radiação refletida e/ou emitida. Discriminar sinais elétricos.
- Função do número de níveis digitais (nível de cinza)/ gravação do sensor- Função do número de níveis digitais (nível de cinza)/ gravação do sensor
- Níveis de cinza - Níveis de cinza n noo de bits = 2 de bits = 2nn
2 bits = 4 níveis de cinza2 bits = 4 níveis de cinza
8 bits = 256 níveis de cinza8 bits = 256 níveis de cinza
16 bits = 65536 níveis de cinza 16 bits = 65536 níveis de cinza
4 bits – 16 níveis 8 bits – 256 níveis
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6. SISTEMAS IMAGEADORES6. SISTEMAS IMAGEADORES
TIPOS DE VARREDURATIPOS DE VARREDURA
MECÂNICAMECÂNICA espelho oscilatório que “varre” (perpendicular) a superfície imageada e espelho oscilatório que “varre” (perpendicular) a superfície imageada e
focaliza a energia para os detetores.focaliza a energia para os detetores.
Imageamento linha a linhaImageamento linha a linha
Ex.: MSS, TM e AVHRR (NOAA)Ex.: MSS, TM e AVHRR (NOAA)
ELETRÔNICAELETRÔNICA arranjo linear de detetores que cobre a largura da faixa imageada. arranjo linear de detetores que cobre a largura da faixa imageada.
Sinal de cada detetor é amplificado separadamenteSinal de cada detetor é amplificado separadamente
Linha Linha tempo da plataforma deslocar-se à dist. Subtendida tempo da plataforma deslocar-se à dist. Subtendida
pelo IFOVpelo IFOV
Ex.: SPOT e CCD/CBERSEx.: SPOT e CCD/CBERS
Fonte: Figueiredo (2005)
Fonte: Figueiredo (2005)
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5. SISTEMAS IMAGEADORES5. SISTEMAS IMAGEADORES
COMPARAÇÃO ENTRE SISTEMAS DE VARREDURACOMPARAÇÃO ENTRE SISTEMAS DE VARREDURA
VARREDURA
MECÂNICA
ELETRÔNICA
VANTAGENS DESVANTAGENS
- Detetores simples
- Sistema óptico de pequeno campo de visada
- Ampla cobertura perpendicular ao deslocamento
- Maior tempo de integração do sinal/ maior razão sinal/ruído
- Ausência de partes móveis
- Fidelidade geométrica perpendicular
ao deslocamento da plataforma
- Menor tempo de integração do sinal
- Partes móveis
- Mais suscetível à distorções geométricas
- Sistema ótico com amplo campo de visada/ Mais sujeito a distorções
- Grande número de detetores/Necessidade
de intercalibração
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7. NÍVEIS DE AQUISIÇÃO DE DADOS7. NÍVEIS DE AQUISIÇÃO DE DADOS
Sistema de aquisição de dados por SR = fonte de energia + sensor + analisador Sistema de aquisição de dados por SR = fonte de energia + sensor + analisador
(transforma o sinal em informação)(transforma o sinal em informação)..
Altitude Altitude influência na intensidade e qualidade do sinal, forma de registro, influência na intensidade e qualidade do sinal, forma de registro,
nível de informação e análise dos dados.nível de informação e análise dos dados.
TERRESTRETERRESTRE
SUBORBITALSUBORBITAL
ORBITALORBITAL
ESCOLHA:ESCOLHA:
- Objetivo da pesquisa- Objetivo da pesquisa
- Tamanho da área a ser imageada- Tamanho da área a ser imageada
- Disponibilidade de equipamentos sensores- Disponibilidade de equipamentos sensores
- Custo e precisão desejados dos resultados- Custo e precisão desejados dos resultados
Fonte: Moreira (2003)
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7. NÍVEIS DE AQUISIÇÃO DE DADOS7. NÍVEIS DE AQUISIÇÃO DE DADOS
7.1. NÍVEL TERRESTRE7.1. NÍVEL TERRESTRE
Área reduzida, uso principalmente em pesquisaÁrea reduzida, uso principalmente em pesquisa
Estudo do comportamento espectral quase sem interferência ambiental (fidelidade).Estudo do comportamento espectral quase sem interferência ambiental (fidelidade).
Pode-se fixar variáveis: âng. Incidência, potência do fluxo incidente, atmosfera, etc.Pode-se fixar variáveis: âng. Incidência, potência do fluxo incidente, atmosfera, etc.
Entender como ocorrre as interaçõesEntender como ocorrre as interações
SPECTRON SE-590SPECTRON SE-590
256 intervalos (≈ 2,8 nm = 2,8 x 10256 intervalos (≈ 2,8 nm = 2,8 x 10-9-9 mm) mm) entre 0,35entre 0,35μμm a 1,1m a 1,1μμmm
LAI-2000LAI-2000
Mede quantidade de luz que atravessa o dossel em diferentes direçõesMede quantidade de luz que atravessa o dossel em diferentes direções
Estimar índice de área foliar de dosséisEstimar índice de área foliar de dosséis
Vigor da vegetação Vigor da vegetação
Produtividade de dosselProdutividade de dossel
Fonte: Moreira (2003)
Fonte: Moreira (2003)
Curva reflectância do soloSob diferentes teores de umidade
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7. NÍVEIS DE AQUISIÇÃO DE DADOS7. NÍVEIS DE AQUISIÇÃO DE DADOS
7.2. NÍVEL SUBORBITAL7.2. NÍVEL SUBORBITAL
Geralmente em aeronaves tripuladas: câmaras fotográficas, Geralmente em aeronaves tripuladas: câmaras fotográficas, scannersscanners e os radares e os radares
Qualidade depende: sensor, altura de vôo, ângulo solar, condições atmoféricasQualidade depende: sensor, altura de vôo, ângulo solar, condições atmoféricas
Fotografias aéreasFotografias aéreas
Cadastro técnico multifinalitárioCadastro técnico multifinalitário
Estudos agronômicos detalhadosEstudos agronômicos detalhados
MapeamentoMapeamento
Planejamento urbanoPlanejamento urbano
Imagens de radarImagens de radar
SAR-R99B (banda L)SAR-R99B (banda L)
Vigilância florestalVigilância florestal
DesmatamentoDesmatamento
Distinção de culturasDistinção de culturas
Imagem SAR-R99B
VV(R)HV(G)HH(B)
Foto aérea
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7. NÍVEIS DE AQUISIÇÃO DE DADOS7. NÍVEIS DE AQUISIÇÃO DE DADOS
7.3. NÍVEL ORBITAL7.3. NÍVEL ORBITAL
Plataformas orbitais/satélites artificiasPlataformas orbitais/satélites artificias
SATÉLITES SATÉLITES “corpo que gravita em torno de um astro de massa preponderante, em “corpo que gravita em torno de um astro de massa preponderante, em
particular ao redor de um planeta”particular ao redor de um planeta”
SATÉLITES ARTIFICIAS SATÉLITES ARTIFICIAS “engenho colocado em órbita pelo homem á volta de um “engenho colocado em órbita pelo homem á volta de um
planeta ou até mesmo de um satélite natural” planeta ou até mesmo de um satélite natural” (Moreira, 2003)(Moreira, 2003). .
SPUTNIK SPUTNIK II– 4/10/1957 (URSS) – 4/10/1957 (URSS) transmitir sinal de rádio captado por rádio amadortransmitir sinal de rádio captado por rádio amador
EXPLORER EXPLORER II – 02/1958 (EUA) – 02/1958 (EUA)
Aproximadamente 70.000 objetos na órbita da Terra – satélites e sucatasAproximadamente 70.000 objetos na órbita da Terra – satélites e sucatas
SPUTNIK-1
Imagem satélites em órbita
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7. CATEGORIA DE SATÉLITES7. CATEGORIA DE SATÉLITES
De acordo com os objetivos principais para os quais foram criadosDe acordo com os objetivos principais para os quais foram criados
SATÉLITES MILITARESSATÉLITES MILITARES
Dados não disponíveis para usuários civisDados não disponíveis para usuários civis
Reconhecimento do território inimigo, telecomunicação, alerta avançado.Reconhecimento do território inimigo, telecomunicação, alerta avançado.
Cerca de 75% dos satélites lançados a partir de 1957 tem finalidades militares (GPS)Cerca de 75% dos satélites lançados a partir de 1957 tem finalidades militares (GPS)
SATÉLITES CIENTÍFICOSSATÉLITES CIENTÍFICOS
SATÉLITES DE TELECOMUNICAÇÕESSATÉLITES DE TELECOMUNICAÇÕES
SATÉLITES METEOROLÓGICOSSATÉLITES METEOROLÓGICOS
Fornecem imagens e coletam dados meteorológicos (pressão atmosférica, Fornecem imagens e coletam dados meteorológicos (pressão atmosférica,
temperatura, velocidade de ventos, etc.)temperatura, velocidade de ventos, etc.)
Comunicam com balões, bóias, etc.Comunicam com balões, bóias, etc.
Geoestacionários (36.000km): GOES (EUA), INSAT (India), GMS (Japão)Geoestacionários (36.000km): GOES (EUA), INSAT (India), GMS (Japão)
Polar ou Equatorial: NOAA (EUA), SCD (Brasil)Polar ou Equatorial: NOAA (EUA), SCD (Brasil)
Satélite NOAADiversos sensores
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7. CATEGORIA DE SATÉLITES7. CATEGORIA DE SATÉLITES
SATÉLITES DE RECURSOS NATURAISSATÉLITES DE RECURSOS NATURAIS
Coleta de dados sobre os recursos naturais renováveis e não-renováveisColeta de dados sobre os recursos naturais renováveis e não-renováveis
11ºº satélite satélite ERTS-1 (Earth Resources Technology Satellite 1) – 1972 ERTS-1 (Earth Resources Technology Satellite 1) – 1972 Landsat 1 Landsat 1
Hoje: E.U.A, Japão, Holanda, Inglaterra, Brasil, China, Alemanha, India e outrosHoje: E.U.A, Japão, Holanda, Inglaterra, Brasil, China, Alemanha, India e outros
Órbita Órbita trajetória do satélite em torno de um astro (Terra). trajetória do satélite em torno de um astro (Terra).
Rotação da terra Rotação da terra imagens de diferentes lugares imagens de diferentes lugares
Órbita quase polar Órbita quase polar área polar não imageada. área polar não imageada.
Sol-síncrona Sol-síncrona cada área imageada em mesmo horário do dia (hora cada área imageada em mesmo horário do dia (hora
solar local) – mesma condição de iluminação.solar local) – mesma condição de iluminação.
Ascendente/DescendenteAscendente/DescendenteFonte: CCRS
Fonte: CCRS
Órbitas 1 e 2 não adjacentesÓrbitas 1 e 2 não adjacentes
- Ex. Landsat - Ex. Landsat órbitas consecutivas – 2.700 km / 9 dias para imagear órbitas órbitas consecutivas – 2.700 km / 9 dias para imagear órbitas
adjacentes.adjacentes.
- Visada lateral - Visada lateral diminui tempo de revisita diminui tempo de revisita
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8. IMAGENS DE RADAR8. IMAGENS DE RADAR
RADARRADAR RARAdio dio DDetection etection AAnd nd RRanging –anging – Dispositivo capaz de detectar um objeto Dispositivo capaz de detectar um objeto
(alvo) indicando sua distância (range) e posição (alvo) indicando sua distância (range) e posição (Freitas et. al, 2003)(Freitas et. al, 2003)..
Utiliza faixa de microondas Utiliza faixa de microondas dividida em faixas/bandas dividida em faixas/bandas
Ativo Ativo possuem sua própria fonte de energia e captam a energia refletida pelos alvos possuem sua própria fonte de energia e captam a energia refletida pelos alvos
(retroespalhamento).(retroespalhamento).
Fonte: Novo e Ponzoni (2001)
Distâncias relativas dos objetos Distâncias relativas dos objetos tempo que o pulso tempo que o pulso
demora para ir e retornar ao sensor.demora para ir e retornar ao sensor.
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8. IMAGENS DE RADAR8. IMAGENS DE RADAR
Imageamento perpendicular à direção de vôo Imageamento perpendicular à direção de vôo permite a antena obter a diferença de permite a antena obter a diferença de
tempo do retroespalhamento dos objetos.tempo do retroespalhamento dos objetos.
A = Direção de vôoA = Direção de vôo
B = nadirB = nadir
C = ângulo de incidênciaC = ângulo de incidência
D = largura da faixa imageadaD = largura da faixa imageada
E = alcance próximoE = alcance próximo
F = alcance distanteF = alcance distante
Ópticos Ópticos fatores físicos e químicos fatores físicos e químicos
Radar Radar fatores geométricos e elétricos fatores geométricos e elétricosInformações qualitativas e quantitativas
complementares
Microondas Microondas pouco atenuada por nuvens, chuva, neblina e fumaça pouco atenuada por nuvens, chuva, neblina e fumaça
Sensor ativo Sensor ativo independente do sol (24h) independente do sol (24h)
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8. IMAGENS DE RADAR8. IMAGENS DE RADAR
POLARIZAÇÃOPOLARIZAÇÃO orientação com a qual o campo elétrico se propaga. orientação com a qual o campo elétrico se propaga.
Horizontal Horizontal plano do campo elétrico é paralelo à plano do campo elétrico é paralelo à
superfície imageada.superfície imageada.
Vertical Vertical plano do campo elétrico é perpendicular plano do campo elétrico é perpendicular
á superfície imageada.á superfície imageada.
Interação das microondas depende de parâmetros do sensor e do alvo.Interação das microondas depende de parâmetros do sensor e do alvo.
Comprimento de onda (Comprimento de onda (λλ) + tamanho do alvo ) + tamanho do alvo maior maior λλ - maior penetração nos alvos- maior penetração nos alvos
Fonte: Ulaby et al. (1984)
Polarizações: HHPolarizações: HH
VVVVParalelas
HVHV
VHVHCruzadas
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8. IMAGENS DE RADAR8. IMAGENS DE RADAR
Polarização:Polarização:
- Cruzadas (HV, VH) - Cruzadas (HV, VH) retroepalhamento volumétrico retroepalhamento volumétrico
- Paralelas (VV, HH) - Paralelas (VV, HH) interação direta com os alvos interação direta com os alvos
Ângulo de incidência:Ângulo de incidência:
- Maiores 40- Maiores 40oo indicados para identificação do alvo indicados para identificação do alvo
- Menores 30- Menores 30oo influência do solo influência do solo
Forma, tamanho e direção dosobjetos, recobrimento do solo, rugosidadeForma, tamanho e direção dosobjetos, recobrimento do solo, rugosidade
Constante dielétrica (umidade) Constante dielétrica (umidade) valores mais altos – maior interação, maior valores mais altos – maior interação, maior
retroespalhamentoretroespalhamento
Rugosidade f(Rugosidade f(λλ)) maior - maior retroespalhamento maior - maior retroespalhamento
Reflexão especular Retroespalhamento fraco Retroespalhamento forte
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8. IMAGENS DE RADAR8. IMAGENS DE RADAR
Imagens Radar Imagens Radar características diferentes das imagens ópticas características diferentes das imagens ópticas
Exige técnicas de processamento específicas (filtros, classificadores, segmentadores, etc.)Exige técnicas de processamento específicas (filtros, classificadores, segmentadores, etc.)
Área agrícola em Luis Eduardo Magalhães - BA
SAR-R99B 05/04/2005Banda L
HH(R)HV(G)VV(B)
Landsat/TM 11/04/2005
4(R)5(G)3(B)
Imagem de desmatamento em Rondônia
JERS-1 26/06/1993
Banda L – Pol HH
Landsat/TM 29/05/1993
5(R)4(G)3(B)
Fonte: Freitas et al. (2003)
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9. SATÉLITES INTERESSANTES PARA RECURSOS 9. SATÉLITES INTERESSANTES PARA RECURSOS NATURAISNATURAIS
LANDSAT – LANDSAT – início em 1972 (ERTS-1)início em 1972 (ERTS-1)
RBV (RBV (Return Bean VidiconReturn Bean Vidicon) ) imagens instantânea do terreno, semelhante ao sistema fotográfico imagens instantânea do terreno, semelhante ao sistema fotográfico
(quadros). (quadros).
MSS (MSS (Multispectral Scanner SubsystemMultispectral Scanner Subsystem) ) varredura mecânica. varredura mecânica.
TM (TM (Thematic MapperThematic Mapper))
ETMETM++ ( (Enhanced Thematic MapperEnhanced Thematic Mapper))
OBS: - Somente Landsat-5 está ativo (TM) – desde 1984OBS: - Somente Landsat-5 está ativo (TM) – desde 1984
- Landsat-6 - Landsat-6 destruido no lançamento (problemas técnicos) destruido no lançamento (problemas técnicos)
- Landsat-7 - Landsat-7 lançado em 1999, desativado em 2003 lançado em 1999, desativado em 2003
Características dos sensores Landsat
Landsat - 5
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9. SATÉLITES INTERESSANTES PARA RECURSOS 9. SATÉLITES INTERESSANTES PARA RECURSOS NATURAISNATURAIS
Algumas características e aplicação das imagens TM/LandsatAlgumas características e aplicação das imagens TM/Landsat
Imagem landsat
Fonte: Novo (1992) e Rocha (2002)
Região Botucatu-SP (08/09/2007)Imagem Landsat-5/TM
4(R)5(G)3(B)
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9. SATÉLITES INTERESSANTES PARA RECURSOS 9. SATÉLITES INTERESSANTES PARA RECURSOS NATURAISNATURAIS
CBERSCBERS ( (China Brazil Earth Resources Satellite) China Brazil Earth Resources Satellite) – – Satélite sino-brasileiro de Recursos Satélite sino-brasileiro de Recursos
Terrestres Terrestres Início em 1988 e primeiro lançamento em 1999 (CBERS-1) Início em 1988 e primeiro lançamento em 1999 (CBERS-1)
Características semelhantes ao LandsatCaracterísticas semelhantes ao Landsat
Atualmente está no terceiro satéliteAtualmente está no terceiro satélite
SENSORES SENSORES
CCD – CCD – Charge-Coupled Device (Charge-Coupled Device (multiespectralmultiespectral))
- CBERS-1, 2 e 2B- CBERS-1, 2 e 2B
- 5 bandas (3 VIS, 1IVP e 1PAN)- 5 bandas (3 VIS, 1IVP e 1PAN)
- Resolução espacial de 19,5 x 19,5m e Swath de 113km- Resolução espacial de 19,5 x 19,5m e Swath de 113km
- Resolução temporal de 26 dias- Resolução temporal de 26 dias
IR-MSSIR-MSS – – InfraRed Multiespectral Scanner SubsystemInfraRed Multiespectral Scanner Subsystem
- Varredor Multiespectral Inflavermelho – CBERS-1 e 2- Varredor Multiespectral Inflavermelho – CBERS-1 e 2
- 4 bandas (VIS-IV; 2 IVM; IVT)- 4 bandas (VIS-IV; 2 IVM; IVT)
- Resolução espacial de 77,8 x 77,8 m e Swath de 120km- Resolução espacial de 77,8 x 77,8 m e Swath de 120km
- Resolução temporal de 26 dias- Resolução temporal de 26 dias
Foto CBERS-2 no LIT/INPE
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9. SATÉLITES INTERESSANTES PARA RECURSOS 9. SATÉLITES INTERESSANTES PARA RECURSOS NATURAISNATURAIS
WFIWFI – – Wide Field ImagerWide Field Imager
- Imageador com largo campo de visada – CBERS-1, 2 e 2B- Imageador com largo campo de visada – CBERS-1, 2 e 2B
- 2 Bandas (Vermelho e IVP) – Índice de Vegetação- 2 Bandas (Vermelho e IVP) – Índice de Vegetação
- Resolução espacial de 256 x 256m e Swath de890km- Resolução espacial de 256 x 256m e Swath de890km
- Resolução temporal de 5 dias- Resolução temporal de 5 dias
HRCHRC – – High Resolution CâmeraHigh Resolution Câmera
- Câmera Pancromática de Alta resolução – CBERS 2B- Câmera Pancromática de Alta resolução – CBERS 2B
- Pâncromática – VIS + IVP (0,5 - Pâncromática – VIS + IVP (0,5 μμm a 0,8 m a 0,8 μμm)m)
- Resolução espacial de 2,7 x 2,7m e Swath de 27km- Resolução espacial de 2,7 x 2,7m e Swath de 27km
- Cinco ciclos de 26 dias para cobrir os 113km (CCD)- Cinco ciclos de 26 dias para cobrir os 113km (CCD)
- Resolução temporal de 130 dias- Resolução temporal de 130 dias
CBERS-2B CBERS-2B Lançamento 19/09/2007 Lançamento 19/09/2007
Previstos Previstos CBERS-3 (2009) e CBERS-4 (2011) CBERS-3 (2009) e CBERS-4 (2011)
Região Bauru-SP (10/03/2007)Imagem CBERS-2b/CCD
4(R)2(G)3(B)
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9. SATÉLITES INTERESSANTES PARA RECURSOS 9. SATÉLITES INTERESSANTES PARA RECURSOS NATURAISNATURAIS
MODIS MODIS ((MODerate-resolution Imaging SpectroradiometerMODerate-resolution Imaging Spectroradiometer) )
Principal instrumento das plataformas Terra (1999) e Aqua (2002) Principal instrumento das plataformas Terra (1999) e Aqua (2002) Satélites do EOS ( Satélites do EOS (Earth Earth
Observation SystemObservation System)/NASA - Programa continuado de mudanças globais ()/NASA - Programa continuado de mudanças globais (Rudorff et al., 2007).Rudorff et al., 2007).
36 bandas espectrais - 0,436 bandas espectrais - 0,4μμm (azul) a 14,4m (azul) a 14,4μμm (IVT)m (IVT)
2 bandas (verm. e IVP) 2 bandas (verm. e IVP) 250m 250m
5 bandas (azul, verde, IVP, 2 IVM) 5 bandas (azul, verde, IVP, 2 IVM) 500m 500m
29 bandas (azul a IVT) 29 bandas (azul a IVT) 1km 1km
Permite varredura de 55Permite varredura de 55ºº para cada lado da órbita para cada lado da órbita 2.330km de faixa imageada. 2.330km de faixa imageada.
Cobertura global a cada 2 diasCobertura global a cada 2 dias
Imagem do imageamento em 1 dia
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9. SATÉLITES INTERESSANTES PARA RECURSOS 9. SATÉLITES INTERESSANTES PARA RECURSOS NATURAISNATURAIS
O sensor MODIS está voltado para aplicações terrestres, oceânicas e atmosféricas, O sensor MODIS está voltado para aplicações terrestres, oceânicas e atmosféricas,
fornecendo 44 diferentes produtos, entre eles:fornecendo 44 diferentes produtos, entre eles:
MOD02 MOD02 Valores de radiância calibrada e georreferenciada Valores de radiância calibrada e georreferenciada
MOD09 MOD09 Refletância de superfície Refletância de superfície
MOD13 MOD13 Índices de vegetação (NDVI e EVI) Índices de vegetação (NDVI e EVI)
MOD15 MOD15 Índice de área foliar e fração de radiação fotossinteticamente ativa Índice de área foliar e fração de radiação fotossinteticamente ativa
MOD16 MOD16 Evapotranspiração Evapotranspiração
Imagem NDVI/MODIS Estado MT
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9. SATÉLITES INTERESSANTES PARA RECURSOS 9. SATÉLITES INTERESSANTES PARA RECURSOS NATURAISNATURAIS
E O MELHOR:E O MELHOR:
As imagens destes satélites são disponibilizadas gratuitamente:As imagens destes satélites são disponibilizadas gratuitamente:
Landsat e CBERSLandsat e CBERS
MODIS MODIS http://edcimswww.cr.usgs.gov/pub/imswelcome/ http://edcimswww.cr.usgs.gov/pub/imswelcome/
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REFERÊNCIASREFERÊNCIAS
BRANDALIZE, M. C. B. Topografia. Notas de aula. Pontifícia Universidade Católica do Paraná, 2001. Disponível em:
<http://www.topografia.com.br/br/informacao/ download.asp>. Acesso em: 18 de abril de 2008.
CCRS. Canada Centre for Remote Sensing. Tutorial: Fundamentals of remote sensing. Disponível em:
<http://ccrs.nrcan.gc.ca/resource/tutor/fundam/ index_e.php>. Acesso em 21 de Nov. 2005.
NOVO, E. M. L. M. Sensoriamento Remoto: Princípios e Aplicações. Ed. Edgard Blucher. 308p. 1992.
Epiphânio, J.C.N; Formaggio, A. R; Valeriano, M. M.; Oliveira, J.B. Comportamento espectral de solos do Estado de São Paulo. São
José dos Campos, SP: INPE. 1992. 132p. (INPE-5424-PRP/172).
FLORENZANO, T.G. Imagens de Satélite para Estudos Ambientais. São Paulo: ed. Oficina de Textos, 97p. 2002.
FREITAS, C. C.; SANT’ANA, S. J. S.; RENNÓ, C. D.; CORREIA, A. H. Utilização de imagens de radar de abertura sintética na
classificação de uso e ocupação do solo. Apostila de aula. Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, 2003.
MOREIRA, M.A. Fundamentos do Sensoriamento Remoto e metodologias de aplicação. 2 ed. Viçosa: ed. UFV. 307p. 2003.
NOVO, E. M. L. M.; PONZONI, F. J. Introdução ao Sensoriamento Remoto. Apostila de aula. UNITAU. 2001. Disponível em:
<http://www.agro.unitau.br/sensor_remoto/apofla.pdf>. Acesso em 20 de julho 2008.
SOARES FILHO, B. S. Interpretação de imagens da Terra. Apostila de aula. Curso de especialização em Geoprocessamento. UFMG.
2000. Disponível em: <http://www.cgp.igc.ufmg.br/centrorecursos/ apostilas/intimagem.pdf>. Acesso em 12 de julho 2008.
ULABY, F.T.; MOORE, R.K.; FUNG, A . K. Microwave remote sensing: active and passive: Radar remote sensing and surface scattering
and emission theory. 2 ed. v. 2.Norwood, MA: Artech House, 1982. 1064p.
OBRIGADO!
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