Aula07 geo pg_sens_remoto_pdi

Introdução
REM e Comportamento Espectral
Sistemas Sensores
Imagens de Sensoriamento Remoto
Aplicações
Processamento Digital de Imagens - PDI
Imagem de satélite Meteosat mostrando super tufão Haiyan, com
ventos de 275 km/h, sobre as Filipinas (08/11/2013 às 23:13 UTC)

Earth Surface
Sources
of Energy Sensing
Systems
Definição
SENSORIAMENTO REMOTO (SR): tecnologia que permite a aquisição de informações
(medidas) sobre um objeto (alvo), área (superfície do terreno) ou fenômenos, por meio de
instrumentos físicos (sistemas sensores), sem que haja contato direto entre eles.
 Energia Acústica (sismógrafos e sensores)
 Energia Gravitacional (gravímetros)
 Energia ou Radiação Eletromagnética – REM (radiômetros)

Sistema de Aquisição de Dados por SR
1 - Introdução
 FONTE DE REM (Natural ou Artificial)
 MEIO DE PROPAGAÇÃO (Interações com a Atmosfera)
 SUPERFÍCIE TERRESTRE (Interações com os Objetos)
 SENSOR (Coletor + Sistema de Resgistro)
 ANALISADOR (Processamento do Sinal)
Intensidade do Sinal
• Propriedades dos alvos
• Configuração do sensor
• Altitude do Sensor

Níveis de Aquisição de Dados por SR
1 - Introdução
 LABORÁTÓRIO OU CAMPO: para conhecer o comportamento espectral de um objeto sob
condições controladas, ou seja, as interações energia x matéria para um determinado alvo da
superfície terrestre; fundamental para a melhor extração de informações e compreensão do
efeito de fatores ambientais e/ou propriedades inerentes dos objetos sensoriados.
 AERONAVE
 ORBITAL (Satélites)

Perspectiva Histórica
1 - Introdução
 1822: Desenvolvimento da teoria sobre a luz (espectro eletromagnético) e avanços no campo da
ótica e espectroscopia.
 1909: Desenvolvimento de aviões. Tomada de fotografias aéreas.
 1931: Início das pesquisas sobre o comportamento espectral de objetos de superfície.
 1940: Primeiras medidas radiométricas de objetos da superfície (radiação infravemelha).
 1944: Primeiros experimentos para utilizar câmaras multibanda (fotografias multiespectrais de
Marte e da Lua).
 1954: Desenvolvimento de sistemas de radares imageadores.
 1961: Aperfeiçoamento de foguetes de lançamento após a 2a Guerra Mundial. Desenvolvimento
de veículos espaciais tripulados e não tripulados. Avanços no campo das telecomunicações e no
campo da computação. Primeira fotografia orbital.
 1972: Primeiro satélite de recursos terrestres é colocado em órbita.
 1983: Desenvolvimento de detectores mais sensíveis, equipamentos óticos mais precisos e de
microcomputadores e soluções para a armazenagem e transmissão de dados a grandes distâncias.

Definição
RADIAÇÃO OU ENERGIA ELETROMAGNÉTICA - REM: definida como
sendo a forma de energia que se move à velocidade da luz (3.108m/s) seja como
ondas eletromagnéticas, de modo harmônico e senoidal (modelo ondulatório),
seja como partículas eletromagnéticas, e que não necessita de um meio material
para se propagar (modelo corpuscular).

2 – REM e Comportamento Espectral
Freqüência
Comprimento
De Onda

Fontes de REM
NATURAL: fonte solar ou terrestre
ARTIFICIAL: sistemas de microondas

Espectro Eletromagnético
Define a representação contínua da
REM em termos de comprimento de
onda, freqüência ou energia.
Categorias
Compriment
os de ondas
Raios cósmicos
Raios  < 0,03nm
Raios X 0,03-3,0nm
Ultravioleta 0,003-0,4m
Visível
(0,4-07m)
Azul 0,4-0,5m
Verde 0,5-0,6m
Vermelho 0,6-0,7m
Infravermelho
(0,7 - > 3,0m)
Próximo 0,7-1,3m
Médio 1,3-3,0m
Distante > 3,0m
Microondas 1,0-100 cm
Ondas de rádio > 100 cm

Comportamento Espectral de Alvos
O fluxo de radiação eletromagnética ao se propagar pelo espaço pode interagir com
superfícies ou objetos, sendo por estes refletido, absorvido e/ou reemitido.
Este fluxo depende fortemente das propriedades físico-químicas dos elementos irradiados, e
o fluxo resultante constitui uma valiosa fonte de informações a respeito daquelas superfícies
ou objetos.
EXTRAÇÃO DE
INFORMAÇÕES
DE DADOS DE SR
INTERAÇÃO
ENERGIA – MATÉRIA
O Comportamento Espectral de um Alvo pode ser efinido como sendo a medida da
reflectância deste alvo ao longo do espectro eletromagnético.

Importância
Extração de informações de imagens obtidas pelos sensores;
Definição de novos sensores;
Definição do tipo de preprocessamento, a que devem ser submetidos os dados brutos;
Definição da forma de aquisição dos dados (geometria da coleta de dados, freqüência, altura
do imageamento, resolução limite, etc.) m

Interações e Efeitos com a Atmosfera (Meio de Propagação)
TIPOS DE ATENUAÇÃO:
 Absorção Atmosférica
 Espalhamento Atmosférico:
 Espalhamento molecular ou Rayleigh ( < ); explica a coloração azul do céu.
 Espalhamento Mie (  )
 Espalhamento não seletivo ( > ); explica a coloração branca das nuvens.
Interações com os Alvos da Superfície Terrestre
TIPOS DE INTERAÇÃO: a partir de uma energia incidente (Ei)
 Reflectância (Er): fluxo de radiação refletido
 Absortância (Ea): fluxo de radiação absorvido
 Transmitância (Et): fluxo de radiação transmitido
Er + Ea + Et = Ei = 1

Reflectância e Curvas de Reflectância Espectrais
A Reflectância Espectral é aferida em função do comprimento de onda.
As características de reflectância das feições da superfície terrestre podem ser quantificadas
efetuando medidas da proporção de energia incidente que é refletida.
A Curva de Reflectância Espectral define o gráfico de reflectância espectral obtido para
um objeto em função do comprimento de onda.
Costuma-se estudar a curvas de
reflectância (Assinatura Espectral)
dos seguintes alvos:
 Vegetação
 Solos
 Minerais e Rochas
 Água
 Feições Artificiais

Fatores que Interferem na Medida da REM
Método de aquisição da medida de reflectância: Cada modo de coleta
determina diferentes resultados, porque é afetado pelos demais fatores que
interferem na tomada de medidas: geometria de aquisição de dados, parâmetros
atmosféricos e parâmetros relativos ao alvo.
Parâmetros que variam e interferem
na geometria de aquisição de dados:
ângulo zenital do sol; ângulo de visada;
ângulo azimutal do sol e do sensor;
ângulos azimutais relativos; altitude do
sensor .

Parâmetros atmosféricos: umidade atmosférica; presença de aerossóis; turbulência.
Parâmetros relativos ao alvo: as características de reflectância dos objetos adjacentes ao
alvo de interesse também interferem nas medidas de sua reflectância. A energia espalhada
pela vizinhança do alvo pode ter um conteúdo espectral diferente da que do objeto de
interesse e mascarar sua resposta.

Processos de Interação Energia x Matéria
Os elétrons de um material podem ser caracterizados pela sua menor energia possível
(estado fundamental), ou por uma série de níveis de energia mais elevados (estado
excitado), que são alcançados, p. ex., quando da incidência da REM.
Esta passagem do estado fundamental para o estado excitado só é possível porque ocorre
uma absorção pelos elétrons da energia incidente.
No espectro eletromagnético, esta absorção de energia é caracterizada por uma diminuição
relativa na porcentagem de reflectância em certas faixas de comprimentos de onda,
denominadas de bandas de absorção.
A intensidade, forma e localização destas bandas de absorção dependem de cada material e
são resultados de três processos diferentes:
 Processo rotacional: nível molecular, na faixa do infravermelho distante e microondas.
 Processo vibracional: a nível molecular, entre 1,0 e 2,5m.
 Processo eletrônico: ocorre a nível atômico e está subdividido dois processos:
 Transferência de carga: absorção em comprimentos de onda inferiores a 0,4m, próximo a região do
ultravioleta e azul.
 Efeito do campo cristalino: absorção situadas na porção do espectro visível e infravermelho próximo.

Comportamento Espectral da Vegetação
FATORES:
 Condições atmosféricas;
 Espécie de solo (granulometria, água,
nutrientes);
 Índice de área foliar (cobertura da
vegetação por unidade de área);
 Estado fenológico (variação sazonal);
 Biomassa (densidade total de vegetação);
 Folha (forma, posição, água, pigmentação,
estrutura interna, etc.);
 Cobertura da copa.

Comportamento Espectral do Solo
FATORES:
 Porcentagem de matéria orgânica
 Textura (granulometria).
 Umidade.
 Composição mineralógica (conteúdo de
óxido de ferro);
 Capacidade de troca catiônica
 Condições de superfície (granulometria e
estrutura)
UmidadeComposiçãoTextura

Comportamento Espectral de Minerais/Rochas
FATORES:
 As rochas apresentam comportamento
espectral semelhante ao dos solos, uma vez
que eles são produtos de alteração
daquelas.
 Um dos elementos de maior diferenciação
entre as curvas de rochas e solos é a
presença de matéria orgânica nestes
últimos.
 Nos minerais e rochas, os elementos e
substâncias mais importantes que
determinam as feições diagnósticas na faixa
do espectro refletivo (0,4 a 2,5µm) são íons
ferroso e férrico, água e hidroxila.
 Os elementos químicos mais freqüentes
como o silício, alumínio e magnésio
possuem interesse secundário.

Comportamento Espectral da Água
FATORES:
 Estado físico em que a água se encontra;
 Quantidade de sedimentos em suspensão;
 Quantidade e espécie de poluentes
químicos presentes na água.

Comportamento Espectral de Feições Artificiais
FATORES:
 Tipo de material utilizado.

Fatores de Contexto que Interferem no CEA
Variação temporal do comportamento espectral de alvos;
Variação espacial do comportamento espectral de alvos
Variações intrínsecas ao alvos
Variação da localização do alvo em relação à fonte e ao sensor

Definição
SISTEMA SENSOR (SR): é um dispositivo capaz de coletar e registrar a REM,
fotografica ou eletronicamente, proveniente do alvo em determinada faixa do espectro
eletromagnético.

Tipos de Sensores
3 – Sistemas Sensores
Em função do tipo de transformação sofrida
pela REM:
 Sensores Imageadores: produzem uma
imagem do alvo.
• Sistema de Quadro: adquirem a imagem da
cena (certa área do terreno) em sua totalidade
num mesmo instante.
• Sistema de Varredura: a imagem da cena é
formada pela aquisição seqüencial de imagens
elementares do terreno ou elementos de
resolução, também chamados “pixels”.
 Sensores Não Imageadores: fornecem
informações da superfície sem gerar imagens.

Em função da natureza da fonte de REM:
 Sensores Ativos: produzem sua própria REM.
 Sensores Passivos: trabalham com a radiação refletida ou a radiação emitida pelo alvo,
originada a partir de uma fonte de radiação externa.

PASSIVO
Infravermelho
próximo
Infravermelho
termal

ATIVO
RADAR

3– Sistemas Sensores
Em função do sistema de registro da REM:
 Sensores Fotográficos: utilizam como fonte de registro um filme fotográfico.
 Sensores Não Fotográficos: utilizam radiômetros e radares.

Em função da faixa do espectro em que operam:
 Sensores Ópticos: caracterizam-se pela utilização de componentes óticos na
sua construção e operam na faixa espectral de 0,3 a 15 m:
 Sensores de Energia Solar Refletida: divide-se nas seguintes subregiões:
 Visível: 0,38-0,72m
 Infravermelho Próximo: 0,72-1,3m
 Infravermelho Médio: 1,3-0,3m
 Sensores Termais: operam na região do infravermelho distante (7-15m).
 Sensores de Microondas: operam numa região do espectro caracterizada por
ondas de comprimento entre 1mm.

Geração de uma Imagem de SR
Um sistema-sensor imageador produz uma
imagem bidimensional da radiância, emitância
ou retroespalhamento das trocas energéticas com
os objetos da superfície terrestre, num
determinado instante, naquele espaço físico,
tornando-se apto a extrair informações sobre
aquela região.
As imagens produzidas são então caracterizadas
pelos seguintes critérios.
 Resolução Temporal
 Resolução Radiométrica
 Resolução Espectral
 Resolução Espacial
 Largura da Faixa Imageada

A Imagem Digital
4 – Imagens de Sensoriamento Remoto
 Definição: composta de um arranjo bidimensional de elementos de dimensões
discretas, denominados de pixels. A intensidade de cada pixel corresponde ao brilho
médio, ou radiância, medido eletronicamente sobre a área do terreno.
 Número digital (DN; digital number): corresponde à radiância média medida em
cada pixel. Esses valores são, simplesmente, números reais positivos que resultam da
quantização do sinal elétrico original oriundo do sensor para um número real positivo
através do processo denominado conversão de sinal análogo para digital.

Resolução Temporal
Representa a freqüência com que a área de interesse é revisitada ou imageada.
Expressa o intervalo de aquisição de dados por um sistema sensor, ou seja, está
relacionada com a repetitividade com que o sensor possui na obtenção de
informações dos alvos. Ex.: satélite Landsat 7 = 16 dias; MeteoSat = 30 minutos.

Resolução Radiométrica
Quanto maior for esta resolução,
maior será a sensibilidade do sensor
nas pequenas diferenças de radiação,
aumentando o poder de contraste e
de discriminação das imagens. Ex.:
No Landast 7 = 256 números
digitais (8 bits); no ERS em 16 bits
= 65.536 níveis.
Representa a maior ou menor capacidade de um sistema sensor detectar e
registrar diferenças de reflectância e/ou emitância dos alvos, isto é, as
intensidades de sinal ou número de níveis digitais em que a informação se
encontra registrada.

Resolução Espectral
Expressa a capacidade do sensor de registrar a radiação em diferentes regiões do
espectro, definindo a melhor ou pior caracterização dos alvos em função da
largura espectral e/ou número de bandas em que opera o sistema sensor.
Quanto melhor a resolução espectral, maior o número de bandas espectrais que
podem ser adquiridas sobre os objetos da superfície, aumentando o poder de
extração de informação. Ex.: sensor TM do Landsat = 7 faixas espectrais; Spot =
4 bandas .

Resolução Espacial
Depende das
características dos
detetores, altitude da
plataforma, contraste
entre os objetos, etc.
Ex.: sensor TM =
30m; Spot 4 = 10 m;
Ikonos II = 1 m.
Capacidade do sensor de detectar objetos a partir de uma determinada dimensão; entende-
se como sendo a mínima distância entre dois objetos (alvos) que um sensor pode registrá-
los como sendo objetos distintos.
Imagem LANDSAT/TM com
30 metros de resolução
espacial.
Imagem LANDSAT/TM com
120 metros de resolução
espacial.

Largura da Faixa Imageada
Corresponde à largura da faixa de varredura, que varia de acordo com o satélite.
Ex.: Landsat = 185 km; CBERS = 120 km; Spot = 60 km; Ikonos II = 13 km.

Exemplos de sistemas sensores
LANDSAT
CBERS
GOES
MTSAT
IKONOS
Quickbird
Geoeye
Worldview
ALOS
SRTM
ASTER

Land Remote Sensing Satellite (LANDSAT)
Landsat 1 ("Earth Resources Technology Satellite 1“ ERTS-1): 1972-1978
Landsat 2: 1975-1981
Landsat 3: 1978-1983
Landsat 4: 1982-1993
Landsat 5: 1984, ainda funcionando, com problemas graves a partir de Novembro de
2011. Em 26 de Dezembro de 2012, o USGS anunciou a sua retirada de serviço.
Landsat 6: 1993, falhou em atingir a órbita
Landsat 7: 1999, ainda funcionando, mas com falhas desde Maio de 2003
Landsat 8: ("Landsat Data Continuity Mission“ LDCM): 2013. Em 30 de Maio de 2013,
já sob controle do USGS foi rabatizada.

Landsat 1,2 (RBV/MSS) Landsat 3 (RBV/MSS)
Sensor Banda Intervalo espectral (µm) Designação Resolução
RBV
1 (0,475 - 0,575) Blue-Green 80 m
2 (0,580 - 0,680) Orange-Red 80 m
3 (0,690 - 0,830) Red-Infrared 80 m
MSS
4 (0,5 - 0,6) Green 57 x 79 m
5 (0,6 – 0,7) Red 57 x 79 m
6 (0,7 – 0,8) NIR Near-Infrared 57 x 79 m
Landsat 1 - 1972-1978
Landsat 2 - 1975-1981
Resolução Temporal: 18 dias
Largura da Faixa: 185 km
Sensor Banda Intervalo espectral (µm) Designação Resolução
RBV
1 (0,475 - 0,575) Blue-Green 40 m
2 (0,580 - 0,680) Orange-Red 40 m
3 (0,690 - 0,830) Red-Infrared 40 m
MSS
4 (0,5 - 0,6) Green 57 x 79 m
5 (0,6 – 0,7) Red 57 x 79 m
8 (10,4 – 12,6) TIR Thermal 57 x 79 m
Landsat 3 - 1978-1983
Sensores:
RBV – Return Beam Vidicon
MSS – Multispectral Scanner
Sensores:
RBV – Return Beam Vidicon

Landsat 4,5 (MSS) Landsat 4,5 (TM)
Banda Intervalo espectral (µm) Designação Resolução
4 (0,5 - 0,6) Green 57 x 79 m
5 (0,6 – 0,7) Red 57 x 79 m
1 (0,45 - 0,52) Blue 30 m
2 (0,52 - 0,60) Green 30 m
3 (0,63 - 0,69) Red 30 m
4 (0,76 - 0,90) NIR Near-Infrared 30 m
6 (10,4 - 12,5) TIR Thermal-Infrared 120 m
7 (2,08 - 2,35) MIR Mid-Infrared 30 m
Landsat 4 - 1982-1993
Landsat 5 - 1984-2013
Sensores:
TM – Thematic Mapper

Landsat 6 (ETM) Landsat 7 (ETM+)
1 (0,45 - 0,52) Blue 30 m
2 (0,52 - 0,60) Green 30 m
3 (0,63 - 0,69) Red 30 m
8 PAN PAN Panchromatic 15 m
1 (0,45 - 0,52) Blue 30 m
2 (0,52 - 0,60) Green 30 m
3 (0,63 - 0,69) Red 30 m
8 PAN PAN Panchromatic 15 m
Landsat 6 - 1993, não atingiu órbita
Sensores:
ETM – Enhanced Thematic Mapper
Landsat 7 – 1999-hoje
Sensores:
ETM+ – Enhanced Thematic Mapper Plus

China-Brazil Earth Resources Satellite (CBERS)
Sensor Banda Intervalo espectral (µm) Designação
Resolução
Espacial
Resolução
Temporal
Largura da
Faixa
WFI 1 (0,63 - 0,69) Red 260 m 5 dias 890 km
2 (0,77 - 0,89) NIR – Near-Infrared 260 m 5 dias 890 km
CCD 3 (0,51 - 0,73) PAN Panchromatic 20 m 26 dias 113 km
4 (0,45 - 0,52) Blue 20 m 26 dias 113 km
5 (0,52 - 0,59) Green 20 m 26 dias 113 km
6 (0,63 - 0,69) Red 20 m 26 dias 113 km
7 (0,77 - 0,89) NIR – Near-Infrared 20 m 26 dias 113 km
IRMSS 8 (0,50 - 1,10) PAN Panchromatic 80 m 26 dias 120 km
9 (1,55 - 1,75) SWIR 80 m 26 dias 120 km
10 (2,08 - 2,35) SWIR 80 m 26 dias 120 km
11 (10,40 - 12,50) TIR – Thermal Infrared 160 m 26 dias 120 km
HRC* 12 (0,50 - 0,80) PAN Panchromatic 2,7 m 130 dias 27 km
CBERS 1,2,2B*
Sensores:
WFI – Wide Field Imager
CCD – High Resolution CCD Camera
IRMSS – Infrared Multispectral Scanner
HRC – High Resolution Camera

China-Brazil Earth Resources Satellite (CBERS)
CBERS 3,4
Sensores:
MUXCAM – Câmera Multispectral
PANMUX – Câmera Panmux
IRMSS – Infrared Multispectral Scanner
WFI – Wide Field Imager
Sensor Bandas Espectrais
Resolução
Espacial
Largura da Faixa
Resolução
Temporal
Quantização
MUXCAM
0,45-0,52µm (B)
0,52-0,59µm (G)
0,63-0,69µm (R)
0,77-0,89µm (NIR)
20 m 120 km 26 dias 8 bits
PANMUX
0,51-0,85µm (Pan)
0,52-0,59µm (G)
0,63-0,69µm (R)
0,77-0,89µm (NIR)
5 m / 10 m 60 km 5 dias 8 bits
IRMSS
0,50-0,90µm (Pan)
1,55-1,75µm (SWIR)
2,08-2,35µm (SWIR)
10,40-12,50µm (TH)
40 m / 80 m (TIR) 120 km 26 dias 8 bits
WFI
0,45-0,52µm (B)
0,52-0,59µm (G)
0,63-0,69µm (R)
0,77-0,89µm (NIR)
64 m 866 km 5 dias 10 bits

Multifunctional Transport Satellite (MTSAT)
MTSAT

Multifunctional Transport Satellite (MTSAT)
Himawari 1-9
GMS GMS-2 GMS-3 GMS-4 GMS-5 MTSAT-1R MTSAT-2 Himawari-8 Himawari-9
Visible (0.50-0.70 μm) Visible (0.55-0.90 μm)
Visible (0.46 μm)
Visible(0.51 μm)
Visible(0.64 μm)
Near Infrared (0.86 μm)
IR4 (3.5-4.0 μm) IR (3.9 μm)
IR3 (6.5-7.0 μm) (Water vapor)
IR (6.2 μm)
IR (7.0 μm)
IR (7.3 μm)
IR (8.6 μm)
IR (9.6 μm)
IR (Infrared) IR1 (10.5-11.5
μm)
IR1 (10.3-11.3
μm)
IR (10.4 μm)
(10.5-12.5 μm) IR (11.2 μm)
IR2 (11.5-12.5 μm) IR (12.3 μm)
IR (13.3 μm)

O uso de imagens (p. ex., fotografias aéreas) nasceu da necessidade de mapear-se grandes
áreas, sobretudo na confecção de CARTAS TOPOGRÁFICAS, com economia de
tempo e despesas.
A potencialidade do SR como método de investigação dos fatos e fenômenos presentes na
superfície da Terra constitui-se numa técnica de grande utilidade, pois ...
Permite, em curto espaço de tempo, a obtenção de uma grande quantidade de
informações a respeito de registros dos alvos.
Como documento para inventário e distribuição areal de fatos é o mais preciso.

Interpretação de Imagens
Interpretação de Dados Pictoriais: envolve a análise visual de imagens no formato
analógico ( em papel);
Interpretação de Dados Digitais: análise visual de imagens no formato digital,
diretamente na tela do computador.
Interpretação Estereoscópica de Imagens: estudo de pares estereoscópicos de imagens no
formato analógico ou digital.
Processamento Digital de Imagens – PDI: envolve o tratamento dos dados digitais,
através de softwares específicos, para auxiliar na interpretação.
5 - Aplicações

Tipos de Abordagem
Visualização singular de um alvo: em um período de tempo, dentro de uma faixa
definida e numa altitude determinada.
Visualização múltipla dos dados coletados: para prover mais informações sobre uma
mesma região da superfície terrestre. Pode ser feita das seguintes formas:
 Aquisição Multisensorial: área levantada por mais de um tipo de sensor.
 Sensoriamento Multinível: os dados de um alvo são imageados a partir de diversas
altitudes (orbital, alta altitude, baixa altitude e terrestre) e analisados em conjunto.
 Imageamento Multiespectral: os dados são coletados pelo sensor, simultaneamente, em
várias bandas espectrais. Ao analisar em conjunto os sinais registrados nas múltiplas bandas
espectrais, um com ou outro, mais informação é obtida do que apenas se usar uma simples
banda ou se analisar múltiplas bandas independentemente.
 Sensoriamento Multitemporal: envolve o imageamento de uma área em várias
ocasiões; faz uso das mudanças que ocorrem com o tempo para discriminar as condições da
superfície do terreno.
5 - Aplicações

Procedimentos para um Estudo com SR
5 - Aplicações
Definição clara do problema a ser resolvido e articulação dos objetivos envolvidos;
Avaliação do potencial e extensão do SR para abordar o problema;
Identificação dos tipos de dados de SR a serem combinados, apropriados para o estudo,
e dos procedimentos usados na aquisição de cada um deles;
Determinação dos procedimentos e técnicas a serem empregados na interpretação dos
dados, e da necessidade ou não de dados de referência para completar o estudo;
Avaliação da performance dos sistemas de SR com relação à qualidade da informação
coletada. Deve ser identificado e definido o critério pelo qual o produto será julgado.

Principais Aplicações em Geociências
5 – Aplicações
Implantação de Obras de Engenharia de Médio e Grande Porte
Geomorfologia Física, Dinâmica e Ocupacional
Cartografia Geológica
Exploração de Recursos Naturais
Estudos Agronômicos e Florestais
Planejamento do Uso da Terra em Nível Urbano e Rural
Estudo de Bacias Hidrográficas
Estudo e Avaliação Ambiental:
 Movimentos de Massa
 Assoreamento de Vales, Lagos ou Represas
 Erosão Acelerada
 Áreas Sujeitas a Inundações Periódicas

E Outras Diversas Áreas ...
5 – Aplicações
Arqueologia: localização de sítios arqueológicos
Meteorologia
Biologia: estudo de vegetação
Planejamento e Estratégia militar
Formulação de Políticas Econômicas
Geografia
Oceanografia
Etc ...

5 – Aplicações
E COMO FONTE DE
DADOS PARA INTEGRAR
OS SIGs

Sistemas de Processamento/Tratamento de Imagens
São sistemas destinados à extração de informações a partir de dados de Sensoriamento
Remoto, de modo que a entrada seja uma imagem e, a saída do processo seja uma outra
imagem. Esta extração pode ser feita de duas formas:
Objetivo: melhoria do aspecto
visual de certas feições
estruturais fornecer outros
subsídios para a sua
interpretação, inclusive gerando
produtos que possam ser
posteriormente submetidos a
outros processamentos.
 Extração Qualitativa: através da observação de imagens realçadas pelo sistema;
 Extração Quantitativa: através da utilização de procedimentos de classificação automática, cujas
saídas são imagens temáticas e tabelas de área associadas a cada classe discriminada na imagem.

Procedimentos de PDI
6 – PDI – Processamento Digital de Imagens
ENTRADA
IMAGEM BRUTA
(dado digital multiespectral)
PROCESSAMENTO
MANIPULAÇÃO &
ANÁLISE
SAÍDA
IMAGEM TRATADA
(informações realçadas
da imagem bruta)
IMAGEM TEMÁTICA
(por classificação)
ETAPAS:
Pré-processamento
Realce (qualitativo)
Composição colorida
Classificação (quantitativo)
Fusão de dados
Integração SIG

Softwares de PDI
Sistema Desenvolvedor Origem
Representante
comercial
EASI / PACE PCI - CRS Canadá Three /Tek
ENVI IDL EUA SulSoft
ER/MAPPER ERM EUA Terrapix Tecnologia
IDRISI * Clark University EUA Clark University
MGE* Intergraph EUA Sisgraph
MULTISPEC
Purdue Research
Foundation
EUA Purdue University
REGIS* Autodesk EUA Autodesk
SITIM / SGI* INPE Brasil
Imagem
Geosistemas
SPRING* INPE Brasil
Imagem
Geosistemas

Composição Colorida
Processo de Formação de Cores: resulta da combinação de 3 cores pelos processos aditivo
ou subtrativo.
ADIÇÃO SUBTRAÇÃO

Elementos de Interpretação de Imagens
TONALIDADE
COR
TEXTURA
TAMANHO
FORMA
SOMBRA
PADRÃO
LOCALIZAÇÃO GEOGRÁFICA

Tonalidade
As variações de tonalidade da
cena fotografada ou imageada
são representadas por diferentes
tonalidades, ou tons de cinza,
que variam do branco ao preto.
Quanto mais luz ou energia um
objeto refletir, mais a sua
representação na fotografia ou
imagem vai tender ao branco e,
quanto menos energia refletir
(absorver mais energia), mais a
sua representação na fotografia
ou imagem vai tender ao preto.

Cor
É mais fácil interpretar imagens
coloridas do que em preto e
branco, porque o olho humano
distingue cem vezes mais cores
do que tons de cinza.
A cor do objeto vai depender da
quantidade de energia que ele
refletir (no canal correspondente
à imagem), da mistura entre as
cores (processo aditivo), e da
cor que for associada às imagens
originais em preto e branco.

Textura
Refere-se ao aspecto liso (e
uniforme) ou rugoso dos objetos
em uma imagem.
Útil na identificação de unidades
de relevo: a textura lisa
corresponde a áreas de relevo
plano, enquanto que a textura
rugosa corresponde a áreas de
relevo acidentado e dissecado
pela drenagem.

Tamanho
O tamanho é uma função da
escala, de uma fotografia ou
imagem, e relativo aos
objetos na imagem.

Forma
Linear: estradas
Curvilínea: rios
Retangular quadrada: casas,
prédios, campos de futebol,
Faixas retangulares: áreas de
cultivo;
Circulares: sistemas de pivô
central, vulcões, furacões ...

Sombra
Em imagens bidimensionais,
a altura de objetos como
árvores, edifícios, relevo, etc.
pode ser estimada através do
elemento sombra.
A partir da sombra, outros
elementos, como a forma e o
tamanho, também podem ser
inferidos.
As áreas de maior
sombreamento, que indicam
relevo mais alto; as sobras
intermediárias encontram-se
nas áreas de morros, e as
sombras menores, nas áreas
de colinas. Nas áreas de
relevo muito plano, não há
sombras.
Por outro lado, a sombra pode
ocultar a visualização dos
objetos por ela encobertos.

Padrão
Refere ao arranjo espacial ou
à organização desses objetos
em uma superfície.
Ex: linhas de culturas
plantadas em fileiras,
unidades habitacionais e do
arruamento de uma cidade.
Também usado para
identificar o tipo de relevo
e/ou de drenagem de uma
região.

Seleção de Imagens de Satélite
Imagem na época de invernoImagem na época de verão

Imagem na época de chuvaImagem na época da seca

Usos de Imagens de SR
 Identificação de objetos e extração de informações acerca de feições
naturais e artificiais;
 Elaboração de cartas básicas e de diferentes tipos de mapas temáticos;
 Estudo de fenômenos ambientais
 Estudo de ambientes naturais
 Estudo de ambientes transformados.

Produção de Mapas

Estudo de Fenômenos Ambientais
PREVISÃO DO TEMPO

DETECÇÃO E MONITORAMENTO DE FOCOS DE INCÊNDIO
E ÁREAS QUEIMADAS

DESMATAMENTO
1973
1987

EROSÃO E ESCORREGAMENTO DE ENCOSTAS

INUNDAÇÃO
VazanteCheia

Enchentes no Rio Missouri
19931992

Estudo de Ambientes Naturais
FLORESTAS TROPICAIS

MANGUES

AMBIENTES GELADOS

AMBIENTES ÁRIDOS

RECURSOS MINERAIS

FEIÇÕES DE RELEVO E DE AMBIENTES AQUÁTICOS

Estudo de Ambientes Transformados
AMBIENTES AQUÁTICOS

AMBIENTES RURAIS

AMBIENTES URBANOS

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