Olá, meus amigos(as), tudo bem?

No artigo de hoje, falaremos um pouco sobre Noções de Sensoriamento Remoto, tema cobrado na última prova do concurso do IBAMA Tema 2 (Recuperação Ambiental, Monitoramento e Uso Sustentável da Biodiversidade, Controle e Fiscalização). Vamos conhecer mais esse tema para a sua prova?

Veja a seguir os tópicos que iremos abordar nesta matéria:

• O que é o Sensoriamento Remoto?
• Principais tipos de satélites;
• Espectro Eletromagnético;
• Comportamento dos Alvos;
• Tipos de Sensoriamento Remoto; e
• Conclusão.

O que é o Sensoriamento Remoto?

O Sensoriamento Remoto é uma tecnologia que permite a coleta de informações sobre a superfície terrestre sem a necessidade de contato direto com os objetos ou áreas observadas. Por meio de sensores instalados em satélites, aviões, drones ou outras plataformas, é possível capturar dados sobre o meio ambiente, agricultura, clima e recursos naturais em grande escala e com alta precisão.

Essa técnica baseia-se na captação da radiação eletromagnética emitida ou refletida pelos objetos na superfície da Terra. Dependendo da faixa do espectro eletromagnético utilizada (visível, infravermelho, micro-ondas), diferentes características dos alvos podem ser analisadas, como a saúde da vegetação, a umidade do solo ou a presença de corpos d’água.

O Sensoriamento Remoto tem ampla aplicação em áreas como monitoramento ambiental, gestão de recursos hídricos, agricultura de precisão e planejamento urbano, possibilitando a tomada de decisões mais informadas com base em dados atualizados e abrangentes.

Dito isso, nos próximos tópicos, exploraremos mais profundamente os principais tipos de sensores e satélites, o espectro eletromagnético, e como essa tecnologia transforma a forma como gerenciamos os recursos naturais.

Principais tipos de satélites:

Os principais tipos de satélites usados no sensoriamento remoto incluem:

• Satélites de órbita polar como Landsat e Sentinel, que são amplamente utilizados para monitoramento ambiental.
• Satélites geoestacionários, ideais para monitoramento climático e meteorológico, como o satélite GOES e Meteosat.

Os satélites geoestacionários são aqueles que orbitam sobre a linha do Equador, estando a uma distância que permite a visualização de grandes áreas da superfície terrestre em proporção continental (cerca de 37.000 km de altitude). O tempo de revolução coincide com o tempo de revolução do nosso planeta, sendo possível, portanto a geração de cenas de uma mesm região em questões de minutos.

No caso dos satélites de órbita polar e heliossíncronos, este são do tipo que circundam o globo terrestre em órbitas, vamos dizer, quase polares, cerca de 700 km de altitude, no sentido nordeste-sudoeste, de
forma que esteja em órbita descendente sobre a face iluminada do globo e ascendente sobre o escuro.

Espectro Eletromagnético:

O Espectro Eletromagnético é o intervalo de todas as frequências de radiação eletromagnética, que vai desde ondas de rádio de baixa frequência até raios gama de alta frequência. No contexto do Sensoriamento Remoto, ele é utilizado para captar e interpretar a radiação refletida ou emitida pelos objetos na superfície terrestre.

Principais faixas utilizadas no Sensoriamento Remoto:

1) Faixa Visível: A parte do espectro que é visível aos nossos olhos (cores). Usada para captar imagens de satélite em cores reais, permitindo análise de paisagens e objetos visíveis.

2) Infravermelho:

a) Infravermelho próximo (NIR): Utilizado para monitoramento da vegetação, pois plantas saudáveis refletem intensamente nessa faixa.

b) Infravermelho médio: Usado para analisar a umidade do solo e detecção de incêndios florestais.

c) Infravermelho térmico: Utilizado para medir a temperatura da superfície, essencial para monitorar urbanização e áreas de desmatamento.

3. Micro-ondas: Utilizada por radares de sensoriamento remoto ativo. Capaz de capturar dados independentemente das condições climáticas ou luminosidade, como durante a noite ou em áreas cobertas por nuvens.

4. Ondas de Rádio: Usadas em comunicações e para radares de longo alcance, fundamentais para sensoriamento remoto em condições climáticas adversas.

5. Ultravioleta e Raios Gama: Menos utilizadas em sensoriamento remoto de larga escala, mas importantes para estudos mais específicos, como a análise da camada de ozônio e em astronomia.

6. Micro-ondas: Muito utilizadas em sensores de radar, como o RADAR de Abertura Sintética (SAR). Permitem a coleta de dados mesmo em condições de nuvens densas ou à noite, devido à sua capacidade de atravessar a atmosfera sem ser absorvida.

Cada faixa do espectro revela características diferentes dos objetos, permitindo uma visão mais completa da superfície terrestre para análise ambiental, urbana, e agrícola.

Existem regiões do espectro luminoso para as quais a atmosfera não permite a passagem da radiação eletromagnética, conhecidas como “bandas de absorção atmosférica”. Por outro lado, as “janelas atmosféricas” são as regiões do espectro eletromagnético que permitem a passagem da radiação proveniente do Sol.

Os principais componentes atmosféricos responsáveis pela absorção da radiação solar são:
1) Ozônio (O3)
2) Oxigênio (O2)
3) Água (H2O)
4) Gás Carbônico (CO2)

Essas bandas de absorção atmosférica são levadas em conta para a escolha dos intervalos do espectro eletromagnético que serão amostrados pelos sensores remotos. Nesse sentido, devido à limitação
imposta pelas bandas de absorção atmosférica, outras fontes de rediação eletromagnética são utilizadas pelo sensoriamento remoto. A terra, por exemplo, produz um espectro de radiação eletromagnética próximo a de um corpo negro (corpo hipotético que absorve e irradia toda a energia incidida sobre si) à temperatura de 300 K (NOVO, 1989).

Bem, para finalizar esse tópico, a radiação empregada no sensoriamento remoto inclui parte do
ultravioleta, a faixa do visível e o infravermelho, que compõem o espectro óptico.

Aplicações do Espectro Eletromagnético em Provas:

Questões de concurso geralmente exploram a capacidade dos diferentes sensores em captar a radiação nas diversas faixas do espectro e como cada faixa é útil para análises ambientais. Por exemplo, a detecção de queimadas é associada ao infravermelho médio, enquanto o monitoramento de áreas urbanas e seu aquecimento é feito por sensores que captam o infravermelho térmico.

Conhecer essas subdivisões e suas aplicações práticas é fundamental para acertar questões sobre sensoriamento remoto e geoprocessamento em concursos públicos.

Comportamento dos Alvos:

A radiação incidente de um comprimento de onda, ao atingir um alvo, pode ser refletida pela superfície, absorvida e convertida em energia térmica (aquecimento, depois emitida como ondas longas) ou química (fotossíntese) ou transmitida (mudança de direção), definindo assim um balanço de energia dado pela seguinte equação:

φ(incidente) = φ(refletido) + φ(absorvido) + φ(transmitido)

Uma vez que o sensoriamento remoto emprega majoritariamente a energia refletida, o fator de reflectância (indica a proporção da radiação incidente que é refletida em determinado comprimento de onda) passa a ter grande relevância para a caracterização da assinatura espectral dos alvos. Veja a fórmula que determina o fator refletância:

Reflectância = (φrefletido / φincidente)

É a refletância de um alvo ao longo do comprimento de onda do espectro eletromagnético que define a assinatura espectral, e essa assinatura é quem determina o alvo, permitindo assim, a destinção dos alvos no processamento das imagens coletadas pelos sensores.

Figura: Assinatura espectral das folhas dos vegetais, segundo Filho at. al (2008) – Adaptado.

Espectro Eletromagnético:

1) Visível: 0,4 μm a 0,7 μm
2) Infravermelho próximo: até 1,3 μm
3) Infravermelho médio: 1,3 a 4,0 μm
4) Infravermelho distante: comprimento de onda acima de 4,0 μm,
incluindo a faixa do infravermelho termal 8,0 a 14,0 μm)

A vegetação apresenta grande absorção na região do espectro visível devido a ação dos pigmentos clorofilados que a compõe. Além disso, percebe-se que o maior pico de reflectância está no comprimento
de onda da cor verde, esse inclusive é o motivo para que nós, seres humanos, vejamos as folhas dos vegetais com a coloração verde.

Nesse contexto, saiba que a vegetação apresenta importantes picos de maiores reflectâncias no infravermelho próximo, em decorrência da estrutura e arranjo das células desses seres. O infravermelho médio também é bastante refletido.

As reflectâncias do Infravermelho e do vermelho são empregadas no estudo de vegetação, através da análise feita por NDVI, sendo o infravermelho próximo refletido pelo vegetal e o vermelho absorvidos
pelos pigmentos fotossintetizantes.

Através dessas informações que poderemos dizer se a planta está ou não fisiologicamente ativa. Mas o que isso quer dizer? Deve ter sido a pergunta feita nesse momento…

Bem, quer dizer que, quanto mais fisiologicamente ativo é o vegetal, maior a absorção da radiação fotossinteticamente ativa, que inclui principalmente a faixa do visível e com maior intensidade os
comprimentos azul e vermelho. Quando a vegetação se encontra fisiologicamente ativa, a absorção é alta e a reflectância é baixa no vermelho.

Sobre a na imagem acima, entenda que na:

• Vegetação sadia → grande absorção no vermelho → maior NDVI
• Vegetação senescente → maior reflectância no vermelho → menor NDVI

Sobre comportamento dos alvos, até aqui, falamos sobre vegetação, mas poderíamos falar também do comportamento do solo e da água, por exemplo, mas falaremos desses elementos em um outro momento.

Tipos de Sensoriamento Remoto

Quando falamos de tipos de sensoriamento remoto podemos dizer que estamos falando de um dos itens mais cobrados em provas. Nesse sentido, vamos detalhar a partir de agora cada um dos tipos de sensoriamento remoto existentes e que caem dentro da disciplina de geoprocessamento.
O primeiro tipo que iremos tratar é o Sensoriamento Remoto Termal. Esse tipo de sensoriamento remoto basea-se penas na radiação emitida pelos alvos na região do infravermelho termal. Os sensores
encabarcados são sensíveis a radiação termal, sendo empregados em estudos geológicos, meteorológicos, vegetal, etc. São exemplos:

• Avaliação estrutural de rochas;
• falhas geológicas;
• estudos de evapotranspiração;
• monitoramento de queimadas, entre outros.

O segundo tipo de sensoriamento remoto é o multiespectral e hiperespectral. Esse tipo de sensoriamento basea-se no registro de intensidade da radiação eletromagnética refletida pelos alvos em bandas distintas ou faixas do espectro de forma simultânea. Os sensores multiespectrais possuem diversas funcionalidades, e também são muito utilizados em estudos geológicos, pedológicos, acompanhamento de vegetação, mas também são usados em monitoramento de qualidade de
água e batimentria, estresse hídrico, etc.

Observação: O termos hiperespectral é usado quando a quantidade de bandas usada encontra-se na casa das centenas, sendo a faixa de amplitude considerada bem estreita.

Conclusão:

Fechamos por aqui nossa matéria sobre Noções de Sensoriamento Remoto.

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