22/07
CBOT
BM&F

Soja
US$ 11,86 (AGO14)
R$ 29,28 (AGO14 )

Milho
US$ 3,59 (SET14)
R$ 23,76 (NOV14 )


Georreferenciamento


Sensoriamento Remoto

Entende-se por sensoriamento remoto toda coleta de dados sobre um objeto ou fenômeno sem que ocorra contato físico entre o mesmo e o coletor. Estes dados por sua vez são em ultima análise radiação eletromagnética (REM) refletida ou emitida pelo objeto em estudo. Cabe aos sistemas sensores, instrumentos principais do sensoriamento remoto, a captação desta radiação e conversão para uma forma que possibilite análises e interpretações. Estas Informações são utilizadas para o planejamento de grandes áreas pois permitem uma visão sinóptica da área.

Quando o sistema sensor transforma a REM recebida em uma imagem o denominamos sistemas imageadores, caso contrário estes são denominados não-imageadores. Com relação a fonte de REM classificamos os sensores em ativos, que possuem sua própria fonte de REM, e passivos que necessitam de uma fonte externa para operar, normalmente o sol.

Ao produto final dos sistemas sensores atribuímos características básicas que definem a capacidade de distinguir respostas (em forma de REM) do objeto em estudo, em outras palavras a resolução, ou poder de resolução quando se trata do sensor. São elas a resolução espacial, espectral e radiométrica, que serão explicadas adiante.

Os sistemas não-imageadores mais utilizados são os radiômetros, cuja a principal função no assunto que vamos desenvolver é a calibração dos dados. De acordo com o processo de formação da imagem, classificamos os sistemas imageadores em fotográficos, elétro-ópticos (satélites) e radar.

Os dados obtidos pelos diversos sistemas sensores em questão se prestam a diversos usos ficando a definição de qual sistema utilizar em função da informação a ser obtida, da resolução necessária e do capital disponível para o mesmo.

Uma vez obtidos, estes dados devem ser então tratados e interpretados, de forma analógica ou digital para a obtenção da informação em questão.

 

Princípios básicos

Três elementos são fundamentais para o funcionamento de um sistema de Sensoriamento Remoto:

a) Objeto de estudo;

b) Radiação Eletromagnética;

c) Sensor.

Pelo princípio da conservação da energia, quando a radiação eletromagnética incide sobre a superfície de um material, parte dela será refletida por esta superfície, parte será absorvida e parte pode ser transmitida, caso a matéria possua alguma transparência. A soma desses três componentes (Reflectância, Absorbância e Transparência) é sempre igual, em intensidade, à energia incidente.

O que nossos olhos percebem como cores diferentes são, na verdade, radiação eletromagnética de comprimentos de onda diferentes. A cor azul corresponde ao intervalo de 0,35 a 0,50 µm, a do verde vai de 0,50 a 0,62 µm e a do vermelho, de 0,62 a 0,70 µm (os intervalos são aproximados, e variam segundo a fonte de consulta). Estes intervalos também são conhecidos como "regiões". Abaixo do vermelho, está a região do infravermelho, e logo acima do azul está o ultravioleta.

Os sensores remotos medem as intensidades do Espectro eletromagnético e, com essas medidas, obtém imagens nas regiões do visível (azul, verde e vermelho) ao infravermelho medem a intensidade da radiação eletromagnética refletida em cada intervalo pré-determinado de comprimento de onda.

 

Tipos e utilização

O sensoriamento remoto pode ser em nível terrestre, sub-orbital e orbital.

Os representantes mais conhecidos do nível sub-orbital são as também chamadas fotografias aéreas, utilizadas principalmente para produzir mapas. Neste nível opera-se também algumas câmeras de vídeo e radares.

No nível orbital estão os balões meteorológicos e os satélites. Os primeiros são utilizados nos estudos do clima e da atmosfera terrestre, assim como em previsões do tempo. Já os satélites também podem produzir imagens para uso meteorológico, mas também são úteis nas áreas de mapeamento e estudo de recursos naturais.

Ao nível terrestre são feitas as pesquisas básicas sobre como os objetos absorvem, refletem e emitem radiação. Os resultados destas pesquisas geram informações sobre como os objetos podem ser identificados pelos sensores orbitais.

Desta forma é possível identificar áreas de queimadas numa imagem gerada de um satélite, diferenciar florestas de cidades e de plantações agrícolas e até identificar áreas de vegetação que estejam doentes ou com falta de água.

 

Sensoriamento remoto e a agricultura

A tecnologia de sensoriamento remoto apresenta um grande potencial para ser utilizada na agricultura. Através desta técnica, é possível obter informações sobre:

a) Estimativa de área plantada;

b) Estimativa de produção agrícola;

c) Vigor vegetativo das culturas;

d) Manejo agrícola em nível de país, estado, município ou ainda em nível de microbacia hidrográfica ou fazenda.

Os satélites de recursos naturais, ou seja, aqueles satélites que foram construídos para observar e coletar dados da superfície terrestre, por exemplo, a área ocupada com floresta, carregam a bordo dispositivos que coletam estes dados. Esses dispositivos são os sensores. Este tipo de satélite carrega a bordo um conjunto de sensores (sistema sensor) que operam em diferentes faixas do espectro eletromagnético. Devido a isso temos uma coleta da energia refletida em forma multiespectral. Além disso, eles passam num mesmo ponto da superfície terrestre de tempo em tempo. Com esta repetitividade dos satélites, podemos obter dados de uma área agrícola várias vezes, durante seu ciclo de crescimento e desenvolvimento. Isso, permite criar um banco de dados com informações multitemporais.

No caso de culturas agrícolas, a radiação refletida que é coletada pelos sistemas sensores traz informações que podem estar relacionadas, por exemplo, com o tipo de cultura plantada, com as condições fenológicas ou nutricionais da cultura e, consequentemente, com a produtividade, podendo, assim, estimar a produção da cultura agrícola.

Como exemplo, as imagens do sensor TM, do satélite Landsat, enfatizam o aspecto multiespectral e multitemporal, característico de regiões de intensa prática agrícola. A banda TM3 permite a observação em cinza escuro para culturas anuais, devido à absorção da energia solar pelas plantas, para realizar a fotossíntese. Já na banda TM4 (infravermelho próximo) as culturas anuais apresentam tonalidade cinza claro, devido a alta reflectância da energia incidente espectral. Neste tipo de sensor existem diferenças de tonalidade para culturas que apresentem arquitetura diferenciadas, em função da maior ou menor refletância da radiação solar. Folhas planiformes, como a cultura da soja, apresentam refletância maior na região do infravermelho próximo, enquanto que culturas com folhas mais eretas, como a cultura do milho, permitem que uma maior quantidade de radiação penetre na cultura e, consequentemente, apresentem uma menor quantidade refletida.

Por outro lado, ao associar, através de cores, as informações das bandas e gerar uma composição colorida (Figura 1), que foi gerada adicionando as cores, azul na banda TM3, o verde na banda TM4 e o vermelho na banda TM5, nota-se que as áreas de soja estão apresentadas em amarelo-esverdeado e o milho em verde, mostrando que existem diferenças espectrais nessas duas culturas.

Figura 1 - Composição colorida das bandas TM3 (azul), TM4 (verde) e TM5 (vermelho) mostrando diferentes ocupações do solo.

 

Além das características multiespectrais e multitemporais das imagens do satélite, o especialista em sensoriamento remoto utiliza também elementos da fotointerpretação tais como a forma, sombreamento e textura. Por exemplo, para distinguir áreas irrigadas por sistema de pivô central de outros métodos de irrigação o analista baseia-se na forma (Figura 2).

Figura 2 - Áreas irrigadas pelo sistema de pivô central.

 

O grande impedimento para se obter imagens de satélite, durante o período da safra, é a presença de nuvens. Elas impedem que a energia refletida e/ou emitida pelos alvos da superfície terrestre chegue até o sensor a bordo do satélite. A frequente cobertura de nuvens impede a obtenção de imagens livres de nuvens e impõe sérias limitações ao uso operacional das técnicas de sensoriamento remoto para estimativa de safras. Para contornar este problema existem alternativas relacionadas tanto com os sistemas sensores quanto com o sistema de coleta das informações.

Além disto, em virtude das limitações tecnológicas, é difícil obter imagens com alta resolução temporal e espacial. Em geral, quanto maior for a resolução espacial de uma imagem maior será o tempo que o satélite leva para retornar a uma mesma área em função da estreita órbita de imageamento.

O INPE vem realizando pesquisas relacionadas com a identificação e o mapeamento de áreas agrícolas, destacando-se as seguintes pesquisas:

a) Seleção das culturas agrícolas passíveis de serem mapeadas através de imagens de satélites;

b) Definição da área mínima, no terreno, possível de ser identificada nas imagens de satélites;

c) Comportamento espectral de culturas agrícolas;

d) Estabelecimento dos períodos adequados para aquisição de imagens visando a identificação de culturas agrícolas;

e) Métodos de estimativa da precisão e exatidão dos mapas temáticos;

f) Utilização de algoritmos de classificação para mapear áreas agrícolas.

 

José Luis da Silva Nunes

Eng. Agrº, Dr. em Fitotecnia