Satélites

Embora outros sistemas façam parte do sensoriamento remoto, como os radiômetros de campo e de laboratório, sensores fotográcos e outros sistemas que operam em aeronaves, são os satélites que, cada vez mais, se tornam os instrumentos cotidianos dos prossionais de sensoriamento remoto. Por isso, pode-se armar que há uma estreita associação entre sensoriamento remoto e satélites articiais.

Os satélites são veículos colocados em órbita da Terra e que promovem continuamente a aquisição de dados relacionados às capacidades de reexão e emissão de radiação por parte dos

objetos. Por estarem a grandes altitudes, tipicamente entre 600 e 1.000 km, os satélites têm a capacidade de abranger em seu campo de visada uma grande porção de superfície terrestre. Ao mesmo tempo, como orbitam ao redor da Terra, promovem uma cobertura que se repete ao longo do tempo, permitindo o acompanhamento da evolução das propriedades de reexão ou emissão dos objetos e fenômenos (Epiphanio, 2006).

A era espacial de satélites articiais de observação da Terra teve início no ano de 1972, quando os americanos colocaram em órbita o satélite denominado Earth-1, renomeado de Landsat-1. Depois desse, vários outros satélites foram e têm sido colocados em órbita, por muitos países, inclusive o Brasil (Moreira, 2005).

A seguir são apresentadas as características de alguns dos principais satélites em operação, particularmente, dos mais utilizados no Brasil (incluindo aqueles a partir dos quais foram obtidas as imagens utilizadas nos experimentos realizados neste trabalho).

LANDSAT

A série de satélites do programa LANDSAT foi iniciada no nal da década de 60, a partir de um projeto desenvolvido pela Agência Espacial Americana dedicado exclusivamente à ob- servação de recursos naturais da superfície terrestre. O primeiro satélite da série começou a operar em 1972 e a última atualização ocorreu em 1999 com o lançamento do LANDSAT-7.

Atualmente, o único satélite em operação é o LANDSAT-5, que leva a bordo o sensor TM, o qual contribui para o mapeamento temático da superfície terrestre. O LANDSAT-7 iniciou suas atividades em 1999 e encerrou em 2003, utilizando o sensor ETM+ (Enhanced Thematic Mapper Plus). Este instrumento foi capaz de ampliar as possibilidades de uso dos produtos LANDSAT, uma vez que manteve a alta resolução espectral e conseguiu ampliar a resolução espacial da banda 6 (Infravermelho Termal) para 60 metros, além de inserir a banda pancromática e permitir a geração de composições coloridas com 15 metros de resolução (EMBRAPA, 2004).

A antena de recepção do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) localizada em Cuiabá, capta, desde os anos 70, imagens LANDSAT de todo o território nacional.

2.2 Fundamentos do Sensoriamento Remoto 27 dos satélites da série LANDSAT.

Sensor _espectraisBandas Resolução_espectral Resolução Resolução_{espacial temporal imageada}Faixa

MSS 4 0,5 - 0,6 µm 80m _{18 dias 185km} 5 0,6 - 0,7 µm 6 0,7 - 0,8 µm 7 0,8 - 1,1 µm 8 10,4 - 12,6 µm 120m TM 1 0,45 - 0,52 µm 30m 16 dias 185km 2 0,50 - 0,60 µm 3 0,63 - 0,69 µm 4 0,76 - 0,90 µm 5 1,55 - 1,75 µm 6 10,4 - 12,5 µm 120m 7 2,08 - 2,35 µm 30m ETM+ 1 0,45 - 0,52 µm 30m 16 dias 185km 2 0,50 - 0,60 µm 3 0,63 - 0,69 µm 4 0,76 - 0,90 µm 5 1,55 - 1,75 µm 6 10,4 - 12,5 µm 60m 7 2,08 - 2,35 µm 30m 8 0,50 - 0,90 µm 15m

Tab. 2.1: Principais características dos sensores da série LANDSAT (EMBRAPA, 2004).

SPOT

A série SPOT (Satellite pour l'Observation de la Terre) foi iniciada com o satélite franco- europeu SPOT 1 em 1986, sob a responsabilidade do Centre National d'Etudes Spatiales - CNES da França. Hoje a plataforma do SPOT está em órbita com três satélites (2, 4 e 5), o que possibilita acesso a qualquer ponto da Terra em menos de 24 horas, com revisitas em intervalos de 3 a 5 dias.

Os satélites da família SPOT operam com sensores ópticos, em bandas do visível, infraver- melho próximo e infravermelho médio. Com o lançamento do SPOT 5, ocorrido em maio de 2002, a missão inaugurou a possibilidade de aquisição de imagens orbitais tridimensionais

graças a sua capacidade de visada lateral de até 27 graus (estereoscopia cilíndrica) e também conseguiu melhorar a resolução espacial do canal pancromático para 5 metros (Mather, 2004).

NOAA

A família de satélites NOAA (National Oceanic Atmospheric Administration), administrada pelo National Environmental Satellite and Information Service (NESDIS), foi iniciada em 1960 com os satélites da série TIROS.

O objetivo principal do sensor AVHRR a bordo dos satélites da série NOAA era fornecer estimativas de densidade de nuvens e medidas de temperaturas da superfície do mar. Entre- tanto, em 1981, foi publicado o primeiro trabalho sobre a importância dos dados do AVHRR no uso do solo (Grays e McCrary, 1981). A partir desse trabalho, os dados do AVHRR passaram a ser utilizados também para ns ambientais.

A largura da faixa de imageamento do sensor AVHRR é de 2.700km e a sua resolução radiométrica é de 10bits (1024 níveis de cinza). As suas bandas espectrais compreendem as faixas do vermelho, infravermelho próximo, médio e termal (Moreira, 2005).

CBERS

O programa CBERS nasceu de uma parceria entre Brasil e China no setor técnico-cientíco espacial, inserindo o Brasil no seleto grupo de países detentores da tecnologia de sensoriamento remoto orbital. O programa CBERS contemplou num primeiro momento apenas dois satélites de sensoriamento remoto, CBERS-1 e 2. O sucesso tanto do lançamento quanto do perfeito funcionamento do CBERS-1 e CBERS-2 estimulou os dois governos a decidirem expandir o acordo e incluir outros dois satélites da mesma categoria, os satélites CBERS-2B e os CBERS- 3 e 4, como uma segunda etapa da parceria sino-brasileira (INPE, 2007).

A tabela 2.2 descreve as principais características dos sensores remotos a bordo dos satélites do programa CBERS.

2.2 Fundamentos do Sensoriamento Remoto 29

Sensor _espectraisBandas Resolução_espectral Resolução Resolução_{espacial temporal imageada}Faixa

CCD Pan 0,51 - 0,73 µm 20m 26/3 dias 113km Azul 0,45 - 0,52 µm Verde 0,52 - 0,59 µm Vermelho 0,63 - 0,69 µm Infravermelho próximo 0,77 - 0,89 µm IRMSS Pan 0,50 - 1,10 µm 80m _{26 dias 120km} Infravermelho médio 1,55 - 1,75 µm Infravermelho médio 2,08 - 2,35 µm Infravermelho termal 10,40 - 12,50 µm 160m

WFI _{Infravermelho próximo}Vermelho 0,63 - 0,69 µm_{0,77 - 0,89 µm} 260m 5 dias 890km

Tab. 2.2: Principais características dos sensores dos satélites do programa CBERS (EMBRAPA, 2004).

IKONOS

O satélite IKONOS II, operado pela SPACE IMAGING, foi lançado em 24 de setembro de 1999, sendo o primeiro satélite comercial de alta resolução com capacidade de imageamento de 1 metro. Seu sistema sensor capta imagens no modo pancromático e multiespectral. Adicional- mente, há a possibilidade de combinação de imagens preto e branco com dados multiespectrais para a geração de imagens coloridas, facilitando assim a interpretação visual e substituindo em grande parte dos casos, o uso de fotograas aéreas (EMBRAPA, 2004). Para se conseguir alta resolução espacial, as bandas espectrais dos sensores no visível são largas dentro do espectro da luz, o que permite maior penetração na atmosfera e maior poder de discriminação dos alvos terrestres, principalmente da cobertura vegetal, áreas sombreadas e de corpos d'água.

As principais características das bandas espectrais do IKONOS II são mostradas na tabela 2.3. Mais informações sobre as características técnicas de outros satélites podem ser encontradas em EMBRAPA (2004) e em Moreira (2005).

Sensor _espectraisBandas Resolução_espectral Resolução Resolução_{espacial temporal imageada}Faixa

Pancromático Pan 0,45 - 0,90 µm 1m 2,9 dias

13km Multiespectral Azul 0,45 - 0,52 µm 4m 1,5 dia Verde 0,52 - 0,60 µm Vermelho 0,63 - 0,69 µm Infravermelho próximo 0,76 - 0,90 µm

Tab. 2.3: Principais características das bandas espectrais do satélite IKONOS II (EMBRAPA, 2004).