Sensoriamento remoto aplicado a estimativa de evapotranspiração

2.9.1 Sensores

A base da tecnologia de sensoriamento remoto é a detecção das alterações sofridas pela radiação eletromagnética quando esta interage com os componentes da superfície terrestre (alvos) (MENDES; CIRILO, 2001), ou seja, os fundamentos do sensoriamento remoto estão ligados à emissão de luz solar e sua reflexão por diversos alvos da superfície da terra. Neste momento, quando a luz é refletida, cada alvo (rio, vegetação, etc) interage com a radiação incidente e a reflete de modo particular, que é captado pelos sensores (fotográficos, espaciais ou radiofreqüência) e armazenado para posterior processamento e interpretação. Desta maneira, gera-se um, ou um conjunto de mapas que servirão de suporte para a tomada de decisão.

Os sistemas podem ser ativos, como é o caso dos sistemas de radar, que registram a diferença de freqüência entre o sinal emitido por elas e o sinal recebido da superfície, ou passivo, como é o caso das imagens de satélite, que registram a reflectância ou emitância de uma superfície (FLORENZANO, 2002). “A principal função de um sensor remoto consiste em captar e medir a quantidade de energia refletida e/ou emitida por alvos, e desta forma, obter informações sobre a natureza e/ou condições destes.” (ERBERT, 2001).

O espectro eletromagnético (Figura 1) é uma escala contendo os diversos comprimentos de onda emitidos e recebidos por um sensor, e está compreendido desde as ondas de raio gama (0,01Å a 1 Å) até as ondas de rádio (1m a 100 km).

Dentro deste espectro, encontramos a faixa compreendida entre 0,30 µm e 15 µm, representando o espectro óptico. Segundo Mendes e Cirilo (2001), os sistemas sensores que operam na região óptica do espectro podem ser classificados em função do tipo de energia que detectam como sensores termais e sensores de energia solar refletida. O espectro de energia refletida divide-se em visível (0,38 µm a 0,72 µm), infravermelho próximo (0,72 µm e 1,3 µm) e infravermelho médio (1,3 µm e 3,0 µm). Os sensores termais operam na região do infravermelho distante (7 µm e 15 µm).

2.9.2 Resolução

No sensoriamento remoto, a resolução apresenta-se em quatros independentes tipos: resolução espacial, resolução espectral, resolução radiométrica e resolução temporal.

� Resolução Espacial: Refere-se ao tamanho da área representada por cada pixel da imagem. Também é definida como a capacidade do sistema sensor em “enxergar” objetos na superfície terrestre, quanto menor o objeto possível de ser visto, maior a resolução espacial.

� Resolução Espectral: conceito inerente às imagens multiespectrais de sensoriamento remoto. É definida pelo número de bandas espectrais de um sistema sensor e pela largura do intervalo de comprimento de onda coberto por cada banda. Quanto maior o número de bandas e menor a largura do intervalo, maior é a resolução espectral de um sensor (CROSTA, 1993, MEIRELES, 2007).

� Resolução Radiométrica: É dada pelo número de níveis digitais, representando níveis de cinza, usados para expressar os dados coletados pelo sensor. Quanto maior o número de níveis, maior é a resolução radiométrica.

� Resolução Temporal: Definida pelo intervalo de tempo entre duas tomadas da imagem. (CÂMARA et al, 1998; MEIRELES, 2007).

2.9.3 Sistema Satélites

Os satélites originaram-se durante a Guerra Fria travada entre os Estados Unidos e a União Soviética, sendo um ponto de partida para o desenvolvimento da tecnologia aeroespacial. Portanto, os satélites inicialmente serviram para fins militares, mas com o fim dos conflitos, outras aplicações foram atribuídas a esta ferramenta de imensa importância. Atualmente estão em órbita, além dos satélites do Sistema de Posicionamento Global, satélites de comunicações, satélites científicos e satélites militares.

Os satélites científicos são utilizados para observar a Terra e realizar experiências em microgravidade. Os satélites de observação permitem estudar as mudanças climáticas, os recursos naturais, observar fenômenos naturais, gerar o mapeamento de cidades e até para a espionagem. Atualmente, uma das principais aplicações desta tecnologia é o monitoramento da condição ambiental terrestre, onde vários segmentos profissionais estão envolvidos, todos interligados, gerando ainda mais informação a respeito de determinado tema (MEIRELES, 2007).

2.9.4 Série Landsat

A série LANDSAT iniciou-se no final da década de 60, a partir de um projeto desenvolvido pela Agência Espacial Americana dedicado exclusivamente à observação dos recursos naturais terrestres. (EMBRAPA, 2009). Em 23 de Julho de 1972, a NASA (National Aeronautics and Space Administration) divulgou nos Estados Unidos o primeiro satélite chamado ERTS 1 (Earth Resources Technology Satellite), no quadro do Programa Espacial "Earth Resources Technology Satellite". Este Programa Espacial e os satélites que o compõe foi posteriomente rebatizado "Landsat" para melhor sugerir o enfoque do seu esforço sobre Sensoriamento Remoto de Recursos Naturais Terrestres (ENGESAT, 2009).

O sistema Landsat é composto de uma série de 7 satélites lançados em intervalos de 3 a 4 anos, sendo que o Landsat 6 fracassou durante o lançamento. A Tabela 2 apresenta um resumo da história do Programa Landsat.

TABELA 2 – Resumo do programa Landsat

Satélite Data de lançamento Sensor a Bordo Término da operação Landsat 1 23 de julho de 1972 MSS e RBV Janeiro de 1978 Landsat 2 22 de janeiro de 1975 MSS e RBV Julho de 1983

Landsat 3 05 de março de 1978 MSS e RBV Setembro de 1983

Landsat 4 16 de julho de 1982 TM e MSS Setembro de 1984

Landsat 5 01 de março de 1984 TM e MSS Em atividade

Landsat 6 05 de outubro de 1993 ETM Fracassou

Landsat 7 15 de abril de 1999 ETM + Maio de 2003

Fonte: MOREIRA (2007); ENGESAT (2009).

O LANDSAT-7 teve inicio de suas atividades em abril de 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, porque manteve a alta resolução espectral (característica importante desse sistema) 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, 2009)

Atualmente, as imagens são aplicadas em: acompanhamento do uso agrícola das terras, apoio ao monitoramento de áreas de preservação, atividades energético- mineradoras, cartografia e atualização de mapas, desmatamentos, detecção de invasões em áreas indígenas, dinâmica de urbanização, estimativas de fitomassa, monitoramento da cobertura vegetal, queimadas secas e inundações e sedimentos em suspensão nos rios e estuários.