Aula 09 e 10 Fotogrametria e Sensoriamento Remoto [PDF]

Zitiervorschau

Departamento de Ciências Humanas Colegiado de Engenharia de Minas Campus VI, Caetité-BA

Disciplina: Geoprocessamento

Aula 09 e 10:

Fotogrametria Sensoriamento Remoto Prof. MSc. Uldérico Rios Oliveira Engenheiro Agrícola e Ambiental Pós-graduando em Agricultura de Precisão Especialista em Geoprocessamento Mestre em Eng. Ambiental

FOTOGRAMETRIA

SENSORIAMENTO REMOTO

Conceitos Fundamentais

Conceitos Fundamentais

Conceitos Fundamentais

Conceitos Fundamentais

FOTOGRAMETRIA

7

FOTOGRAMETRIA “Fotogrametria é a ciência aplicada que se propõe a registrar, por meio de fotografias métricas, imagens de objetos que poderão ser medidos e interpretados” (FAGUNDES; TAVARES, 1991)

8

FOTOGRAMETRIA

O uso adequado e eficiente de fotografias aéreas pode aumentar materialmente o rendimento e a eficiência das operações de:       

planejamento agrícola; planejamento das bacias de drenagem; mapeamento de solos; manejo e uso de florestas; pesquisa geológica; ou qualquer outra fase técnica do trabalho de Conservação Ambiental; atualização cartográfica.

9

FOTOGRAMETRIA

 A fotografia aérea é o resultado de um grande número especificações, normas e cuidados relativos: a) do avião ou outro voo em si; b) à Câmera e à lente; c) ao filme; d) às condições atmosféricas.

10

FOTOGRAMETRIA  a) O avião – manter-se, durante o vôo fotográfico, na mesma altura relativa, –seguir direção reta e uma velocidade uniforme.  b) A Câmera – orientada no sentido de que o eixo ótico permaneça vertical – disparos uniformes.  c) O Filme - deve possuir estabilidade dimensional.  d) O tempo (clima) - deve apresentar as melhores condições de vôo fotográfico, sobretudo no que diz respeito à presença ventos e nuvens. 11

FOTOGRAMETRIA

Métrica

Aérea

Interpretativa

Terrestre 12

FOTOGRAMETRIA

 Fotogrametria MÉTRICA, que envolve trabalho quantitativo, como a determinação da posição de pontos do terreno, determinação de distâncias, de diferenças de nível, áreas, volumes.

 Fotogrametria INTERPRETATIVA, em que as qualitativamente, com vista à identificação de objetos.

imagens

são

analisadas

13

FOTOGRAMETRIA

A aerofotogrametria é uma técnica que tem como objetivo elaborar mapas mediante fotografias aéreas tomadas com câmaras aerotransportadas (eixo ótico posicionado na vertical), utilizando-se aparelhos e métodos estereoscópicos.

14

FOTOGRAMETRIA

15

FOTOGRAMETRIA

Cobertura Aerofotogramétrica

16

FOTOGRAMETRIA Os principais componentes de uma câmera métrica aérea analógica são:

17

FOTOGRAMETRIA

18

FOTOGRAMETRIA

Plataformas

19

SENSORIAMENTO REMOTO

20

Sensoriamento Remoto (SR) Introdução:

Sensores Remoto

(Novo, 2008) 21

Sensoriamento Remoto (SR) Introdução:

(Novo, 2008) 22

Sensoriamento Remoto (SR) Introdução: 

O SR evoluiu da Fotogrametria, que passou a ser um campo específico deste.

(MOREIRA, 2005)

23

Sensoriamento Remoto (SR) Introdução: • É a utilização de sensores para a aquisição de informações sobre objetos ou fenômenos sem que haja contato direto entre eles (Novo, 2008).

• Os sensores são equipamentos capazes de coletar energia proveniente de objeto, convertê-la em sinal passível de ser registrado e apresentá-lo em forma adequada à extração de informações (Novo, 2008). 24

Sensoriamento Remoto (SR) Introdução: • Existem várias séries de satélites de SR em operação, entre eles podemos citar: Amazônia 1, LANDSAT, SPOT, CBERS, IKONOS, QUICKBIRD e NOAA. • Os satélites das seis primeiras séries são destinados ao monitoramento e levantamento dos recursos naturais terrestres, enquanto que os satélites NOAA fazem parte dos satélites meteorológicos, destinados principalmente aos estudos climáticos e atmosféricos, mas são também utilizados no SR.

25

Sensoriamento Remoto (SR)

Fonte: http://www.inpe.br/amazonia1/en/

26

Princípios Físicos do Sensoriamento Remoto

Princípios Físicos do SR REM

(MOREIRA, 2005)

27

Radiação Eletromagnética - REM Interação da Energia com a Terra Os objetos da superfície terrestre como a vegetação, a água e o solo refletem, absorvem e transmitem radiação eletromagnética em diferentes proporções (MENESES, 2001).

28

Radiação Eletromagnética - REM • O espectro eletromagnético é dividido em regiões onde o componente comprimento de onda possui características similares. O espectro eletromagnético se estende da região dos raios gama(γ) às microondas.

(JENSEN, 2009) 29

Comportamento espectral dos alvos terrestres

(JENSEN, 2009) 30

Sensores Ativos e Passivos

(A)

(B)

Esquema de um sensor passivo (A) e ativo (B) Sensor passivo: detectam a radiação solar refletida ou a radiação emitida pelos objetos. (MOREIRA, 2005) Sensor ativo: produzem sua própria radiação. 31

Sensores Ativos e Passivos

• Hoje estima-se que existem mais de 5.000 satélites orbitando a Terra.

32

Sensores Ativos e Passivos

• Militares (Ex.: GPS/GNSS) • Científicos • Telecomunicações • Metereológicos • Recursos naturais  Sensoriamento Remoto. (MOREIRA, 2005) 33

Sistemas Sensores • Quanto as Características essenciais que determinam a escolha de uma imagem:

34

Sistemas Sensores • Quanto as características essenciais que determinam a escolha de uma imagem:

35

Resolução Espacial • É a capacidade de distinguir objetos no solo. Em geral, admite-se que cada célula da imagem registrada (pixel) represente essa medida.

Quanto menor é o tamanho do pixel, maior é a resolução espacial e maior o número de pixels/m². 36

Resolução Espacial

37

Sistemas Sensores • Quanto as características essenciais que determinam a escolha de uma imagem:

38

Resolução Espectral • É uma medida da largura das faixas espectrais do sistema sensor. • Diz respeito às faixas do espectro eletromagnético que ele é capaz de captar. • É a capacidade de registrar intervalos de bandas espectrais mais estreitos.

39

Sistemas Sensores • Quanto as características essenciais que determinam a escolha de uma imagem:

40

Resolução Radiométrica • É a capacidade de identificação das diferenças de intensidade da REM. • Resolução Radiométrica - capacidade de distinguir variações no nível de energia refletida, emitida ou retroespalhada que deixa a superfície do alvo. • Quanto maior for a capacidade do sensor de distinguir diferenças de intensidade do sinal, maior será sua resolução radiométrica.

41

Resolução Radiométrica 

A intensidade da REM em um sensor com resolução de n bits será registrada em valores que vão de 1 a x (representados nas imagens de cada banda em níveis de cinza).

42

Resolução Radiométrica

43

Resolução Radiométrica

44

Sistemas Sensores • Quanto as características essenciais que determinam a escolha de uma imagem:

(NOVO, 2010) 45

Resolução Temporal • É o intervalo de tempo entre duas visitas de um sensor a um determinado local (tempo de revisita).

Órbita do satélite CBERS

(NOVO, 2010) 46

Resolução Temporal

• A frequência com que a superfície terrestre é observada ou imageada é uma característica importante das imagens. • Os satélites de SR orbitam ao redor da Terra em órbitas quase polar, ou seja, de um polo a outro a uma distância da superfície terrestre em torno de 800 km, conforme o satélite CBERS. Através da combinação sincronizada da velocidade do satélite com a rotação da Terra é possível recobrir todo planeta após um certo número de dias. (NOVO, 2010) 47

Resolução Temporal ANÁLISE TEMPORAL DA COBERTURA DA TERRA

(OLIVEIRA, 2019) 48

Resolução Temporal

DEPOIS

49

Composição da Imagem de Satélite LANDSAT 5

(JENSEN, 2009) 50

Aquisição de Imagens

http://www.dgi.inpe.br/CDSR/ 51

Aquisição de Imagens

http://www.dgi.inpe.br/CDSR/ 52

Aquisição de Imagens

http://www.dgi.inpe.br/CDSR/ 53

Aquisição de Imagens

https://earthexplorer.usgs.gov/ 54

Aplicações do SR: • 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; • Monitoramento da cobertura vegetal; • Queimadas Secas e inundações ; • Sedimentos em suspensão nos rios e estuários; • Fiscalização governamental; • Empreendimentos mobiliários; • Projetos de expansão urbana; • Planejamento viário; • Mapas rodoviários; • Ensino e pesquisa; • Turismo.

55

SRTM

Aula Pratica Prática

56 Profª Fabíola Andrade

SRTM

Como o Google “sabe” o Relevo de Toda a Terra?

57

SRTM

58

SRTM

SRTM

CONCEITO 

Dados de radar obtidos através do projeto SRTM - Shuttle Radar Topography Mission.



Parceria das agências espaciais dos Estados Unidos (NASA e NIMA), Alemanha (DLR) e Itália (ASI), que em fevereiro de 2000, mapeou o relevo da área continental da Terra, entre 60º de latitude norte e 54º de latitude sul, o que corresponde a aproximadamente 80% das áreas emersas do planeta.



Propriedade intelectual da USGS – United States Geological Survey.

59

SRTM

SRTM

CARACTERÍSTICAS 

Os dados apresentam aproximadamente 90m de resolução espacial. O produto final possui precisão vertical global de ±16 m e horizontal de ±20 m. Para a América do Sul, a precisão vertical é de 6,2m e a horizontal de 9,0m.



O produto é georreferenciado ao datum WGS84 em coordenadas geográficas decimais e pode ser obtido via Internet. No território brasileiro são processados pela Embrapa e estão disponíveis segundo a articulação das folhas topográficas em escala 1:250.000, no site: http://www.relevobr.cnpm.embrapa.br/download/

60

SRTM

SRTM

APLICABILIDADE 

A Embrapa Monitoramento por Satélite desenvolveu metodologia para gerar um produto de grande interesse para a sociedade brasileira. A base são os dados numéricos de relevo e da topografia do Brasil obtidos por SRTM.



Para cada área de 90 metros por 90 metros do território nacional, dispõe-se de uma medida altimétrica precisa. Esse arquivo de base foi recuperado e tratado matematicamente através de modelos que permitem reconstituir o relevo do país, como nas cartas topográficas, só que de forma digital e homogênea.

61

SRTM

SRTM APLICABILIDADE 

Do ponto de vista prático, graças aos métodos e procedimentos desenvolvidos pela Embrapa, esta tecnologia apresenta diversos exemplos de aplicações para o desenvolvimento sustentável da agricultura e do país.



Destacam-se: programas de manejo de bacias hidrográficas, eletrificação rural, conservação de solos, preservação de recursos florestais, cumprimento do código de florestal, gestão dos recursos hídricos, planejamento territorial, implantação de estradas rurais, melhoria da cartografia topográfica disponível (principalmente na Amazônia), zoneamento ecológico – econômico.



http://labgeo.blogspot.com.br/2007/08/aplicacoes-dos-dados-srtm.html 62

PRÁTICA

63 Profª Fabíola Andrade

COMO EXTRAIR CURVA DE NÍVEL COM SRTM? PASSO A PASSO 

Efetuar download da base de dados desejada: http://www.relevobr.cnpm.embrapa.br/download/

64

COMO EXTRAIR CURVA DE NÍVEL COM SRTM? PASSO A PASSO 

Efetuar download da base de dados desejada: https://www.cnpm.embrapa.br/projetos/relevobr/download/ba/ba.htm

65

COMO EXTRAIR CURVA DE NÍVEL COM SRTM? PASSO A PASSO 

Adicionar camada raster no QGIS

66

COMO EXTRAIR CURVA DE NÍVEL COM SRTM? PASSO A PASSO 

Acessar o menu Raster > Extração > Contorno

67

COMO EXTRAIR CURVA DE NÍVEL COM SRTM? PASSO A PASSO 

Indicar nome dos arquivos de entrada e saída e parâmetros: OBS: O intervalo entre linhas de contorno define a distância entre as curvas. Devido à resolução do produto, recomenda-se maior que 10 metros.

68

COMO EXTRAIR CURVA DE NÍVEL COM SRTM? PASSO A PASSO



Resultado final:

69

Referências: 

FLORENZANO, T. G. Imagens de satélite para estudos ambientais. São Paulo: Oficina de Textos, 2002.



JENSEN, J. R. Sensoriamento remoto do ambiente: uma perspectiva em recursos naturais. São José dos Campos, SP: Parêntese, 2009.



NOVO, E. M. L. M. Sensoriamento remoto: princípios e aplicações. 3 ed. São Paulo: Blucher, 2008.



NOVO, E. M. L. M. Sensoriamento remoto: princípios e aplicações. 4 ed. São Paulo: Blucher, 2010.



MENESES, P. R.; MADEIRA NETTO, J. da S. (Orgs.). Sensoriamento Remoto: Reflectância dos Alvos Naturais Naturais. Brasília Brasília: UnB; Planaltina Planaltina: Embrapa Embrapa Cerrados, Cerrados, 2001. p.203-222.



MOREIRA, M. A. Fundamentos de sensoriamento remoto e metodologias de aplicação. 3 ed. Viçosa: Ed. UFV, 2005.

70

Departamento de Ciências Humanas Colegiado de Engenharia de Minas Campus VI, Caetité-BA

Disciplina: Geoprocessamento

OBRIGADO! Prof. MSc. Uldérico Rios Oliveira Engenheiro Agrícola e Ambiental Pós-graduando em Agricultura de Precisão Especialista em Geoprocessamento Mestre em Eng. Ambiental