O que é sensoriamento remoto?

Satélite a aldeia de Nukuni em Ono-i-Lau, Fiji. Ono-i-Lau é um grupo de ilhas dentro de um sistema de barreira de recifes no arquipélago de Fiji das Ilhas Lau. Foto © Planet Labs Inc.

Sensoriamento remoto é a “aquisição de informações sobre um objeto sem estar em contato físico com ele” (Elachi e van Zyl 2006).

Para uma compreensão aprofundada do sensoriamento remoto e para decidir se os produtos de sensoriamento remoto podem ajudá-lo em seu trabalho de conservação, faça a Lição 1: Introdução ao Sensoriamento Remoto e Mapeamento de Recifes de Coral do curso online abre em uma nova janelaSensoriamento Remoto e Mapeamento para Conservação de Recifes de Coral.

Princípios de Sensoriamento Remoto

O Sensoriamento Remoto envolve uma interação entre a luz e o objeto de interesse (coral, árvore, campo, etc.). Existem seis componentes principais:

  • A fonte de luz - seja do sol ou artificial
  • An objeto de interesse (por exemplo, coral, árvore, casa)
  • A sensor montado em uma plataforma (por exemplo, satélite, avião, drone), que reúne a radiação emitida ou refletida pelo objeto de interesse
  • A receptor na terra ou no espaço que receberá informações do sensor
  • A sistema para traduzir as informações de sensoriamento remoto em dados
  • Especialistas que pode traduzir dados em mapas

Veja o gráfico abaixo para uma representação de um sistema de sensoriamento remoto baseado em satélite passivo.

sensoriamento remoto passivo

Exemplo de um sistema de sensoriamento remoto baseado em satélite passivo. Imagem © The Nature Conservancy

O sensoriamento remoto é baseado no princípio de que sempre há uma interação entre a radiação eletromagnética (luz) e um objeto. Os objetos absorvem, refletem, espalham, transmitem ou refratam a radiação. Os objetos refletem a radiação de volta em um sensor remoto de maneiras diferentes, dependendo de seu tamanho, orientação, textura, cor ou composição química.

Por exemplo, a areia branca e seca tem um alto albedo e refletirá mais luz do que a lama escura e úmida. São as diferenças nos padrões de reflexão que criam assinaturas espectrais únicas e permitem a diferenciação de habitats, objetos ou mesmo texturas.

Os comprimentos de onda refletidos são detectados por sensores e transformados em dados por computadores. Isso torna possível coletar informações além de apenas imagens, como temperatura, composição química, altura ou teor de umidade remotamente em grandes escalas espaciais. Especialistas com habilidades de sensoriamento remoto e mapeamento traduzem os dados gerados por computador em mapas. Os mapas estão prontos para serem usados ​​por não especialistas em aplicações como mapeamento participativo que combina conhecimento local e dados geográficos.

Tipos de Sensores

Os sensores são categorizados como ativos ou passivos, dependendo de sua fonte de luz. Eles podem ser montados em diferentes plataformas, como satélites, aviões ou mesmo drones.

sensores passivos e ativos

Diferença entre sensores passivos e ativos para sensoriamento remoto. Imagem © The Nature Conservancy

Sensores Passivos registre a energia natural que é refletida ou emitida da superfície da Terra. A fonte mais comum de radiação detectada por sensores passivos é a luz solar refletida. Um exemplo de sensor passivo é uma câmera com o fl ash desligado.

Sensores Ativos fornecem sua própria fonte de energia, como um laser ou radiação eletromagnética de micro-ondas, para iluminar os objetos que observam. Um sensor ativo pode operar dia e noite, emitindo radiação na direção do alvo a ser investigado. Um exemplo de sensor ativo é uma câmera com o fl ash ligado.

Assinatura Espectral

As imagens de satélite e aéreas são feitas de pixels, organizados em uma grade, como uma imagem adquirida de sua câmera digital. Cada pixel contém informações numéricas que representam o brilho de cada área com um valor numérico. Os sensores irão capturar o brilho de uma área em diferentes comprimentos de onda. Por exemplo, o sensor do satélite WorldView 2 captura imagens usando nove bandas em diferentes comprimentos de onda em comparação com os sensores Planet Dove que usam apenas quatro. O sensor WorldView 2 possui uma resolução espectral mais alta.

diferenças de resolução espectral

Comparação da resolução espectral entre o sensor multiespectral do Planet Dove (4 bandas) usado para capturar imagens do recife de coral para o Allen Coral Atlas e o sensor multiespectral do WorldView-2 (9 bandas). O WorldView-2 possui uma resolução espectral mais alta. Imagem © DigitalGlobe

Cada objeto na Terra possui uma assinatura espectral única, uma forma única de refletir a luz. Quanto mais bandas espectrais o sensor tiver, melhor será em capturar essas assinaturas espectrais e mostrar as diferenças de reflexão entre os objetos.

assinaturas espectrais

Assinatura espectral de diferentes classes bentônicas e de substrato medidas subaquáticas em Heron Reef, Austrália. N é o número de amostras medidas para obter a curva. Fonte: Leiper et al. 2014

Quais bandas são mais úteis para mapear recursos subaquáticos, como recifes de coral?

A água absorve a maior parte da radiação incidente em comprimentos de onda no primeiro metro de profundidade. Os únicos comprimentos de onda que podem penetrar mais na coluna de água são as faixas visíveis, aerossol costeiro, azul, vermelho, amarelo e verde. A luz vermelha é absorvida primeiro, seguida pela verde e depois pela luz azul, que limita a observação das características subaquáticas quanto mais fundo você vai, mesmo nas águas mais claras. A partir dessas bandas visíveis, tentamos extrair a assinatura espectral de feições subaquáticas, como corais, algas e ervas marinhas.

cores vibrantes de um recife

As cores vibrantes de um recife. Foto © Jeff Yonover

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