Sensoriamento remoto: O que é?

Sensoriamento remoto: O que é?
BIOLOGIA
Sensoriamento Remoto é a ciência que estuda a obtenção de imagens da superfície terrestre, utilizando a detecção e medição quantitativa das respostas das interações da radiação eletromagnética com os materiais terrestres.

Os sensores estão a uma distância remota do objeto, com isso se estabelece a base para definir o sensoriamento remoto em uma concepção um pouco mais científica, seguindo os conceitos abaixo de acordo com Almeida (2012).

• Exigência: ausência de matéria no espaço entre o objeto e o sensor;

• Consequência: a informação do objeto é possível de ser transportada pelo espaço vazio;

• Processo: o elo de comunicação entre o objeto e o sensor é a radiação eletromagnética, a única forma de energia capaz de se transportar pelo espaço.

O objeto a ser imageado é registrado pelo sensor por meio de medições da radiação eletromagnética (REM) como a luz solar refletida da superfície de qualquer objeto.

A radiação eletromagnética, que é uma forma de onda e uma forma de energia (dualidade), se propaga pelo espaço vazio, ou seja, no vácuo na velocidade da luz.

Nas análises realizadas em imagens de sensoriamento remoto a coexistência da radiação eletromagnética na forma de onda e na forma de energia é considerada para a explicação de tudo que é observado nas imagens com referência às características dos objetos.

A dualidade (onda e energia) do comportamento da radiação eletromagnética é formulada pelos conceitos ondulatório (onda) e corpuscular (energia).

No modelo ondulatório, radiação eletromagnética é explicada como uma forma de onda senoidal e harmônica. Maxwell em seus experimentos afirma que uma partícula carregada eletricamente gera um campo elétrico ao redor de si mesmo e o movimento dessa partícula cria um campo magnético. Os campos elétrico e magnético atuam vibrando ortogonalmente entre si e possuem as mesmas amplitudes.

O campo vibra porque a partícula vibra. Caso essa partícula acelere as perturbações entre os dois campos, propagam-se no vácuo em uma direção ortogonal à direção dos campos elétricos e magnéticos. A figura abaixo demonstra os dois campos e seus comportamentos de acordo com as partículas.

As perturbações que acontecem nos campos elétrico (E) e magnético (M) são chamadas de ondas eletromagnéticas. O comprimento da radiação eletromagnética depende de quanto tempo à partícula é acelerada e a frequência ν da radiação depende da frequência de vibração da partícula.
Segundo a fonte da onda eletromagnética, os sensores podem ser passivos os quais utilizam a radiação eletromagnética natural ou emitida a partir da superfície terrestre, ou os sensores podem ser ativos, que utilizam radiação eletromagnética artificial, produzida por radares instalados nos próprios satélites.

A grande vantagem dos sensores ativos é que as ondas produzidas pelos radares atravessam as nuvens, podendo ser operados sob qualquer condição atmosférica (FIGUEIREDO, 2005).

A distância entre dois pontos semelhantes é usada para definir o comprimento de onda e o número de ondas que passa por um ponto do espaço em um determinado intervalo de tempo é usado para definir a frequência da radiação eletromagnética.

A velocidade de propagação das ondas eletromagnéticas é diretamente proporcional à sua frequência e comprimento de onda. A quantidade de energia (Q) emitida, transferida ou recebida, na forma de energia eletromagnética, está associada a cada comprimento de onda ou frequência.

O espectro eletromagnético é o intervalo completo da radiação eletromagnética, que contém desde as ondas de rádio, as micro-ondas, o infravermelho, a luz visível, os raios ultravioletas, os raios X, até as radiações gama.

O espectro eletromagnético estende-se desde os comprimentos de onda muito curtos associados aos raios cósmicos, até as ondas de rádio de baixa frequência e com grandes comprimentos.

A radiação gama é emitida por materiais radioativos. O raio X é produzido pelo freamento de elétrons de grande de energia eletromagnética. O ultravioleta (UV) é produzido em grande quantidade pelo Sol. A luz (visível) é o conjunto de radiações eletromagnéticas que podem ser detectadas pelo sistema visual humano.
A energia eletromagnética no intervalo espectral correspondente ao infravermelho próximo é encontrada no fluxo solar ou em fontes convencionais. Já as energias eletromagnéticas que correspondem ao intervalo espectral do infravermelho médio e distante são originadas da emissão eletromagnética de objetos terrestres.

Abaixo são citadas algumas regiões do espectro eletromagnético de acordo com Moraes (2012).


• Espectro óptico:
é a região do espectro eletromagnético que compreende as energias coletadas por sistemas ópticos (ultravioleta, visível e infravermelho);

• Espectro solar:
é a região espectral que compreende os tipos de energias emitidas pelo Sol;

• Espectro visível:
é o conjunto das energias eletromagnéticas percebido pelo sistema visual humano, como a luz;

• Espectro termal:
é o conjunto das energias eletromagnéticas emitidas pelos objetos terrestres e que podem ser encontradas nos intervalos espectrais que correspondem ao infravermelho médio e distante.

A energia eletromagnética ao atravessar a atmosfera terrestre pode ser absorvida, refletida e espalhada. De algumas regiões do espectro eletromagnético a atmosfera absorve muita energia, podendo comprometer a quantidade de energia que chega à superfície da Terra.

A distribuição do espectro de energia eletromagnética do Sol no topo da atmosfera e na superfície terrestre observada ao nível do mar.

Os principais gases absorvedores da radiação eletromagnética são vapor d’água (H2O), oxigênio (O2), ozônio (O3) e gás carbônico (CO2). As áreas sombreadas mostram as absorções devido aos diversos gases presentes em uma atmosfera limpa.

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