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AS029 Geociências e Ambiente (Geoprocessamento) Aula 1 – 13/08/2014 - Sensoriamento Remoto Jurandir Zullo Junior - [email protected] – Ramal:12461 Motivações do Curso (Os Problemas) http://www.matutando.com/wpcontent/uploads/2011/01/enchente0014.jpg http://4.bp.blogspot.com/_H9uhmC3xaSc/SF1XHShnVjI/AAAA AAAABag/HXpVnfbiZFk/s400/AQUECIMENTO+GLOBAL.JPG http://rlat05.blog.uol.com.br/images/queimada1.jpg http://www.leiaja.com/sites/default/files/styles/large/public/field/imag e/noticias/2012/10/seca%2003.jpg Motivações do Curso (Apoio aos Estudos) Comparação entre imagens de satélites Abril/1960 TIROS: Television and Infra-Red Observation Satellite Satélites Meteorológicos - História “Television is coming, it is not far away; We'll be using that too in a not distant day. Photographs will be made by the infra red light That will show us the clouds both by day and by night. From an altitude high in the clear stratosphere Will come pictures of storms raging far if not near Revealing in detail across many States The conditions of weather affecting our fates.... In the coming perpetual visiontone show We shall see the full action of storms as they go. We shall watch them develop on far away seas, And we'll plot out their courses with much greater ease.” George Mindling, Weather Bureau official (visionary and poetic), 1939 Fonte: http://celebrating200years.noaa.gov/events/tiros Sistema TIROS Smithsonian National Air and Space Museum – Washington, DC Sistema TIROS http://www.islandnet.com/~see/weather/graphics/photos/tiros_sys.jpg http://celebrating200years.noaa.gov/events/tiros Imagem Meteorológica – TIROS IX - 15/02/1965 Sistema GOES Fonte: http://www.dpi.inpe.br/nossa_historia.php Sensoriamento Remoto - Imagens Sensoriamento Remoto - Imagens Sistema GOES Sistema GOES Satélites Meteorológicos – Constelação Sistema GOES National Hurricane Center Miami, Florida – Abril/2011 Corresponding current Imager bands of Hurricane Katrina NOAA/NESDIS STAR 18 1.61 m 0.64 m 2.26 m 0.86 m 3.9 m 6.95 m 7.34 m 8.5 m 10.35 m 11.2 m 12.3 m 1.38 m 6.19 m 9.61 m 13.3 m 19 NOAA/NESDIS STAR and GOES-R Imagery Team AWG Proxy ABI Simulations of Hurricane Katrina 0.47 m GOES-15: Sample “1-min” imagery 1-min 30-min Visible data from the GOES-15 NOAA Science Test, lead by Hillger and Schmit GOES-14: Sample “1-min” imagery GOES-12 GOES-14 Visible data from the GOES-14 NOAA Science Test, lead by Hillger and Schmit Sistema IKONOS - UNICAMP Sistema IKONOS – Escola de Cadetes Sistema IKONOS -WTC Sistema QUICKBIRD – UNICAMP Sistema QUICKBIRD – UNICAMP Sistema QUICKBIRD – Pré-Tsunami Sistema QUICKBIRD – Pós-Tsunami Medidas de Campo Sistema AVHRR/NOAA Satellite name TIROS-N NOAA-6 NOAA-7 NOAA-8 NOAA-9 NOAA-10 NOAA-11 NOAA-12 NOAA-14 NOAA-15 NOAA-16 NOAA-17 NOAA-18 NOAA-19 MetOp-A Launch date 13 Oct 1978 27 Jun 1979 23 Jun 1981 28 Mar 1983 12 Dec 1984 17 Sep 1986 24 Sep 1988 13 May 1991 30 Dec 1994 13 May 1998 21 Sep 2000 24 Jun 2002 20 May 2005 6 Feb 2009 19 Oct 2006 Service start 19 Oct 1978 27 Jun 1979 24 Aug 1981 3 May 1983 25 Feb 1985 17 Nov 1986 8 Nov 1988 14 May 1991 30 Dec 1994 13 May 1998 21 Sep 2000 24 Jun 2002 30 Aug 2005 2 Jun 2009 20 Jun 2007 Service end 30 Jan 1980 16 Nov 1986 7 Jun 1986 31 Oct 1985 11 May 1994 Present 13 Sep 1994 15 Dec 1994 Present Present Present Present Present Present Present TIROS/NOAA dates from USGS website and from NOAA POES Status website Sistema de Recepção – Telonics – 1994 a 2004 Sistema de Recepção – Seaspace – 2004 a ... Exemplos de Imagens – AVHRR/NOAA NOAA-16 Banda 2 -NIR 15/02/2005 17:00 GMT NOAA-16 Banda 2 -NIR 27/03/2005 17:00 GMT Exemplos de Imagens – AVHRR/NOAA - Agritempo Exemplos de Imagens – AVHRR/NOAA - Agritempo Exemplos de Trabalhos com Imagens do AVHRR/NOAA Desenvolvimento de Modelo para Estimativa de Potencial de Incêndios em Pastagens com Base em Imagens NOAA-AVHRR Volpato M.M.L. Estimativa da Temperatura de Superfície Cultivada com Trigo e Cana-de-Açúcar Usando Dados NOAA-14/AVHRR Almeida C.A.S. Utilização de Técnicas de Sensoriamento Remoto no Desenvolvimento de Modelos para a Estimativa da Produção Biológica da Cana de Açúcar e do Trigo Pellegrino G.Q., Hamada, E. Temperatura do Ar Mínima (Celsius) Estimativa de Temperatura de Superfície Correlação entre Temperaturas 24 20 16 12 8 y = 0.7988x + 4.607 R² = 0.7857 4 0 0 4 8 12 16 20 24 Temperatura de Superfície, Algoritmo Carlos 1 (Celsius) Estimativa de Biomassa da Cana-de-Açúcar MSC = -325,3940 * NDVI + D * 17,1384 - 963,69 MSC: Massa Seca de Colmos, NDVI: Índice de Vegetação da Diferença Normalizada D: Número de Dias Após o Corte Referências: PELLEGRINO, G.Q. Utilização de Dados Espectrais do Satélite NOAA14/AVHRR como Fontes de Dados para Modelos Matemáticos de Estimativa de Fitomassa da Cana-de-Açúcar. FEAGRI, UNICAMP, Campinas, SP, 2001. (Tese de Doutorado). PELLEGRINO, G.Q.; PINTO, H.S.; ZULLO JR, J.; ALMEIDA, C.A.S. Estimativa do índice de área foliar e da massa seca de colmos a partir de dados espectrais de campo. Revista Brasileira de Agrometeorologia, v.15, p.49-58, 2007. Sistema AVHRR/NOAA http://www.cptec.inpe.br/satelite/metsat/tsm/tsm1.htm http://www.cptec.inpe.br/queimadas/ Navegação - AVHRR/NOAA Análise Harmônica Safra 06/07 R (amplitude), G (fase) B (Termo aditivo) Composição NDVI - Máximo Maio/03 Setembro/03 Julho/03 Novembro/03 Perfil NDVI NDVI - Municípios - 2001 a 2008 0,7 0,6 NDVI 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 Mês/Ano Ribeirão Preto Jaboticabal Araraquara Sertãozinho Araras Jaú Jardinópolis Luis Antonio Pitangueiras Pontal Sistema DMSP Furacão ENRIQUE 13/JUL/1997 - DMSP F14 Sistema DMSP – Luzes Estáveis – Estados Unidos Sistema DMSP – Luzes Estáveis – Estados Unidos Sistema DMSP – Luzes Estáveis – St Louis - EUA Luzes Estáveis com Calibração Densidade Populacional Sistema DMSP – Racionamento de Energia - 2001 4/Junho/2000 - Domingo 6/Maio/2000 - Sábado -0,40% -18,02% -18,39% 23/Junho/2001 - Sábado Sistema DMSP – Focos de Calor – 10/08/98 Luzes Estáveis e População Americana Luzes Estáveis e Consumo de Energia nos EUA Luzes Estáveis e Consumo de Energia nos EUA Sistema LANDSAT Sistema LANDSAT – Campinas Sistema LANDSAT S.Francisco - Remanso (BA) -MSS2 - 4/5/7 08/DEZ/1977 26/AGO/1978 Sistema LANDSAT MS - 09/JUL/1977 - MSS2- 4/5/7 MS - 08/AGO/1984 – TM5- 2/3/4 Sistema LANDSAT SOJA – MS - TM5-5R/4G/3B 15/NOV/1990 19/FEV/1991 Solo (Violeta), Irrigados (Verde), Pastagem (Rosa) Sistema SPOT – Estereoscopia – Mont Blanc Sistemas SPOT e LANDSAT Sistema CBERS – CCD 31/07/00 CBERS1 2003 CBERS2 Sistema CBERS – WFI CBERS1 CBERS2 Evolução do Sensoriamento Remoto Motivações do Curso Grande quantidade de dados, de boa qualidade, adquiridos por sensores remotos orbitais, disponíveis a baixo custo ou gratuitos Sensoriamento Remoto no Mundo Sensoriamento Remoto no Mundo 20/07/1969 04/10/1957 Programa Espacial Americano Programa Espacial Americano Programa Espacial Brasileiro Satélites Base Foguete Sistema CBERS China-Brazil Earth Resources Satellite Programa Espacial Brasileiro Programa Espacial Brasileiro Astronauta SITIM – UAI - SPRING http://www.dpi.inpe.br/nossa_historia.php Calibração CBERS – Barreiras (BA) Sistema CBERS2 – CCD 1 6 7 4 5 3 2 Motivação Problemas Inversos Hipótese Alunos com formações distintas, provenientes de vários cursos, possuindo interesses variados e com pouco conhecimento sobre as geotecnologias e suas aplicações na área ambiental Objetivo Geral Trabalhar conceitos fundamentais relacionados às geotecnologias, visando sua utilização adequada e confiável em aplicações ambientais Objetivos Específicos Visão geral da área espacial no Brasil e no Mundo; Estudo dos conceitos fundamentais relacionados à aquisição de dados por sistemas orbitais; Ilustração de aplicações práticas das geotecnologias em aplicações ambientais Descrição de sistemas de processamento de dados e imagens Apresentação de sistemas sensores passados, atuais e futuros Metodologia O que é Sensoriamento Remoto Definição de Sensoriamento Remoto Tecnologia que permite a aquisição de informações sobre objetos sem contato físico com eles. Definição de Sensoriamento Remoto Utilização conjunta de modernos sensores, equipamentos para processamento e transmissão de dados, aeronaves e espaçonaves, com o objetivo de estudar o ambiente terrestre através do registro e da análise das interações entre a radiação eletromagnética e as substâncias componentes do planeta Terra em sua mais diversas manifestações. Programação Prevista (1/2) Tema 0 - Sensoriamento Remoto Apresentação do Curso, Definição e História do Sensoriamento Remoto Tema 1: Radiação Eletromagnética Trabalho e Energia, Oscilações, Movimento Ondulatório, Ondas Eletromagnéticas, Luz. Tema 2: Corpos Negros Definições, Leis de Kirchoff, Planck, Deslocamentos de Wien e Stefan-Boltzmann, Leis de Planck e Stefan-Boltzman em termos de fótons, Radiadores Seletivos, Corpos Cinzas Tema 3: Radiometria Ângulo plano e Radiano, Ângulo Sólido e Esferorradiano, Grandezas Energéticas, Grandeza ligada a um receptor de radiação, Grandezas ligadas a uma fonte de radiação, Reflexão. Tema 4: Relações Astronômicas Sol-Terra O Sol, Camadas Solares, Atividade Solar, Geração de Energia Solar, Dados, Órbita terrestre em torno do Sol, Coordenadas Terrestres, Coordenadas Celestes. Tema 5: Tempo Definições, Irradiação solar no topo da atmosfera, Constante Solar Programação Prevista (2/2) Tema 6: Atmosfera Definições, Evolução, Propriedades, Função, Constituição, Estrutura, Aspectos quantitativos e qualitativos da Interação com a Radiação Eletromagnética Tema 7: Comportamento Espectral de Alvos Propriedades óticas do materiais vegetais, Propriedades óticas do solo, Propriedades óticas da água, Propriedades óticas das coberturas vegetais. Tema 8: Movimento Orbital Elipse, Movimento Circular Uniforme, Leis de Kepler para o Movimento Planetário, Lei da Gravitação Universal de Newton, Movimentos dos Satélites, Parâmetros Orbitais, Tipos de Órbitas, Foguetes. Tema 9: Sistemas Sensores Resolução, Imagem Digital, Bandas Temáticas, IFOV, Componentes dos Sistemas Sensores, Calibração de satélites, Pré-processamento das imagens de satélite, Índices de Vegetação. Bibliografia 1) Sensoriamento Remoto – Princípios e Aplicações Evelyn M.L.de Moraes Novo - Editora Edgard Blücher Ltda 2) Remote Sensing – Optics and Optical Systems Philip N.Slater - Addison-Wesley Publishing Company 3) Meteorológica Básica e Aplicações Rubens Leite Vianello e Adil Rainier Alves – Univ. Federal de Viçosa 4) Comportamento Espectral de Alvos - Paulo Menezes 5) Sensoriamento Remoto - Maurício Alves Moreira 6) Livros com número de chamada 621.3678 no IG e na BAE 7) Página do Curso AS029 Geociências e Ambiente (Geoprocessamento) Aula 1 – 13/08/2014 - Sensoriamento Remoto Jurandir Zullo Junior - [email protected] – Ramal:12461