Apresentação do PowerPoint

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