quinta-feira, 21 de março de 2013

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Tipos de Resolução de Imagens Orbitais

  • quinta-feira, 21 de março de 2013
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  • A fundamentação, embasamento e conhecimento teórico de determinada geotecnologia é de extrema importância para a correta realização de trabalhos e estudos na área. Ao trabalharmos com produtos de Sensoriamento Remoto devemos nos atentar a uma série de conceitos e definições de extrema importância e que, além disso, são de uso corriqueiro no dia a dia.
    Trazendo à tona algumas dessas definições vamos tratar, de forma simplificada, para maior entendimento, os tipos de resolução de imagens de satélite e de que forma elas podem influenciar nossos trabalhos.
    Falando então dos tipos de resolução das imagens orbitais (ou de Sensoriamento Remoto) temos:

    RESOLUÇÃO ESPACIAL: Determina o tamanho do menor objeto possível de ser identificado na imagem. Leva em consideração o tamanho do pixel da imagem. Por exemplo: se um determinado alvo tem dimensões de 10 m x 10 m, logo a resolução espacial da imagem para que esse elemento seja identificado deve ser de 10 m.
    Entretanto a prática nos mostra que para detectarmos o elemento, a resolução espacial deveria ser de, no mínimo, metade do seu tamanho.
    Aplicação: Influencia inúmeros pontos de um estudo como, por exemplo, a escala de trabalho, o grau de detalhamento do produto e tipos de projetos em que a imagem pode ser usada.

    À esquerda, imagem do satélite SPOT (5 m de res.), À direita, imagem do satélite LANDSAT (30 m de res.).
    Clique para ampliar.

    RESOLUÇÃO ESPECTRAL: Essa resolução envolve três parâmetros de medida:

    1. Número de bandas;
    2. Largura do comprimento de onda;
    3. Posição da banda no espectro.
    Analogamente, quanto mais bandas um sensor possuir, maior será sua resolução espectral. Se o sensor possui a capacidade de imagear várias faixas (largura do comprimento de onda) do espectro eletromagnético, composto em bandas distintas, logo será possível identificar mais claramente diferentes tipos de materiais na superfície. A título de exemplo, a identificação de cursos d'água se torna mais fácil se analisarmos a faixa do Infravermelho Médio (IVM), equivalente à banda 5 do satélite LANDSAT.

    Efeito da resolução espectral. Banda 1 à esquerda (faixa do azul), Banda 5 à direita (IVM).

    Aplicação: Quanto mais bandas maiores serão as possibilidades de identificar alvos e possibilidades de realização de diversos tipos de trabalhos a partir de composições RGB distintas.

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    RESOLUÇÃO RADIOMÉTRICA: É dada pelo número de níveis de cinza (ou DN "digital number") utilizados para se compor a imagem. Tais valores de DN são expressos em forma de números de dígitos binários (bits). Para se calcular quantos níveis de cinza um sensor é capaz de coletar elevamos 2 à potência do valor em bits: uma imagem de 1 bit terá 2 níveis de cinza, 2¹ = 2, já uma imagem de 8 bits terá 256 níveis de cinza, 28 = 256.

    Fonte: Introdução ao Processamento de Imagens de Sensoriamento Remoto

    Aplicação: Se possuímos uma imagem de 11 bits (Satélite WorldView, resolução espacial de 0,5 m) é possível analisar a diferenciação das tonalidades da vegetação (níveis de cinza) em uma área de mata. Ideal para trabalhos de delimitação de tipos de vegetação em uma mesma área. Entretanto se o objetivo é delimitar classes (diferenciar elementos distintos em macroescala) uma imagem de 8 bits com resolução espacial de 30 m (LANDSAT) atenderá a demanda.

    RESOLUÇÃO TEMPORAL: É o tempo de revisita do satélite para imagear uma determinada área no globo. Cada satélite possui uma resolução temporal distinta. Abaixo alguns exemplos, dos satélites mais conhecidos.

    - LANDSAT: 16 dias para voltar a imagear uma mesma área no globo;
    - WorldView: varia de 1,1 a 4,6 dias (variação de acordo com o satélite WorldView-1 ou WorldView-2 e angulação, nadir e off-nadir);
    - Quickbird:  1 a 3,5 dias (dependendo da latitude);
    - CBERS: 26 dias (ocorre variações de sensor para sensor);
    - RapidEye: 24 horas (off-nadir) e 5,5 dias (nadir);
    - SPOT: 26 dias (variações de sensores);
    - IKONOS: 1,5 a 3 dias (dependente da latitude);
    - GeoEye: 3 dias (no máximo).

    Aplicação: Identificar modificações na superfície a partir da análise de duas imagens de uma mesma área em períodos distintos.

    Imagens LANDSAT obtidas nos anos 2000 e 2009, da esquerda para direita.
    Fonte: Introdução ao Processamento de Imagens de Sensoriamento Remoto

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    Referências:
    Introdução ao Processamento de Imagens de Sensoriamento Remoto. Disponível em: <http://www.cnpq.br/documents/10157/56b578c4-0fd5-4b9f-b82a-e9693e4f69d8>
    Sistemas Orbitais de Monitoramento e Gestão Territorial. Disponível em: <http://www.sat.cnpm.embrapa.br/>


    11 Responses to “Tipos de Resolução de Imagens Orbitais”

    Thiago L. Soares disse...
    22 de abril de 2013 19:12

    Parabéns pela pesquisa e pela linguagem simples!


    VasGeo disse...
    22 de abril de 2013 19:32

    Essa era a real intenção!
    Clarear os conceitos que às vezes são complicados de se entender e fornecer uma base para aqueles que pretendem se aprofundar no assunto.

    Obrigado pela participação, Thiago.


    Anônimo disse...
    3 de fevereiro de 2014 16:38

    Parabéns amigo!! Linguagem realmente simples e bem clara!


    Anônimo disse...
    12 de junho de 2015 12:14

    ola estava responde as questoes do concurso da ceperj-2010-geologo-geoprocessamento e me deparei com varias questoes que a meu ver estao equivocadas como essa por exemplo:

    58-A escolha de uma imagem de satélite por um especialista é
    decorrente da análise das diversas características do sensor que
    a gerou. A capacidade de “distinguir variações no nível de energia
    refletida, emitida ou retroespalhada que deixa a superfície do
    alvo” (NOVO, E. M. L. de M. Sensoriamento Remoto – princípios
    e aplicações. São Paulo: Ed. Blucher, 2008. P.61) descreve a característica denominada:

    A) resolução temporal
    B) resolução radiométrica
    C) resolução digital
    D) resolução espacial
    E) resolução espectra

    para minha surpresa o gabarito diz que a resposta é a letra C mas nunca ouvi falar em resolucao digital em imagens de satelite, apenas nas mencionadas aqui: espacial, radiometrica, temporal e espectral. alguem poderia me explicar se existe essa resolucao digital?


    Vítor A. S. disse...
    12 de junho de 2015 12:51

    Olá. São quatro, os tipos de resolução de imagens orbitais. Realmente foi um erro o gabarito constar a letra C, visto que, o trecho citado do livro da Evlyn Novo, refere-se à resolução radiométrica. Resolução digital poderia ter sido inserida com o propósito de confundir o candidato e dificultar a questão, além de colocar 5 opções de resposta (todas questões de A até E), mas desde que não fosse a resposta correta.
    Abraço!


    Hyago Drummond disse...
    17 de abril de 2016 11:10

    Ótimo


    Vítor A. S. disse...
    18 de abril de 2016 12:26

    Obrigado pelo comentário Hyago. Bom que lhe foi útil. Abraço.


    Karina Wolf disse...
    8 de dezembro de 2016 21:06

    muito obrigada pela ajuda!


    Vítor A. S. disse...
    9 de dezembro de 2016 14:23

    Por nada, Karina! Grande abraço!


    Lêuda Olívêr disse...
    29 de março de 2017 11:40

    Bom dia. Muito legal essas informações. E como se faz pra ter acesso gratuito a imagens do Spot 5 com resolução de 5 m? Grande abraço.


    Vítor A. S. disse...
    4 de abril de 2017 14:13

    Ei, Lêuda. Normalmente imagens Spot são pagas, mas já ouvi falar que o INPE tem as disponibilizado gratuitamente. Cabe a pesquisa. Abraço!


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