SIM
Sensoriamento Remoto da
Atmosfera
Satélites
Satélites: conceito
SIM
• É um corpo que gravita em torno de um astro de massa
preponderante, em particular em torno de um planeta.
• Os satélites podem ser naturais, tal como a Lua ou
artificiais como GOES, NOAA, TRMM, Terra, Aqua, etc...
Avanços Tecnológicos na Área
do Sensoriamento via Satélite
• Criação de veículos capazes de lançar
um satélite;
• Criação de sensores com tecnologia
de razoável resolução a bordo dos
satélites;
Avanços Tecnológicos na Área
do Sensoriamento via Satélite
• Domínio da telecomunicação;
• Computação permitindo o
processamento de uma gama enorme
de informações;
• Desenvolvimento e classificação de
informações cartográficas (Sistemas de
Informação Geográfica-SIG)
Desenvolvimento dos Satélites
Artificiais
• Segunda metade do século XX
• 1957 a imprensa noticiou o
lançamento de dois satélites – aquele
era o ano geofísico internacional. 1º
de julho de 1957 a 31 de dezembro de
1958 (avanços tecnológicos na
geofísica).
• SPUTINIK I – outubro de 1957
• EXPLORE I – fevereiro de 1958
Categoria de Satélites
São Agrupados conforme os objetivos principais para os
quais foram criados. Dentro dessa concepção eles
podem ser:
• Militares;
• Científicos;
• De Comunicação;
• Meteorológico;
• Recursos Naturais (de Observação da Terra)
Satélites Militares
• Inicio na década de 50, reconhecimento fotográfico do
território inimigo. A partir de 1957, 75% dos satélites
lançados têm finalidades militares.
• ex-URSS – EUA: “Guerra nas estrelas”
• Objetivos: Telecomunicações, observação, alerta
avançado, ajuda a navegação e reconhecimento.
• Satélites de Posicionamento Global (GPS) –
constelação de 24 satélites com grandes aplicações
civis. Portadores de terminais manuais.
Satélites Científicos
• Auxiliar nas informações científicas
• Alguns são voltados coleta de dados terra
( atmosfera, oceano e parte sólida)
• Outros à exploração do Universo
( satélites interplanetários).
• Um exemplo é o Satélite Terra
e Aqua
Satélites de Telecomunicação
• Telefônica e televisivas. – 3 bilhões de dólares – NASA
(2006).
• Vários programas no mundo – No brasil (Brasilsat).
• Constelações de satélites com vários tipos de órbitas.
• Alguns possuem estações terrenas fixas, outras móveis.
• Bandas ou faixas espectrais:
• Banda L – 0,5 a 1,5 GHz
• Banda C – 4 a 8 GHz
• Banda Ku – 10,9a 17 GHz
• Banda Ka – 18 a 31 GHz
Satélites
Meteorológicos
• O 1º TIROS-1
(Television and
Infrared
Observation
Satellite) – 1º
abril de 1960
Satélites Meteorológicos
• Coletar dados meteorológicos tanto diurno
quanto noturno, pois operam com
infravermelho.
• Disseminar informacoes de plataformas de
coleta de dados (PCDs)
• Depois do TIROS muitos outros satelites
polares e geostacionários foram lancados,
formando constelações de satélites.
Satélites Meteorológicos
Satélites de Recursos Naturais
• Teve início em
1972 – EARTH
1 – Landsat -1
Sistemas Sensores: Definição
• Sensores são
dispositivos capazes de
detectar e registrar a
radiação
eletromagnética, em
determinada faixa do
espectro
eletromagnético, e gerar
informações que
possam ser
transformadas num
produto passível de
interpretação, quer seja
na forma de imagem, na
forma gráfica ou de
tabelas
Sistemas Sensores
Sistemas Sensores
Sistemas Sensores
Sistemas Sensores: Definição
Partes componentes de um sistema sensor.
Sistemas Sensores: Características
• Radiômetros
– Não imageadores (e Espectrorradiômetros)
Sistemas Sensores: Características
• Radiômetros
– Imageadores
• Aspectos de resolução
– espectral
– espacial ou geométrica
– temporal
– Radiométrica (n bits)– 2n – 25=32 – 28=256 – 24=16
Sistemas Sensores: Características; rad. imageadores
espectral
temporal
geométrica
Radiométrica (n bits) – 2n –
28=256
Sistemas Sensores: Características; rad. imageadores;
Resolução geométrica
Sistemas Sensores: Características; rad. imageadores;
Resolução geométrica
Sistemas Sensores: Características; funcionamento
• Com varredura
• Sem varredura
Sistemas Sensores: Características; fonte de radiação
• Classificação dos Sistemas
- Passivo
-Imageador (fotográfico)
- Ativo
- Passivo
- Imageador (não fotográfico)
- Ativo
- Passivo
- Não Imageador (não fotográfico)
-Ativo
Sistemas Sensores: Características
http://www.ltid.inpe.br/dsr/mauricio/sensores.htm
Satélite Terra
Satélites Científicos
Satélite Terra
Sensores:
CERES – Monitora o topo da atmosfera para
acompanhar o balanço de energia da terra.
(refletida e emitida e radiância no topo)
MOPITT – Mede poluição atmosférica (monóxido
de carbono e metano) – verficar a interação
com a sfc da terra, oceanos e sistema de
biomassa.
Satélites Científicos
Satélite Terra
Sensores:
MISR – Mapeamento da vegetação, gelo,
desertos, dados de nuvens e aerossóis.
MODIS – temperatura da terra e oceano com
resolução de 1 km. Dados p/ modelagem
climática, mudanças na produtividade primária,
vegetação e uso da terra com resolução de 250
a 1000 m.
Satélites Científicos
Satélite Terra
Sensores:
ASTER – Estudos de vegetação, tipos de rochas
e vulcões, topografia, e propriedades como
altura e cobertura de nuvens. Resolução de 15
a 90 m.
SIM
Sensoriamento Remoto da
Atmosfera
Satélites de Órbita Polar
(Terra e NOAA)
Polar
SIM
• Os satélites de órbita polar passam pelos
pólos ou perto deles.
• Os períodos de suas órbitas são de uma a
duas horas.
• Os
satélites
meteorológicos
mais
conhecidos no Brasil são os da série NOAA
(National
Oceanic
and
Atmosphere
Administration, dos Estados Unidos).
NOAA
SIM
• Este satélite é heliossíncrono,
ou seja, passa em uma região
com
a
posição
do
sol
aproximadamente a mesma.
• Ele gira numa órbita que
permanece sempre no mesmo
plano, enquanto a Terra gira a
razão de 15 graus por hora.
• Entre duas passagens do satélite pelo equador (a cada 101 minutos), o
satélite passa por novas regiões, sobre as quais o sol está
aproximadamente na mesma posição (na mesma hora solar) que na
passagem anterior. Esta característica permite que ele observe a Terra
em pontos que têm o mesmo tipo de iluminação.
NOAA
• Cada satélite passa pelo
mesmo local uma vez a
cada 12 horas (uma de
dia, outra de noite). Com
dois satélites pode-se
obter informações quatro
vezes por dia.
SIM
SIM
NOAA
Passa por um local com a
mesma posição solar
Período orbital: 102 min.
Terra
órbitas no mesmo plano
Passa sobre um mesmo
local a cada 12 horas
15º por h
A Terra gira 25,34 graus a cadapassagem do satelite
Órbita Polar
ponto sub-satelital: pixels
NOAA
• National Oceanic and Atmosferic
Administration (NOAA)
• National Environmental Satellite Data and
Information Service (NESDIS)
• National Aeronautics and Space
Administration (NASA), que é responsável
pelo desenvolvimento e lançamento dos
aparelhos.
• Este programa começou por se denominar
TIROS (Television and Infrared
Observation Satellite), e foi desenvolvido
pela NASA e pelo Departmento de Defesa
dos Estados Unidos, na tentativa de
desenvolver um sistema de satélites
meteorológicos.
SIM
NOAA
SIM
• Entre 1960 e 1965 foram lançados 10 satélites TIROS.
Entre 1966 e 1969, foram lançados 9 novos satélites,
denominados TOS (TIROS Operational Satellites),
operados pela ESSA (Environmental Science Services
Administration), pertencente à NOAA. Em 1970, o TIROSM recebeu a designação de ITOS (aperfeiçoamento do
TOS), iniciando-se assim uma nova geração de satélites,
que incluíam sensores de infra-vermelhos.
• Chegada do AVHRR
- Advanced Very High
Resolution Radiometer
NOAA
SIM
• Sensores
Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR)
High Resolution Infrared Radiation Sounder (HIRS/2)
Microwave Sounding Unit (MSU)
Space Environment Monitor (SEM)
ARGOS/Data Collection System (DCS)
• AVHRR: NDVI, TSM, queimadas,...
Detecção Focos de Calor - NOAA
IVDN - NOAA
http://www.star.nesdis.noaa.gov/smcd/emb/vci/VH/imgs/
usa_8km/animation_usa_GVIX_NN_G08_C07_SMN_Y
2006.gif
Sondagem TOVS da atmosfera - NOAA
Perfis de temperatura e umidade
TSM mensal – NOAA 14
NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration)
Características:
- satélite órbita polar
-altitude 833 e 850 Km (permite operacao simultanea de 2 satelites)
- possui 5 bandas espectrais
- altitude de 850 km
- resolução 1.1 km no nadir
-possui cinco satélites ativos: 12, 14, 15, 16 e 17
-ch1 0.580-0.680  (visível)
-ch2 0.725-1.100  (visível)
-ch3 3.550-3.930  (infra)
-ch4 10.30-11.30  (infra)
-ch5 11.50-12.50  (infra)
Canal Visível
O sol emite (>>) visível. Essa energia é atenuada por moléculas, nuvens
e aerossóis. (~%) da energia é refletida ou absorvida pela atmosfera e
reemitida para espaço. A energia restante alcança a superfície da terra
onde é absorvida ou refletida.
Canal ch.2 (NIR)
Outros canais
Janelas atmosféricas
SIM
Estação receptora de sinais de
satélites NOAA em Fairbanks, Alaska
• Cada satélite descarrega nesta
estação toda a informação
acumulada durante uma órbita. A
maioria das passagens perto do
polo pode ser vista desde
Fairbanks; aquelas que não são
captadas dispõem de uma estação
na Noruega e de outra em Lannion
(França).
DSA
Mosaico
Quicklook
Quicklook NOAA-12
• DIA CORRENTE
» NOAA-12 » NOAA-14 » NOAA-15 »
NOAA-16 » NOAA-17 » NOAA-18
• O Satélite NOAA-14, está desativado
desde o dia 23 de maio de 2007
• O Satélite NOAA-16, está com problema
no SENSOR AVHRR
Curiosidade
Quarta, 30 de agosto de 2006, 11h06. Um objeto
desconhecido intrigou a população do
município de São Félix do Xingu, a 695 km de
Belém (PA). Uma esfera revestida por um
material parecido com aço inoxidável, medindo
cerca de 80 centímetros de diâmetro e de
aproximadamente um metro de altura, caiu em
uma propriedade rural do município. O
proprietário encontrou o objeto na semana
passada.
O pecuarista, que já foi vereador no município,
estava andando pelo pasto quando se deparou
com o objeto. Ele avisou aos oficiais do Serviço
de Vigilância da Amazônia (Sivam). Os
representantes do órgão afirmaram que pode
se tratar de parte de um satélite de
comunicação que possivelmente deveria ter
caído no mar, mas caiu na propriedade rural.
Segundo o Sivam, pela velocidade que o objeto
deve ter caído, provocaria uma tragédia se
atingisse a área urbana da cidade. Na fazenda,
nenhum animal ou pessoa foi atingido.
Os oficiais recolheram o suposto satélite e o
levaram para a base em São Félix do Xingu. A
chapa de identificação do objeto indica que ele
deve ser de propriedade americana.
Esta não é a primeira vez que algo estranho cai
em São Félix do Xingu. Há cerca de seis anos,
um objeto caiu nas proximidades de uma aldeia
Kayapó deixando um rastro de devastação em
um raio de mil metros e provocando uma
grande explosão. Ribeirinhos afirmaram na
época terem visto uma bola em chamas caindo
do céu.
Satélite GOES
Aula 07
Visível
Canais de Operação - GOES
Canal Visível
(A)
(B)
• 1 quilômetro no ponto sub-satelital
Comparação AVHRR Vs VIS (GOES)
(A)
(B)
(C)
(D)
Albedo:GOES Vs NOAA
(A)
(B)
(C)
(D)
Sensível ao tipo de solo, à água, e
ao tipo da nuvem
• Exemplo:
Cumulus → Encaroçadas
na imagem VIS, com
sombras nas formas
irregulares de seus
topos. Podem se
apresentar em bandas,
em células ou em forma
de ondas.
(A)
(B)
(C)
(D)
VIS
Resolução espacial de 1 quilômetro
Efeito do Ângulo Solar
•detalhes minuciosos na animação
Limites do Visível
- Nevoeiro
- Nevoeiro
- Nevoeiro
•Vê o nevoeiro durante o dia
CARACTERÍSTICAS QUE AJUDAM NA IDENTIFICAÇÃO DE NUVENS
BRILHO
TEXTURA PADRÃO ORGANIZACIONAL
DEFINIÇÃO DAS BORDAS TAMANHO FORMA INDIVIDUAL.
•Gera sombra útil para
estimar alturas das
nuvens
Sombras nas imagens do VIS para estimar alturas das nuvens
O que é realce nas imagens de satélite?
O que é realce nas imagens de satélite?
Esta é uma técnica largamente utilizada para aumentar o contraste e a
nitidez da imagem com a finalidade de facilitar a interpretação. Cada pixel
na imagem digital possui um número ao qual pode ser atribuído uma
tonalidade de cinza, ou uma cor, em correspondência com a radiância
medida. Normalmente, a relação entre as radiâncias medidas e as
tonalidades de cinza é linear. Realce é um ajuste no nível de cinza que
aceita a imagem digital original como entrada e produz uma imagem digital
de saída com os tons de cinza de cada pixel alterados de acordo com
alguma regra pré-estabelecida. As tabelas de conversão (look-up-tables ou
LUTS), que varia de acordo com o satélite e o canal, especificam as
relações entre os valores de entrada e os de saída. Gráficos, chamados
curvas de realce, mostram essas relações. Existem várias curvas de realce
concebidas para aplicações específicas. O realce em cores apenas difere do
realce em preto e branco no que diz respeito à conversão dos tons de cinza
em tons de vermelho, verde e. azul.
Outras características do VIS
•
•
•
•
0.52 - 0.75 mícrons
Resolução espacial de 1 quilômetro
Diurno
Percebem névoas, fumaça e poeira no início e
final do dia