Detecção remota: fundamentos

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Detecção remota: fundamentos Interacção da radiação electromagnética com a matéria
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    01-Feb-2016
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Detecção remota: fundamentos. Interacção da radiação electromagnética com a matéria. Formas de interacção. Absorção Reflexão Transmissão. A energia radiante incidente que atinge um objecto pode ser decomposta na soma da energia reflectida, da energia absorvida e da energia transmitida. - PowerPoint PPT Presentation

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  • Deteco remota: fundamentosInteraco da radiao electromagntica com a matria

  • Formas de interacoAbsoroReflexo Transmisso

    A energia radiante incidente que atinge um objecto pode ser decomposta na soma da energia reflectida, da energia absorvida e da energia transmitida.

  • Absortncia, reflectncia e transmitnciaEI() a energia radiante incidente sobre o objecto para um certo c.d.o. . A decomposio dada por

    EI()=ER()+EA()+ET().

    e depende das propriedades fsicas do objecto e da geometria de iluminao e de viso.

    Divindindo as componentes pela energia incidente obtemos1=a++

    em que a,, so designados por absortncia, reflectncia e transmitncia.

  • Tipos de superfcies reflectorasOs dois casos extremos so os dos reflectores especulares e dos reflectores difusos (lambertianos).Se o comprimento de onda da radiao for inferior s variaes na rugosidade e dimenso das partculas da superfcie reflectora, a reflexo predominantemente difusa.

    [LK94]

  • Interaco da radiao com a atmosferaO efeito atmosfrico consiste em:Absoro: absoro pelas partculas da atmosferaDisperso: alterao da direco de propagao da radiao

  • Efeito da absoroA absoro deve-se essencialmente ao efeito do vapor de gua, dixido de carbono e ozono. A consequncia mais ntida em Deteco Remota que a atmosfera praticamente impermevel a certas gamas de comprimento de onda.[Jen96]

  • Efeito da disperso atmosfricaPrincipais tipos de disperso:Rayleigh: provocada por partculas de dimenso molecularMie: provocada por partculas em suspenso (aerossol atmosfrico)

    Distinguem-se efeitos da atmosfera em funo da dimenso das partculas da atmosfera que os causam e das bandas de c.d.o. que so afectadas.

  • Disperso de RayleighO efeito de disperso de Rayleigh causado pelas molculas com dimetro inferior ao c.d.o. e inversamente proporcional quarta potncia do comprimento de onda.

    Por exemplo, a disperso causada pela atmosfera na banda do verde (0.5 a 0.6m) aproximadamente 4 vezes superior difuso no infravermelho prximo (0.7 a 0.8 m).

  • Disperso de MieO efeito de disperso de Mie tambm depende, mas de uma forma menos acentuada do que a disperso de Rayleigh, do c.d.o.As partculas que o causam so essencialmente poeiras, vapor de gua e outros aerossois.A disperso de Mie depende de caractersticas fsicas dessas partculas como a dimenso, forma, ndide de refraco, concentrao, ...

  • Efeito do vapor de gua em funo do c.d.o.[Jen96]

  • Comparao dos efeitos de Rayleigh e Mie para c.d.o.s na regio do visvel e do IV prximo[Jen96]

  • Efeito da atmosfera nas imagens de Deteco Remota[RJ99]

  • Nvel radiomtrico e reflectnciaO valor na imagem de satlite (nvel radiomtrico) depende de:reflectncia do elemento do terrenobanda espectralirradincia solar na superfcie do elemento do terrenotransmitncia da atmosfera na direco do sensorradincia da atmosferaradincia total que chega ao sensor e parmetros do sensorSimplificando o modelo, pode aceitar-se que existe uma relao linear entre nvel radiomtrico e reflectncia da superfcie

  • Assinaturas espectrais tpicas do solo descoberto, vegetao e gua

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    0.8

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    1.2

    1.4

    1.6

    1.8

    2.0

    2.2

    2.4

    2.6

    Reflectncia (%)

    gua

    Solo

    Vegetao

    Comprimento de onda ((m)

  • Interaco da radiao com a vegetaoA clorofila absorve mais na regio do azul e do vermelho (com picos de absoro em aproximadamente 0.43-0.45 e 0.64-0.67 m) do que no verde (pico de reflexo em 0.54 m aproximadamente) O stress hdrico causa uma diminuio do teor de clorofila e um aumento de reflectncia na regio do vermelho. A estrutura interna das folhas causa um pico de reflectncia na regio do IV prximo (de 0.7 a 1.3 m) com valores prximos de 45 a 50%. A reflectncia aumenta nessa regio do espectro com o nmero de camadas de folhas. Teor em gua. Na regio do IV mdio existem picos de absoro em 1.4, 1.9 e 2.7 m aproximadamente, causados pela presena de gua nas folhas. O aumento do teor de gua nas folhas provoca uma diminuio de reflectncia. ndice de rea foliar. Consequentemente, a reflectncia de um coberto verde depende fortemente do ndice de rea foliar.

  • Absoro pela clorofila eoutros pigmentos[Jen00]

  • Factores que afectam a reflectncia da vegetao[Jen83]

  • Efeito da senescncia[Chu00]Zonas de absoroda clorofila

  • Efeito das fases do ciclo vegetativo[Jen00]Imagens em falsa cor (a reflectncia no IV prximo representada por vermelho)

  • Interaco da radiao com o soloA rugosidade do solo causa em geral um aumento de reflectncia. O aumento do teor de matria orgnica est associado a uma diminuio da reflectncia.O aumento do teor de gua do solo provoca uma diminuio de reflectncia

  • Interaco da radiao com a guaA gua no reflecte radiao para c.d.o. acima da regio do visvelA existncia de sedimentos na gua provoca um aumento da reflectncia.O aumento do teor de clorofila na gua provoca uma diminuio de reflectncia na zona do azul e um aumento na zona da verde

  • Assinaturas espectrais (nveis radiomtricos no sensor) de alguns tipos de coberto[Chu00]IV proxIV mdiovisvel