SENSORES UTLIZADOS PARA COLETA DE DADOS EM N

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Capítulo 10
SENSORES UTLIZADOS PARA COLETA DE DADOS EM NÍVEL
ORBITAL
Adpatado das Notas de Aula, Disciplina Aerofoto e
Fotointerpretação, Turma Geografia 1998 UNIFAP
(2000) (JOHANSSON, 2000)
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CONCEITOS E APLICAÇÕES
O sistema RBV (Retum Bean Vidicon), semelhante a
uma câmara de televisão, que permitia o registro
instantâneo de certa área do terreno operou nos
dois primeiros satélites da série Landsat, em
três bandas espectrais e, no Landsat-3, com
apenas um canal pancromático, com resolução
espacial de 40 m x 40 m (pixel).
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IMAGEADORES ELETROOPTICOMECÂNICOS
São basicamente constituídos por um conjunto de
espelhos giratórios ou prismas, para coletar a
REM proveniente dos alvos da superfície imageada
e um sistema óptico, capaz de focar a energia
coletada sobre detectores, que convergem em um
sinal elétrico.
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SISTEMA SENSOR MSS
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Nos três primeiros satélites (Landsat -1, 2 e 3),
o sistema MSS foi colocado em órbita a uma
altitude de 920 km. Para dar uma volta na Terra o
satélite gastava 103 minutos e 27 segundos,
totalizando, ao final de um dia, 14 faixas
imageadas com largura de 185 km.
Os satélites giravam numa órbita síncrona com o
Sol, num ângulo de inclinação de 99º11 em
relação ao equador, fazendo com que a órbita
fosse quase polar em torno da Terra.
A configuração da órbita dos três primeiros
satélites foi estabelecida de tal maneira que, a
cada 18 dias, o sistema MSS imageasse a mesma
região da superfície da terrestre, que havia sido
imageada 18 dias atrás, atribuindo assim uma
resolução temporal de 18 dias.
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IMAGEADOR TM
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IMAGEADOR AVHRR
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CARACTERÍSTICAS ESPECTRAIS E ESPACIAIS DO AVHRR
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IMAGEADORES DO TIPO CCD
IMAGEADOR HRV DO SPOT
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SENSORES DE ALTA RESOLUÇÃO
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SENSOR DO SATÉLITE IKONOS
Ele gera imagens com até 1 m de resolução
espacial Nunca antes algum outro satélite
comercial conseguiu atingir esse nível de
detalhamento.
O que era usado como sendo imagens de alta
resolução para fins militares está agora
comercialmente disponível para qualquer área da
América Latina. Esta tecnologia para aplicações
civis é conseqüência direta da liberação
tecnológica iniciada em 1994 pelo Governo
Americano. Tais imagens de alta resolução já são
realidade e estão revolucionando o mercado de
imagens de satélites, no Brasil e no exterior.
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ENTENDENDO MELHOR AS CARACTERÍSTICAS DO IKONOS
Com 1 m de resolução no modo PAN e PSM ele
oferecer a mais fina resolução espacial possível
entre as imagens orbitais atualmente disponível.
Ele permite discriminar objetos de 1 m² de área
ou maior..
Possibilidade de combinação de imagens adquiridas
no modo PANCROMÁTICO, PB, com 1 m de resolução,
com imagens multiespectrais coloridas de 4 m de
resolução, para a geração de imagens coloridas
com 1m de resolução, combinando então as
vantagens dos dois tipos de imagens. Como o
satélite adquire sistematicamente as imagens no
modo PAN e MS para todas as áreas, esta fusão e o
produto PSM pode ser gerado para todas as imagens
adquiridas pelo IKONOS.
Aquisição das imagens com profundidade
radiométrica de 11 bits (2048 níveis de cinza)
aumentando o poder de contraste e de
discriminação das imagens, inclusive nas áreas de
sombra. Antes do IKONOS, as imagens de satélites
eram geralmente adquiridas com 8 bits ( 1 byte)
ou 256 níveis de cinza.
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ENTENDENDO MELHOR AS CARACTERÍSTICAS DO IKONOS
As imagens geradas pelo IKONOS II possuem grande
resolução espacial (discriminar alvos de maneira
fina ) aliada a grande precisão cartográfica. A
precisão cartográfica de localização é obtida
através do processo de georeferenciamento das
imagens.
Para se conseguir resolução espacial, as bandas
espectrais dos sensores no visível são largas
dentro do espectro da luz, permitindo uma maior
penetração na atmosfera e maior poder de
discriminação dos alvos terrestres,
principalmente da cobertura vegetal, áreas
sombreadas e de corpos dágua.
O IKONOS tem capacidade de efetuar visadas no
sentido de sua órbita e perpendicularmente a sua
órbita, aumentando a freqüência de revisita e
possibilitando a aquisição de par estereoscópico,
utilizado para trabalhos de restituição de
altimetria.
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APLICAÇÕES DE DADOS DO IKONOS

• GIS (redes, telecomunicações, planejamento, meio
  ambiente ).
• Elaboração de Mapas Urbanos.
• Mapas de arruamentos e cadastro.
• Cadastro urbano e rural.
• Apoio em GPS.
• Uso e ocupação do solo (urbano sobretudo).
• Meio Ambiente em escalas grandes.
• Arquitetura/Urbanismo/Paisagismo.
• Fundiário (regularização de propriedades,
  demarcação de pequenas
• glebas).
• Engenharia (simulações mais realistas) em
  escalas da ordem 15.000
• até 12.500.
• Agricultura convencional e Agricultura de
  Precisão.
• Florestal (estimativa de potencial econômico,
  projetos de
• desenvolvimento sustentável, censo de
  árvores).
• Turismo (identificação de locais específicos,
  mapas de localização de
• atrativos turísticos).
• Trabalhos até então realizados com fotos aéreas.
  
• Perícias em questões ambientais.

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OS SATÉLITES EROS E SENSORES
Os satélites da série EROS são plataformas
espaciais de baixo custo, alta performance,
leves, ágeis e construídas para atuar em órbita
baixa. Eles materializam o resultado criativo das
tecnologias mais atualizadas, ultrapassando o que
era geralmente reconhecido como factível em
matéria de Observação da Terra.
Por terem sidos construídos para serem leves e
ágeis, para serem apontados e estabilizados
rapidamente, os satélites EROS são imbatíveis na
sua capacidade de imagear sequência de multiplas
áreas geográficas de interesse de seus clientes,
procurando atender a todos rapidamente
A Constelação de Satélites da ImageSat
International foi concebida para possibilitar,
quando todas as plataformas estiverem
operacionais em breve, um recobrimento freqüente,
senão diário, de qualquer área de interesse em
qualquer localização do Planeta, para que os
usuários e clientes possam acessar rapidamente
informações geográficas para tomar as decisões
com base em dados concretos, atualizados e
precisos.
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VEJA COMO ACONTECE O RASTREAMENTO DOS SATÉLITES
NA ANIMAÇÃO SEGUINTE
Quando o satélite entra na área de cobertura de
uma estação de Rastreamento e Recepção em Terra,
ele dirige a sua antena para a antena da Estação
e inicia a comunicação, que é realizada em
Banda-X. O satélite realiza os imageamentos das
diversas áreas geográficas de interesse
programados anteriormente pelo Estação de
Controle (que não figura na animação). A Estação
de Rastreamento e Recepção recebe os dados da
imagem gerada pelo sensor do satélite em forma de
um sinal digital eletromagnético, o grava e o
arquiva no catálogo local para ser usado
posteriormente pelos clientes e usuários
interessados.
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CATEGORAIS DE SATÉLITES EROS
EROS A1 e A2 os satélites iniciais da família
EROS, pesam cada um 240 kg ao lançamento e são
feitos para operarem numa órbita de 480 Km. Eles
são equipados com uma câmera com detectores CCD
(Charge Coupled Device) na quantidade de mais de
7,000 por linha de imageamento e produzem imagens
de 1.8 m de resolução. A expectativa de vida útil
do EROS A é de no mínimo 4 anos em órbita.
EROS B1-B6 são satélites da segunda geração, com
350 Kg e irão operar numa órbita de 600 km. Eles
serão equipados com uma câmera de detectores
CCD/TDI (Charge Coupled Device/Time Delay
Integration) que lhe permitirão imagear mesmo em
condições desfavoráveis de pouca iluminação
solar. O sistema imageador fornecerá 20.000
pixeis por linha e resolução de 0.82 m ou 82 cm.
A expectativa de vida útil destes satélites será
de no mínimo 6 anos em órbita.
Todos os satélites EROS vão operar numa órbita
polar. Eles são todos heliosincronizados, ou
seja, todas as imagens adquiridas por um mesmo
satélite possuem o mesmo horário local ou hora
solar, não importando qual dia, mês ou ano. A
taxa de transmissão dos dados é de 70 Mbit/s para
o EROS A é 280 Mbit/s para o EROS B em banda X.
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DATAS DE LANÇAMENTO DOS SATÉLITES EROS
EROS A1 - Em órbita desde 05-12-2000     EROS
B1 - Final do Ano 2003         EROS B2 -
Previsto para o Ano 2004             EROS B3 -
Previsto para o Ano 2004                 EROS
B4 - Previsto para o Ano 2005                    
EROS B5 - Previsto para o Ano 2005
O SISTEMA DE IMAGEAMENTO RÁPIDO DO EROS
O EROS A podem operar em modo não sincronizado,
permitindo que a câmera apontada para a área de
interesse esteja imageando a uma velocidade
inferior a velocidade de movimento do satélite
com relação ao chão. Para alcançar isto o
satélite é apontado para traz na órbita dele, e é
movido constantemente a uma velocidade angular
constante de tal modo que os detectores
permanecam mais tempo observando uma área. Desta
maneira, eles recebem mas energia refletida pelo
alvo (luz), melhorando significativamente o fator
de qualidade sinal/ruido, usado para qualificar
sistemas de imageamento espaciais, e permitindo
uma melhoria na resolução espacial e espectral
das imagens resultantes.
A concepção básica dos satélites EROS, leve e
inovadora, lhe permite se comportar com bastante
agilidade nos seus movimentos. O satélite pode
ser orientado em até 45 graus para qualquer
direção na sua órbita, facultando-lhe o acesso
para imageamento de várias áreas distintas ao
longo de uma única passagem. A capacidade do
satélite em apontar as suas respectivas câmeras e
adquirir imagens nas mais diversas geometrias lhe
confere a capacidade de imagear em estereoscopia
a partir de uma mesma órbita.
Os satélites EROS do tipo B operam em ambos
modos, sincronizado ou não sincronizado. No modo
sincronizado, o satélite não pode ser apontado
para traz na sua órbita, e as imagens são
scanerizadas na mesma velocidade que a velocidade
de movimento do satélite com relação ao chão.
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SENSORES DO SATÉLITE QUICKBIRD
Lançado em outubro de 2001, a 450 km de altitude,
o QuickBird é um satélite síncrono com o Sol e
gira numa órbita quase polar, com uma inclinação
de 98º em relação ao pólo.
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O QuickBird foi programado para uma frequência de
revisita que varia de um a três dias. Dependendo
da latitude, a resolução espacial pode chegar a
70 cm. Gasta 93,4 minutos para dar uma volta em
torno da Terra e possui uma largura de varredura
(faixa imageada) de 16,5 km.
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SENSORES ORBITAIS DO PROGRAMA ESPACIAL BRASILEIRO
O primeiro programa espacial brasileiro foi
denominado MECB (Missão Espacial Completa
Brasileria) e, mais tarde, em parceria com a
China, criou em julho de 1988 o Programa
denominado CBERS (Chine-Brazil Earth Resources
Satellite).
SENSORES UTILIZADOS NO PROGRAMA MECB
O primeiro satélite brasileiro completou dez anos
em órbita. O SCD-1, lançado em 9 de fevereiro de
1993, é um satélite de coleta de dados e foi
projetado e construído pelo Instituto Nacional de
Pesquisas Espaciais (INPE) como parte da Missão
Espacial Completa Brasileira (MECB) para captar
sinais de plataformas coletoras de dados
ambientais instaladas em terra e retransmiti-los
para a estação de recepção e processamento do
INPE em Cuiabá (MT). De Cuiabá, os dados
coletados a cada dez ou doze minutos são
transmitidos para Cachoeira Paulista/SP, onde
ficam disponíveis para empresas e instituições no
Brasil e no exterior. Em outubro de 1998 foi
lançado um segundo satélite de coleta de dados, o
SCD-2, sendo que a órbita do segundo completa a
do primeiro. O Programa contempla o lançamento de
um terceiro satélite.
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Características Técnicas Principais dos sensores SCD
Estrutura mecânica de alumínio e controle térmico passivo
Tamanho 1m de diâmetro, 1,25m altura
Potência Mínima 70 W obtida por geradores solares
Estabilização inercial por rotação
Determinação de atitude por sensores solares e magnetômetro
Radiocomunicação em 2 GHz e 401 MHz
O sistema de coleta de dados conta, atualmente,
com uma rede composta de mais de 500 plataformas
espalhadas em todo o território brasileiro,
algumas em regiões bem remotas, que possuem
sensores eletrônicos responsáveis pela medição de
vários parâmetros ambientais, como nível d'água
em rios e represas, qualidade de precipitação
pluviométrica, pressão atmosférica, intensidade
da radiação solar, temperatura do ar, entre
outros.

• PRINCIPAIS APLICAÇÕES
• Coleta e comunicação de dados ambientais
• Proporciona aos pesquisadores possibilidades de
  estudos mais precisos nos campos da meteorologia,
  oceanografia e química da atmosfera, em função da
  maior freqüência e regularidade de obtenção das
  informações.

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SENSORES UTILIZADOS NO PROGRAMA CBERS
Um programa de cooperação foi assinado em 6 de
julho de 1988 entre a China e o Brasil para
desenvolver dois satélites de observação da
Terra. Esse programa conjunto de Satélites
Sino-Brasileiros de Recursos Terrestres (CBERS)
combina os recursos financeiros e de
especialistas dos dois países para estabelecer um
sistema completo de sensoriamento remoto, que é
competitivo e compatível com o presente cenário
internacional. O programa CBERS foi concebido
como modelo de cooperação horizontal e
intercâmbio entre países em desenvolvimento.
Os satélites CBERS1 e CBERS-2  foram lançados por
foguetes chineses da série Longa Marcha a partir
da base de lançamento de Shanxi e Taiyuan
respectivamente, na República Popular da China.
Esse satélite possui três tipos de sistemas
sensores de coleta de dados de SR para recursos
naturais o CCD, o IR-MSS e o WFI.
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SISTEMA SENSOR CCD A câmara CCD de alta resolução
( 20 m) tem a capacidade adicional de apontamento
lateral de 32º, que dá frequência de observações
aumentada ou visão estereoscópica para uma dada
região.
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SISTEMA IR-MSS O IR-MSS fornecem informações mais
detalhadas em uma visada mais estreita, de 120
km, com resolução de 80 e 160 m.
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SISTEMA IR-WFI O WFI tem uma visada de 900 km no
solo, que dá uma visão sinótica com resolução
espacial de 260 m e cobre o planeta em menos de 5
dias.
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O satélite CBERS situa-se a uma altitude de 778
km da Terra, em órbita circular, síncrona com o
Sol, com um ângulo de inclinação de 98,504º em
relação ao plano equatorial.
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SISTEMAS SENSORES ATIVOS
O RADAR é um sistema sensor ativo que opera na
faixa espectral de radio ou de microondas. Seu
princípio de funcionamento consiste na emissão de
pulso de microondas e registro do sinal de
retorno. O registro da energia refletida, após a
interação do sinal com os alvos da superfície
terrestre, contém duas grandezas distintas o
tempo de retorno e a intensidade do sinal.
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• Como representantes dos sistemas de sensores
  ativos orbitais (sistemas RADAR), têm-se
• RADARSAT satélite canadense.
• JERS-1 satélite japonês.
• ERS-1 agência espacial européia.

SISTEMA SENSOR RADARSAT
Explorado pela Agência Espacial Canadense, o
Radarsat é um satélite de Observação da Terra
munido de um sensor RADAR com Antena de Abertura
Sintética (Synthetic Aperture Radar - SAR). O
RADARSAT é o primeiro satélite com um Instrumento
SAR explorado operacionalmente e comercialmente.
Atualmente o satélite RADARSAT-1 está em
operação, e o RADARSAT-2 está sendo construído. A
previsão para o seu lançamento é 2003.
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http//www.sat.cnpm.embrapa.br
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