SENSORIAMENTO REMOTO, CONCEITOS E HISTÓRIA

Sensoriamento remoto (português brasileiro) ou detecção remota (português europeu) ou ainda teledetecção é o conjunto de técnicas que possibilita a obtenção de informações sobre alvos na superfície terrestre (objetos, áreas, fenômenos), através do registro da interação da radiação eletromagnética com a superfície, realizado por sensores distantes, ou remotos. Geralmente estes sensores estão presentes em plataformas orbitais ou satélites, aviões e a nível de campo. A NASA é uma das maiores captadoras de imagens recebidas por seus satélites. No Brasil, o principal órgão que atua nesta área é o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais - INPE.

Definição
O Sensoriamento Remoto é composto ativamente de diferentes maneiras por diversos autores, sendo a definição mais usual a adotada por Avery e Berlin (1992) e Meneses (2001): uma técnica para obter informações sobre objetos através de dados coletados por instrumentos que não estejam em contato físico como os objetos investigados.

Por não haver contato físico, a forma de transmissão dos dados (do objeto para o sensor) só pode ser realizada pela Radiação Eletromagnética, por ser esta a única forma de energia capaz de se propagar pelo vácuo. Considerando a Radiação Eletromagnética como uma forma de energia, o Sensoriamento Remoto pode ser definido com maior rigor como uma medida de trocas de energia que resulta da interação entre a energia contida na Radiação Eletromagnética de determinado comprimento de onda e a contida nos átomos e moléculas do objeto de estudo.

Outros autores preferem restringir o conceito à área de aplicação de monitoramento da superfície terrestre.

Histórico
A evolução do sensoriamento remoto está ligada a alguns dos principais eventos abaixo:

    1822 - Desenvolvimento da teoria da luz

        - Newton: decomposição da luz branca
        - Utilização de uma câmara primitiva

    1839 - Desenvolvimento de equipamentos ópticos

        - Pesquisas de novas substâncias fotosensíveis

    1859 - Utilização de câmaras fotográficas a bordo de balões
    1903 - Utilização de fotografias aéreas para fins cartográficos
    1909 - Tomadas de fotografias aéreas a bordo de aviões
    1930 - Coberturas sistemáticas do território para fins de levantamento de recursos naturais
    1940 - Desenvolvimento de equipamentos para radiometria sensíveis à radição infravermelha

        - Utilização de filmes infra vermelho na II Guerra Mundial, para detecção de camuflagem

    1944 - Primeiros experimentos para utilizar câmaras multi-espectrais
    1954 - Desenvolvimento de radiômetros de microondas

        - Testes iniciais visando a construção de radares de visada lateral

    1961 - Desenvolvimento de processamentos ópticos e digitais

        - Primeiros radares de visada lateral

    1962 - Desenvolvimento de veículos espaciais tripulados e não-tripulados

        - Lançamento de satélites meteorológicos
        - Primeira fotografia orbital MA-4-Mercury

    1972 - Fotografias digitais tiradas pelo programa Gemini

        - Surgem outros programas espaciais envolvendo satélites de recursos naturais: SEASAT, SPOT, ERS, Landsat

    1983 - Lançamento do Landsat 4, SIR-A, SIR-B, MOMS
    1999 - Lançamento do CBERS-1
    1991 - Lançamento do ERS-1
    2003 - Lançamento do CBERS-2
    2007 - Lançamento do CBERS-2B
    2008 - Lançamento da constelação RapidEye

Princípios físicos básicos
Três elementos são fundamentais para o funcionamento de um sistema de sensoriamento remoto: Objeto de estudo, Radiação Eletromagnética e um Sensor.

Pelo princípio da conservação da energia, quando a radiação eletromagnética incide sobre a superfície de um material, parte dela será refletida por esta superfície, parte será absorvida e parte pode ser transmitida, caso a matéria possua alguma transparência. A soma desses três componentes (Reflectância, Absortância e Transparência) é sempre igual, em intensidade, à energia incidente.

O que nossos olhos percebem como cores diferentes são, na verdade, radiação eletromagnética de comprimentos de onda diferentes. A cor azul corresponde ao intervalo de 0,35 a 0,50 µm, a do verde vai de 0,50 a 0,62 µm e a do vermelho, de 0,62 a 0,70 µm (os intervalos são aproximados, e variam segundo a fonte de consulta). Estes intervalos também são conhecidos como "regiões". Abaixo do vermelho, está a região do infravermelho, e logo acima do azul está o ultravioleta.

Os sensores remotos medem as intensidades do Espectro eletromagnético e, com essas medidas, obtém imagens nas regiões do visível (azul, verde e vermelho) ao infravermelho medem a intensidade da radiação eletromagnética refletida em cada intervalo pré-determinado de comprimento de onda.
Níveis de Aquisição
O sensoriamento remoto pode ser em nível terrestre, sub-orbital e orbital.

Os representantes mais conhecidos do nível sub-orbital são as também chamadas fotografias aéreas, utilizadas principalmente para produzir mapas. Neste nível opera-se também algumas câmeras de vídeo e radares.

No nível orbital estão os balões meteorológicos e os satélites. Os primeiros são utilizados nos estudos do clima e da atmosfera terrestre, assim como em previsões do tempo. Já os satélites também podem produzir imagens para uso meteorológico, mas também são úteis nas áreas de mapeamento e estudo de recursos naturais.

Ao nível terrestre são feitas as pesquisas básicas sobre como os objetos absorvem, refletem e emitem radiação. Os resultados destas pesquisas geram informações sobre como os objetos podem ser identificados pelos sensores orbitais.

Desta forma é possível identificar áreas de queimadas numa imagem gerada de um satélite, diferenciar florestas de cidades e de plantações agrícolas e até identificar áreas de vegetação que estejam doentes ou com falta de água.

Sistemas Sensores
Os sistemas sensores presentes em satélites podem ser imageadores ou não imageadores, dependendo do tipo de produto gerado. Os sensores imageadores, dividem-se ainda em sistemas de varredura mecânica e sistemas de varredura eletrônica. Os sensores também podem ser classificados em função da fonte de radiação eletromagnética.

Sensores ativos são responsáveis pelo envio de um sinal para a superfície da Terra e registram o sinal refletido, avaliando a diferença entre eles (Ex. RADAR). Por outro lado, os sensores passivos funcionam através do registro da radiação eletromagnética refletida pelo Sol.
Resolução
A questão da resolução dos sensores remotos possui grande importância nesta ciência. O conceito de resolução está dividido em 4 classes: espacial, espectral, radiométrica e temporal.
A resolução espacial diz respeito à capacidade do sensor em dividir ou resolver os elementos na superfície terrestre. Quanto melhor a resolução espacial, maior o nível de detalhe observado. Não deve ser confundida com tamanho de pixel.
A resolução espectral caracteriza a capacidade do sensor em operar em varias e estreitas bandas espectrais. Os sensores que operam em centenas de bandas são conhecidos como hiperespectrais.
A resolução radiométrica está relacionada ao nível de quantização ou sensibilidade do sensor em detectar pequenas variações radiométricas.
A resolução temporal é definida em função do tempo de revisita do sensor para um mesmo ponto da superfície terrestre.


LUCIANO MENDE Farias