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FUNDAMENTOS DO SENSORIAMENTO REMOTO E METODOLOGIAS DE APLICAÇÃO

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Descrição

Esta quarta edição, amplamente modificada, continua com a mesma linguagem acessível e fartamente ilustrada. Nela o autor procurou estruturar o livro em duas partes: uma relacionada com a coleta de dados de sensoriamento remoto e a outra, com a metodologia de tratamento desses dados. A primeira parte aborda de maneira objetiva os fundamentos do sensoriamento remoto, como: fonte de radiação; trajetória da radiação eletromagnética; interação da radiação solar com os alvos da superfície terrestre, em especial o solo, a vegetação e a água; e níveis de coleta de dados. Nessa parte foi dada ênfase maior à coleta de dados no nível orbital, com discussão ampla sobre satélites e sistemas sensores. Na segunda parte, o autor enfoca a metodologia de tratamento de dados coletados por meio do sensoriamento remoto, principalmente dados de sensores orbitais tratados via geoprocessamento.

Outro aspecto importante desta edição é a base que o autor fornece ao usuário, um passo a passo para interpretar imagem de satélite utilizando o procedimento híbrido, ou seja, uma classificação feita por meio do aplicativo Spring, desenvolvido no Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, e a interação do usuário com os resultados da classificação, através da Edição Matricial. Além disso, foram adicionados dois apêndices, que tratam do cálculo da exatidão do mapeamento e do cálculo da produtividade, por meio do modelo agrometeorológico-espectral.

Este livro é indicado para cursos de graduação, pós-graduação e especialização, bem como para as áreas em que o sensoriamento remoto é usado como ferramenta de trabalho.

Coleta de Dados – 15

1. Fonte de Radiação – 17
Relação entre Energia e Calor – 18
Natureza da Radiação Solar – 20
Considerações Sobre Ondas – 23
Algumas propriedades das ondas – 24
Ondas eletromagnéticas – 25
Unidades de Medida da Radiação Eletromagnética – 29
Grandezas Radiométricas – 29
Leis da Radiação – 32
Lei de Planck – 32
Lei de Stefan-Boltzmann – 34
Lei do deslocamento de Wien ou lei de Wien – 36
Lei de Kirchoff – 36
Lei de Rayleigh-Jeans – 37
Memorização – 38

2. Atmosfera Terrestre e Sua Interação com a Radiação Solar – 39
Interação da Radiação Solar com a Atmosfera Terrestre – 41
Espalhamento – 43
Espalhamento molecular, ou Rayleigh – 44
Espalhamento Mie – 45
Espalhamento não seletivo – 45
Absorção Atmosférica – 45
Memorização – 48

3. Interação da Radiação Solar com Alvos da Superfície Terrestre – 49
Fração Absorvida – 50
Fração Transmitida – 50
Fração Refletida – 50
Solo – 52
Composição do solo – 53
Constituintes minerais – 54
Material orgânico – 55
Água do solo – 55
Ar no solo – 56
Interação da radiação eletromagnética com os constituintes do solo – 56
Transição intra-atômica – 56
Transferência de carga ou transição interelementos – 57
Transições da banda de valência à banda de transição – 57
Absorção de origem molecular – 57
Comportamento espectral dos solos – 58
Óxidos de ferro – 58
Matéria orgânica – 64
Rugosidade e formação de crosta superficial – 65
Umidade do solo – 66
Distribuição dos tamanhos de partículas – 68

4. Vegetação – 69
Anatomia da Planta – 69
Órgãos de nutrição – 69
Órgãos de reprodução – 69
Raiz – 70
Caule – 71
Folhas – 71
Dossel de Vegetação – 72
Interação da Radiação Solar com a Planta – 72
Porção absorvida da radiação solar – 73
Utilização da energia na fotossíntese – 74
Reações escuras – 80
Porção refletida da radiação solar – 80
Região do visível – 81
Região do infravermelho – 82
Fatores que interferem na reflectância da folha – 83
Fatores morfológicos – 84
Fatores fisiológicos ou funcionais – 85
Idade da planta – 85
Conteúdo de água na folha – 86
Nutrientes – 89
Interação da Radiação Solar com o Dossel da Vegetação – 90
Memorização – 95

5. Água – 97
Estrutura Molecular da Água – 97
Interação da Radiação Eletromagnética com a Água – 98
Fatores que Interferem na Reflectância da Água – 100
Memorização – 104

6. Radiômetros – 105
Classificação – 106
Quanto à fonte de radiação – 106
Quanto ao princípio de funcionamento – 106
Radiômetros não imageadores – 107
Radiômetros imageadores – 107
Quanto ao tipo de produto – 108
Quanto à região espectral em que operam os radiômetros – 108
Radiômetros que operam nas regiões do visível e infravermelho próximo e médio – 108
Radiômetros que operam na região do infravermelho termal – 111
Radiômetros que operam na região de micro-ondas (> 1 mm) – 111
Quanto aos níveis de coleta de dados espectrais – 112
Nível terrestre – 113
Descrição de alguns tipos de radiômetros utilizados em nível terrestre – 113
Nível suborbital – 123
Sistemas fotográficos – 124
Tipos de filmes – 125
Filme preto e branco – 125
Filmes coloridos – 126
Sistemas hiperespectrais – 128
Aviris – 129
Hydice – 130
Videografia – 131
Características dos equipamentos de videografia – 132

7. Sensores Utilizados em Nível Orbital – 136
O que é um Satélite? – 137
Categoria de satélites – 138
Satélites militares – 139
Satélites científicos – 139
Satélites de telecomunicações – 140
Satélites meteorológicos – 142
Satélites de recursos naturais – 144
O que é uma Órbita? – 146
Sistemas Sensores Passivos – 147
Quanto à faixa espectral de atuação dos sensores orbitais – 149
Quanto ao sistema de varredura – 149
Varredura transversal à linha de voo – 149
Sistema sensor MSS – 150
Sistema sensor TM – 151
Sistema de varredura ao longo da linha de voo – 154
Imageador HRV – 154
Quanto ao domínio de resolução dos sistemas sensores – 157
Resolução espectral – 157
Resolução espacial – 159
Resolução radiométrica – 163
Resolução temporal – 164
Sensores Ativos – 165
História do radar – 165
Considerações sobre radar – 166
Tipos de sistemas de radar – 170
O que é o ruído speckle? – 173
O que é o efeito do padrão de antena? – 173
Quais distorções geométricas estão presentes em imagens de radar? – 173
O que é a conversão slant to ground range? – 174
Aplicações de dados de radar em ciências ambientais – 177

Tratamento de Dados – 179

8. Metodologia de Análise de Dados Espectrais Coletados em Solo e no Nível Suborbital – 181
Coleta de Dados no Solo – 182
Índices de vegetação - determinação a partir de dados de radiometria de campo – 182
Radiação fotossinteticamente ativa absorvida pelo dossel de vegetação - determinação através de dados de radiometria de campo – 185
Cálculo da RFAA por meio do NDVI – 186
Eficiência do uso da radiação – 188
Dados Suborbitais – 189
Metodologia de interpretação de fotografias aéreas – 189
Fotointerpretação propriamente dita – 190
Cálculo de área – 191
Contagem – 191
Pesagem – 192
Planimetragem – 192
Uso de computador – 193
Interpretação de Dados Videográficos – 193
Captura das cenas de interesse – 193
Memorização – 195

9. Tratamento de Dados Orbitais – 197
Interpretação de Imagens de Satélites – 199
Noções Básicas de Geoprocessamento – 202
Sistema de Informação Geográfica – 203
Características dos SIGs – 204
Representação matricial – 205
Representação vetorial – 205
Configuração de um SIG – 206
Banco de Dados Geográficos (BDG) – 207
Modelos de base de dados – 209
Tabelas ou relações ou entidades – 210
Registros ou tuplas – 210
Colunas ou atributos – 210
Chave – 210
Gerência de dados em um SIG – 211
Arquitetura dual – 211
Sistema Gestor de Base de Dados (SGBD) – 211
Requisitos fundamentais de um SGBD – 212
Tipo de dados geográficos – 212
Representação espacial dos dados geográficos – 212
Objetos não espaciais – 215
Memorização – 215

10. Método Híbrido: Fase Computacional – 217
Classificação de Imagem Digital – 217
Etapas de processamento digital de imagens – 218
Pré-processamento – 219
Restauração de imagem – 219
Realce de imagem – 222
Correção geométrica e georreferenciamento ou registro – 224
Uso de cartas topográficas – 225
Uso de pontos coletados através do GPS – 225
Uso do mosaico de imagens ortorretificadas da Nasa – 225
Redução da dimensionalidade – 226
Correção radiométrica – 227
Transformações de imagens digitais – 231
Rotação espectral – 231
Imagem NDVI – 232
Modelo linear de mistura espectral – 233
Transformação RGB-IHS – 234
Como executar uma transformação IHS – 236
Etapa de classificação da imagem – 236
Classificação supervisionada – 237
Máxima verossimilhança – 237
Maxver-ICM – 241
Método do paralelepípedo – 241
Distância euclidiana – 243
Classificação não supervisionada – 244
Classificadores por regiões – 244
Algoritmos de classificação – 245
Memorização – 248

11. Método Híbrido: Interpretação Visual – 250
Elementos Fotointerpretativos – 251
Padrão espectral – 251
Textura – 253
Forma e tamanho – 254
Tonalidade – 256
Cor – 257
Observador - o olho humano – 258
Mistura de cores – 260
Cor no processamento digital de imagem – 261
Sombra – 265
Fatores que Contribuem para o Êxito da Interpretação de Imagens de Satélite – 267
Época de obtenção das imagens de satélite – 267
Tipo de produto – 269
Escala de trabalho – 269
Uso do critério multitemporal – 271
Restauração dos dados digitais – 272
Uso de dados auxiliares - o caso do Google Earth – 273
Experiência do intérprete – 274
Memorização – 275

12. Classificação de Imagens no Spring – 276
Módulos do Spring – 276
Módulos Auxiliares – 276
Imagens no Formato Digital – 276
Trabalhando no Módulo Impima – 277
Trabalhando no Módulo Spring – 282
Georreferenciamento de imagens de satélites no Spring – 285
Uso de uma imagem georreferenciada – 286
Usando imagens ortorretificadas da Nasa – 294
O que é o formato MrSID? – 294
Importar imagens para o módulo Spring – 303
Banco de dados geográficos – 303
Criar o projeto no Spring – 304
Definir modelos de dados – 306
MNT (Modelo Numérico de Terreno) – 307
Categoria temática – 308
Categoria rede – 308
Categoria cadastral – 308
Importar a imagem – 308
Assunto complementar – 310
Um Pouco sobre Projeção Cartográfica – 310
Forma da Terra – 310
Origem das coordenadas (ou datum planimétrico) – 312
Datum – 312

13. Transformação de Imagens Digitais – 314
Imagem NDVI – 314
Usando operações aritméticas – 316
Emprego do programa Legal – 319
Aplicação do Modelo Linear de Mistura Espectral – 320
Como executar um modelo de mistura – 321
Criar o modelo – 321

14. Classificação por Regiões: Isoseg – 328
Segmentação – 329
Extração de Regiões – 334
Classificação – 336
Mapeamento – 338

15. Edição Matricial – 341
Memorização – 348

Referências – 349

Apêndice A - Confiabilidade do Mapeamento – 356
Tipos de Amostragem – 358
Unidade de Amostragem – 358
Tamanho da Amostra – 359
Validação da Exatidão do Mapeamento – 360

Apêndice B - Uso de Dados Orbitais na Estimativa de Produtividade de Culturas Agrícolas – 372
Processando Imagens Modis – 375
Análise do Perfil Temporal de uma Cultura Agrícola Utilizando Segmentos Quadrados – 375
Procedimentos Necessários para Utilizar o Modelo Agrometeorológico-Espectral – 382
Preparo dos dados meteorológicos – 382

Apêndice C - Exercícios Complementares – 419
Princípios físicos – 419
Sensoriamento remoto hiperespectral – 419
Processamento de imagens de sensoriamento remoto – 419
Sensoriamento remoto e a agricultura (para engenheiros-agrônomos) – 420
Noções de SIG – 420
Relação entre variáveis agronômicas, pedológicas e espectrais (especialmente para engenheiros-agrônomos) – 420
Planejamento de experimento agronômico em sensoriamento remoto (para engenheiros-agrônomos) – 421
Sensoriamento remoto na agricultura de precisão (para engenheiros-agrônomos) – 421
Impacto ambiental da agricultura e suas relações com sensoriamento remoto (para engenheiros-agrônomos) – 421
Complemento – 422

Autor: Maurício Alves Moreira
Ano: 2011 (reimpressão 2012)
Número de Páginas: 422
Tamanho: 21 x 28 cm
Editora: UFV
Acabamento: Brochura
ISBN: 978-85-7269-381-3


CNPJ: 96.631.353/0001-69 - Email: pldlivros@uol.com.br - Fone: (19) 3421 7436 - Fone: 3423 3961 - Piracicaba/SP

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