Descrição

Este livro apresenta de maneira didática os princípios físicos envolvidos no sensoriamento remoto (SR). Destina-se, principalmente, aos alunos de pós-graduação ou dos últimos semestres de graduação interessados no tema. O texto pode, ainda, ser de utilidade para pesquisadores que necessitam utilizar imagens ou dados coletados por sensores remotos em suas disciplinas específicas.

Os dois primeiros capítulos tratam da conceituação de SR e do modelo que permite estimar a radiação solar que chega ao topo da atmosfera para uma localidade, data e horário específicos. Os capítulos 3 e 4 tratam da natureza da radiação eletromagnética, com ênfase no tratamento das ondas eletromagnéticas (OEM), na qualidade de campos elétrico e magnético oscilantes e propagantes, suas propriedades geométricas de propagação e energia transportada. Os capítulos 5 e 6 tratam da atenuação das OEM e sua polarização. O capítulo 7 é dedicado ao modelo corpuscular, quantizado, da radiação eletromagnética. Os capítulos 8 e 9 detalham os principais componentes da Radiometria e as relações entre as grandezas radiométricas. Os processos de absorção e espalhamento da radiação são tratados nos capítulos 10 e 11. O capítulo 12 trata dos processos de reflexão especular, difusa, e do conceito de Função de Distribuição da Reflectância Bidirecional. Os dois últimos capítulos tratam, respectivamente, da teoria de radiação termal e dos conceitos físicos fundamentais envolvidos no sensoriamento remoto em micro-ondas. Um Apêndice, dividido em quatro partes, apresenta os principais conceitos matemáticos utilizados.

Capítulo 1 - O conceito de sensoriamento remoto
1.1. O que é sensoriamento remoto? – 15
1.2. As aplicações do sensoriamento remoto – 16
1.2.1. O sensoriamento remoto ambiental – 16
1.2.2. O sensoriamento remoto militar – 17
1.2.3. Os componentes do sensoriamento remoto – 17
1.2.4. Os tipos de sensores e dados de sensoriamento remoto – 19
1.2.5. O espectro da radiação eletromagnética – 20

Capítulo 2 - A energia solar na Terra
2.1. O espectro solar e sua atenuação na atmosfera terrestre – 25
2.2. A variação da radiação solar em um dado ponto da superfície da Terra ao longo do ano – 31
Exercícios – 38

Capítulo 3 - A natureza da radiação eletromagnética
3.1. Introdução – 39
3.2. O campo elétrico (E) – 40
3.3. O campo magnético (H) – 42
3.4. As equações do eletromagnetismo de Maxwell – 42
Exercícios – 47

Capítulo 4 - As características da onda eletromagnética
4.1. As propriedades geométricas e de propagação – 49
4.2. A energia transportada por uma onda eletromagnética – 54
Exercícios – 56

Capítulo 5 - A atenuação da onda eletromagnética
5.1. Introdução – 57
5.2. A solução das equações de Maxwell em um meio condutor – 57
5.3. A atenuação e o índice de refração complexo – 61
Exercícios – 65

Capítulo 6 - A polarização da onda eletromagnética
6.1. Introdução – 67
6.2. A polarização como soma vetorial de dois vetores ortogonais – 67
6.2.1. Casos especiais – 71
6.3. O vetor de polarização de Stokes – 75
Exercícios – 78

Capítulo 7 - A natureza quantizada da radiação eletromagnética
7.1. Introdução – 81
7.2. O caráter quantizado da radiação eletromagnética e o efeito fotoelétrico – 82
7.3. O caráter dual onda/partícula da radiação eletromagnética – 86

Capítulo 8 - Radiometria
8.1. Introdução – 91
8.2. Os principais tipos de detectores de energia radiante – 92
8.3. As grandezas radiométricas – 92
8.3.1. A energia radiante (Joule ou J) – 94
8.3.2. O fluxo radiante ou a potência radiante (Js-1, Watt ou W) – 94
8.3.3. A densidade de fluxo por unidade de área, irradiância/exitância (Wm-2) – 94
8.3.4. A intensidade radiante (Wsr-1) – 96
8.3.5. A radiância (Wm-2sr-1) – 96
8.4. A invariância da radiância com a distância (para um meio sem dissipação) – 97
8.5. A radiância medida por um sensor num radiômetro – 99
8.6. A independência da radiância com a distância e o ângulo de visada – 101
8.7. A lei do cosseno e do inverso do quadrado da distância para a irradiância – 103
Exercícios – 106

Capítulo 9 - As relações entre as grandezas radiométricas
9.1. A forma diferencial do ângulo sólido – 107
9.2. A relação entre a radiância e a irradiância/exitância radiante – 108
9.3. A superfície Lambertiana – 109
9.4. O balanço dos fluxos radiantes: transmitância, reflectância e absortância – 111
9.5. A reflectância difusa ou hemisférica – 115
9.6. A assinatura espectral de alguns alvos naturais – 116
Exercícios – 121

Capítulo 10 - A atenuação da radiação eletromagnética por absorção
10.1. Introdução – 123
10.2. O coeficiente de absorção – 125
10.3. A absorção atmosférica do fluxo radiante – 126
10.4. A profundidade óptica – 129
Exercícios – 131

Capítulo 11 - O espalhamento da radiação eletromagnética
11.1. Introdução – 133
11.2. O coeficiente de espalhamento volumétrico (Bv) e o coeficiente de espalhamento (Bs) – 135
11.3. O espalhamento isotrópico e a função de fase de espalhamento – 138
11.4. O espalhamento Rayleigh – 139
11.5. O espalhamento Mie – 146
11.6. O espalhamento atmosférico efetivo – 149
11.7. O coeficiente de extinção Bext e a transmitância total – 151
Exercícios – 152

Capítulo 12 - A reflexão da radiação eletromagnética
12.1. Introdução – 155
12.2. O critério de Rayleigh – 157
12.3. A reflexão Fresnel para superfícies especulares – 157
12.4. O ângulo de polarização ou ângulo de Brewster – 159
12.5. A reflexão Fresnel para superfícies com índice de refração complexo – 162
12.6. A função de distribuição de reflectância bidirecional (FDRB) – 166
12.7. Medindo a reflectância hemisférica espectral de um material – 174
Exercícios – 176

Capítulo 13 - A radiação termal
13.1. Introdução – 179
13.2. A emissão termal e o conceito de corpo negro – 180
13.3. A lei de Planck – 181
13.4. A lei de Stefan-Boltzmann – 185
13.5. A lei do deslocamento de Wien – 185
13.6. A lei de Rayleigh-Jeans – 186
13.7. A emissividade – 187
13.8. A lei de Kirchhoff – 189
13.9. A temperatura de brilho (Tb) – 194
13.10. A inércia termal – 195
13.11. Exemplos de aplicações da teoria da radiação termal – 200
13.11.1. Cálculo da temperatura radiométrica da Terra em função da constante solar e de seu albedo – 201
13.11.2. Cálculo da temperatura de uma superfície cinza (emissividade menor que 1, porém constante ao longo do espectro) – 202
13.11.3. Cálculo da temperatura de uma superfície com emissividade variando ao longo do espectro (sem atmosfera) – 204
13.11.4. Cálculo da temperatura de equilíbrio termal do sistema Terra/atmosfera – 205
13.11.5. Cálculo da temperatura de um alvo a partir das observações de sua radiância espectral medida no infravermelho termal – 207
Exercícios – 208

Capítulo 14 - O sensoriamento remoto de micro-ondas
14.1. Introdução – 211
14.2. O poder de resolução de antenas – 216
14.3. O ganho de antena e potência transmitida – 221
14.4. A equação radar – 223
Exercícios – 225

Apêndices - As noções de matemática – 227

Apêndice 1 - Os vetores
A1.1. O conceito de vetor – 229
A1.2. A adição ou a soma de vetores – 232
A1.3. A subtração de vetores – 234
A1.4. A magnitude ou o módulo de um vetor – 236
A1.5. O produto escalar de dois vetores – 239
A1.6. O produto vetorial de dois vetores – 241
Exercícios – 244

Apêndice 2 - Os números complexos
A2.1. Os números imaginários – 245
A2.2. Os números complexos – 246
A2.3. As operações com números complexos – 247
A2.3.1. A adição e a subtração – 247
A2.3.2. A divisão de dois números complexos – 247
A2.4. A representação gráfica de números complexos – 248
A2.5. A forma polar de números complexos – 248
A2.6. A forma exponencial de números complexos – 249
A2.7. A multiplicação e a divisão de números complexos na forma exponencial – 252
A2.8. Elevando um complexo na forma exponencial a uma potência – 253
A2.9. As raízes de um número complexo z = rei0 – 254
Exercícios – 255

Apêndice 3 - O cálculo diferencial e integral
A3.1. As noções de cálculo diferencial e integral – 259
A3.1.1. As sequências e o limite – 259
A3.2. A derivada de uma função – 262
A3.2.1. A inclinação de uma reta – 262
A3.2.2. O gradiente ou a inclinação de uma curva arbitrária, derivada de uma função f(x) – 263
A3.2.3. As derivadas de ordem superior – 265
A3.2.4. As regras básicas para o cálculo de derivadas – 267
A3.3. A integral definida de uma função – 269
A3.3.1. O cálculo da área sob uma curva entre dois pontos – 269
A3.3.2. A integral como primitiva da derivada – 271
Exercícios – 276

Apêndice 4 - Os operadores diferenciais vetoriais
A4.1. O gradiente de um campo escalar – 279
A4.2. O operador nabla (divergente, rotacional, Laplaciano) – 281
Exercícios – 282

Referências bibliográficas – 285
Índice remissivo – 289

Autor: J. A. Lorenzzetti
Ano: 2015
Número de Páginas: 292
Tamanho: 17 x 24 cm
Editora: Edgard Blücher
Acabamento: Brochura
ISBN: 978-85-212-0835-8