Ações e Perspectivas para o Sensoriamento ... - INPE/OBT/DGI

dgi.inpe.br

Ações e Perspectivas para o Sensoriamento ... - INPE/OBT/DGI

Ações de pesquisas e perspectivas para o sensoriamento remoto no Brasil

João Roberto dos Santos

Divisão de Snsoriamento Remoto – DSR/INPE

4° Encontro com Usuários de Imagens de Satélites de Sensoriamento o Remoto

maio, 2006


“O INPE está há mais de 30 anos registrando, desenvolvendo ferramentas, analisando e

informando a sociedade brasileira sobre os atributos do território nacional e sobre as

drásticas mudanças da cobertura da terra.”

Coordenadoria de Observação da Terra – OBT/INPE

• P&D em Sensoriamento Remoto para aplicações em meio ambiente

(recursos agronômicos, florestais, geológicos, oceanográficos, urbanos, ...);

• P&D em Processamento Digital de Imagens e Geoinformação – análise de

informação espacial, bases de dados geográficos e disseminação pela WEB;

• Especificação, análise e simulação dos sensores das missões do Programa

Espacial Brasileiro;

• Concepção e desenvolvimento de segmento solo para satélites de observação

da terra, recepção, arquivamento, e distribuição de dados de satélite;

• Capacitação através de cursos de pós-graduação e especialização em SR;

• Difusão com programas de treinamento de curta duração e à distância e das

atividades de atendimento ao usuário.


CENTRO DE DADOS

Dados MSS em fitas HDDT, ~ 2600

~10 TB

Dados CBERS em fitas DLT, ~ 700

~28 TB

Dados TM (ETM+) em fitas DLT, ~7 00 ~28 TB

Dados TM em fitas HDDT, ~ 6500

~58 TB

Dados ERS em fitas HDDT, ~ 680

~ 6 TB

Dados Spot 1/2 em fitas HDDT, ~ 190 ~ 2 TB

Dados Radarsat em fitas DLT, ~ 60 ~ 2 TB

TOTAL 134 TB

(+ de 3000 discos de 40 Giga)

* Não incluídos dados do CBERS-2

Estação de Recepção de Cuiabá :

CBERS, LANDSAT, SPOT, MODIS, RADARSAT


satélite operação sensores bandas resolução quick-look*

LANDSAT 1972-2003 MSS 6 bandas 0.5-12.6 µm 79-237 m

TM 7 bandas 0.45-2.35 µm 30-120 m

ETM+* 8 bandas 0.45-2.35 µm 15-60 m

SPOT 1986- HRVIR*

VEGETATION

5 bandas 0.43-1.75 µm

4 bandas 0.43-1.75 µm

10-20 m

1000 m

IKONOS 1999- 5 bandas 0.45-0.90 µm 0.82-4 m

QuickBird 2001- 5 bandas 0.45-0.90 µm 0.61-2.44 m


satélite operação sensores bandas resolução quick-look*

CBERS 1999- WFI

2 bandas 0.63-0.90 µm 260 m

Câmera CCD* 5 bandas 0.45-0.89 µm 20 m

IR-MSS 4 bandas 0.50-12.5 µm 80 m

TIROS-N

NOAA

1978- AVHRR*

AMSU-A

AMSU-B

HIRS/3

SEM/2

5 bandas 0.58-12.5 µm 1.1 km

GOES 1975- Imager*

Sounder

SEM

5 bandas 0.55-12.5 µm

19 bandas 0.7-14.71µm

1-8 km

METEOSAT,

MSG*

1977- 3 bandas 0.45-12.5 µm

12 bandas 0.6-13.4 µm


satélite operação sensores bandas resolução quick-look*

ERS-1, ERS-2 1991- ATSR*

SAR

Escaterômetro

Altímetro

MW sounder

GOME

7 bandas 0.55-12 µm

5.3 GHz (Banda C)

5.3 GHz (Banda C)

13.8 GHz (Banda Ku)

1 km

30 m

45 m

JERS-1 1992-1998 SAR*

OPS

1.2 GHz (Banda L)

7 bandas vis-IR, 1 estereo

18 m

18 m

RADARSAT 1995- SAR* 5.3 GHz (Banda C) 9-100 m

ENVISAT 2002- ASAR*

MERIS

AATSR

GOMOS

DORIS

MIPAS

5.3 GHz (Banda C)

15 bandas 0.41-0.90 µm

7 bandas 0.55-12 µm

300 m

1 km


satélite operação sensores bandas resolução quick-look*

EOS Terra 1999- MODIS 36 bandas 0.40−14.38 µm 0.25 - 1 km

ASTER* 14 bandas 0.52-11.65 µm 15 – 90 m

CERES 3 bandas 0.3-50 µm

MISR

MOPITT

EOS Aqua 2002- MODIS*

AMSR-E

AMSU-A1,A2

CERES

AIRS

HSB

TOPEX-

Poseidon

1992- Altímetro*

TMR

SSALT

36 bandas 0.40−14.38 µm

6 (12) bandas 6.9-86 GHz

15 bandas 50-89 GHz

3 bandas 0.3-50 µm

2300 bandas 0.4-15.4 µm

5 bandas 150-183 MHz

2 bandas 5.3-13.6 GHz

3 bandas 18-37 GHz

1 banda 13.65 GHz

0.25 - 1 km

0.025 m

Jason-1 2001- Altímetro*

JMR

2 bandas 5.3-13.6 GHz

3 bandas 18-37 GHz

0.025 m


satélite operação sensores bandas resolução quick-look*

GRACE (Twins) 2002- MW radiometer Banda K

GPS

SeaStar

(OrbView)

1997- Sea-WiFS* 8 bandas 0.41-0.86 µm 1.1 km

SSM 1987-

TRMM 1997- TMI*

PR

VIRS

CERES

LIS

5 bandas 10.7-85.5 GHz

5 bandas 0.63-12 µm

3 bandas 0.3-50 µm

25 km

4 km

2 km


!

!

" #$#%# & ! &

" #$#%#! !' !

" (

)

"


1. Monitoramento de focos de calor e de áreas queimadas


Estimativas de área queimada:

Emissões

Gases de Efeito Estufa (CO2, CO)

Recorrência e Permanência de queimadas:

Avaliar o impacto do regime de queimas

- Re-incorporação do carbono

- Impacto nos processos biogeoquímicos no solo


2. Caracterização e monitoramento de áreas de exploração madeireira

# monitoramento da expansão da exploração madeireira;

# impactos ambientais (biodiversidade, solo, incêndios florestais);

# impactos sociais (exploração ilegal, invasões/grilagem de terras).

Imagem em composição colorida do ASTER/TERRA

mostrando área de exploração madeireira


3. Monitoramento de corredores ecológicos

Utilização de séries temporais de imagens MODIS/Terra através

da técnica de análise harmônica.

Corredor Ecológico Sul da Amazônia;

Corredor Ecológico na Região Centro-Oeste Jalapão-Mangabeiras

Mudanças somente na amplitude indicam variações nas condições da vegetação (aridez, sobrepastoreio);

mudanças apenas no ângulo de fase, indicam variações fenológicas;

mudanças na amplitude e no ângulo de fase são indicativos de alterações significativas na paisagem, como

regeneração após fogo, perda de vegetação por atividades antrópicas...


4. Caracterização e monitoramento do desflorestamento:

Projeto DETER

TERRA e AQUA

MODIS - Moderate-resolution

Imaging Spectroradiometer

36 bandas

Resolução temporal: 3 dias

Resolução espacial: 250 m

CBERS - China-Brazil Earth Resources Satellite


Imagem MODIS (08/jun/2004)

mostrando as primeiras

marcas do desmatamento


Imagem MODIS (22/jun/2004)

indicando desmatamento

bem realçado


Estrada

Imagem LANDSAT/TM

(07/jul/2004) mostrando o

desmatamento


5. Inventário e Monitoramento da Biomassa “Aérea” Florestal



, + * ) (

-./1 0.22 /.1 2.320-.1 /4 54 24

!"# -./ 0.- /.- 0-.- /-.-

$%&%'$$%# 0-- /- 0- / 0

0--.-

-./





!" # $%&'()#


Aquisição de dados independe da iluminação

solar e condições atmosféricas.


,+

Composição IHS de imagem radar

6 $% 76 %#

,*

)+

)*

+

*

* + )* )+ ,* ,+

6 ' %#

Imagem diferença DEM (X - P)

+

Imagem amplitude de banda X

Altura do dossel

Imagem banda X

de radar aerotransportado em

reflorestamento de Eucalyptus


8

;$%D55C142E0/CFF3G6 ' E0-C224Gσ°

σ° !!

)9'%':;$%

'


6. Aplicabilidade na área agronômica : GeoSafras

• Rio Grande do

Sul

• Paraná

• Mato Grosso

• Minas Gerais

• Espírito Santo

• São Paulo

• São Paulo

• Minas Gerais

• Alagoas

• Pernambuco

• Paraná

• Paraná

• Rio Grande do

Sul

• Paraná

• São Paulo


Monitoramento do Seguro Agrícola

SOJA - 2005/2006


Monitoramento da Colheita de Cana de Açúcar

Imagens MODIS/NDVI

Mapa cana/safra

x




25

100



20

Área colhida

Área colhida acumulada

80





Colhida (%)

15

10

60

40

Acumulada (%)




5

0

20

0



O5/03

21/03

06/04

22/04

08/05

24/05

09/06

25/06

11/07

27/07

12/08

Período

28/08

13/09

29/09

15/10

31/10

16/11

02/12

18/12




1,0

CBERS




Limiar do NDVI

MODIS/NDVI

NDVI

Cana colhida

-0,3


7. Aplicabilidade na área oceanográfica.

núcleo frio

núcleo quente

prof


Imagem MERIS para estudos de transparência da água


8. Aplicabilidade em estudos geológicos

Integração de dados sensoriados e geofísicos para mapeamento e exploração mineral.

PRODUTO S5/TM 4R5G3B

PRODUTO SPC-SAR (IHS)


$ /

'$0

! "!!!


Inferência Populacional – Estudo de caso: São José dos Campos

=='0

=A/

=H5

$


Projeto MAPSAR (Campanha(

SAR-R99 R99 /SIPAM)

Agenda de desenvolvimento tecnológico e de aplicações;

Forte participação de “usuários“

em potencial” ” no

desenvolvimento da proposta (Entidades

governamentais,

Universidades e Indústrias).











! " # # #

Especificações de

imageamento do

MAPSAR

$


%

& '(

) '*

) '*

) '*

- ##. ° , + '+ & *'/ , + '+ & *'/ , + '+ ) , '*

*+

*+

*+

*+

, +

, +

, +

, +

0 " " ° , + ') & ( '1 , + '+ & / '* , + '+ ) 1 '/

2 ) / ') , + '3 & 3 '* ) 3 & ) '& , /


%

/ 3 / 3 & , '3 , *', 3 , *', 3 , *', 3

2


%

*

*

*') )

*

*'*&

) ')

*'*)

) ')

*'+

1 '1

*'( )

1 '1


Simulação MAPSAR no Terminal da Petrobrás /Coari-Solimões (Amazonas State)

Composição colorida: Lhh(R)+

(R)+Lvv(G)+Lhv(B)


Simulação MAPSAR na Província de Carajás (Pará State)

Mina da CVRD (Fe(

Fe-Au-Cu)

Composição colorida: Lhh(R)+

(R)+Lvv(G)+Lhv(B)


Simulação MAPSAR em Bragança (Estado do Pará)

(Zonas Costeiras)

Composiçao Colorida: Lhh(R)+

(R)+Lvv(G)+Lhv(B)


Simulação MAPSAR na região de Barreiras (Estado da Bahia)

Área de Agricultura

Composição colorida: Lhh(R)+

(R)+Lvv(G)+Lhv(B)


BR Sat-1 (Brazilian Remote Sensing Satellite)

A Plataforma Multimissão (PMM) do INPE é um conceito moderno em

termos de arquitetura de satélites. Existe uma separação física entre os

módulos de plataforma e carga útil, que podem então serem

desenvolvidos e testados separadamente, antes da integração dos

módulos e teste finais. Existe também a vantagem da reutilização do

projeto da plataforma, e redução dos custos recorrentes na fabricação

de novos satélites.

A idéia de se separar o satélite em uma plataforma que provê serviços

básicos, e em uma carga útil "cliente" destes serviços, tem sido

explorada através do conceito de PLATAFORMAS MULTIMISSÃO,

isto é, independente da missão específica e facilmente adaptável a cada

aplicação.

Capacidade de carga útil:

Vista pictórica do BR Sat-1

Massa: até 280 kg

Volume: compatível com classe de

lançadores

Potência: 175 W média (900 W pico)

Órbitas: quase-equatorial e polar

600 a 1200km de altura


Concepção artística da PMM


Configuração do Módulo de Carga Útil

Envelope

para a carga útil


Definição da carga útil

Análise de Alternativas Iniciais

Instrumentos Resolução Revisita

(m) (dias) Imageamento

Largura Satélite

possível

AWFI 70 26 890 Km CBERS-3 e 4

MUX 20 26 120 Km CBERS-3 e 4

MUX + MUX

AWFI + MUX

HRC 2,8 27m

HRC-1 2 Pan e 8 XS 27m

Uma operação de IMAGEAMENTO CONJUGADO e em tandem do BRSat-1 com o CBERS-3:

Revisita de 13 dias com uma câmera de alta resolução; e uma revisita de 5 dias com uma

câmera de baixa resolução.


Cenários temáticos para o BRSat-1

• Cenário 1: mapeamento e monitoramento do desflorestamento e da agricultura;

identificação de fenômenos ambientais em detalhe para a tomada de decisões e

ações pelos agentes públicos e privados; planejamento urbano e florestal.

• Cenário 2: Monitoramento em tempo real do desflorestamento; identificação de

fenômenos de rápido desenvolvimento; monitoramento da evolução agrícola

regional;

• Cenário 3: mapeamento detalhado do território nacional; planejamento urbano;

geração de produtos cartográficos.

BRSat-1 : Cenário 1 pela diversidade de usuários e interesses temáticos ... MUX

OBS.: Caso seja colocada a AWFI como carga útil no BRSat -1 o cenário 2 seria satisfeito,

pelo aumento da frequência de revisita, numa ação conjugada com o CBERS-3.


Perspectiva de missão

com a PMM : MAPSAR


Programas Internacionais de Sensoriamento Remoto - SAR











*,-.#!'

!#!$

'*$$!#!

$

$!&!$#!

'(

"!#!$

++

)

%


%


!"#!$


Programas Internacionais de Sensoriamento Remoto – SR óptico (média resolução)









+,-&,


+,-&,

&()

&()

$%&"

$%&

"

$%&

'&(#


"!*


"!!"

"!!

"!!#

"!!

"!!


Programas Internacionais de Sensoriamento Remoto - SR óptico (alta resolução)

"!!

"!!

"!!#

"!!

"!!

"!!

"!!

"!

'8)-)&


67'$8'

!.#

)/'%0


%)&,

.

&()

".

'&(

".

'&(#

.

%)&

!.

0/1 23

45

(+%',%&

!.

!.

)/'%0

!.

/*$#0"


Revisita

(dias)

Linha da tecnologia 2010

100

Identificação

Urbana

IKONOS

CBERS

REFLEXÃO FINAL

10

Identificação

Desmatamento

Mapeamento

Desmatamento

Mapeamento

Agricultura

Detecção

Desmatamento

1

Mapeamento

Óleo no Mar

MODIS

Resolução (m)

1 10 100 1000


Os dados de sensoriamento remoto, por suas características espectral, temporal e

espacial, tratados por técnicas de extração de informações e manipuladas com SIGs

são ferramentas efetivas de

inventário e monitoramento dos recursos ambientais.

Além dos exemplos aplicativos mostrados nesta apresentação, outras pesquisas

vêm sendo desenvolvidas em diversas áreas-piloto deste território brasileiro,

cujos inventários localizados e seus significativos resultados permitem interpolar

todas estas informações em nível regional, subsidiando uma melhor planificação,

controle e fiscalização da paisagem, face à dinâmica do uso da terra nos diversos

biomas correntes em nosso país.

jroberto@dsr.inpe br

More magazines by this user
Similar magazines