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Pesquisadores produzem guia para calibração de sensores orbitais

Publicado em 25 junho 2015

Um guia sobre os procedimentos necessários para garantir a qualidade e a acurácia das informações fornecidas por satélites acaba de ser lançado por uma equipe de pesquisadores brasileiros.

 

 

Trata-se de Calibração de sensores orbitais, produzido por Flávio Jorge Ponzoni (do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais – Inpe), Cibele Teixeira Pinto (Inpe e Instituto de Estudos Avançados – IEAv), Rubens Augusto Camargo Lamparelli (Universidade Estadual de Campinas – Unicamp), Jurandir Zullo Junior (Unicamp) e Mauro Antonio Homem Antunes (Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro – UFRRJ).

 

 

Resultado de anos de estudo, o livro chega ao público no momento em que crescem as demandas por sensoriamento remoto: para investigação de fenômenos climáticos, monitoramento de florestas, estimativas de produtividade de culturas agrícolas e muitas outras aplicações.

 

 

Vários de seus autores fazem parte do Working Group on Calibration and Validation, grupo de trabalho do Comitee on Earth Observation Satellites (CEOS), entidade à qual o Brasil se filiou em 2009.

 

 

O objetivo desse grupo internacional de trabalho é definir metodologias e procedimentos a serem adotados pelos diferentes países proprietários de sensores de observação da Terra, permitindo a comparação de dados obtidos em diversos lugares do planeta.

 

 

A primeira calibração feita por Ponzoni, coordenador do grupo, que foi também a primeira realizada no hemisfério Sul, ocorreu no Salar de Uyuni, na Bolívia, em projeto apoiado pela FAPESP: “Avaliação das alterações da sensibilidade radiométrica do sensor TM/Landsat no período de 1988 a 1997 e caracterização espectral de área teste”.

 

 

“A escolha do Salar de Uyuni foi motivada pela necessidade de realizar a calibração em uma superfície bem brilhante e homogênea. Além de atender a essas duas características, o deserto de sal boliviano oferecia uma vantagem adicional: é também uma área elevada, a 3.600 metros de altitude, o que reduz muito a perturbação atmosférica”, disse Ponzoni à Agência FAPESP.

 

 

O primeiro passo da calibração consiste em medir, no solo, a radiância refletida pela superfície no exato momento em que o satélite sobrevoa a área. A radiância refletida é o valor da intensidade da energia eletromagnética que a superfície reflete, medida em diferentes comprimentos de onda.

 

 

Idealmente, o satélite deveria detectar o mesmo valor. Mas, como existe a atmosfera, isso não ocorre. Então, o passo seguinte é modificar o dado coletado em campo com base nas informações sobre a atmosfera e, assim, chegar à estimativa teórica da radiância medida pelo sensor a bordo do satélite.

 

 

O processo se completa quando a estimativa teórica é comparada com o valor real fornecido pelo sensor orbital, o que origina os chamados coeficientes de calibração, usados para converter os números digitais presentes nas imagens em grandezas físicas.

 

 

“Uma vez feita a calibração, somos capazes de determinar, para cada dado gerado pelos sensores a bordo do satélite, qual é a potência real da radiação refletida no campo, em cada banda do espectro eletromagnético”, disse Ponzoni.

 

 

“E, sabendo isso, conseguimos estimar as características físico-químicas do objeto observado: se o solo contém mais ferro ou menos ferro, se a sua cobertura vegetal possui mais ou menos biomassa, se as folhas dessa vegetação estão mais ou menos inclinadas, e assim por diante”, explicou.

 

 

Valores radiométricos

O leque de aplicações vai do monitoramento do desmatamento em uma área florestal à avaliação da qualidade da água de um reservatório, da estimativa da produção de grãos em determinada lavoura à investigação das características fitossanitárias de uma cobertura vegetal. Contempla o levantamento de muitos outros parâmetros qualitativos e quantitativos.

 

 

Segundo Ponzoni, o Brasil não tinha preocupação com a calibração de sensores orbitais até mais ou menos meados dos anos 1990, porque havia a cultura de comprar dados produzidos fora do país.

 

 

“Comprávamos o direito de usar imagens de satélites de outros programas espaciais. E as usávamos, basicamente, como se fossem fotografias”, disse.

 

 

Porém as necessidades se sofisticaram. As imagens ainda se prestam a serem utilizadas como fotos. Mas as informações quantitativas passaram a interessar bastante, tais como a quantificação de biomassa vegetal, a quantificação do estoque de clorofila, a quantificação de sedimentos em suspensão em reservatórios de água e muitas outras variáveis, em diversos contextos.

 

 

“Percebemos a necessidade de desenvolvimento na área de calibração. Porque, quando conhecemos dados sobre a calibração do sensor, conseguimos utilizar as imagens não só como fotografias, mas também como dados radiométricos. E, por meio deles, podemos caracterizar espectralmente alvos de interesse, chegando, assim, à quantificação das variáveis descritas”, disse.

 

 

A base de dados coletados por satélites no país está armazenada no Inpe.