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West London KVR-1000 image
Imagem KVR-1000 da zona oeste de Londres
As informações contidas numa imagem
 
Formato analógico ou digital
 
Na detecção remota, é muito importante compreender os diferentes dados fornecidos pelos sensores para poder interpretá-los correctamente. Assim, a primeira coisa a fazer é compreender o que é uma imagem de satélite e em que se diferencia de uma fotografia.

A principal diferença entre uma fotografia e uma imagem de satélite é que a fotografia tem um formato analógico e é normalmente impressa em papel antes de ser interpretada. A imagem de satélite tem um formato digital e normalmente utiliza-se um computador para a analisar e interpretar.

Os formatos digitais são muito comuns nos nossos dias. Consegues dar alguns outros exemplos de dados adquiridos por uma fonte digital?

* Vê a Resposta 1 no final da página O formato analógico é um formato que guarda todos os dados continuamente. Por exemplo, quando tiras uma fotografia da tua casa, todas as informações são distribuídas continuamente pela fotografia; não existem arestas vivas entre uma parte da fotografia e a outra.

O formato digital, ao contrário, grava cada bloco de informação separadamente. Se aproximares suficientemente o zoom numa imagem de satélite, poderás ver muitos quadrados de diferentes cores.  
 
Pixels
Pixels
À direita está o resultado de um zoom excessivo numa imagem de satélite. Só se conseguem ver quadrados. Isto porque a imagem não é contínua mas formada por uma matriz de quadrados (também chamada 'pixéis'). Esta é uma característica chave dos formatos digitais.

O formato digital baseia-se realmente num procedimento matemático (chamado 'sistema binário'), que permite aos computadores registar os dados e, posteriormente, restituí-los, calcular e guardar os dados, inclusive criar imagens. De facto, o sistema binário é a base de todo o mundo informático.

A única coisa que o computador consegue 'compreender' são os impulsos eléctricos - quer existam quer não. Isto traduz-se em sim ou não; 0 ou 1. Os matemáticos pensavam que, com os computadores, o sistema não necessitaria de trabalhar com decimais. Um sistema decimal é aquele que normalmente usamos para contar: de 0 a 9, depois começa uma nova série de dez: 10 a 19, depois 20 a 29, etc. Com os computadores, vai de 0 a 1, recomeçando depois uma nova série (0 quando não existe impulso eléctrico e 1 quando existe).

Assim, em 'linguagem' informática, temos:
 
 
0 = 005 = 101
1 = 016 = 110
2 = 107 = 111
3 = 118 = 1000
4 = 1009 = 1001
10 = 1010100 = 1100100
 
 
Nota sobre o sistema binário:

  • um grupo de dois números (também denominados 'dígitos') chama-se 'bit'
  • um grupo de 8 bits chama-se "byte" (= 256 no sistema decimal)
  • 1 Kb é igual a 1.000 bytes
  • 1 Mb é igual a 1.000.000 bytes
  • Se o teu computador tiver uma memória de 64Mb, significa que pode gerir dados contendo até (64 × 1.000.000 × 8), isto é, 512.000.000 bits ou impulsos eléctricos
  • e se o teu computador tiver um disco duro de 2Gb, significa que pode conter dados correspondentes a (2 × 1.000.000.000 × 8), isto é, 16.000.000.000 bits ou impulsos eléctricos.

 
 
O pixel
 
Uma imagem de satélite é feita de muitos quadrados chamados pixéis. Sendo a unidade mais pequena numa imagem de satélite, o pixel é muito importante: juntos, os pixéis fornecem todas as informações que compõem uma imagem completa.
 
 
West London TM image
Imagem TM da parte ocidental de Londres
Resolução

A primeira coisa importante a saber sobre as imagens de satélite é a sua resolução.

Imagina uma imagem de satélite de uma cidade com um campo de futebol no meio. O quadrado ou pixel mais pequeno dessa imagem pode ser o campo de futebol inteiro, ou o ponto central do campo. No primeiro caso, pode dizer-se que a resolução da imagem não é muito boa; no segundo caso, haveria mais pormenores para ver na imagem e pode dizer-se que a resolução da imagem é muito boa.

A resolução de uma imagem é a distância mais pequena que o sensor consegue identificar.

Qual das três imagens de Londres nesta página possui a melhor resolução? Porquê?

* Vê a Resposta 2 no final da página
 
 
West London aerial photograph
Fotografia aérea da zona oeste de Londres
Valores de pixel

Cada pixel numa imagem tem um valor. O valor corresponde à intensidade da radiação reflectida pelo objecto observado dentro do intervalo de comprimento de onda a que o sensor é sensível.

Por exemplo, se o objecto observado for uma planta (sem flores) e o sensor utilizado for especialmente concebido para detectar o verde, a intensidade será muito elevada. Com esse mesmo sensor, se o objecto observado for um carro vermelho, a intensidade será muito baixa.
 
 

Pixel values
valores de pixel
 
Normalmente, o valor de pixel varia entre 0 (= preto) e 255 (= branco), existindo assim 256 possibilidades, o que corresponde a 1 byte. Isso representa a quantidade de radiação detectado por um sensor, de um mínimo a um máximo. O número de níveis dá uma indicação sobre a exactidão da detecção: mais níveis (normalmente = mais bits) fornecem medidas mais detalhadas e, portanto, detecção mais precisa da variabilidade da radiação.
 
 
RGB (Red, Green, Blue = Vermelho, Verde, Azul )
 
Um paradoxo deste sistema de aquisição de imagens é que, enquanto muitas imagens de satélite processadas (acabadas) aparecem a cores, os valores brutos dos pixéis estão apenas na escala de cinzentos (isto é, entre 0-255). Por isso, durante o processo, múltiplas imagens de satélite (do mesmo sensor, mas em diferentes bandas ou adquiridas em dias diferentes) são muitas vezes combinadas para criar uma imagem a cores.
 
 
RGB (Red, Green, Blue)
RGB (Red, Green, Blue)
 
Por exemplo, podem ser tiradas três imagens em três bandas diferentes (isto é, três intervalos de comprimentos de onda diferentes) pelo mesmo sensor e depois reunidas.

Para produzir uma imagem a cores, a cada banda é atribuída uma cor (vermelho, verde ou azul).

É isto que aparece na figura acima.

* Resposta 1: CDs de música, CD Roms, DVDs, etc.
Resposta 2: o terceiro; porque o pixel dessa imagem representa na realidade a área mais pequena no solo.
 
 

 


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