Imagem de satélite: como funciona e para que é usada?

As primeiras imagens obtidas do espaço foram de voos suborbitais na década de 1940, e a primeira imagem de satélite foi obtida em 1959 pelo Explorer 6. Imagem de satélite é o uso de satélites para coletar dados sobre a Terra por meio de satélites em órbita ou aeronaves de altitudes muito elevadas.

A imagem de satélite já percorreu um longo caminho desde então. Existem agora mais de 2.000 satélites em órbita ao redor da Terra e muitos tipos diferentes com capacidades variadas. As imagens de satélite têm usos em meteorologia, conservação, geologia, agricultura, cartografia, educação, inteligência, guerra e muito mais.

Este artigo cobrirá parte da tecnologia por trás da imagem de satélite, como funciona e para que pode ser usada.

Como funciona a imagem de satélite?

A imagem de satélite é um assunto amplo. Existem diferentes tipos de sensores e diferentes métodos de aquisição de imagens de satélite. Aqui estão algumas das maneiras pelas quais os satélites e seus sensores podem variar.

Passivo vs. Sensor Ativo

Existem duas grandes categorias de sensores de satélites de imagem. Estes são sensores ativos e sensores passivos. Os satélites sensores passivos coletam dados sobre a Terra por meio de radiação eletromagnética emitida pelo sol e refletida na Terra. Por outro lado, os satélites sensores ativos emitem sua própria radiação e a analisam conforme ela é refletida de volta para o satélite.

Resolução do sensor

Como uma câmera normal, satélite diferente sensores têm recursos diferentes. Cada sensor terá uma determinada resolução espacial. Isso é basicamente a quantidade de área que pode ser capturada pelo sensor por vez, ou quantos e quão pequenos são seus pixels. Alguns sensores são capazes de capturar uma resolução de até 0,31 metros quadrados por pixel, embora a maioria não tenha uma resolução tão boa.

Lembre-se de que os satélites estão em movimento constante. Isso significa que, para capturar imagens de uma área ampla, ou o sensor deve ser capaz de se mover ou deve haver uma série de sensores. Por exemplo, se o satélite estiver orbitando de norte a sul, ele pode ter um sensor ou espelho que se move na direção oposta para “escanear” uma área mais ampla à medida que se move.

A resolução espectral, por outro lado, é o tipo de luz que o sensor pode capturar. Diferentes estruturas na Terra refletem a radiação eletromagnética de maneira diferente, o que permite que os satélites sejam tão úteis. A radiação eletromagnética inclui luz visível (como vemos através de nossos olhos), infravermelho e luz ultravioleta. Por exemplo, a neve reflete toda a radiação com bastante força, enquanto a vegetação densa absorve muita luz vermelha, mas emite luz infravermelha.

Desta forma, um satélite com sensores que podem capturar a luz visível e infravermelha será capaz de diferenciar os diferentes ambientes da superfície do planeta. Mas isso não é tudo que os satélites são capazes de fazer.

Ao contrário das câmeras normais, os satélites também possuem resolução temporal. Isso se refere à quantidade de tempo entre as imagens para um local específico. Se um satélite está sendo usado para monitorar uma determinada área, levará um certo número de horas para que o satélite alcance aquele local na Terra novamente.

Então, você pode ver que os satélites são equipamentos altamente especializados. Cada satélite será produzido com uma tarefa específica em mente (ou tarefas múltiplas).

Processamento de imagem

Devido ao tamanho da Terra, à natureza dos sensores de imagem e ao puro volume de imagens que precisam ser obtidas, o processamento de imagens é necessário para fazer imagens úteis.

Um exemplo é a costura de imagens. Independentemente do tamanho do sensor, para que imagens de alta resolução sejam tiradas de grandes áreas, várias imagens terão que ser tiradas. Eles então precisarão ser “costurados” juntos (felizmente, o software faz isso quase perfeitamente agora) para criar uma imagem única e maior.

Por causa da radiação, as imagens de satélite costumam apresentar artefatos como listras ou listras. A eliminação da faixa de imagem é o processo de removê-los para criar imagens melhores.

Além disso, dependendo do uso das imagens, regiões individuais podem ter que ser refeitas, dependendo da cobertura de nuvens ou outras obstruções à foto. É aqui que entra a resolução temporal e por que pode exigir milhares de horas de análise das imagens para criar um mapa ideal de uma área.

Para que é usada a imagem de satélite?

Como mencionamos, a imagem de satélite tem uma ampla gama de utilizações. Isso inclui cartografia e navegação, planejamento urbano, previsão do tempo, vigilância ecológica e vigilância militar. Três dos usos mais comuns de imagens de satélite são explicados abaixo com mais detalhes.

Imagens e mapas

O exemplo mais conhecido de imagem de satélite é provavelmente o Google Earth. Você pode facilmente usar esta ferramenta para veja sua própria casa. Muitas outras organizações também desenvolveram bancos de dados de imagens de satélite que são agrupados em mapas utilizáveis. Isso pode resultar na capacidade de aumentar o zoom em um determinado nível de detalhe em qualquer local do planeta.

Para criar mapas, imagens de alta resolução devem ser tiradas em muitas altitudes para cada local. Isso inclui fotografia aérea e de satélite. Um software sofisticado é usado para “combinar” as altitudes umas com as outras conforme você aumenta o zoom no mapa.

Detecção de Mudanças

Os satélites são capazes de rastrear mudanças em uma determinada área da superfície da Terra. Um bom exemplo são as regiões polares. Os satélites não são apenas capazes de rastrear a quantidade de gelo presente em um determinado momento (via luz visível e infravermelha reflexão), mas também são capazes de produzir mapas topológicos do solo para medir mudanças de elevação em polar gelo.

Previsão do tempo

Já assistiu à previsão do tempo ou usou um aplicativo de previsão do tempo? Você pode agradecer aos satélites por isso.

Os satélites têm sensores que são capazes de capturar certos comprimentos de onda da luz infravermelha e podem obter informações sobre os níveis de calor.

Combinado com imagens de luz visível, os satélites podem capturar uma imagem quase completa dos sistemas meteorológicos. Isso ocorre porque a luz visível fornece informações que podem não estar disponíveis via infravermelho, como a névoa (que está muito próxima da temperatura da terra abaixo dela).

A imagem térmica também está disponível à noite (quando a luz visível não está disponível). Isso é importante para a previsão do tempo porque diferentes tipos de sistemas climáticos têm diferentes assinaturas de calor (por exemplo, tipos de nuvem).

Os satélites geoestacionários são capazes de vigiar uma região específica de uma altitude muito elevada. Eles fazem isso orbitando a Terra na mesma velocidade que a Terra gira. Eles fornecem a maioria das informações que você vê na previsão do tempo. O outro tipo de satélite meteorológico está em órbita polar e só consegue gerar imagens de uma área duas vezes por dia, mas oferece resolução muito mais alta.

A combinação de informações sobre calor e luz refletida permite a análise de sistemas de nuvens, poluição, incêndios, tempestades, temperaturas de superfície e muito mais.

Imagens de satélite: uma nova era da ciência

Com o advento das imagens de satélite, os cientistas foram capazes de observar a Terra em um novo nível de detalhe até então inimaginável. Com fácil acesso a imagens mundiais em todo o espectro de luz, o estudo de padrões climáticos e ecológicos tornou-se muito mais sofisticado.

Mas todas as novas tecnologias também têm um lado perigoso. Imagens de satélite são indispensáveis ​​para empreendimentos militaristas modernos, incluindo vigilância de estados estrangeiros ou estratégias de planejamento.

Esperamos que este artigo tenha ensinado algo que você não sabia sobre como os satélites de imagem coletam imagens!

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