Aplicações e usos de sensoriamento remoto
Você gostaria de ver uma lista de alguns dos mais incríveis aplicativos e usos de sensoriamento remoto ?
Bem, considere-se com muita sorte … porque hoje vamos compartilhar algumas das MELHORES aplicações de sensoriamento remoto com você.
Aviso: você não vai receber as listas enfadonhas e generalizadas … Agricultura, silvicultura, clima, biodiversidade … * bocejo *
Quer você seja um iniciante ou avançado, esta lista mudará a maneira como você se sente sobre como o sensoriamento remoto está mudando nosso mundo e a maneira como pensamos.
Agricultura
A umidade do solo contribui muito para a compreensão das ciências da Terra … Por exemplo, explica o ciclo da água na Terra, a previsão do tempo, a seca e as inundações. Mas você sabia que existem duas maneiras de derivar a umidade do solo do espaço? Primeiro, ele usa sensores passivos e ativos . Sensores ativos como o Radarsat-2 iluminam seu alvo e medem o retroespalhamento. Por sua vez, isso resulta em alta resolução espacial, mas baixa precisão. Em segundo lugar, os sensores passivos como o SMOS medem a radiação de microondas emitida naturalmente. Ao contrário dos sensores ativos, ele fornece uma imagem de alta precisão, mas com baixa resolução espacial. Como podemos obter o melhor dos dois mundos? Isso é o que a missão Soil Moisture Active Passive (SMAP) da NASA se esforça para alcançar.
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Com o tempo, as rochas se quebram em pequenos pedaços e se transformam em solo. Com solo, água e luz do sol, juntos eles dão às plantas e outros organismos um lugar para viver. Mas nem todos os solos foram construídos da mesma forma. A necessidade de informações precisas sobre o solo em todo o mundo está aumentando devido ao crescimento populacional e à segurança alimentar. É por isso que o Centro Internacional de Recursos e Informações do Solo (ISRIC) colocou o mapeamento do solo como uma das principais prioridades. O ISRIC desenvolveu uma metodologia para prever as propriedades espaciais do solo em células de grade de 1 km em nível global – Mapa de Grade de Solos de 1 km do ISRIC . Além disso, os cientistas usaram covariáveis, como índices climáticos (com base em imagens MODIS) e pesquisas convencionais de solo para criar esses modelos de previsão espacial global.
O abastecimento global de alimentos está sendo monitorado com imagens de satélite e o Índice de Vegetação por Diferença Normalizada (NDVI). A radiação infravermelha está sendo usada para detectar vegetação saudável na agricultura. A vegetação saudável reflete a luz verde e absorve a luz vermelha e azul. A luz verde que nossos olhos veem é a clorofila criada pelas plantas durante a fotossíntese. A clorofila refletirá mais luz no espectro verde e infravermelho próximo em comparação com outros comprimentos de onda. É por isso que a radiação infravermelha em combinação com NDVI é uma das principais aplicações de sensoriamento remoto na agricultura e no meio ambiente.
A agricultura de precisão é como uma mina de ouro oculta na produção agrícola. Poupança estimada em 10% em fertilizantes. Além disso, os rendimentos das colheitas também melhoraram. A agricultura de precisão usa diferentes comprimentos de onda de luz para ver como as safras são saudáveis. Quantidades variáveis de fertilizante são calculadas mantendo o dinheiro no bolso do agricultor. Além disso, o sensoriamento remoto na agricultura ajuda a identificar as pragas para um melhor controle e manejo na fazenda.
Arqueologia
O sensoriamento remoto oferece informações sobre a compreensão exata de onde os dinossauros costumavam vagar pela Terra . A Fundação Cantwell lista quatro fatores geoespaciais primários na ocorrência de sítios fósseis. Esses quatro fatores são cobertura da vegetação, declive, aspecto e proximidade a deslizamentos de terra e todos podem ser obtidos por sensoriamento remoto. Esqueça o trabalho de adivinhação e dê o seu melhor.
Desenterrar sítios arqueológicos antigos deve ser uma das melhores aplicações de sensoriamento remoto da lista. As aplicações de sensoriamento remoto em arqueologia incluem imagens infravermelhas e estéreo. A radiação infravermelha tem comprimentos de onda mais longos e pode penetrar em torno de um metro de profundidade na superfície. As imagens estéreo mostram variações sutis na elevação no solo. Foi uma surpresa quando os arqueólogos encontraram padrões quadrados no solo sobre o crescimento da vegetação. Esses padrões quadrados são, obviamente, edifícios e pirâmides antigas . Os cientistas já descobriram antigas civilizações maias e egípcias usando fotogrametria e imagens infravermelhas.
Ártico / Antártica
Esqueça o fato de colocar sua jaqueta de inverno e cachecol para medir a profundidade da neve acumulada. A camada de neve é o acúmulo de neve durante longos períodos de tempo. Especificamente, eles alimentam os rios conforme a neve derrete. É por isso que a neve acumulada é uma fonte importante de informações para o controle de enchentes e água potável. Como você pode imaginar, existe um alto nível de dificuldade para medir a profundidade da camada de neve. A NASA teve o maior sucesso usando LiDAR e um espectrômetro como parte de sua missão aerotransportada para medir a profundidade da neve acumulada . Ambas as variáveis explicam a absorção da luz solar e a taxa de derretimento da neve.
As coisas estão mudando agora para “quem” está reivindicando “o quê” no Ártico. Os EUA, Rússia, Canadá e dinamarqueses estão todos apostando em seus territórios. Mas ninguém pode explorar o Ártico até que todos os países cheguem a um acordo. Extração mineral, gás natural, assim como potenciais atalhos para rotas marítimas – o Ártico pode ser uma das últimas grandes fronteiras para o desenvolvimento humano. Tarefas pesadas, como monitoramento do gelo marinho, rastreamento de navios e defesa nacional, tornam os satélites uma oportunidade do céu para manter a soberania no Norte.
As geleiras detêm o maior reservatório de água doce da Terra. Você pode encontrar 99% das geleiras nas regiões polares. O satélite GRACE da NASA mostrou que as geleiras do Alasca estavam perdendo massa em cerca de 20,6 gigatoneladas por ano. Mas a conclusão assustadora é o rápido derretimento do gelo e seus profundos efeitos no nível do mar.
O negócio
Procurando aplicações de sensoriamento remoto com grande retorno do investimento? Os investidores descobrem que o uso de imagens de satélite em estacionamentos de grandes lojas oferece mais retorno para seus investimentos. Empresas como a RS Metrics contabilizam o número de veículos nos estacionamentos. Por sua vez, isso dá um instantâneo dos ganhos, taxas de conversão e participação de mercado. Considerando tudo isso, é uma estratégia simples de alta tecnologia que pode fornecer aos analistas de mercado as informações necessárias.
Quando você está no mercado para comprar uma casa, deseja uma visão completa da propriedade e da área circundante. Escolas, distritos comerciais e parques são coisas que os compradores em potencial têm interesse em saber antes de comprar uma casa. É por isso que o uso de imagens de satélite no setor imobiliário tem sido um segmento de crescimento real. Também permite que todos no processo de compra de uma casa tenham uma visão de cima para baixo. Avaliadores, seguradoras e credores podem ter uma visão rápida da casa por meio da conveniência da Internet.
Há muitos peixes no mar do ponto de vista de satélite . Os satélites monitoram a temperatura da superfície do mar e as cores do oceano porque são indicativos de espécies específicas de peixes. A visão de cima para baixo dos dados de sensoriamento remoto pode ser comunicada aos pescadores locais. Os pescadores usam essas informações para economizar tempo e combustível em tempo real. Em termos de aplicações de sensoriamento remoto na pesca e no ambiente marinho, podem ser mapeados os florescimentos de algas que são prejudiciais à aquicultura. Isso melhora a sustentabilidade geral de longo prazo.
Estamos dando ótimas críticas para aplicações de sensoriamento remoto noturno. A quantidade total de esplendor dá uma ideia das economias regionais, do acesso à energia elétrica e da distribuição de renda. O brilho mais alto está correlacionado ao Produto Interno Bruto e também foi comparado ao bem-estar humano. Quem diria que você poderia aprender tanto mapeando a atividade econômica à noite ?
Em países como Canadá e Rússia, o território é amplo e abaixo de zero durante boa parte do ano. O terreno montanhoso é ideal para estâncias de esqui. Mas, com tanto terreno para escolher, a seleção do local é mais difícil. É por isso que os planejadores de recreação estão se voltando para a tecnologia a laser para planejar a localização de uma estação de esqui. Os dados de aspecto referem-se à direção horizontal que a encosta de uma montanha enfrenta. Quanto maior o ângulo, mais pistas de esqui de diamante negro.
das Alterações Climáticas
Os suprimentos florestais globais estão sendo monitorados porque não apenas fornecem materiais valiosos (pense em construção, papel, embalagens …), mas também absorvem cerca de um terço das emissões de dióxido de carbono. AVHRR , MODIS e SPOT medem quantitativamente a perda e o ganho de nossas florestas globais.
Compreender o estado de nosso clima tem uma importância incomensurável . A NASA está mapeando diferentes fatores climáticos mensalmente para ver o quanto essas variáveis mudam nos mapas climáticos de série temporal global . Através dessa lente, variáveis climáticas como monóxido de carbono, clorofila e tamanho do aerossol estão sendo mapeadas em função do tempo. Os satélites de sensoriamento remoto incluem MODIS, CERES, AMSR-E, TRMM e MOPITT. Nunca em nossa história entendemos o clima da Terra como o fazemos hoje.
Todos os anos, Veneza está afundando um pouco mais. Medir a elevação do nível do mar é um exemplo perfeito de um aplicativo em grande escala feito de maneira econômica. Não há necessidade de ir à praia e trazer sua régua de medição ao nível do mar ao longo de toda a costa. Para entender a elevação do nível do mar, você precisa de bons dados espaciais de linha de base. Medir o aumento do nível do mar é uma função do tempo com medições de precisão centimétrica usando dados de sensoriamento remoto.
As missões Landsat são as missões de observação da Terra mais antigas de todos os tempos. Seus registros digitais datam da década de 1970. Se quisermos entender a mudança da paisagem, as missões Landsat nos dão um instantâneo de volta no tempo. Podemos aprender com o passado para as gerações futuras. Derramamentos de óleo, desmatamento, guerras, derramamentos de produtos químicos, zonas mortas, poluição são desastres não naturais, causados pelo homem. Todos são evitáveis e podem ser vistos do espaço. Por exemplo, este mapa da história da Esri mostra como as atividades humanas estão remodelando a superfície da Terra usando imagens Landsat.
Crime
Nem todas as imagens de satélite são usadas para boas intenções. Se você possui uma piscina, ela pode ser o alvo de uma estranha mania chamada ‘mergulho’ . Os adolescentes têm usado imagens aéreas e de satélite no Google Earth para localizar piscinas. À noite, eles davam um mergulho improvisado em qualquer uma das maiores piscinas que pudessem encontrar. Esta atividade é certamente invasiva (o que é um crime). Em outras palavras, não façam isso em casa, crianças.
O sensoriamento remoto pode economizar tempo, dinheiro e mão de obra na localização de pessoas desaparecidas. Os detetives criminais querem restringir sua pesquisa antes de partir para uma missão. As ferramentas de sensoriamento remoto podem explorar a área de busca com um pente fino e detectar anomalias no solo. Isso pode incluir qualquer coisa, desde uma toca de coelho até a própria cena do crime. Isso economiza muito tempo se você tiver uma ideia aproximada do local de pesquisa.
Quando um barco foi despejado ilegalmente com todas as identificações removidas no condado de Santa Rosa, os investigadores do crime levaram a busca ao Google Maps . Usando imagens aéreas e de satélite históricas, eles saíram em busca de seu legítimo proprietário. O que os investigadores do crime encontraram foi o mesmo barco e o endereço do depósito ilegal. Caso encerrado.
Desastres
Os vulcões se formam quando a rocha derretida do manto superior chega à superfície. As erupções são perigosas para os humanos e o meio ambiente. Existem mais de 600 vulcões ativos na Terra. Vulcões são frequentemente inacessíveis (a menos que você seja Mario ou Luigi), fazendo aplicações de sensoriamento remoto como soluções claras térmicas e infravermelhas médias para entender a atividade do vulcão. AVHRR e MODIS são os principais candidatos para monitoramento de vulcões.
Os deslizamentos de terra são frequentemente sub-representados para pesquisas de risco. Mas todos os anos nos Estados Unidos, deslizamentos de terra causam perdas de vidas e bilhões de dólares em danos. A primeira etapa no inventário de possíveis deslizamentos de terra é o uso de imagens estereoscópicas e ópticas com declive. Os gatilhos de instabilidade de encostas podem ser várias coisas – terremotos, erosão, drenagem deficiente e muito mais. O InSAR pode fornecer sinais de alerta precoces para deslizamentos de terra por causa de quão bem ele mede os deslocamentos da superfície do solo.
O resultado de um terremoto pode ser catastrófico e às vezes difícil de avaliar. Mas uma avaliação do terremoto é essencial para a equipe de resgate. Eles precisam ser feitos com rapidez e precisão. A classificação de imagens com base em objetos usando detecção de alterações (pré e pós-terremoto) é uma maneira rápida de obter avaliações de danos. Outras aplicações de sensoriamento remoto em avaliações de desastres incluem sombras projetadas de edifícios e modelos digitais de superfície.
Sensores ativos usam a diferença de fase para medir a deformação da paisagem usando interferometria . Indústrias como o setor de petróleo e gás monitoram a estabilidade do terreno usando esses tipos de aplicações de sensoriamento remoto para melhores padrões de segurança. Com o tempo, dados de satélite contínuos significam maior segurança e garantem a produtividade do duto.
Tem havido uma tendência clara de aumento no número de desastres ao longo dos anos. Isso significa melhor preparação para mitigação, bem como resposta e recuperação. A integração de dados de observação da Terra e GIS em situações de perigo tornou-se a principal ferramenta na gestão de desastres. As aplicações de sensoriamento remoto para perigos incluem avaliar a extensão dos danos e auxiliar no envio.
Ecologia
A triste história do urso polar é que ele é listado como um dos primeiros animais a se extinguir por causa do aquecimento global. Os ecologistas estão se voltando para os satélites como sua principal fonte de informação porque precisam de uma contagem firme dos ursos polares para sua sobrevivência. Então … Como você sabe a diferença entre um urso polar e uma grande rocha branca? Em duas imagens, os ursos polares se moveram, enquanto as rochas permaneceram no mesmo local.
Os pandas gigantes comem bambu em 99% de sua dieta, o que os torna o melhor bambu do reino animal (pense em álcool, mas em bambu). O habitat é importante para os pandas. Isso torna as estradas e infraestrutura um armagedom ecológico para os pandas. Para proteger o panda ameaçado de extinção, o sensoriamento remoto classifica a fragmentação e os corredores artificiais como fatores.
Os pássaros viajam grandes distâncias em busca de alimento, clima e locais de reprodução. A telemetria GPS leve é apenas uma das ferramentas usadas para saber para onde os pássaros migram. À medida que as florestas se tornam mais limitadas, os padrões de migração são importantes para os gestores da vida selvagem. Aplicativos de sensoriamento remoto como LiDAR, multiespectral e radar podem mostrar propriedades florestais como estrutura vertical e fenologia. Modelos de adequação de habitat predizem a prevalência de espécies de pássaros usando essas propriedades florestais.
A Tanzânia hospeda uma das maiores migrações da Terra. Mais de 2 milhões de gnus migram e dão à luz no mesmo mês. O objetivo da migração é localizar recursos alimentares. Mas podemos modelar seus movimentos? A pesquisa mostrou que variáveis como vegetação (NDVI) e relevo (declive) são impulsionadores dos padrões de movimento dos gnus. No entanto, as chuvas também podem ter um impacto nos padrões de migração.
Os modelos de adequação de habitat estão fazendo algumas previsões interessantes sobre a abundância de mosquitos. Fatores detectados remotamente, como verdura, brilho, temperatura e, especialmente, umidade se correlacionam positivamente com a ocorrência excessiva de mosquitos. Saber a localização de altas concentrações de mosquitos pode orientar a avaliação de risco para patógenos transmissores de doenças e esforços de nebulização de mosquitos.
Elevação
Se o Dr. Evil fosse um geógrafo, LiDAR seria sua arma de escolha. Eu posso ver agora, com o dedo mindinho na boca dizendo “traga o laser para fora” . LiDAR mede a distância da plataforma aérea à superfície da Terra usando feixes de laser. É assim que LiDAR tem o seu nome – “ Light Detection and Ranging ”. O que torna o LiDAR tão especial são seus pontos densamente amostrados com precisão de laser. LiDAR gera nuvens de pontos para modelos digitais de superfície , modelos digitais de elevação e modelos de intensidade de luz.
Imagine que você seja um agrimensor e seu chefe de equipe lhe peça para fazer um levantamento do mundo inteiro. Você precisa mapear células de grade de 30 metros e tem apenas 11 dias. O que você diria? Eu esperaria alguns palavrões … Isso é essencialmente o que a missão de topografia por radar de ônibus espacial da NASA (SRTM) fez em 11 dias. O segredo do seu sucesso é o radar de abertura sintética interferométrica.
A fotogrametria data de meados do século XIX. É usado para encontrar as propriedades geométricas de objetos medindo distâncias entre objetos. Alguns de seus produtos derivados em GIS incluem mapeamento de contorno, modelos de superfície, levantamentos volumétricos e mapeamento 3D. Também é usado em outras áreas, como mapeamento de cena de crime, escavações arqueológicas e arquitetura.
Construção de Engenharia
Estima-se que 87% da população mundial já usa dispositivos móveis. A surpreendente taxa de crescimento neste setor requer um planejamento extensivo para uma capacidade de rede ideal. As empresas de telecomunicações estão usando o sensoriamento remoto como uma forma econômica de otimizar os requisitos de capacidade. A cobertura de radiofrequência pode ser aumentada com o tipo de antena, localização e direção apropriados. Terreno derivado de satélite, uso da terra e outros fatores ambientais podem ser modelados para atingir a capacidade de rede ideal.
Um sistema de irrigação por elevador pode melhorar o abastecimento de água para a agricultura e outras indústrias. O planejamento do projeto de sistemas de irrigação por elevador requer uma ampla gama de dados. Pares de imagens estéreo de satélite e fotogrametria são particularmente úteis para gerar conjuntos de dados como modelos digitais de terreno. Os engenheiros podem obter a visão completa do terreno antes de iniciar a construção.
Ambiente
Quanto às aplicações de sensoriamento remoto no meio ambiente, o Programa Copernicus da Agência Espacial Europeia (ESA) pode ser o mais ambicioso de todos. O objetivo é obter um sistema de monitoramento totalmente autônomo. Seu objetivo é simples – compreender a saúde da Terra. Os seis satélites Sentinel do Copernicus coletam imagens abrangentes dos seguintes temas: terra, oceano, resposta a emergências, atmosfera, segurança e mudança climática.
A diversidade biológica (biodiversidade) é a grande variedade de animais e plantas em uma localização geográfica. Com as resoluções espaciais e espectrais dos sensores melhorando ano a ano, as aplicações de sensoriamento remoto na biodiversidade estão começando a desempenhar um papel mais importante. Ele permanece no estágio inicial de desenvolvimento, mas avanços estão sendo feitos usando estruturas de vegetação hiperespectrais e 3D usando LiDAR.
As zonas ribeirinhas são as áreas arborizadas ao longo da margem da água. Eles são a última linha de defesa ambiental do escoamento de nutrientes para nossos lagos e rios. De todas as aplicações de sensoriamento remoto no ambiente, as zonas ribeirinhas talvez requeiram a mais alta resolução espacial por causa de sua pequena largura. Um pixel Landsat-8 pode não ser capaz de fazer o trabalho aqui. Como a água se espalha por todo o globo, as zonas ribeirinhas estão lá cumprindo seu dever.
Não há brincadeira quanto à importância dos parques. Os parques abrigam um grande número de animais e espécies em risco. Freqüentemente, eles proíbem o desenvolvimento e são usados para acampamentos e recreação. Os parques podem ser grandes em escala, o que os torna um recurso difícil de gerenciar. Os dados de sensoriamento remoto coletados ao longo do tempo podem mostrar mudanças na paisagem. Algumas aplicações de sensoriamento remoto em parques incluem o mapeamento da biodiversidade, espécies invasivas e risco de incêndio florestal.
Silvicultura
Os incêndios florestais causam sérios danos à propriedade e até a perda de vidas. Por essas razões, é necessário controlar os incêndios florestais e diminuir seu impacto. Com base em dados de satélite, os bombeiros podem despachar com extrema precisão. Satélites operacionais como AVHRR e MODIS são mais adequados por causa de suas faixas de infravermelho médio e térmicas. Além disso, os satélites podem rastrear a extensão dos incêndios florestais usando dados temporais.
A tribo Suruí no Brasil se uniu ao Google para reverter o desmatamento da floresta tropical. A tribo Suruí está equipada com ferramentas de alta tecnologia como Google Earth, smartphones e GPS. Eles ficam de olho na mineração e extração ilegal de madeira. A boa notícia é que os mineiros e madeireiros recuaram e as atividades ilegais estão nos níveis mais baixos da história. O potencial de informações com satélites para entender o corte ilegal de floresta tropical é enorme como parte do Google Earth Solidário para a tribo Suruí .
Bilhões de pessoas dependem de florestas saudáveis para sua subsistência. A rápida disseminação de doenças florestais pode ter efeitos catastróficos na saúde do ecossistema e nas economias locais ou nacionais. O besouro do pinheiro da montanha infestou mais de 17,5 hectares de florestas, causando mudanças de cor distintas. Como o sensoriamento remoto monitora essas mudanças de cor, os administradores florestais podem rastrear melhor a ocorrência de doenças florestais, como o besouro do pinheiro da montanha.
Governo
Se você pensou que poderia ocultar a adição de sua casa ou piscina de sua declaração de imposto sem que a cidade percebesse … Se você morasse em Atenas, Grécia, você se enganaria . A agência de arrecadação de impostos em Atenas, Grécia, está procurando sinais de riqueza usando dados de satélite . Não é uma má ideia, onde mais de 15.000 piscinas não foram reclamadas às autoridades fiscais em 2010. O país sem dinheiro está olhando para aumentar suas receitas fiscais usando aplicativos de sensoriamento remoto usando imagens de satélite.
“Cobertura do solo” é a propriedade física da superfície. “Uso da terra” explica como a terra está sendo utilizada. Quando o prefeito de uma cidade almeja 50% das copas das árvores urbanas, a resolução espacial é importante . Um pixel Landsat abrange vários limites de parcela e não é uma representação realista da copa de uma árvore. O Spatial Analysis Laboratory (SAL) de Vermont comparou a National Land Cover com a classificação baseada em objetos e descobriu que foi significativamente subestimada (11% vs 39%). Um prefeito ficaria muito constrangido em saber que seu objetivo está quase ultrapassado.
Algumas cidades usam o LiDAR móvel para gerenciar seus ativos e garantir os padrões de segurança. Todos os anos, cidades e municípios emitem milhares de licenças para construção. Esse grande volume de licenças torna difícil para as cidades administrar as atividades. Usando a coleta de LiDAR móvel e comparando-a com os dados municipais, você pode garantir que a atividade de construção seja segura e devidamente permitida. Condições das estradas, serviços públicos, outdoors e inventários de sinalização são algumas das outras aplicações de sensoriamento remoto no gerenciamento de ativos.
A República Tcheca implementou um sistema para mapear cemitérios usando veículos aéreos não tripulados UAVs. Mais de 80.000 sepulturas foram capturadas com resolução de pixel de 1 cm. Isso não foi apenas mais rápido do que registrar manualmente cada cemitério no campo, mas um registro digital das imagens permanece. Os UAVs eram uma solução de baixo custo e alta precisão para mapeamento de cemitérios. O resultado foi um banco de dados espacial economizado e dinheiro em impostos.
Há algum tipo de magnetismo irresistível que as pessoas têm para a visão oblíqua do olho do pássaro. As imagens oblíquas da Pictometry são especialistas em fotografia de imagem oblíqua. A lógica por trás disso é que, quando você vê o mundo em um ângulo de 45 graus, é muito mais fácil reconhecer as características do terreno (como a janela de um avião). É por isso que os mapas do Google e do Bing adicionaram essa funcionalidade às suas interfaces.
Hidrologia
Um modelo digital de elevação determina onde e como a água flui em uma bacia hidrográfica. Os hidrólogos estão interessados no orçamento hidrológico quando estudam bacias hidrográficas. As entradas são precipitação, fluxo de superfície e fluxo de água subterrânea. As saídas são evapotranspiração, infiltração e escoamento superficial. O sensoriamento remoto contribui para a delimitação de bacias hidrográficas, fornecendo dados de elevação precisos. Modelos de elevação digital são usados para representar com precisão os caminhos de fluxo e as áreas contribuintes com sistemas de software como HEC e Geo-HMC.
A Terra é cercada por água na forma de oceanos, rios e lagos. No solo, abaixo de seus pés, há ainda mais água na forma de água subterrânea. Um aquífero armazena água subterrânea. Existem milhares de poços que retiram água de aqüíferos. Essa água está sendo usada na agricultura, água potável e muito mais. É por isso que é importante ter um bom conhecimento espacial das águas subterrâneas. A atividade da água subterrânea pode ser compreendida por seus tipos de rocha, solo, uso do solo e precipitação. Mapas de zona de prospecção de água subterrânea de sensoriamento remoto são usados para localizar locais de poços.
Antes vistos como um incômodo para a agricultura, os pântanos estão sendo drenados e perdidos. De repente, eles se tornaram um recurso precioso raro. As zonas húmidas servem a muitos propósitos. Eles ajudam a purificar a água, controlar inundações e melhorar a estabilidade da costa. É por isso que as aplicações de sensoriamento remoto para inventariar zonas úmidas têm crescido tanto ao longo dos anos.
Seguro
Já reparou no seu prémio de seguro residencial do ano anterior? Você pode ter que agradecer a um geógrafo por isso. Algumas das aplicações exclusivas de GIS e sensoriamento remoto que as seguradoras usam incluem radar e modelagem hidrológica. Os geógrafos podem mapear as áreas mais sujeitas a inundações, a frequência com que essas áreas inundariam e a gravidade dos danos. Por sua vez, isso os ajuda a avaliar melhor o risco.
À medida que o clima se torna menos previsível e mais destrutivo (como secas e inundações), os agricultores têm de se adaptar a esta nova realidade. Nesse caso, o seguro agrícola pode ajudar os agricultores a complementar sua renda quando seus campos não são semeados. Mas o que acontece quando os agricultores cometem fraude no seguro agrícola? É por isso que as seguradoras e o USGS se uniram para investigar qualquer irregularidade. Por exemplo, o USGS mede o crescimento da vegetação usando os canais infravermelhos vermelhos do Landsat em combinação com NDVI . Usando essas informações, as seguradoras de safra podem verificar as safras semeadas e detectar fraudes.
Militares
Os militares estão aproveitando o poder das imagens de satélite para recuperar informações sobre os inimigos. Quanto às aplicações de sensoriamento remoto, os satélites de reconhecimento remontam aos anos 1950 do US Corona Program. Seu objetivo era espionar a União Soviética e a China após a guerra. Mas os satélites percorreram um longo caminho desde a obtenção de fotos e o salto de pára-quedas até a superfície. Agora eles são tão secretos que se contassem a você … bem … quem sabe o que fariam com você
Nunca confie em um pombo como seu fotógrafo. Não importa qual seja a ocasião, casamentos, aniversários e tempos de guerra. Os pombos quase nunca seguem sua trajetória de vôo e quase nunca devolvem as câmeras aos seus donos. Essas foram as duras lições aprendidas quando os militares alemães usaram o Corpo de Pombos da Baviera para fazer o trabalho sujo e espionar os inimigos.
De todas as aplicações de sensoriamento remoto, pode haver nenhuma outra que toque o coração tanto quanto salvar outra vida por meio de busca e resgate. Centenas de satélites orbitam a Terra a cada dia. Cada um tem sua própria capacidade de salvar vidas – mas apenas se for no momento e no lugar certos. Isso também se aplica a usos e aplicações militares e de defesa.
Imagine. O Titanic tinha posicionamento GPS e saiu do iceberg. Centenas de vidas salvas e maridos ao redor do mundo poderiam ter evitado assistir ao filme de romance de Leo e Kate sobre isso. Mas a dura realidade é que os icebergs ainda ameaçam os navios 100 anos após o naufrágio do Titanic. A navegação do navio melhorou. O GPS não é a única ferramenta de navegação para navios. Outras aplicações de sensoriamento remoto na navegação de navios incluem análise de rota, vento e informações sobre ondas e proximidade de navios.
Os submarinos têm a reputação de serem excelentes espiões porque são capazes de operar debaixo d’água. Muitas pesquisas sobre o uso de dados de observação da Terra para rastrear submarinos foram mantidas em segredo. Mas novos insights indicam alguma capacidade de detectar submarinos em profundidades rasas. Os satélites podem detectar distúrbios submarinos sutis causados por submarinos usando SAR. Outro indicador pode ser vibrações na temperatura do oceano usando detectores infravermelhos. Isso significa que os submarinos podem não ter nenhum lugar para se esconder .
A International Atomic Energy Association planeja verificar a ausência de usinas nucleares não declaradas. Uma usina nuclear típica contém pelo menos uma torre de resfriamento circular com emissões térmicas possivelmente sendo liberadas. As usinas nucleares também estão localizadas perto de corpos d’água e, mais do que frequentemente, conectadas a uma rodovia ou ferrovia. Dado esse conjunto de critérios, o uso de classificação baseada em objetos e imagens multiespectrais visa automatizar a busca por usinas nucleares não declaradas. Não é um mau começo – 5 de 5 já foram identificados automaticamente com sucesso.
Uma abordagem nova e inovadora que entrou no mercado é o vídeo por satélite. Algumas aplicações de sensoriamento remoto incluem assistir aviões partindo / pousando, examinando o tráfego da hora do rush e espionando seu vizinho. Tudo isso pode ser feito no conforto da sua casa, todas as filmagens são cortesia de satélites. O futuro pode ser que os aplicativos de software de sensoriamento remoto processem vídeos, em vez de imagens estáticas.
Mineração
Existem mais de 4000 minerais naturais na Terra. Cada um tem sua composição química. Isso equivale a dizer que cada composição tem sua própria refletância espectral. Ter mais bandas espectrais como sensores hiperespectrais dá o potencial para mapear mais minerais. Existe alguma previsibilidade com aplicações de sensoriamento remoto para geologia e minerais. Depois de detectar um mineral, quase certamente outros minerais específicos o acompanham.
Geologia é uma das raras coisas que permanecem constantes em nossas vidas. Cada paisagem, planta e animal que vemos hoje são afetados por rochas, materiais e nutrientes. Todos têm origem na geologia. Algumas das aplicações de sensoriamento remoto em geologia incluem o mapeamento fundamental, litológico e estrutural. A refletância espectral multiespectral forneceu informações valiosas sobre a composição da rocha, enquanto o radar também foi útil no estudo da rugosidade da superfície.
O Vricon Rapid 3D Mapping System da SAAB é realmente uma forma de dar vida aos seus dados. Várias imagens de satélite 3D podem ser combinadas para compreender a detecção de alterações na terceira dimensão. Usando cinco aquisições de satélite e o sistema de mapeamento 3D, a diferença de volume em um local de enriquecimento de urânio foi mapeada com sucesso no Irã.
Para monitorar as reservas de petróleo do céu, basta um pouco de geometria e algumas imagens de alta resolução espacial. Os tanques de óleo são geralmente circulares com um tanque de teto flutuante para evitar perdas por evaporação. Os satélites podem observar a quantidade de sombra projetada em relação ao teto flutuante. Mais sombras significam menos reservas de petróleo. Aplicações de sensoriamento remoto como essa fazem uso de imagens de satélite sem ter que medir fisicamente cada tanque de óleo.
Navegação
Em maio de 2000, o interruptor GPS (também conhecido como disponibilidade seletiva ) foi acionado. De repente, a precisão mudou do tamanho de um aeroporto para o tamanho de um pequeno galpão . O GPS abriu o caminho para produtos inovadores, como sistemas de navegação automotiva e veículos aéreos não tripulados. Não é à toa que o GPS foi classificado como um dos 50 maiores avanços desde a roda .
A ortoimagem fornece uma quantidade extrema de detalhes do foco e das áreas adjacentes. Mapas sempre comunicam uma mensagem. Como os mapas são baseados em localização, as imagens aéreas ajudam os leitores a se orientar. Ele fornece contexto e informações de referência e pode fornecer instantaneamente a configuração do terreno. E hoje em dia, existem tantas fontes para escolher, como Bing, Google, Open Street Maps e Globeview da NASA.
Esta pode ser uma das melhores aplicações de sensoriamento remoto da lista – medir a gravidade. O Experimento de Recuperação de Gravidade e Clima da NASA (GRACE) consiste em dois satélites na mesma órbita a aproximadamente 220 quilômetros um do outro. Quando o satélite líder aumenta a velocidade, isso significa que há uma maior atração gravitacional. Se o satélite principal ficar mais lento, isso significa que há menos atração gravitacional. Essas atrações da gravidade são medidas usando pulsos de micro-ondas de um satélite para o outro. O resultado são as medições mais precisas da gravidade
até esta data.
Algumas das vistas mais deslumbrantes vêm do espaço. Prova disso está na coleção de 75 páginas da NASA de imagens da Terra (NASA’s Earth as Art) vistas do espaço. A coleção de imagens de observação da Terra foi obtida dos satélites Terra, Landsat, EO-1 e Aqua. Nesta obra-prima da arte da Terra, você pode encontrar alguns dos padrões e geometria mais intrigantes de nossos oceanos, atmosfera e características terrestres.
Quem não gosta de girar o globo no Google Earth? Não minta. Eu sei que você faz. O Google Earth oferece uma interface com imagens atualizadas de satélite e aéreas ao nosso alcance gratuitamente. A conveniência de saber sua localização antes de ir com o Street View é alucinante. Quem diria há décadas que você poderia viajar pelo mundo comendo nachos no conforto da sua casa.
Oceanografia
Os derramamentos de óleo têm efeitos profundos na vida marinha e no meio ambiente. Um derramamento de óleo requer uma resposta rápida para que o óleo não se disperse. Os satélites podem maximizar a busca por manchas de óleo. Os satélites não apenas podem determinar a extensão dos derramamentos de óleo, mas também podem identificar a direção e a taxa de movimento do óleo. Este modelo de computador usa previsões de corrente, oceano e clima, também obtidas por sensoriamento remoto.
Ver as algas crescerem é tão divertido quanto ver a tinta secar . Mas você pode aprender muito sobre a saúde de um lago estudando as algas. É um indicador da quantidade de nitrogênio e fósforo que está sendo alimentado no lago. Reduzir os nutrientes é importante porque afeta as economias locais como a pesca e o turismo. É por isso que a NASA está usando sensores hiperespectrais para aprender as propriedades bioquímicas da proliferação de algas e até mesmo prever suas localizações como parte do Projeto Lake Erie da NASA: Crescimento de Algas .
A água cobre 70% da Terra com a maior parte nos oceanos. E as correntes oceânicas conectam todos os oceanos principalmente impulsionadas pelos ventos na superfície. Mas, bem abaixo da superfície, as correntes de controle de salinidade e temperatura. Os satélites podem obter uma enorme riqueza de informações sobre as correntes e a circulação oceânicas. Análises da corrente da superfície do oceano – em tempo real (OSCAR) é um conjunto de dados de circulação global do oceano quase em tempo real baseado na NOAA e na altimetria do nível do mar da NASA, ventos de superfície e temperatura da superfície do mar.
Nos dias de hoje, temos a maior parte do mundo mapeado. O mundo está ao nosso alcance com uma ampla variedade de aplicativos de mapeamento de código aberto. O próximo desafio é mapear o fundo do oceano. Os satélites CryoSat-2 da ESA e Jason-1 da NASA reuniram a imagem mais completa do fundo do oceano e das características do subsolo. A atração da gravidade revela montanhas subaquáticas e a topografia do fundo do mar.
Mergulhe em um oásis de vegetação marinha usando o canal costeiro do Worldview. Por causa de seu nível mais fino de penetração espectral em áreas costeiras, os recifes subaquáticos e o mapeamento batimétrico proporcionam algumas aplicações exclusivas de sensoriamento remoto.
O carregamento de sedimentos é um dos fatores antropogênicos mais profundos em sistemas aquáticos. Afeta setores como turismo, pesca e funcionamento ecológico. Seria útil entender exatamente onde os sólidos suspensos entram e saem. A refletância da água nas imagens de satélite aumenta com mais sólidos em suspensão. Mas, para monitorar a carga de nutrientes, precisamos de cobertura contínua e análise temporal.
Sociedade
O comércio sexual global é um crime internacional crescente, no qual os direitos de uma pessoa são violados por meio da exploração comercial. Freqüentemente involuntário, o fluxo do tráfico humano foi rastreado usando as últimas imagens de satélite da NASA. O fluxo do tráfico humano costuma cruzar fronteiras e é feito secretamente. O sensoriamento remoto torna possível superar essas barreiras e fornecer evidências para o tráfico de pessoas em todo o mundo.
O sensoriamento remoto está explorando alguns dos fatores determinantes que contribuem para a pobreza. Os governos podem obter uma imagem clara da pobreza e fornecer apoio concentrado aos necessitados. Estudos têm mostrado como o uso agrícola, os recursos naturais e outros fatores ambientalmente determinados se relacionam com a pobreza. Os pesquisadores avaliam todos esses fatores contribuintes com o sensoriamento remoto.
O nascimento da epidemiologia veio logo após Jon Snow mapear a propagação da cólera a partir de um cano contaminado em 1854. Ironicamente, este foi também o nascimento dos Sistemas de Informação Geográfica. Existe uma conexão clara entre epidemiologia e geografia. Algumas doenças são mais adequadas ao clima, uso da terra e ar. As aplicações de sensoriamento remoto em saúde usam esses dados de sensoriamento remoto e modelos de previsão para compreender os processos epidemiológicos.
O sensoriamento remoto pode dar uma visão aprofundada de reinos eremitas como a Coreia do Norte. O sensoriamento remoto possibilita o que alguns viajantes talvez nunca verão na vida. Fazendas de avestruzes, cervejarias, torres – tudo exclusivamente norte-coreano. Mas os satélites também permitem ver o lado escuro da Coreia do Norte. Para aqueles que desejam escapar da Coreia do Norte, eles são enviados para campos de prisioneiros. Esses acampamentos são vistos claramente do céu.
Os governos querem os primeiros sinais de alerta de fome para fornecer alimentos adequados às áreas carentes. Os primeiros sinais de alerta para a fome foram desenvolvidos, incorporando o crescimento da vegetação e a previsão do rendimento das safras. Inundações e secas podem ser melhor compreendidas com satélites como SMAP e SMOS. Os satélites de sensoriamento remoto vão de mover – se em órbita para mover nossa compreensão da fome global.
Os planejadores urbanos querem saber o crescimento e a distribuição da população para otimizar o desenvolvimento e melhorar o bem-estar dos cidadãos. A mudança no uso da terra pode ser modelada para fornecer uma medida precisa do crescimento populacional. Além de ser preciso, a cobertura do solo forneceu mais detalhes para a distribuição do crescimento populacional nas cidades e setores censitários.
A água é a necessidade mais básica da vida. Mas quase 1 bilhão de pessoas vivem sem água potável. O primeiro passo para resolver esse problema é identificar as áreas que precisam de água. Imagens de satélite de alta resolução espacial podem realmente diferenciar onde existe escassez de água. Este é o ponto de partida de um plano de ação. Aplicações simples de sensoriamento remoto, como mapas básicos, podem afetar positivamente a vida de milhões ao estabelecer onde e quem precisa de recursos essenciais como a água.
Qual é o tamanho do protesto? É algo que os jornalistas sempre querem saber porque quantifica a força das opiniões das pessoas sobre um determinado assunto. Contar cada cabeça em um protesto pode fazer você dormir, como acontece com as ovelhas . Com diferentes resoluções espaciais, você pode pelo menos ver o quão grande é a multidão. Mas para fornecer a melhor estimativa, você precisa da área e densidade dos manifestantes – ambas podem ser obtidas aproximadamente por dados de sensoriamento remoto.
As atrocidades geralmente resultam em uma mudança de ambiente, destruição de edifícios e migração de pessoas. Eles podem ocorrer em áreas secretas com regimes militares que restringem o acesso. Por essas razões, as aplicações de sensoriamento remoto e imagens estão de olho em atos atrozes. GaTHR (Tecnologia Geoespacial para Direitos Humanos) está usando essa abordagem para ajudar as vítimas. Especificamente, o sensoriamento remoto por satélite fornece as evidências legais para ajudar na coordenação e na prevenção de atividades ilegais futuras.
Se você construir, eles virão . Bem, realmente não no caso das “cidades fantasmas” da China. Algumas das imagens de satélite mais peculiares mostram a construção de apartamentos, shoppings e outras amenidades. Mas praticamente ninguém mora lá. Os economistas estão de olho na China para impulsionar o crescimento econômico global. O que eles descobriram é que os números do PIB e do emprego podem ser enganosos, se os recursos estão sendo indevidamente alocados a setores sem demanda. Os satélites podem indicar o quão real ou artificial é o crescimento econômico.
Uma solução para rastrear refugiados e as condições do campo é com imagens de satélite. O Alto Comissariado das Nações Unidas para Refugiados (ACNUR) queria fornecer ajuda e serviços aos refugiados sudaneses em Tongo. Eles precisavam de uma compreensão clara da situação nos campos de refugiados de Tongo . O ACNUR mapeou o influxo de refugiados, agricultura, hidrovias e infraestrutura usando imagens de satélite. Como resultado, o ACNUR conseguiu administrar e distribuir melhor a ajuda onde era mais necessária.
Temos visto um número crescente de pessoas migrando de áreas rurais para áreas urbanas. A urbanização está ligada à industrialização. 50% das pessoas agora vivem em áreas urbanas e, de acordo com as Nações Unidas, esse padrão vai continuar. A urbanização é um fenômeno interessante que pode ser visto claramente como superfícies impermeáveis de satélites.
Transporte
Quão seguras são suas estradas? Os planejadores de transporte têm seguido alguns conselhos práticos sobre estradas não pavimentadas. Com a integração de sensoriamento remoto e GIS, veículos aéreos não tripulados estão fornecendo respostas sobre detecção de buracos, análise de tábuas de lavar e condições de copa para estradas não pavimentadas. Com precisão de centímetros, as condições das estradas rurais podem ser avaliadas e inventariadas, economizando tempo e dinheiro.
Se o carro autônomo do Google fosse parado pela polícia, como isso reagiria? O primeiro segredo por trás do carro é o LiDAR, que detecta pedestres, ciclistas, sinais de parada e outros obstáculos. Junte isso a um GPS, medições inerciais e um software realmente sofisticado e você terá um carro que dirige sozinho.
Um conselho construtivo é cobrir mais terreno com dados de sensoriamento remoto. A cidade de Solvang, Califórnia, está levando muito a sério seus problemas de gerenciamento de estradas. Em uma tomada completa, obras públicas usaram imagens de satélite para localizar pavimentos danificados. O público é melhor atendido, pois as equipes sabem exatamente quais estradas precisam desesperadamente de reparos.
Os governos têm pressionado os veículos para atender aos padrões de emissão. Os satélites podem monitorar a economia de combustível e os padrões de emissão com o mínimo de interferência do céu. O sensoriamento remoto multiespectral pode medir as emissões dos veículos, como CO, HC e NO. Têm sido discutidas ideias para impor sobretaxas com base na distância percorrida e em equipamentos com manutenção inadequada. Os satélites oferecem uma oportunidade de ouro para controlar a poluição dos veículos motorizados.
Os planejadores urbanos, equipes de emergência e sistemas de navegação exigem redes viárias atualizadas. À medida que novos bairros surgem, é desafiador manter os bancos de dados da rede de estradas atualizados. Uma abordagem usando imagens multiespectrais e classificação baseada em objetos automatizou o tedioso processo de geração de redes rodoviárias. Um dos principais desafios tem sido diferenciar estacionamentos de estradas.
O controle de tráfego aéreo direciona as aeronaves do solo para evitar colisões e melhorar o fluxo do tráfego. Infelizmente, há dólares excessivos e emissões desperdiçadas em rotas ineficientes. A próxima geração de tráfego aéreo passa de um radar baseado em solo para um sistema GPS baseado em satélite. O novo sistema de controle de tráfego aéreo visa melhorar as rotas, reduzir atrasos no tráfego e economizar dinheiro. Também pretende auxiliar os aviões a pousar mais rapidamente e ajudar a navegar no clima com o uso de satélites.
Nossas populações crescentes e a urbanização levaram a um aumento do tráfego nos centros urbanos. Os engarrafamentos significam desperdício de combustível e tempo. Os sistemas de medição do solo fornecem volumes de tráfego extremamente precisos, mas são limitados a estradas selecionadas. A densidade do tráfego está sendo monitorada por meio da detecção de alterações. Os analistas de tráfego podem comparar duas imagens de satélite com pequenos atrasos. Isso mostra o movimento do tráfego em uma imagem maior.
Clima
Jogadores de golfe, fazendeiros, pilotos, engenheiros e planejadores de turbinas eólicas precisam de informações precisas sobre o vento. Balões meteorológicos e GPS são uma boa maneira de fazer isso. Mas não é a única maneira. O difusômetro QuickSCAT da NASA e o vento LiDAR também estão fazendo essas observações de vento em grande escala.
Os aplicativos de sensoriamento remoto, como previsão e monitoramento do tempo, são de fundamental importância para empresas, atletas e turistas. Em 1975, o Satélite Geoestacionário de Ambiente Operacional (GOES-1) foi lançado para coletar vento, temperatura e outros dados atmosféricos. Mas o GOES-1 estava limitado a uma pequena porção da Terra. Muita coisa mudou desde então. Estamos agora no GOES-12, 13, 14 e 15 com resolução temporal, espectral, espacial e radiométrica aprimorada.
Algumas cidades são tão poluídas que é o equivalente a fumar um maço de cigarros todos os dias . 80% dessas cidades superpoluídas estão na China. Um dos principais poluentes é o monóxido de carbono. O monóxido de carbono é incolor para o olho humano, mas não para o MOPITT (medições de poluição na troposfera) no satélite Terra da NASA. O MOPITT usa um espectrômetro para medir a radiação infravermelha crescente na baixa atmosfera.
Quando partículas carregadas do sol são capturadas no campo magnético da Terra, elas se chocam com os gases de nossa atmosfera. As diferentes cores que vemos são de gases diferentes. Se você assistiu a Aurora Boreal do solo, pode tentar de cima. Um dos vídeos mais surreais é assistir a visão da Estação Espacial Internacional da Aurora Boreal .
Albedo mede a porcentagem de luz solar refletida. Uma superfície mais escura aquece rapidamente e absorve a luz solar . Superfícies mais brilhantes como a neve refletem muita luz do sol de volta para a atmosfera. Albedo é um componente chave no orçamento de radiação da Terra. Para calcular o albedo total, a cada tipo de cobertura do solo é atribuído um valor de albedo. Multiplique o albedo pelo tipo de cobertura do solo e some para medir o albedo total.
Energize sua busca por intermináveis entradas de painéis solares. Se você fosse escolher um único local em qualquer lugar da Terra para instalar um painel solar, teria que ser o mapa Global Horizontal Irradiance (GHI). GHI mede a taxa de energia solar total recebida na superfície da Terra em watts por quilômetro quadrado. Décadas de dados de satélite (derivados de GOES e Meteosat) geraram esses dados com um erro padrão de apenas 5%. Esses dados de sensoriamento remoto trazem algum calor sério.
Exemplos de sensoriamento remoto no resumo
As informações de satélite são de fundamental importância se quisermos resolver alguns dos maiores desafios de nosso tempo.
Para questões como mudanças climáticas, recursos naturais, gestão de desastres e meio ambiente, o sensoriamento remoto fornece uma riqueza de informações em uma escala global. O que obtemos são respostas para esses problemas, para que possamos tomar decisões informadas.
Existem infinitas possibilidades de benefícios para a sociedade com o sensoriamento remoto. Com maior resolução espacial, espectral e temporal, o futuro do sensoriamento remoto é promissor.
Se vamos enfrentar alguns dos maiores desafios da Terra no futuro próximo, precisamos de sensoriamento remoto para cobrir tanto terreno.
Obrigado a @NASA_Landsat pelo Tweet!
… E graças ao NASA Terra Satellite !
Recursos adicionais
http://digitalglobe.com/resources/case-studies
http://earthobservatory.nasa.gov
http://ecognition.com/solutions
https://gisgeography.com/remote-sensing-applications/ em 07/01/2022
