Espectro Eletromagnético
&
Intervalos Espectrais utilizados em Sensoriamento Remoto
Equipe:
Eduardo de Morais Lima Melo Margareth Maria José de Oliveira Osny Ferreira da Silva
Prof: Giovanni Araújo Boggione
Maio / 2003Capa
Estudo do EEM; Intervalos espectrais; Fontes de radiação; Aplicações praticas; Aplicações em Sensoriamento Remoto; Limites sem definição padrão.
Resumo
02:31
O conhecimento de Espectro Eletromagnético; Importância para o Sensoriamento Remoto
m km
M hzG hzThzPhzEhzZhz
cm m m nm pm Aº
O ndas de Rad io Largo
Baixa
f A ltaf
Curto
Infraverm elhoU ltraVio leta Visive lRa ios-XRaios G am a M icroondas
10 -12
1020 1018 1016 1014 1012 1010 108 106 104
10 -8 10 -6 10 -4 10 -2 1 1 0 2 104
m
Introdução
02:31
A Radiação EletromagnéticaImportância;Radiação Solar;
A Radiação Eletromagnética
Fontes terrestres; Toda matéria a uma temperatura superior ao zero
absoluto, emite radiação; Qualquer fonte de EEM é caracterizada pelo seu
espectro de emissão; A REM é caracterizada pelo seu comprimento de
onda e freqüência.
Unidades de MedidaComprimento de Onda
km 1000 m KilometroM 1 m Metrocm 0,01m Centímetromm 0,001 m Milímetro m 0,001 mm = 10-6m Micrometronm 0,000 001 mm = 10-9m NanômetroAº 0,000 000 1 mm = 10-10m Angstrom
pm 0,01 Aº = 10-12m Picometro
FreqüênciaHz 1 ciclo por segundo Hertz
Khz 1000 Hz = 103 Hz KiloHertz
Mhz 1000 Khz = 106 Hz Megahertz
Ghz 1000 Mz = 109 Hz Gigahertz
Thz 1000 Gz = 1012 Hz Terahertz
Phz 1000 Tz = 1015 Hz Petaherz
Ehz 1000 Pz = 1018 Hz Exahertz
Aplicação em Sensoriamento Remoto
Processos de emissão, absorção, reflexão e transmissão;
Assinatura Espectral.
O Espectro Eletromagnético
Spectrum do latim fantasma ou aparição; Conjunto de Comprimentos de onda e faixas
de freqüência; As ondas eletromagnéticas no vácuo tem a
mesma velocidade; Fisicamente não há intervalos;
Intervalos Espectrais
Ondas de Rádio;Radiação Microondas;Radiação Infravermelha (IR - infrared);Radiação Visível;Radiação Ultravioleta (UV);Raios-X;Raios Gama.
m km
M hzG hzThzPhzEhzZhz
cm m m nm pm Aº
O ndas de Rad io Largo
Baixa
f A ltaf
Curto
Infraverm elhoU ltraVio leta Visive lRa ios-XRaios G am a M icroondas
10 -12
1020 1018 1016 1014 1012 1010 108 106 104
10 -8 10 -6 10 -4 10 -2 1 1 0 2 104
m
Ondas de Rádio m km
M hzG hzThzPhzEhzZhz
cm m m nm pm Aº
O ndas de Rad io Largo
Baixa
f A ltaf
Curto
Infraverm elhoU ltraVio leta Visive lRa ios-XRaios G am a M icroondas
10 -12
1020 1018 1016 1014 1012 1010 108 106 104
10 -8 10 -6 10 -4 10 -2 1 1 0 2 104
m
VHF
HF
LF
VLF
1 m
C. O nda (metros)
Frequência (MHz)
30 KHz
300 KHz
3 MH z
30M Hz
300MHz
O ndas de R ád io
Baixa Freqüência, longo Comprimento de onda; Freqüência de alguns Hz até 300 Mhz; Comprimento de onda de muitos Km até 1m; Fonte: Osciladores Eletrônicos; Aplicação Geral: Radio, Televisão, radares, etc... Não possui aplicação em Sensoriamento
Remoto.
Radiação Microondas m km
M hzG hzThzPhzEhzZhz
cm m m nm pm Aº
O ndas de Rad io Largo
Baixa
f A ltaf
Curto
Infraverm elhoU ltraVio leta Visive lRa ios-XRaios G am a M icroondas
10 -12
1020 1018 1016 1014 1012 1010 108 106 104
10 -8 10 -6 10 -4 10 -2 1 1 0 2 104
m
Celurares Banda-A-D-C-D
Comunicação por satélites moveis ou fixos
Banda Sub-m ilimétrica
Banda M ilimétrica
300 M HzUHF
SHF
EHF
VHFI
1 mC. Onda Frequência
1,8 GHz
31 GHz
300 G Hz
M icroondas São expressas em termos de Hertz e seus múltiplos;
Freqüência de 300Mhz até 300 Ghz; de 1m a 1mm; Fonte: Osciladores Eletrônicos; Aplicação Geral: Telefonia, TV via satélite,
radares, etc...;
Aplicação em Sensoriamento Remoto: Imageamento ativo por Radar; Grande interação com a textura dos
materiais; Complemento de informações obtidas em
outros comprimento de ondas; Imageamento noturno; Baixa atenuação por nuvens.
Radiação Infravermelha m km
M hzG hzThzPhzEhzZhz
cm m m nm pm Aº
O ndas de Rad io Largo
Baixa
f A ltaf
Curto
Infraverm elhoU ltraVio leta Visive lRa ios-XRaios G am a M icroondas
10 -12
1020 1018 1016 1014 1012 1010 108 106 104
10 -8 10 -6 10 -4 10 -2 1 1 0 2 104
m
Com prim ento de onda ( m )
IV R
efle
xivo
IV p
roxi
mo
IV m
édio
IV d
ista
nte
Term
al
In fraverm e lho (IR )
Detectada pela primeira vez em 1800; Medida por dispositivos que reagem a variação de
temperatura; de 0,7 mm até 100mm; Faixa 100 vezes maior que o visível; Limites e subdivisões não muito bem definidos; Duas categorias baseado nas propriedades de suas
radiações: IV Refletido e Termal;
O IV refletido é usada no Sensoriamento Remoto por ser muito parecida com a radiação visível;
O IV refletido e subdividida em IV próximo (NIR) e IV médio (MIR);
O IV Termal (FIR) é essencialmente radiação emitida da superfície da Terra na forma de calor;
Designação Abreviatura ( m)
IV próximo NIR 0,75 - 3
IV médio MIR 3 – 6
IV distante FIR 6 – 15
IV extremo XIR 15 - 1000
Fontes: Cerca de metade da Espectro Eletromagnético emitida pelo Sol é no IV;
Corpos a temperatura superior a 0º K emitem IV; Aplicações gerais: Controles remotos; Portas de automóveis; Visão noturna; Mísseis guiados por calor, etc...
Aplicações em Sensoriamento Remoto: Fornecem indícios importantes da estrutura das
folhas das plantas; Aplicações geológicas no MIR; Monitoramento da atividade industrial, através
analise da distribuição de calor; Monitoramento de queimadas; Condições de umidade do solo, etc...
Radiação Visível m km
M hzG hzThzPhzEhzZhz
cm m m nm pm Aº
O ndas de Rad io Largo
Baixa
f A ltaf
Curto
Infraverm elhoU ltraVio leta Visive lRa ios-XRaios G am a M icroondas
10 -12
1020 1018 1016 1014 1012 1010 108 106 104
10 -8 10 -6 10 -4 10 -2 1 1 0 2 104
m
Verm elho
Laranja
Am arelo
Verde
Azul
Violeta
0,700 m
0,620 m
0,592 m
0,578 m
0,500 m
0,446 m
0,400 m
R ad iação V is íve l
Luz branca: muitas cores sem que nenhuma predomine;
O olho-cérebro percebe o branco como uma vasta mistura de freqüências;
O olho humano não é capaz de analisar a luz em freqüências do mesmo modo que o ouvido analisa o som;
A cor não é uma propriedade da luz mas sim uma manifestação sensorial;
Fraca absorção na camada de ozônio;
A visão humana percebe freqüências de 430 Ghz (vermelho) a 700 Ghz (violeta);
É subdividida em: Vermelho, Laranja, Amarelo, Verde, Azul e Violeta;
O Azul, Verde e Vermelho são cores primárias; O Sol constitui a principal fonte de radiação; A radiação solar que chega é formada
principalmente por radiações IF, Visível e UV;
Aplicações em Sensoriamento Remoto: O Violeta e o Azul sofrem substancial atenuação
e são freqüentemente preteridos nas imagens de Sensoriamento Remoto;
Do Verde ao Vermelho até o NIR, sofrem pouca interferência da atmosfera, e fornecem indícios importantes sobre os materiais da superfície;
Vermelho é fortemente absorvido pela clorofila; Radiações podem ser registradas pelos
sistemas passivos por métodos fotográficos e de varredura;
Radiação Ultravioleta m km
M hzG hzThzPhzEhzZhz
cm m m nm pm Aº
O ndas de Rad io Largo
Baixa
f A ltaf
Curto
Infraverm elhoU ltraVio le ta Visive lRaios-XRaios G ama M icroondas
10 -12
1020 1018 1016 1014 1012 1010 108 106 104
10 -8 10 -6 10 -4 10 -2 1 1 0 2 104
m
0,38 m
0,3 m
0,2 m
0,1 m
U ltrav io le ta
UV proximo
UV distante
UV m áximo
Tem esse nome por anteceder ao Violeta visível; Ioniza o topo da atmosfera, criando a ionosfera; Produz alterações químicas na pela humana; A camada de ozônio absorve feixes letais de UV; Não percebida pelo olho humano; Abelhas e pombos reagem ao UV; entede-se de 0,01 a 0,38 m; Freqüência de 800 a 34.000 Thz O Sol é a principal fonte de geração de UV;
Aplicações Gerais: Poder bactericida; Algumas substancia emitem luz visível quando
expostas a radiação UV; Devido as suas propriedades de fluorescência e
fosforescência, são utilizadas para detectar fraudes (notas ou bilhetes falsificados);
Aplicação em Sensoriamento Remoto: É a porção do EEM de comprimento de ondas
pequeno utilizadas em Sensoriamento Remoto; A poluição marinha e principalmente minerais e
rochas, fluorescem e emitem luz visível quando expostos a radiação UV;
A forte atenuação atmosférica é um grande obstáculo a sua utilização;
Não é captada pelos métodos fotográficos, somente sensores de varredura registram imagens nesta faixa do espectro.
• As aves diurnas enxergam em cores e possuem cones com pigmentos sensíveis também a comprimentos de ondas mais curtos do que a luz visível: os beija-flores e pombos são capazes de detectar espectros do UV.
A esquerda vendo a flor com visão UV e a direita, como nósenxergamos
Raios X m km
M hzG hzThzPhzEhzZhz
cm m m nm pm Aº
O ndas de Rad io Largo
Baixa
f A ltaf
Curto
Infraverm elhoU ltraVio le ta Visive lRaios-XRaios G ama M icroondas
10 -12
1020 1018 1016 1014 1012 1010 108 106 104
10 -8 10 -6 10 -4 10 -2 1 1 0 2 104
m
100 Aº24 Phz
50.000 Phz 0,1 Aº
R a ios X Alta Freqüência, pequeno Comprimento de onda; Freqüência 24 a 50.000 PHz; de 1 a 100 Angstron, inferiores aos diâmetros
atômicos; Alto poder penetrante; São capazes de atravessar muitas substancias,
sendo detidas por outras, como o chumbo; São produzidos através da desaceleração de
partículas carregadas a alta velocidade;
Aplicações Gerais: Na Medicina, são utilizados para examinar ossos e
dentes, e no tratamento do câncer; Nos aeroportos para vistoria de bagagens; Na Industria metalúrgica, para detecção de
minúsculos defeitos ou fissuras; Investigação de autenticidade de obras artísticas; Pesquisa da estrutura da matéria. Por não conseguirem atravessar a atmosfera, não é
possível utiliza-los para SR.
Raios Gama m km
M hzG hzThzPhzEhzZhz
cm m m nm pm Aº
O ndas de Rad io Largo
Baixa
f A ltaf
Curto
Infraverm elhoU ltraVio le ta Visive lRaios-XRaios G ama M icroondas
10 -12
1020 1018 1016 1014 1012 1010 108 106 104
10 -8 10 -6 10 -4 10 -2 1 1 0 2 104
m
0,1 Aº50.000 Phz
R a ios G am a Altíssimas Freqüências e minúsculos
Comprimentos de onda; Freqüência acima de 50.000 PHz; inferior a 1 Aº, inferior aos diâmetros atômicos; Altíssimo poder penetrante; Não existe limite superior para esta faixa, acima dela
somente os Raios Cósmicos; Podem causar graves danos às células; São produzidos por desintegração natural ou
artificial de elementos radioativos;
Aplicações Gerais: Na Medicina são capazes de destruir células
cancerosas; Na astronomia, para obter informações sobre a vida
e morte das estrelas e outros fenômenos explosivos no universo;
Assim como os Raios X, são totalmente absorvidos pela atmosfera da Terra, não sendo útil para Sensoriamento Remoto.
Conclusão
O conhecimento do ELM possibilita importantes avanços em diversas atividades humanas;
Desenvolvimento de Técnicas e equipamentos na Medicina, na Astronomia, nas Telecomunicações, no uso militar e em inúmeras utilizações praticas;
Em Sensoriamento Remoto, é a principal informação para geração e analise dos dados coletados pelos sensores.
FIM
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