Usos e Aplicações

O Brasil é um país em escala continental, com mais de 8,5 milhões de quilômetros quadrados. Seu território compreende diferentes biomas, um sistema agrícola diversificado e complexos sistemas hidrológicos, energéticos, geológicos e topográficos. Além disso, o Brasil tem uma costa oceânica com mais de 7.000 km, e uma rede de cidades complexas que abriga mais de 80% de sua população. Há uma necessidade permanente de monitorar todos esses objetivos, especialmente dois deles: biomas e agricultura.

A vegetação natural do Brasil é muito diversa. Apenas dois biomas - Florestas Tropicais e Cerrados - cobrem mais de metade do território do país. Parte deles está constantemente sob pressão por atividades antropogênicas, como extração de madeira, agricultura, manejo de pastagens etc. Para acompanhar essas atividades é necessário monitorar sua dinâmica.

Um dos principais problemas ambientais no Brasil em relação aos biomas é o desflorestamento, especialmente na região amazônica. O governo e outras agências empreenderam muitos esforços para monitorar esse fenômeno antropogênico. Uma dessas iniciativas é a DETER (Detecção de Desmatamento em Tempo Real). O sistema DETER é uma contribuição do INPE para o plano de ação do Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações do Brasil através do Grupo de Trabalho Interministerial Permanente (GTPI) para reduzir os índices de desflorestamento da Amazônia Legal. Este sistema, em operação desde 2004, é uma importante ferramenta de alerta para monitoramento e controle do desflorestamento, especialmente para a Amazônia brasileira. O DETER utiliza dados com resolução espacial de 250 m a partir dos instrumentos MODIS - Espectro Radiômetro de Resolução Moderada de Imagem, a bordo dos satélites Terra e Aqua, dos Estados Unidos.

Como as imagens MODIS possuem resolução espacial de 250 m, o sistema DETER pode identificar apenas áreas de desflorestamento acima de 25 ha. Além disso, a cobertura das nuvens poderá também restringir o sistema para identificar o desflorestamento. Há evidências de que a área dos lotes de desflorestamento está diminuindo; assim, para monitorar essas áreas, são necessários sistemas de sensoriamento remoto com maior resolução espacial. Outro programa operacional dedicado ao monitoramento do desflorestamento na região Amazônica é o PRODES (Medição de Desflorestamento por Sensoriamento Remoto). Este sistema baseia-se em dados do tipo Landsat e visa medir a área desmatada usando dados de satélite. Como envolve a medição de área, utiliza dados com melhor resolução espacial (Landsat, CBERS, DMC etc.).

Ambos os sistemas - DETER e PRODES - são prejudicados pela alta frequência de nuvens sobre a região amazônica. Assim, para assegurar que o monitoramento e medição do desflorestamento seja viável, é necessário ter dados de sensoriamento remoto em resoluções espaciais e temporais compatíveis com esses fenômenos.

A agricultura é o segundo sistema que exige monitoramento por sensoriamento remoto de alta intensidade. A cadeia econômica da agricultura tem um papel muito importante no Brasil, uma vez que seu produto interno bruto é estimado em cerca de R$200 bilhões. A intensa e diversificada agricultura concede ao Brasil um relevante papel como fornecedor de alimentos no mundo. Alguns dos principais produtos deste setor são: café, soja, cana-de-açúcar, milho, algodão e citros, além de bovinos.

O principal calendário agrícola do Brasil coincide com a época de chuvas, portanto com alta probabilidade de cobertura de nuvens. As colheitas anuais (milho, soja, etc) têm um período bastante curto desde a semeadura até a colheita; exigindo assim várias imagens para cobrir todas as fases do ciclo de cultivo. Ambos os fatores - estação e limitado ciclo de crescimento - conferem uma probabilidade menor que a desejada de adquirir dados ópticos de sensoriamento remoto obtidos a partir de satélites. Os satélites com baixa frequência de imagem têm um uso limitado para análises detalhadas da agricultura; portanto, uma maior resolução temporal é requerida para que os sistemas de sensoriamento remoto sejam mais úteis como base operacional para aplicações agrícolas.

Tanto o desmatamento como a agricultura devem ser avaliados quantitativamente após a sua identificação. Para realizar medições de processo com precisão adequada, deve haver compatibilidade entre o tamanho dos campos e a resolução espacial dos dados de sensoriamento remoto. Em geral, os processos de desmatamento são fenômenos de grande escala, no entanto, se iniciam em pequeno tamanho e se desenvolvem rapidamente. Atualmente, a detecção do início do desmatamento é feita com baixa resolução espacial (tipicamente 250m), enquanto a medição é feita com dados entre 20 e 60m, compatível com um mapeamento escala 1: 250.000. Como mencionado anteriormente, a agricultura no Brasil é muito diversificada, passando de pequenas lavouras, usando práticas tradicionais, para culturas importantes, com uso de tecnologia de alto nível, o que, em geral, leva a grandes campos de cultivo. Assim, o sistema a ser concebido deve ter uma resolução espacial próxima aos sistemas de Landsat, CBERS, SPOT, etc.

Dois aspectos adicionais a serem considerados para essas aplicações são as resoluções espectral e radiométrica. Os sistemas ópticos projetados para análise de vegetação precisam ter faixas espectrais nas principais regiões espectrais: visível, NIR (infravermelho próximo) e, idealmente, na região SWIR (infravermelho de ondas curtas). No visível, espera-se que tenha duas bandas (azul e vermelho) ou três bandas (azul, verde e vermelho); uma banda em ambos os NIR e SWIR. Cada uma dessas regiões espectrais responde a fenômenos específicos e importantes da vegetação: química, estrutural e umidade. A resolução radiométrica deve ser suficiente para ajudar os usuários a discriminar diferenças sutis no brilho emergente de alvos especificos.

Uma vez que o Brasil tem uma longa história e compromissos para manter o monitoramento de seus vastos territórios florestados e grandes atividades agrícolas, há uma necessidade de continuidade do fornecimento de dados de sensoriamento remoto. Em geral, o escopo de aplicações de dados de satélite é mais amplo do que sua missão principal. Espera-se que os dados da Amazônia 1 possam ser úteis para atender a outras aplicações, como monitoramento de zonas costeiras, reservatórios de água, florestas naturais e cultivadas, desastres etc.