SATELITE QUICK BIRD 2.

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SATELITE QUICKBIRD
Resumo
 Imagens de alta resolução espacial podem ser utilizadas para a obtenção de informações e dados para os planejamentos urbanos e ambientais, a fim de melhorar a qualidade de vida da população e preservação da natureza. É necessário que as imagens e dados de uma determinada área sejam registrados. Distorções existentes nas imagens de alta resolução espacial impedem a sobreposição direta de documentos cartográficos regulares. O trabalho apresentado é parte integrante de uma pesquisa sobre o satélite Quick Bird, mostrando aqui as suas especificações técnicas e algumas imagens retiradas por este mesmo satélite.
Palavras chave: Satélite QuickBird; Imagens orbitais; Alta resolução espacial.
ABSTRACT
 Images of high space resolution can be used for the obtaining of information and data for the urban and environmental plannings, in order to improve the quality of life of the population and preservation of the nature. It is necessary that the images and data of a certain area are registered. Existent distortions in the images of high space resolution impede the direct sobreposição of regular cartographic documents. The presented work is integral part of a research on the satellite Quick Bird, showing their technical specifications here and some images removed by this same one satellite.
Words key: Satélite QuickBird; orbital Images; High space resolution.
1. INTRODUÇÃO
 A expressão “sensores de alta resolução” foi cunhada para se referir a sensores que, colocados em órbita, permitem adquirir imagens da superfície terrestre com resolução espacial menor que 5 metros.
 Essa tecnologia já era amplamente utilizada e desenvolvida para aplicações militares, mas não se encontravam disponível para aplicações civis até meados da década de 1990. Com a dissolução do bloco soviético e o fim dos conflitos geopolíticos, o governo americano autoriza empresas privadas a construir e operar satélites para obterem imagens digitais de alta resolução espacial com objetivos comerciais.
 O primeiro satélite a transportar um sensor de alta resolução foi o EarlyBird lançado em 1997, sensor com capacidade para adquirir imagens panocromáticas com resolução de 3 metros, e multiespectral com resolução de 15 metros. 
 Embora tenha sido lançado com sucesso, houve problemas de potência, e em abril de 1998 foi abandonado. Deixando uma janela aberta para sistemas de alta resolução da ordem de 3 metros já estava sendo ocupada por outras empresas, a EarthWatch passou a focalizar o desenvolvimento de sistemas sensores capazes de detectar alvos centimétricos. Em novembro de 2000, a EarthWatch lançou o primeiro satélite (QuickBird I)como mostra a figura1, com capacidade de identificar alvos centimétricos, mas, novamente não obteve sucesso.
Figura 1- Imagens do lançamento do satélite QuckBird
Fonte:< https://www.google.com.br/search?q=imagens+do+satelite+quickbird> acesso em 02/09/2018
 Paralelamente, a Space Imaging fazia um esforço tremendo para a construção do satélite Ikonos, que possuía um sistema capaz de adquirir imagens de 1 metro na resolução espacial e pancromático, e 3 metros no multiespectral, mas o seu lançamento em 1999 também falhou. Em setembro de 1999 um segundo satélite rebatizado de Ikonos foi lançado com sucesso, se tornando o primeiro satélite comercial de imagens de alta resolução.
 E finalmente em 2001, a DigitalGlobe lançou o segundo satélite da serie QuickBrid com sucesso, com uma resolução espacial e pancromática de 61 centímetros, e 2,44 metros no modo multiespectral. O sensor abordo do satélite QuickBird tem a vantagem de recobrir uma faixa de imageamento maior, o que permite obter, em uma única cena uma região geográfica maior, e uma resolução espacial que aproxima suas imagens a dos sistemas fotográficos. Como mostra a figura 2. 
Figura 2- imagem do satélite QuickBird 
Fonte < https://www.google.com.br/search?q=imagens+do+satelite+quickbird> acesso em 02/09/2018
 O satélite Quick Bird pertence a uma nova geração de satélites contendo sistemas de sensores de alta resolução espacial, cujos dados adquiridos apresentam qualidade e alta precisão. O primeiro satélite da serie não obteve sucesso no lançamento, ocorrido no ano de 2000, lançado em outubro da base da força aérea da Califórnia, EUA.
 Em 2001, foi lançado com grande sucesso pelo veículo lançador Delta II da base aérea de Vandenberg, na Califórnia no mês de outubro. Apresentando uma resolução espacial que é capaz de obter imagens em amplas faixas de imageamento, com cenas de 16,5 km x 16,5 km, opera nos modos pancromático e multiespectral, nas faixas do visível e infravermelho próximo. 
 O satélite Quick Bird é cronologicamente o primeiro satélite de altíssima resolução da digital Globe e é uma ótima solução para imageamento sem estereoscópia. Possui amplo catálogo de dados adquiridos, tem muitos méritos pela sua qualidade geométrica e radiométrica.
 O QuickBird gira à volta da Terra a uma distância de 600 km (cerca de 372 milhas). O seu sensor possui uma câmara de alta resolução reúne imagens da superfície da Terra durante o dia. Conseguindo captar anualmente mais de 75 milhões de quilómetros quadrados de dados de imagens, mais de três vezes o tamanho da América do Norte. Os dados contribuirão para aplicações de cartografia, planeamento agrícola e urbano, investigação meteorológica e vigilância militar.
 O sistema recolhe dados pancromáticos de 61 centímetros e estereoscópicos multi-espectrais de 2,5 metros. Construído para cobrir grandes áreas com grande eficácia e precisão.Logo abaixo se uma comparação de uma foto tirada pelo satélite Quick Bird e a outra tirada de um avião.
Figura 3- imagem de comparação de qualidade.
Fonte :https://www.google.com.br/search?q=imagens+do+satelite+quickbird acesso em 03/09/2018
2. SATELITE QUICK BIRD
 O QuickBird foi lançado na orbita de sol-síncrona com inclinação de 980, altitude de 450 km e período de 93,4 minutos. O satélite é o primeiro de uma constelação de satélites que está sendo desenvolvida para oferecer aos clientes de imagens de alta resolução os melhores produtos do mercado, possuindo um tempo de revisita médio de 1,9 a 10 dias, dependendo da latitude e do ângulo de visada considerados. Além disso, o satélite apresenta capacidade de visada de 544 km e coleta imagens com 16,5 km de largura, com ângulos de visada que podem variar de 0º a 45º. Com um sensor abordo que fornece imagens com resolução espacial de 60 cm na banda pancromática e 2,44 cm nas quatro bandas multiespectrais.
A figura 4 mostra algumas características físicas do satélite.
 
Figura 4. Características físicas do satélite QuickBird
Fonte < https://www.google.com.br/search?q=imagens+orbitais+do+satelite+quick+bird> acesso em 04/09/2018
3. AQUISIÇÃO E COMERCIALIZAÇÃO DE IMAGENS.
 Cada satélite possui especificações comerciais próprias a cerca do calculo das imagens (numero de cenas ou área nominal), disponibilidade (acervo ou nova coleta), tipos de imagens (monoscopicas, resolução espacial ou pancromática), restrições quanto a áreas e faixas mínimas comercializadas, ângulos de aquisição das imagens e restrições quanto à cobertura de nuvens. De acordo com a global geo., para realizar uma cotação para um polígono de interesse especifico, deve-se enviar um arquivo KMZ ou SHP (de preferência em projeção geográfica e datum wgs84) com a delimitação do polígono e informando os seguintes dados:
Satélite, sensor, escala de trabalho e aplicação das imagens.
Período (intervalos de datas) que necessita da disponibilidade das imagens.
Tipo de imagens.
Monoscópicas ou pares estéreos.
Composição de bandas.
 São consideradas como aptas para a utilização, todas as imagens a serem adquiridas mediante a programação do satélite que apresentem percentual de nuvens não superior a 15% em relação à área total do polígono de interesse. Osprodutos podem ser comprados diretamente da digital globe ou de um de seus revendedores, os valores podendo variar de acordo com:
Área nominal do polígono de interesse.
Disponibilidade.
Os tipos de imagens.
 No caso de imagens adquiridas por sensores abordo do satélite QUICKBIRD, o preço é de 35 reais por quilômetros para imagens coloridas com resolução espacial de 60 centímetros, com bandas R, G e B. Para produtos com bandas espectrais R, G, B e IR, o preço vai para 42 reais por quilometro quadrado.
Figura 5: comparação de imagens
Fonte < https://www.nasa.gov/vision/earth/lookingatearth/indonesia_quake.html> acesso em 05/09/2018
4. Especificações Técnicas
Figura 6: tabela 1.
Fonte < https://www.google.com.br/search?q=imagens+orbitais+do+satelite+quick+bird> acesso em 04/09/2018
5. CARACTERÍSTICAS
Figura 7- tabela 2. Dados do satelite quickbird
Fonte < https://www.google.com.br/search?q=imagens+orbitais+do+satelite+quick+bird> acesso em 04/09/2018
 Independentemente do tipo de sensor, quando recebemos uma tabela com as especificações dos dados desse sensor, temos uma lista de características fornecidas pela agencia fornecedora dos dados. Dentre elas se destacam as resoluções espacial, espectral e radiométrica. 
 Um dos componentes mais importantes na definição da resolução final de um sensor é o poder de resolução (resolving power) do sistema óptico. O poder de resolução é um indicador da menor distância entre dois pontos de igual intensidade luminosa em que estes possam ser identificados como distintos.
6. Principais Aplicações das imagens Quickbird:
Gerenciamento de avaliação de riscos
Publicações de mapas com ênfase nas áreas urbanas,
Mapeamentos urbanos e rurais que exigem alta precisão dos dados
Mapeamentos urbanos
Aplicações gerais em sistemas de informação geográfica
Uso e ocupação do solo
Estudo de áreas verdes urbanas
Estimativa de colheitas e demarcações de propriedades rurais
Laudos periciais em questões ambientais
Como mostra as fotos logo a seguir:
Figura 8 - Quick Bird, PSM 0,60 m colorido, área rural.
Fonte:< http://www.engesat.com.br/imagem-de-satelite/quick-bird/ > acesso em 01/09/2018 
Figura 9- Quick Bird, PSM, 0,60 m colorido, Aeroporto de Ribeirão Preto, SP
Fonte< http://www.engesat.com.br/imagem-de-satelite/quick-bird/> acesso em 02/09/2018
 
7. Conceitos básicos de resoluções
7.1. Resolução espacial
 As minúcias que podem ser distinguidas em uma imagem dependem da resolução espacial do sensor, e representam a menor feição passível de detecção pelo instrumento em questão.
 Nos sensores ópticos a resolução espacial depende do campo de visada do sensor (Field for view) e do campo de visada instantânea do inglês instantâneous Field Of View (IFOV).
 O IFOV é o ângulo de visibilidade instantânea do sensor e determina a área da superfície terrestre que é “vista” por ele. O tamanho da área vista no terreno é determinada pelo IFOV e pela distancia do sensor à superfície imageada. 
O IFOV pode ser utilizado para calcular a resolução espacial da imagem a partir da equação 1:
D = Hβ (1)
Onde:
D = diâmetro do elemento de amostragem no terreno (em metros);
H = altura da plataforma (em metros);
β = IFOV (em radianos).
O IFOV por sua vez, pode ser obtido através da equação 2:
IFOV = radianos
Onde:
D = dimensão do detector (metros);
 = distancia focal do sistema óptico (metros).
7.2. Resolução radiométrica
 A resolução radiométrica de um sensor descreve sua habilidade de distinguir variações no nível de energia refletida, emitida ou retroespalhada que deixa a superfície do alvo. Esta energia apresenta diferenças de intensidades continuas, as quais precisam ser detectadas, registradas e reproduzidas pelo sensor.
 Quanto maior for à capacidade do sensor de distinguir diferenças de intensidade do sinal, maior será sua resolução radiométrica. 
7.3. Resolução espectral
 A resolução espectral é uma medida da largura das faixas espectrais e da sensibilidade do sistema sensor em distinguir entre dois níveis de intensidade do sinal de retorno (resolução radiometrica). Por exemplo, um sistema sensor que opera na faixa de 0,4 a 0,5 µm tem uma resolução espectral maior que um sensor que opera na faixa de 0,4 a 0,6 µm. este sensor será capaz de registrar pequenas variações no comportamento espectral em regiões mais estreitas do espectro eletromagnético. 
7.4. Resolução temporal
 É o intervalo de tempo que define a órbita do sensor. (exemplo: 16 dias, 2 dias, etc...). 
A figura 10 mostra uma imagem multiespectral de cores falsas de 2,44 metros do vulcão Miyake-jima. 
Figura- 10
Fonte< http://www.engesat.com.br/imagem-de-satelite/quick-bird/> acesso em 02/09/2018
A figura-11 mostra a qualidade de uma imagem de satélite que exibe a cidade de Zurique, localizada na parte alemã da Suíça. Ele foi adquirido pelo satélite Quickbird em 16 de agosto de 2002 e foi adaptado a uma incrível resolução no solo (nível de detalhes) de 60 centímetros por pixel.
Figura- 11. Cidade de Zurique
Fonte < https://www.earthobservatory.nasa.gov/images/4355> acesso em 05/09/2018
8. Conclusão 
	O Satélite Quick Bird teve uma grande importância no desenvolvimento de novas tecnologias de sensoriamento remoto comercial, durante os anos que permaneceu ativo devido a sua altíssima resolução proporcionou aplicação nas mas diversas áreas e contribuiu na compreensão da humanidade e do planeta que está em constante modificação.
Referencias:
http://www.engesat.com.br/imagem-de-satelite/quick-bird/
http://www.geopx.com.br/produtos/13/quickbird
http://www.ufrgs.br/engcart/PDASR/sensores.html
http://www.esa.int/SPECIALS/Eduspace_PT/SEM9HE65P1G_0.html
Livro de sensoriamento remoto princípios e aplicações, de Evlyn M. L.
https://prezi.com/ea2yw7zmuw_b/quickbird/
http://mundogeo.com/webinar/senografia2011/sr_penna.pdf
https://www.earthobservatory.nasa.gov/images/4355