Planet x CBERS 4A: qual o melhor satélite?

Os satélites são instrumentos tecnológicos que permitiram ao homem ressignificar sua atuação em diversas áreas da ciência. As imagens obtidas por satélite, por exemplo, revolucionaram a análise, o mapeamento e a fiscalização do meio ambiente terrestre.

Um ponto chave desse tipo de Sensoriamento Remoto, é que cada satélite imageador (aquele que tem como produto final imagens) possui características específicas, tornando-o mais adequado a determinadas aplicações.

Essas características são as resoluções das imagens produzidas. Temos quatro principais resoluções: espectral, espacial, radiométrica e temporal.

ESPECTRAL A Resolução Espectral indica a sensibilidade do sistema sensor a diferentes comprimentos de onda da Radiação Eletromagnética (REM). Toda matéria a uma temperatura superior a zero absoluto emite radiação. Essa energia é caracterizada por seu espectro de emissão, o qual pode ser contínuo ou distribuído em faixas discretas. 

ESPACIAL A segunda resolução é a espacial. A resolução espacial significa basicamente o tamanho do pixel de uma imagem. Está é a menor parte de uma imagem. Sendo assim, a menor porção identificável de uma imagem. Portanto, a Resolução Espacial indica qual o tamanho dos objetos que serão discriminados facilmente na imagem. 

TEMPORAL Caracteriza o tempo de revisita da plataforma em uma área de interesse. De maneira mais fácil, seria o tempo que o sistema sensor demora para adquirir dados de um mesmo ponto na superfície terrestre.

RADIOMÉTRICA Esta resolução está associada à sensibilidade do sistema sensor em distinguir níveis de intensidade do sinal, no caso, a radiância. A Resolução Radiométrica diz respeito a um valor numérico associado a cada pixel, que representa a intensidade da radiância na área de coleta. Essa resolução é dada pelo número de níveis digitais, e o seu valor é representado em bits.   

Nesse documento falaremos sobre dois satélites o CBERS 4A e o Planet. Primeiro, abordaremos as características de ambos.

CBERS 04A

CBERS é um projeto que nasceu de uma parceria entre Brasil e China, com o intuito de produzir dados para o setor técnico-científico espacial. De início deveriam ser apenas 2 satélites (CBERS-1 e 2), mas atualmente o projeto já conta com seu sexto satélite: o CBERS 04A.

O satélite CBERS 04A possui câmeras para observações ópticas que permitem coletar dados de todo o globo terrestre. Ele possui três sistemas imageadores, dois de responsabilidade do Brasil e um da China: Câmera de Campo Largo (WFI), Câmera Multiespectral (MUX), Câmera Multiespectral e Pancromática de Ampla Varredura (WPM).

Imagem WPM (fusão da banda pancromática com as bandas multiespectrais) – Litoral Norte de São Paulo (Caraguatatuba, São Sebastião e parte de Ilhabela).

Fonte: INPE

A câmera MUX e a câmera WFI a serem utilizadas no CBERS 04A são as mesmas usada nos Satélites CBERS 3&4. A câmera WPM é a principal carga útil do CBERS 04A, sendo de responsabilidade chinesa. Ela foi desenvolvida para fornecer imagens com resolução panorâmica de 2m e resolução multiespectral de 8m.

Suas principais características são:

Características das câmeras do CBERS 04A:

Característica WMP MUX WFI Bandas

Espectrais 0,45-0,52 µm (B)

0,52-0,59 µm (G)

0,63-0,69 µm (R)

0,77-0,89 µm (NIR)

0,45-0,90 µm (PAN) 0,45-0,52 µm (B)

0,52-0,59 µm (G)

0,63-0,69 µm (R)

0,77-0,89 µm (NIR) 0,45-0,52 µm (B)

0,52-0,59 µm (G)

0,63-0,69 µm (R)

0,77-0,89 µm (NIR) Resolução 2 m

8 m 16,5 m 55 m Largura da

Faixa

Imageada 92 km 95 km 684 km Revisita 31 dias 31 dias 5 dias Quantização 10 bits 8 bits 10 bits   

As características dos sensores abordo do CBERS 4A permitem que o mesmo atenda diversas aplicações como: monitorar os desmatamentos, as queimadas, os níveis dos reservatórios, os desastres naturais, a expansão agrícola e o desenvolvimento das cidades, entre outras.

Planet

Planet é uma constelação composta por 150 nanossatélites. Essa constelação é capaz de obter imagens de qualquer área da terra. As imagens entregues para o usuário final são ortorretificadas, realçadas, mosaicadas e equalizadas.

Está disponível desde 2015, os outros lançamentos da constelação ocorreram em 2016, 2017, 2018 e 2019. Tanto na órbita da Estação Espacial Internacional (ISS) ou na órbita heliossíncrona (SSO).

O sensor dos nanosatélites apresenta quatros bandas espectrais (visível – RGB e infravermelho), possui resolução radiométrica de 12 bits e espacial de 3 metros.

Característica dos sensores Planet

   Característica WMP Bandas Espectrais 0,45-0,52 µm (B)

0,52-0,59 µm (G)

0,63-0,69 µm (R)

0,77-0,86 µm (Infravermelho próximo, podendo estar ausente em alguns satélites). Resolução 3 m

3,9 m Largura da Faixa Imageada De 20 a 24.6 km Revisita Diária Quantização 12 bits por pixel. Imagens visuais: com 8 bit, Análise com 16 Bit (veja as amostras abaixo)   

CBERS x Planet

A partir da elaboração do projeto CBERS podemos dizer que o Brasil conta com imagens de satélite com qualidade mundial, que podem ser utilizados de maneira assertiva para diversas aplicações. Já a constelação Planet é revolucionária por ser constituída de nanossatelites que permitem obter informações diárias da superfície terrestre.

O CBERS 4A apresenta duas vantagens de grande valia em relação ao Planet: sua resolução espectral e sua resolução espacial. A resolução espectral do CBERS 4A é sensível até os 1000 nanômetros de comprimento de onda do espectro eletromagnético. Para a resolução espacial, a vantagem é observada após processo de fusão de imagens do satélite que gera imagens multiespectrais de alta resolução espacial (2 metros).

Abaixo, uma das primeiras imagens do CBERS 4A (em LhaSa, no Tibete), depois de uma fusão entre a banda pancromática e as bandas multiespectrais, que permitem esse colorido.

Fonte: INPE

Nesse ponto, destacamos que o tamanho do pixel no solo (referente a resolução espacial), número de bandas e a taxa de revisita são os principais pontos na escolha de imagens para um estudo/análise técnica.

Assim, em relação as diferenças entre as imagens de ambos os satélites, podemos elencar alguns pontos:

As imagens da Planet têm 3 metros de resolução, enquanto as do CBERS têm 2 metros de resolução (após fusão);

As imagens da Planet possuem custo aquisitivo, já as do CBERS são de acesso gratuito;

A Planet gera imagens diariamente, enquanto as do CBERS são mensais, o que pode ser considerada uma vantagem da Planet para fiscalização

 de áreas.

A imagens Planet podem ser planejadas de acordo com a necessidade de quem quiser adquiri-las.

Gilberto Câmara, que é pesquisador colaborador e ex-diretor do INPE, fala que o grande problema dos satélites Planet é que a análise das imagens é baseada em interpretações visuais. “Aí é que mora o perigo. Para serem eficientes no monitoramento de grandes áreas, equipes que usam Planet teriam de ser bastante grandes, pois há muitas imagens, e bastante eficientes, pois a informação tem de ser produzida em tempo quase real. Esse é um desafio considerável”, em entrevista ao RDNews para falar sobre um contrato de imagens Planet para o estado do Mato Grosso.

Apesar disso, Gilberto cita que o melhor uso de imagens Planet é o feito pelo sistema MapBiomas Alerta, que usa esses dados para localizar novos desmatamentos em imagens Planet, o que funciona bem.

Para finalizar, é importante elencar que satélites como LANDSAT (EUA), SENTINEL (Europa) e CBERS (China-Brasil) têm câmeras de alta qualidade, com sinal estável.

Gilberto Câmara destaca que satélites mais “tradicionais” como o CBERS 4A, Landsat 8 e Sentinel produzem imagens com melhor qualidade pois são satélites grandes com sistemas de controle muito sofisticados, e que permitem a correção da órbita regulamente.

Em suma, a partir da necessidade do usuário, ambas as plataformas podem ser consideradas ou destacadas, tudo dependerá do que é requerido em projeto.