| Conceitos:

> Propriedades físicas do derramamento de óleo
> Tipos de interações do radar com a superfície da água
> Características da superfície
> Parâmetros de imagens RADARSAT ideais para o monitoramento de óleo
> Interpretação dos Alvos
> Interferometria


Propriedades físicas do derramamento de óleo

  • Manchas de óleo na superfície do oceano são responsáveis pela atenuação das ondas capilares curtas ( comprimento de ondas centrimétrico)
    • o óleo se espalha em camadas muito finas (microns de espessura)
    • o óleo é pouco visível a olho nu
    • o óleo aumenta a tensão superficial atenuando ondas capilares curtas
  • A velocidade do vento também pode causar uma variação da rugosidade entre a superfície do oceano e a mancha de óleo:
    • normalmente 3 m/s para 10 m/s (10 - 36 km/h)

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Tipos de interações do radar com a superfície da água

A energia emitida pelo radar interage com superfície da água de diferentes maneiras, gerando diferentes respostas nas imagens, dependendo da rugosidade da superfície da água, relacionada com a presença ou não de ondas, conforme ilustrados abaixo:

Superfície Calma
brisa leve, altura das ondas <0,3 m A interação da energia do radar é especular, ou seja, a superfície da água funciona como um espelho que reflete a energia emitida em direção oposta ao radar, que não registra nenhum sinal de retorno, tanto na superfície de óleo quanto na superfície sem óleo, ou seja, nesta situação o óleo não pode ser diferenciado da superfície do oceano.
Superfície de Rugosidade Moderada
brisa forte, altura das ondas < 3m Condição ideal para detecção do óleo, pois a energia do radar, devido à altura das ondas, interage com superfície da água que não tem óleo e retorna ao sensor que registra esta energia na imagem, contrastando com a superfície do óleo (lisa) que não apresenta nenhuma resposta na imagem devido à reflexão especular. O resultado deste processo é uma imagem com contrastes de texturas, onde o óleo é facilmente identificado como manchas pretas contrastantes com o entorno (mais claro).
Superfície de Rugosidade Alta
situação de ressaca, tempestade. Nesta situação não é possível detectar o óleo, as alta ondas ocasionam resposta alta de retorno em toda a superfície, não há diferença de textura na imagem.

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Características da superfície

  • O alisamento da superfície do oceano se dá por uma série de fatores:
    • infiltração natural (exsudação) de óleo
    • descarga ou derramamento de óleo
    • atividades biológicas (p.ex. peixes)
    • poluição (exceto óleo)
    • boom de algas
  • Falsos alisamentos:
    • variações da superfície pelo vento
    • chuvas
    • turbulências (proviniente de navios)

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Parâmetros de imagens RADARSAT ideais para o monitoramento de óleo

  • Ângulo de incidência < 40º
  • Modos de aquisição ótimos
    • Standard 1 a 3
    • Wide 1
    • ScanSAR Narrow A

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Interpretação dos Alvos

Avaliação das condições ambientais – determinar se as condições do tempo estão adequadas

  • Consulta de informação meteorológica para determinar velocidade e direção do vento, precipitação, altura das ondas e relatórios de vazamentos.
  • Determina se as condições do tempo estão adequadas para a identificação dos alvos na imagem.
Velocidade do vento entre 3.0 m.s-1 e 8.0 m.s-1
Altura das ondas menor que 1.5 metros
Pouca ou nenhuma precipitação
Identificação do Alvo
  • Alvos pontuais (navios/plataformas)
  • Geometria linear e delgada da mancha
  • Possível difusão
Identificação do Alvo – Derramamento de Óleo
  • Presença de alvos pontuais (plataformas)
  • O padrão de fluxo segue ventos e correntes oceânicas
Identificação do Alvo – Infiltrações de Óleo (exsudações)
  • O padrão de fluxo segue ventos e correntes oceânicas
  • Difusão
  • Pulsos
  • Correlação geológica
  • Correlação temporal
Identificação de Alvos Falsos – Alisamento natural da superfície
  • Correlação biológica
  • Feições costeiras
  • O padrão de fluxo segue ventos e correntes oceânicas
Identificação de Alvos Falsos - Precipitação
  • Limites pouco claros
  • Possibilidade de áreas escuras em caso de tempestade
  • Verificação de relatórios de precipitação
Identificação de Alvos Falsos – Efeito de ventos baixos
  • Limites pouco claros
  • Velocidade do vento abaixo de 3 m.s-1
Identificação de Alvos Falsos – Efeito de ventos altos
  • Ausência de alvos pontuais
  • Padrão linear na direção do vento
  • Velocidade do vento acima de 8 m.s-1
Identificação de Alvos Falsos - Wind Shadow
  • Interceptação de ventos baixos devido à proteção de terra ou recifes
  • Feição geralmente costeira
Identificação de Alvos Falsos – Pluma de Água
  • Feições encontradas na foz
Identificação de Alvos Falsos – Condições Atmosféricas
  • Diferenças textural e de cor (tonal) entre os eventos climáticos
  • Verificação de dados atmosféricos (ventos altos e precipitação)

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Interferometria

  • Radar de Abertura Sintética Interferométrico (InSAR) é uma tecnologia que pode ser usada para monitorar movimentos súbitos no terreno a partir de sensores a bordo de satélites ou aeronaves. Medições de movimentação da superfície com acurácia milimétrica são possíveis através deste sistema. Medidas de deslocamentos podem ser obtidas em regiões áridas e não vegetadas em grande escala ou em qualquer outra área utilizando alvos fixos como edificações, afloramentos rochosos, infra-estrutura industrial, etc. Essa tecnologia pode ser aplicada com sucesso na maioria das regiões, incluindo regiões tropicais ou polares. InSAR oferece um monitoramento em grande escala, variando de 50 a 100km2 de cobertura, e pode monitorar problemas conhecidos bem como identificar, previamente, áreas de risco desconhecidas.



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