Resolução, o que é exatamente?

Resolução de uma imagem pode ser analisada de três formas:

• Espacial
• Radiométrica
• Temporal

Para começar, falamos um pouco mais sobre a resolução espacial.

O nível de detalhamento que podemos observar objetos  na superfície terrestre é o que chamamos de resolução espacial. Ela pode ser resumidamente definida como “nível de detalhamento” ou, a capacidade do sensor em enxergar os objetos em relação ao seu tamanho. Isto vale tanto para imagens de satélites como para imagens em geral. As imagens “a” e “b” ao lado mostram o resultado quando a resolução é dividida por um fator de 6, provocando uma mudança no aspecto da imagem, causado pela menor quantidade de linhas e colunas.

Em uma imagem com resolução espacial de 15m, onde cada pixel tem 15m X 15m, qualquer objeto com dimensões menores que isso não será teoricamente visível na imagem.

Na verdade, se o objeto é um pouco menor que a resolução nominal nativa do sensor, mas pela sua cor e pelo contexto, ele se sobressai com um bom contraste, ele poderá sim aparecer na imagem e ser detectado. Por outro lado, se o objeto é maior do que a resolução da imagem mas está camuflado no seu contexto ou tem o mesmo tom que o seu ambiente, ele pode ficar invisível na imagem.

Veja no exemplo ao lado a mesma imagem de um porto, nas resoluções de 50 cm até 80 m. Assim dá para entender porque a resolução é geralmente a principal especificação ao qual o usuário faz referencia ao escolher a imagem com a qual vai trabalhar.

Atualmente a EngeSat trabalha o maior portfólio de sensores do mercado, com  altas resoluções espaciais a partir  de 0,25m, como é o caso dos recém lançados satélite Worldview-3 e Worldview-4, até baixas resoluções espaciais de 30m, como o satélite Landsat. Para uma melhor compreensão do  tema, seguem abaixo alguns exemplos práticos e algumas amostras de imagens de satélite e suas respectivas resoluções espaciais:

Resolução radiométrica e quantificação

As imagens  de satélite são geradas por sensores eletrônicos que recebem uma quantidade de luz e codificam isto em informação digital em forma de números, para quantificar o volume de luz recebido durante um dado período durante o qual eles são expostos. E esta tradução do sinal analógico para um sinal digital pode ser feito com mais ou menos resolução, ou seja detalhamento, em termosde radiometria. Isto se chama a quantificação digital da imagem.

Geralmente, as imagens  são codificadas em 8 bits, ou seja em código binário, usando valores de 0 e 1, isto equivale a ter 2 elevado a potência 8 = 256 possibilidades de resultados, de 0, para ausência de sinal, e 255 para sinal saturado ou máximo.

Atualmente, encontramos imagens quantificadas com 11 bits ( 2.048 níveis) , 12 bits ( 4.096 níveis) e 14 bits (16.384 níveis). Quantos mais bits, mais sensibilidade e diferenciação de níveis de informação na imagem, o que pode ser qualificado como riqueza de informação. O exemplo acima mostra de (a) a (c) uma foto de uma moça de chapéu em que a resolução radiométrica vai diminuindo da esquerda para a direita, para ficar no caso com menos resolução radiométrica com 2 níveis de informação, preto ou branco, ou seja 2 níveis de informação, 0 ou 1, equivalente a 2 a potencia 1 = 2, imagem codificada com 1 bit somente por pixel.

O mesmo se aplica a imagens de satélites:

Resolução Temporal ou frequência de revisita

A resolução temporal é a medida que temos para medir a capacidade de revisita de um satélite sobre um mesmo local da Terra, o que o permite de obter imagens mais ou menos frequentemente. Por exemplo, os satélites da família Landsat, pela sua órbita e possibilidade de imagear na sua vertical, tem um ciclo orbital de 16 dias, e infalivelmente imageam o mesmo local a cada 16 dias… Veja um exemplo no Pará, onde foi monitorado o desmatamento de uma área, sendo detectado inclusive um incêndio, nas imagens de data de  01-06-2014, 03-07-2014, 04-08-2014 e 20-08-2014. 

É fácil entender que quanto maior a resolução temporal de um satélite, maior a probabilidade dele adquirir imagens sem nuvens, mesmo em época de chuva por exemplo no verão. Para aumentar a resolução temporal de seus sistemas e a capacidade de imageamento, vários operadores lançam constelações de vários satélites em vez de um único satélite. Assim é o RapidEye (5 satélites), o Pleiades (2 satélites) e o Triplesat (3 satélites).

Observação: ter a capacidade ão significa automaticamente que esta capacidade será usada em todas as oportunidades. Então cuidado pois um satélite pode prometer revisita diária de qualquer  local e vai imagear sua área de interesse a cada 15 dias, porque está ocupado e atender outras áreas prioritárias.

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Esta publicação foi escrita por Laurent Martin, formado em Agronomia e com Mestrado em Sensoriamento Remoto Aplicado no Reino Unido, é responsável pela direção da EngeSat.