Detecção remota

A teledetecção refere-se à aquisição de dados e informações sobre um fenómeno e um território, sem contacto directo com ele. É uma alternativa à observação in situ. As técnicas de detecção remota são usadas em numerosos campos, incluindo geografia, hidrologia, ecologia, meteorologia, oceanografia, glaciologia, geologia, bem como para aplicações militares, de inteligência, comerciais, económicas, de planejamento e humanitárias.

As tecnologias de teledeteção podem ser baseadas em satélites ou aeronaves e são capazes de detetar e classificar objetos e características do sistema terrestre através de sinais propagados (por exemplo, radiação eletromagnética). Além disso, a utilização de drones está a surgir devido aos dados de alta resolução que podem ser recolhidos num curto espaço de tempo para monitorização em tempo real. As técnicas de teledeteção «ativa» referem-se a um sinal diretamente emitido por um satélite ou uma aeronave, que é refletido por um objeto e é, por sua vez, detetado pelo sensor (por exemplo, RADAR e LiDAR), enquanto a teledeteção «passiva» refere-se a sensores capazes de detetar radiação emitida ou refletida por um objeto ou por áreas circundantes (por exemplo, fotografia cinematográfica, infravermelhos, dispositivos acoplados à carga e radiómetros).

Recentemente, a teledeteção tem sido utilizada para melhorar a compreensão do sistema climático e das suas alterações. Permite monitorizar a superfície da Terra, os oceanos e a atmosfera a várias escalas espaço-temporais, permitindo assim observações do sistema climático, bem como investigar processos relacionados com o clima ou fenómenos de longo e curto prazo, como, por exemplo, a desflorestação ou as tendências do El Niño. Além disso, a teledeteção é útil para recolher informações e dados em zonas perigosas (por exemplo, durante incêndios) ou inacessíveis (por exemplo, zonas impermeáveis). Exemplos específicos de utilizações da teledeteção também relacionadas com práticas de adaptação às alterações climáticas incluem: i) gestão dos recursos naturais, ii) gestão das práticas agrícolas, por exemplo relacionadas com a utilização dos solos, a conservação dos solos e as reservas de carbono dos solos, iii) operações táticas de combate a incêndios florestais em sistemas de apoio à decisão em tempo real, iv) monitorização da cobertura dos solos e das suas alterações em diferentes escalas temporais e espaciais, mesmo após um evento de catástrofe, v) gestão mais bem informada das florestas e dos recursos hídricos, vi) avaliação das reservas de carbono e dinâmicas conexas, vii) simulação da dinâmica do sistema climático, viii) melhoria das projeções climáticas e dos produtos de reanálise meteorológica, amplamente utilizados em estudos de investigação sobre as alterações climáticas.

Por último, a teledeteção pode ser utilizada para melhorar o alerta e a preparação, sendo, por conseguinte, também útil na gestão do risco de catástrofes. Os sistemas de informação geográfica (SIG) que utilizam tecnologia de satélite podem ser utilizados para desenvolver sistemas de alerta rápido e de previsão para reduzir e gerir o risco de catástrofes relacionadas com o clima (ou seja, preparar melhor a previsão de ciclones e vias de inundação, eventos de seca, ocorrência de incêndios), bem como para ajudar a preparar as ações. A tecnologia de detecção remota também pode ser útil para a detecção de danos pós-catástrofe, com base na análise comparativa de imagens antes e depois do desastre. Os dados e informações de teledeteção também são úteis para os trabalhadores de emergência.

Existem vários programas e iniciativas na Europa e em todo o mundo para impulsionar a utilização e a partilha de dados à distância. O Copernicus é o Programa de Observação da Terra da UE, coordenado e gerido pela Comissão Europeia. Consiste num conjunto complexo de sistemas que recolhem dados de várias fontes: satélites de observação da Terra e sensores in situ, tais como estações terrestres, sensores aéreos e marítimos. O Copernicus trata estes dados e fornece aos utilizadores informações através de um conjunto de serviços que abordam seis domínios temáticos: terra, mar, atmosfera, alterações climáticas, gestão de emergências e segurança. O serviço Copernicus para as alterações climáticas (C3S) presta serviços no domínio das alterações climáticas que apoiam as políticas e ações climáticas europeias, contribuindo para construir uma sociedade europeia mais resiliente num clima em mudança induzido pelo ser humano. A Rede Global de Sistemas de Observação da Terra (GEOSS) é um conjunto de sistemas coordenados e independentes de observação da Terra, informação e processamento que fornecem acesso à informação para os setores público e privado. O «Portal GEOSS» oferece um ponto único de acesso à Internet para os utilizadores que procuram dados, imagens e pacotes de software analítico relevantes para todas as partes do globo.

A teledeteção é utilizada para produzir conhecimentos ou mesmo sistemas de apoio à decisão para utilizadores específicos (por exemplo, profissionais envolvidos na gestão do risco de catástrofes, urbanistas, urbanistas, agricultores, etc.). A participação dos utilizadores finais como partes interessadas ao longo de todo o processo de conceção e criação de conhecimentos e produtos é essencial para produzir resultados realmente utilizados e úteis, de acordo com o paradigma da coprodução.

As técnicas de teledeteção e, especificamente, as imagens de satélite, já foram utilizadas com êxito numa vasta gama de domínios relacionados com as alterações climáticas, tais como: i) investigar as tendências da temperatura global, tanto à superfície dos oceanos como na atmosfera, ii) detetar alterações na radiação solar que afetem o aquecimento global, iii) monitorizar os aerossóis, a concentração de vapor de água e as alterações no regime de precipitação, iv) estudar a dinâmica da extensão da neve e da cobertura de gelo, v) monitorizar as alterações do nível do mar e das zonas costeiras, vi) monitorizar o estado e as alterações da vegetação, vii) monitorizar os recursos hídricos e o impacto devido a secas e períodos secos, viii) monitorizar os incêndios e as emissões de incêndios, ix) prever o risco de catástrofes, como ciclones, inundações e secas, x) orientar os processos de tomada de decisão em matéria de adaptação às alterações climáticas. A utilização de dados detetados à distância está a evoluir rapidamente, tanto em termos de técnicas disponíveis como de resolução, e espera-se que surjam outras utilizações relevantes para a adaptação às alterações climáticas no futuro próximo.

No entanto, foram levantadas algumas preocupações quanto à utilização da teledetecção. O estudo e a monitorização das alterações climáticas exigem séries cronológicas de observações a longo prazo, enquanto os dados de satélite estão frequentemente disponíveis para períodos de curto prazo. Além disso, algumas incertezas e distorções dos quadros de imagem recebidos devido a vibrações e turbulência podem derivar de enviesamentos nos sensores e algoritmos de recuperação, pelo que a utilização de observações por satélite em estudos sobre as alterações climáticas exige uma identificação clara dessas limitações. Outras limitações possíveis incluem: i) custos elevados para a aquisição de dados de alta resolução sobre aeronaves e drones; ii) em alguns casos, acesso limitado às tecnologias necessárias devido a custos ou limitações de competências; iii) descontinuidade temporal dos dados das aeronaves e dos satélites; enquanto a primeira pode ser particularmente dispendiosa e, por conseguinte, disponível para um número limitado de vistorias, a segunda é recolhida a intervalos fixos em função do tempo de retorno do satélite.

As observações diretas do solo são tipicamente limitadas em termos de cobertura espacial, ao passo que as técnicas de teledeteção permitem monitorizar uma maior escala. Os dados de satélite têm uma ampla cobertura, capacidade multitemporal e multiespetral, fornecendo dados e informações relacionados com as alterações climáticas para áreas extensas. Tal permite melhorar a compreensão do sistema climático, estudar e prever os efeitos das alterações climáticas nos ecossistemas e monitorizar a eficácia das medidas de adaptação aplicadas.

A detecção remota também permite a recolha de dados em áreas perigosas ou inacessíveis, sem perturbações para o site, e fornece atualizações frequentes. A aquisição de dados é muitas vezes menos dispendiosa e mais rápida do que a recolha direta de dados a partir do solo. Além disso, a utilização de drones aumenta a flexibilidade na monitorização do tempo e do espaço e a vantagem de não haver riscos humanos.

O preço das imagens de satélite varia de acordo com a resolução espacial. As imagens de arquivo de baixa resolução (> 10 m) são geralmente gratuitas, enquanto o preço aumenta de 1 para 8 $ por km ^2, passando de uma resolução de 5-10 m para uma resolução de 0,3-1 m (preços de 2019; ver, por exemplo, Geocento). Os custos são ligeiramente mais elevados para as imagens obtidas por aviões e drones; este último pode chegar a uma resolução < 0,05 m. Naturalmente, os preços aumentam se forem necessárias imagens personalizadas. Também são necessários recursos para processar dados e desenvolver aplicações. Por último, são necessárias competências e capacidades suficientes para utilizar os dados de teledeteção.

O tempo de execução refere-se ao tratamento de dados e à entrega de conhecimentos ou produtos finais. Depende em grande medida do âmbito e da utilização específicos das técnicas de teledeteção, do nível de competências disponíveis, da disponibilidade dos instrumentos necessários e da colaboração entre as diferentes partes interessadas envolvidas.

A utilização de técnicas de teledeteção para estudar as alterações climáticas e apoiar a definição de ações de atenuação e adaptação às alterações climáticas pode ser realizada tanto a curto como a longo prazo.