Temporada III - Conceitos básicos de sensoriamento remoto e geoprocessamento

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Conceitos básicos de sensoriamento 
remoto e geoprocessamento	
APRESENTAÇÃO
A radiação eletromagnética (REM) oriunda do Sol interage diretamente com qualquer ser vivo 
ou objeto que esteja na superfície do planeta Terra. Com o auxílio de sensores acoplados a 
satélites, em órbita do planeta, podem-se obter informações da reflexão da REM incidente, as 
quais auxiliam na quantificação dos processos de uso e ocupação do solo, nos levantamentos 
topográficos, na identificação de focos de incêndios e nas análises da estrutura vertical das 
florestas e do estado fitossanitário das culturas e da vegetação em geral, entre outros temas.
Nesta Unidade de Aprendizagem, você vai aprender sobre a interação da radiação 
eletromagnética com a Terra e sobre os sensores mais adequados para cada mapeamento, além 
de entender a relação entre os sistemas de informação geográfica (SIGs) e geoprocessamento.
Bons estudos.
Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
Explicar o processo de interação do espectro eletromagnético na Terra e a aquisição de 
dados de sensoriamento remoto com base nos sensores ativos e passivos.
•
Reconhecer os sensores mais adequados para cada tipo de mapeamento, considerando as 
características técnicas das imagens e os custos associados.
•
Identificar o relacionamento dos SIGs e do geoprocessamento na integração de dados de 
diversas fontes para a obtenção de resultados.
•
DESAFIO
No cultivo do eucalipto, uma das estratégias para minimizar possíveis danos ocasionados por 
pragas e doenças é a utilização de diferentes clones ou espécies em determinada área. Isso 
minimiza os prejuízos caso determinado clone ou espécie seja mais suscetível a pragas 
e doenças ainda não detectadas na área.
O cultivo geralmente é realizado em áreas extensas, fazendo com que toda a área seja visitada, 
muitas vezes, em semanas ou até mesmo meses. Para essa cultura, pragas exóticas são as 
principais causadoras de danos, ocasionando a perda de produtividade e, consequentemente, 
prejuízos.
Imagine que você atue como consultor na área de sensoriamento remoto e que uma empresa 
solicita que você utilize seus conhecimentos para identificar ataques do percevejo-bronzeado em 
áreas cultivadas com eucalipto.
a) Como você iniciaria esse processo?
b) Como você poderia utilizar as técnicas de sensoriamento remoto e o geoprocessamento para 
identificar os ataques?
c) Como sua abordagem auxiliaria a empresa na tomada de decisão relacionada ao combate 
dessa praga?
INFOGRÁFICO
Em ordem crescente de comprimento de onda, o espectro eletromagnético engloba os raios 
cósmicos, os raios gama, os raios X, os raios ultravioleta, a luz visível, o infravermelho, as 
micro-ondas e as ondas de rádio, que apresentam comprimentos de ondas na ordem de 
quilômetros. Apesar dessa divisão do espectro eletromagnético, não há diferenças abruptas entre 
as formas do fenômeno físico. Esses nomes indicam comprimentos de ondas separados apenas 
por questões didáticas e práticas.
No Infográfico, veja com mais detalhes os intervalos espectrais mais utilizados no 
sensoriamento remoto.
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CONTEÚDO DO LIVRO
Neste exato momento, existem diversos satélites em órbita do planeta Terra, cada um realizando 
as funções para as quais foram desenvolvidos. Em alguns deles, estão acoplados sensores que 
capturam imagens por meio do sensoriamento remoto. Estes fornecem uma incrível 
possibilidade de visualizar partes do planeta Terra de diferentes formas, sem sair de casa, do 
outro lado da tela do computador.
No capítulo Conceitos básicos de sensoriamento remoto e geoprocessamento, da 
obra Geoprocessamento, veja mais sobre essas imagens, seu processamento e como as 
informações obtidas auxiliam no entendimento do ambiente e em diversas tomadas de decisão.
GEOPROCESSAMENTO 
Luiz Felipe Ramalho de Oliveira
Conceitos básicos de 
sensoriamento remoto 
e geoprocessamento
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
  Explicar o processo de interação do espectro eletromagnético na 
Terra e a aquisição de dados de sensoriamento remoto com base nos 
sensores ativos e passivos.
  Reconhecer os sensores mais adequados para cada tipo de mape-
amento, considerando as características técnicas das imagens e os 
custos associados.
  Identificar o relacionamento dos sistemas de informações geográficas 
e geoprocessamento na integração de dados de diversas fontes para 
obtenção de resultados.
Introdução
Sensoriamento remoto é uma forma de coleta indireta de informação 
que se baseia na interação da radiação eletromagnética e da superfície da 
Terra, como água, os solos, as rochas, vegetação e áreas construídas. Por 
meio dessas informações, juntamente a técnicas de geoprocessamento, 
é possível realizar diversas análises que podem auxiliar na tomada de 
decisão de diversas situações.
Neste capítulo, você vai compreender o que é o espectro eletro-
magnético e como é a interação que se dá entre a radiação eletro-
magnética e o planeta Terra, além de entender o que são sensores 
ativos e passivos e quais são os sensores mais adequados para cada 
tipo de mapeamento.
Interações entre radiação eletromagnética e Terra
Radiação eletromagnética (REM)
Entende-se como radiação eletromagnética (REM) a transmissão de energia 
em forma de ondas que possuem um componente elétrico e outro magnético. 
Essas ondas são produzidas pela movimentação de uma carga em um campo 
magnético (THOMAS, 1996).
Em ordem crescente de comprimento de onda, o espectro eletromagnético 
engloba os raios cósmicos, os raios gama, os raios x, o ultravioleta, a luz 
visível, o infravermelho, as micro-ondas e as ondas de rádio que possuem 
comprimentos de ondas na ordem de quilômetros (Figura 1).
Figura 1. Regiões do espectro eletromagnético com destaque para região do visível.
Fonte: Adaptada de Vectormine/Shutterstock.com.
Controle remoto Lâmpada Máquina de raio xSol Elementos radioativos
E s p e c t r o v i s í v e l
Ondas de rádio Infravermelho Ultravioleta Raio X Raios gama
Tamanho de um edifício Tamanho de
um átomo
Espectro eletromagnético
Apesar dessa divisão do espectro eletromagnético, não há diferenças abrup-
tas entre as formas do fenômeno físico — esses nomes indicam comprimentos 
de ondas separados apenas por questões didáticas e práticas. Portanto, o 
espectro eletromagnético é contínuo e todas essas ondas irradiam-se pelo 
espaço com a mesma velocidade (2,998 × 108 m s-1), diferindo-se apenas por 
frequências (TERFIL; HAZEN, 2006).
Por estudos de cientistas como Planck, Bohr e Einstein, sabe-se que 
quanto menor a frequência de uma onda eletromagnética, maior é a energia 
transportada. Isso ocasiona diferentes efeitos quando um determinado tipo 
Conceitos básicos de sensoriamento remoto e geoprocessamento2
de radiação eletromagnética entra em contato com um objeto. Exemplos 
são o poder de penetração dos raios x e o aquecimento provocado pelo 
infravermelho.
De acordo com o modelo corpuscular, a energia dos fótons de determinada 
onda interage com o alvo por meio de trocas de energia entre a energia inci-
dente e contidas nos átomos e moléculas do alvo (MENESES; ALMEIDA, 
2012). Essa interação acontece de forma quantizada, ou seja, para haver uma 
troca ou interação da energia da radiação da onda com a energia da matéria, 
é preciso que a REM incidente seja de uma energia em parte absorvida pelos 
elétrons ou moléculas e que promova uma mudança do elétron de um orbital 
para outro de maior energia ou que aumente a intensidade vibracional das 
moléculas (Figura 2).
Figura 2. Absorção da radiação eletromagnética pelos materiais 
desloca o elétron para um orbital de maior energia.
Fonte: Adaptada de Sophielaliberte/Shutterstock.com.
A parte da energia da REM que não é absorvida pode ser transmitida ou é 
refletida para o sensor. Nesse processo, as imagens medema radiação refle-
tida e podemos avaliar a energia absorvida pelos materiais. Dessa forma, por 
meio da energia refletida pelos alvos e captada pelos sensores nas imagens de 
satélite, é possível obter informações sobre a composição dos alvos terrestres. 
3Conceitos básicos de sensoriamento remoto e geoprocessamento
No sistema solar, a fonte principal da REM é o Sol. Na verdade, todo objeto 
acima de -273,15°C emite REM, e essa radiação está diretamente relacionada 
com sua temperatura. O Sol, com temperatura próxima a 6000°C, apresenta 
uma curva de emitância radiante específica, com pico na região do visível. 
Fontes de radiação como o Sol emitem luz dentro de um amplo espectro. 
No entanto, alguns fenômenos físicos podem bloquear parte dos comprimen-
tos de onda do espectro eletromagnético. Comprimentos de onda de maior 
frequência, mais nocivos a processos biológicos, encontram dificuldade de 
se propagar no espaço e não chegam com grande intensidade à superfície 
terrestre — por exemplo, os raios cósmicos, raios gama, raios x e uma parte 
dos raios ultravioletas que são refletidos pela camada de ozônio ou interagem 
com gases atmosféricos (TERFIL; HAZEN, 2006; KENYON, 2008).
Veja, na Figura 3, a radiação solar no topo da atmosfera e após interagir 
com os gases presentes.
Figura 3. Irradiância solar no topo da atmosfera e ao nível do mar, mostrando 
a absorção pelos diferentes gases atmosféricos.
Fonte: Meneses e Almeida (2012, p. 15).
Radiância e reflectância
Sensores acoplados aos satélites interpretam a REM praticamente da mesma 
forma, a energia eletromagnética proveniente do Sol incide no alvo (irradiância) 
Conceitos básicos de sensoriamento remoto e geoprocessamento4
e é refl etida, chegando ao sensor para ser medida e, assim, transformada em 
imagem. Tecnicamente, a REM que chega ao sensor é medida por sua densidade 
de fl uxo em uma direção defi nida por um cone elementar de um ângulo sólido 
em sua direção. A essa medição, dá-se o nome de radiância.
Basicamente, a reflectância é a razão entre a quantidade de energia que 
incide sobre uma superfície (irradiância) e a quantidade de energia que é 
refletida por essa superfície (radiância). Sensores imageadores não medem a 
irradiância solar, assim, a imagem é uma representação digital da radiância.
Para a maioria das aplicações de sensoriamento remoto, aceita-se os valores 
de radiância bem próximos dos valores de reflectância, e análises da reflec-
tância espectral dos alvos podem ser realizadas por imagens multiespectrais 
no formato digital (MENESES; ALMEIDA, 2012).
Interferências atmosféricas
Além desses fenômenos de interrupção de regiões do espectro eletromagnético, 
existem outros que podem resultar em seu espalhamento. O espalhamento é 
a mudança aleatória da direção da REM incidente ocasionada pela interação 
dos gases atmosféricos. Os gases atmosféricos podem espalhar a REM solar 
ou mesmo refl etida pelos alvos terrestres; além disso, dependendo da interação 
entre REM em determinados comprimentos de onda e tamanho das partículas 
dos gases atmosféricos, o espalhamento pode ser classifi cado como espalha-
mento Rayleigh, Mie ou não seletivo.
O espalhamento Rayleigh ocorre quando o diâmetro das partículas dos gases 
atmosféricos é menor do que o comprimento de onda. O espalhamento Rayleigh 
é responsável pela coloração azul do céu, visto que menores comprimentos de 
onda na região do visível são mais afetados. Por causa desse espalhamento, 
imagens multiespectrais que utilizam comprimentos de onda da região visível 
do espectro eletromagnético devem passar por correção atmosférica.
O espalhamento Mie ocorre quando o tamanho das partículas dos gases 
atmosféricos é maior que o comprimento de onda; esse espalhamento pode 
manifestar-se como uma perda de contraste na imagem de satélite. Tanto 
o espalhamento Rayleigh quanto o Mie podem aumentar a reflectância da 
superfície terrestre e diminuir o contraste dos alvos, afetando a diferenciação 
de superfícies distintas.
O espalhamento não seletivo ocorre quando o tamanho das partículas é 
muito maior do que os comprimentos de onda entre o visível e termal (400 a 
1400 nm). Ocorre em atmosferas muito densas, com neblinas, nuvens e poeiras 
e resulta na redução da radiação refletida pelos alvos.
5Conceitos básicos de sensoriamento remoto e geoprocessamento
Além dos efeitos da atmosfera na REM obtida pelos sensores, as imagens de satélite 
podem conter erros aleatórios dos valores digitais dos pixels ou erros de linhas de pixels 
com valores saturados ou sem sinal. Esses erros são chamados de ruídos e devem ser 
eliminados das análises por técnicas de geoprocessamento.
Satélites e resoluções
Sensores: passivos e ativos
Sensores passivos são sensores que não possuem fonte própria de REM e 
utilizam como fonte a REM proveniente do Sol, enquanto sensores ativos 
utilizam uma fonte artifi cial de REM. Essa fonte artifi cial de REM pode ser 
em qualquer comprimento de onda do espectro eletromagnético.
O principal sensor ativo, o Radar (Radio Detection and Ranging), uti-
liza comprimentos de onda da região do micro-ondas (2,4 a 100 cm) e sua 
principal vantagem em relação aos sensores ópticos e termais é em relação 
à penetração das micro-ondas na atmosfera sem que haja absorção ou espa-
lhamento pelas partículas ou gases da atmosfera. Isso permite a obtenção de 
imagens mesmo quando a cobertura de nuvens é total ou em qualquer hora 
do dia e da noite.
Satélites
Os principais satélites que utilizam sensores passivos são Landsat, CBERS, 
TERRA, AQUA e Sentinel. Esses satélites utilizam sensores que depen-
dem da REM solar para coletar a imagem e dependem das variações nas 
condições de iluminação solar (ângulos de elevação e azimute) e condições 
atmosféricas.
Oito satélites compõem os da missão Landsat e possuem sensores que operam 
principalmente na região do visível e infravermelho próximo. O Landsat 8, único 
ainda ativo sem restrição, possui os sensores OLI (Operation Land Imager) e 
TIRS (Thermal Infrared Sensor), que trabalham na região do visível (bandas 
1–4), infravermelho próximo (bandaS 5–9), infravermelho de ondas curtas 
(bandas 6–7), pancromática (banda 8) e termal (bandas 10–11). As imagens 
desse satélite são utilizadas para diversos fins, como: 
Conceitos básicos de sensoriamento remoto e geoprocessamento6
  mapas de uso e cobertura das terras, atualização de mapas e dados 
cartográficos, mapas de aptidão agrícola das terras, identificação de 
áreas irrigadas, mudanças climáticas;
  mapeamentos temáticos diversos na área de recursos naturais, agri-
cultura, silvicultura, pedologia, queimadas, proteção e conservação 
da natureza, monitoramento ambiental, poluição;
  hidrologia, mapeamentos de áreas alagadas, eutrofização; 
  prospecção geológica, atualização de mapas e cartas, classificação de 
tipos de rochas, recursos minerais, mapas geomorfológicos;
  planejamento urbano e regional, infraestrutura, indicadores sociais, 
entre outros.
Cinco são os satélites lançados da missão CBERS (Satélite Sino-Brasileiro 
de Recurso Terrestre). O CBERS 4, único em operação, possui quatro sensores, 
Câmera Pancromática e Multiespectral (PAN), Câmera Multiespectral Regular 
(MUX), Imageador Multiespectral e Termal (IRS), Câmera de Campo Largo 
(WFI). Basicamente, esses sensores atuam na região do visível, infravermelho 
próximo, infravermelho de ondas curtas e termal. As imagens de satélites da 
missão CBERS podem ser utilizadas para:
  gerenciamento de recursos terrestres;
  geração de mosaicos regionais e nacionais;
  monitoramento de desmatamentos e queimadas na Amazônia Legal;
  geração de índices de vegetação;
  atualização de cartas temáticas;
  mapeamentos e dinâmica de uso e cobertura das terras;
  identificação e quantificação da expansão urbana;
  mapeamentos geológicos.
Os satélites TERRA e AQUA possuem como sensor principal o MODIS 
(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) e, juntos, conseguem 
obter imagens daTerra de 1 a 2 dias. As imagens do MODIS oferecem uma 
base de dados para estudos sobre interações entre atmosfera, terra e oceano 
e podem servir para:
  obtenção de medidas de fluxo de energia radiante;
  aquisição de dados de umidade atmosférica;
  medidas de temperatura da superfície marítima e terrestre;
  avaliação de propriedades físicas das nuvens;
7Conceitos básicos de sensoriamento remoto e geoprocessamento
  detecção de velocidade dos ventos;
  monitoramento de dados sobre mudanças climáticas globais;
  dinâmica de uso e cobertura do solo.
O conjunto de satélites Sentinel possui diversos tipos de sensores (ativos e 
passivos) que fornecem informações precisas sobre atmosfera terrestre, solos, 
vegetação, oceanos, geleiras, relevo, entre outros. Esse conjunto de satélites 
pode ser utilizado para:
  monitoramento terrestre, marinho, atmosférico;
  em situações de catástrofes naturais e causadas por humanos;
  questões relacionadas à segurança das nações;
  estudo das mudanças climáticas;
  diversas aplicações na agricultura e no monitoramento florestal.
Existem diversos outros tipos de satélites com sensores ópticos com diferentes resolu-
ções, como, por exemplo, os satélites Ikonos, RapidEye e Hyperion. Neste texto, foram 
abordados os principais satélites com fontes de imagens gratuitas.
Resoluções das imagens
Diversos são os tipos de imagens de satélites que podem ser utilizadas em 
sensoriamento remoto. Cada sensor possui pelo menos quatro fatores que 
devem ser observados para que o sensoriamento alcance a expectativa do 
usuário: o campo de visada do sensor, os comprimentos de onda das bandas 
detectadas pelo sensor, os valores numéricos de medida da radiância do alvo 
e a data em que a imagem foi obtida.
Esses quatro fatores são, na verdade, características inerentes a resoluções 
das imagens de satélites, denominadas resolução espacial, espectral, radiomé-
trica e temporal. Esses conceitos são válidos para qualquer sensor imageador, 
com exceção do Radar.
A resolução espacial está diretamente relacionada à capacidade do sensor 
de identificar os objetos na superfície terrestre e determina o tamanho do 
menor objeto que pode ser identificado na imagem. Quanto menor o valor, 
menor também é o pixel e maior é a resolução espacial. 
Conceitos básicos de sensoriamento remoto e geoprocessamento8
Nas áreas urbanas, são necessários sensores que possuam resolução espacial de poucos 
metros, enquanto áreas com pouco variabilidade de alvo podem utilizar sensores com 
menores resolução espacial (Figura 4).
Figura 4. Da esquerda para a direita, imagens dos satélites (Landsat com resolução espacial 
de 30 m, Spot com 10 m e Ikonos com 1 m) de uma porção do lago Paranoá de Brasília.
Fonte: Adaptada de Meneses e Almeida (2012).
Como visualizado na figura anterior, há uma clara relação entre resolução 
espacial e escala de visualização dos objetos (Quadro 1).
Fonte: Adaptado de Meneses e Almeida (2012).
Escala Resolução espacial (m) Sensor
1:<10.000 1 Ikonos pancromático
1:10.000 2,5 Spot pancromático
1:20.000 5 Ikonos XS
1:40.000 10 Spot HRG
1:75.000 20 CBERS
1:100.000 30 Landsat (faixa óptica)
1:200.000 60 Landsat TIR (termal)
1:350.000 90 Aster TIR (termal)
Quadro 1. Escalas aproximadas de visualização de imagens multiespectrais em função 
da resolução espacial
9Conceitos básicos de sensoriamento remoto e geoprocessamento
A resolução espectral envolve o número de bandas do sensor, a largura 
em comprimento de onda das bandas e as posições em que as bandas estão 
situadas no espectro eletromagnético. Comparativamente, um sensor tem 
maior resolução espectral se possui mais bandas situadas em diferentes regiões 
espectrais e com larguras estreitas de comprimentos de onda. Isso porque cada 
objeto na superfície da Terra apresenta uma assinatura espectral e, com maior 
disponibilidade de informações em diferentes comprimentos de onda, mais 
facilmente também será a identificação de objetos distintos. Por exemplo, se 
um satélite possui oito bandas desde o visível até o infravermelho, enquanto 
outro satélite possui seis bandas na mesma região do espectro eletromagnético, 
o primeiro possui maior resolução espectral.
Tomaremos como exemplo as aplicações das bandas do satélite Landsat 8, 
apresentadas no Quadro 2.
Fonte: Adaptado de Loyd (2019).
Número da banda Comprimento de onda (nm) Resolução espacial (m)
1 433–453 30
2 450–515 30
3 525–600 30
4 630–680 30
5 845–885 30
6 1560–1660 30
7 2100–2300 30
8 500–680 15
9 1360–1390 30
10 10600–11200 100
11 11500–12500 100
Quadro 2. Bandas do satélite Landsat 8
Conceitos básicos de sensoriamento remoto e geoprocessamento10
  Banda 1 (violeta e azul): região do espectro eletromagnético difícil de ser 
coletada principalmente pelo espalhamento ocasionado por partículas de 
poeira e vapor d’água na atmosfera. Contudo, o Landsat-8 possui essa banda 
com alta resolução espectral, tornando-a importante no monitoramento 
de águas rasas e partículas na atmosfera como poeira e fumaça. Não por 
acaso essa banda pode ser chamada de banda para faixa costeira/aerossol.
  Bandas 2, 3 e 4 (regiões do visível — azul, verde e vermelho): podem 
ser utilizadas para diversos usos, principalmente no monitoramento do 
uso e da ocupação do solo.
  Banda 5 (região do infravermelho próximo): região muito importante 
para monitoramento da vegetação, principalmente porque plantas saudá-
veis refletem mais a energia nessa região do espectro eletromagnético. 
Em contraste com a banda do vermelho, pode ser obtido o Índice de 
Vegetação por Diferença Normalizada (NDVI), que varia de 1 a -1. 
Quanto maior seu valor, mais saudável a vegetação.
  Bandas 6 e 7: regiões do infravermelho de ondas curtas (SWIR). Muito 
úteis para monitoramento da umidade do solo e geologia. Solos muito 
semelhantes na composição de outras bandas aparecem de forma distante 
na utilização dessas bandas.
  Banda 8 (pancromática): funciona como um filme em preto, utilizando 
regiões do visível em um só canal. Como utiliza mais luz ao mesmo 
tempo, sua nitidez é maior.
  Banda 9: esta banda utiliza uma região do espectro eletromagnético 
que facilita o monitoramento de nuvens.
  Banda 10 e 11: estas bandas atuam no infravermelho termal (TIR). 
Essa região demonstra o calor emanado do solo, ao invés da medida da 
temperatura do ar, que é realizada por estações climatológicas.
  Resolução radiométrica: é a medida da intensidade de radiância de cada 
pixel da imagem. Quanto maior for a capacidade de medir diferenças 
de intensidades do nível de radiância, maior é a resolução radiométrica. 
Mediante a intensidade da radiação de entrada no sensor, a resposta de 
saída dos detectores é convertida em números quantizados digitalmente, 
em que quanto maior os números de dígitos binários (bits), maior a 
qualidade da imagem e maior também a resolução radiométrica. Quanto 
maior o número de bits, maior também são os níveis de cinza da imagem 
e detalhes visuais são mais facilmente percebidos (Figura 5).
11Conceitos básicos de sensoriamento remoto e geoprocessamento
Figura 5. Exemplos de imagens com diferentes níveis de quantização ou de resolução 
radiométrica. (a) 8 bits; (b) 6 bits; (c) 4 bits; (d) 2 bits.
Fonte: Adaptada de Meneses e Almeida (2012).
Sensores multiespectrais com resolução espacial de 10 a 30 m geralmente 
possuem resoluções radiométricas de 8 bits, o que quer dizer que esse sensor 
discrimina até 256 valores de radiância por banda espectral. Já sensores com 
alta resolução espacial possuem resoluções radiométricas de 10 ou 11 bits 
(1024 ou 2048 valores digitais), ou seja: 210 = 1024 e 211 = 2048.
A resolução temporal é o tempo de revisita do sensor a um local es-
pecífico durante sua atividade. Quanto maior a resolução temporal, mais 
frequente é a passagem do satélite àquele ponto específico. A resolução 
temporal é imprescindível para acompanhar a evolução de algum fenômeno 
na Terra, sejam os processos de uso e ocupaçãodo solo, desenvolvimento de 
cidades, desmatamento, estádios fisiológicos de espécies vegetais, desastres 
Conceitos básicos de sensoriamento remoto e geoprocessamento12
ambientais, entre outros. Evidentemente, quanto mais rápido são os efeitos 
dos processos que queremos avaliar, menor deve ser a resolução temporal do 
satélite. Da mesma forma, quanto mais demorado é o fenômeno de observação, 
menor resolução temporal podem ter os sensores.
Geoprocessamento e sistema de informações 
geográficas
Geoprocessamento pode ser defi nido como a utilização de técnicas matemáticas 
e computacionais para o tratamento da informação espaciais, desenvolvimento 
de novos sistemas e aplicações. O termo geoprocessamento engloba a utilização 
da cartografi a digital, o processamento digital de imagens, a utilização de 
banco de dados e o sistema de informação geográfi ca (SIG).
A cartografia digital é a tecnologia destinada a captação, organização 
e desenho de mapas. O processamento digital de imagens é o conjunto de 
procedimentos e técnicas destinadas à manipulação numérica de imagens 
digitais, como imagens de satélite, por exemplo, com o intuito de realizar 
diversas correções para poder aumentar a sua qualidade. 
O SIG, apesar de não possuir uma definição conceitual clara e unânime, 
tem como funções adquirir, armazenar, manipular, analisar, simular, modelar 
estatisticamente e apresentar os dados espacialmente da superfície terrestre, 
integrando diversas tecnologias e funcionalidades para que haja uma tomada 
de decisão. Dessa forma, o SIG é uma ferramenta útil para todas as áreas 
do conhecimento que trabalham com mapeamento, integram em uma única 
base de dados informações representando vários aspectos do estudo de uma 
região; permitem a entrada de dados de diversas formas; combinam dados 
de diferentes fontes, geram novos tipos de informações; geram relatórios, 
documentos gráficos de diversos tipos e auxiliam em tomadas de decisão.
As principais aplicações dos SIGs são, entre outras:
  determinação de áreas agricultáveis;
  determinação de áreas de risco à erosão;
  geração de mapas de acidentes de trânsito ocorridos em determinados 
períodos e em determinada região;
  delimitação de áreas de proteção permanente e reserva legal;
  previsão de safras agrícolas;
  estudo de capacidade de uso das terras;
  planejamento do escoamento da produção;
13Conceitos básicos de sensoriamento remoto e geoprocessamento
  cadastros de espécies vegetais e animais;
  escolha da melhor área para implantação de escolas, hospitais, creches, 
comércios, indústrias, represas, etc.;
  zoneamentos ambientais, econômicos, sociais, etc.;
  monitoramento ambiental;
  modelagens de expansão de atividades ou ocupações.
Um SIG é formado por hardware para processamento, memória, armaze-
namento, entre outros, banco de dados espaciais, metodologias para procedi-
mentos estatísticas, recursos humanos para desenvolver, operar, administrar e 
operar o sistema e, é claro, um software para manipular as ferramentas. Esse 
sistema é capaz de gerenciar e relacionar dados espaciais, armazenando-os 
como vetores ou matrizes (raster), e de atributos, compostos por códigos 
alfanuméricos dispostos na forma de tabela.
Dados vetoriais são maneiras de definir o limite do objeto ou feição, uma 
tentativa de reproduzir um elemento o mais exatamente possível. Um elemento 
vetorial tem sua forma por meio da geometria, que, quando consiste em apenas 
um vértice de coordenada x e y, é referida como um ponto, e, quando consiste 
em dois ou mais vértices e o primeiro e último vértice dessa sequência não são 
iguais, é formada uma linha. Quando três ou mais vértices estão presentes e 
o último vértice coincide com o primeiro, forma-se um polígono. Os métodos 
vetoriais assumem que as coordenadas dos pontos são matematicamente exatas 
e usam relações implícitas que permitem a redução do tamanho de dados 
complexos. Contudo, em decorrência disso, alguns cálculos podem consumir 
maior tempo de processamento para resolução.
Enquanto isso, dados raster possuem uma estrutura matricial em que cada 
célula (pixel) corresponde a um elemento de processamento integrado ao sis-
tema por suas coordenadas. Esses dados apresentam estrutura bidimensional, 
em que os dados apresentam uma estrutura discreta. Dessa forma, o formato 
raster assume que o espaço é uma superfície cartesiana plana e cada célula 
(pixel) representa uma porção do terreno.
Basicamente, o SIG integra grandes quantidades de informação sobre o 
ambiente e utiliza ferramentas analíticas para explorar os dados. Pode apre-
sentar o potencial de construção de um sistema formado por diversas camadas 
de mapas com informações de diversos atributos, como redes de transporte, 
hidrografia, características de população, atividade econômica, jurisdições 
políticas e outras características dos ambientes naturais e sociais. A capaci-
dade de armazenar informação em camadas e, então, combiná-las com outras 
Conceitos básicos de sensoriamento remoto e geoprocessamento14
camadas de informação torna o SIG uma ferramenta poderosa de pesquisa e 
apoio à tomada de decisão.
Assim, após o processamento dessas informações geoespaciais e a utilização 
do SIG como ferramenta de processamento, constrói-se, com a modelagem 
de dados, um banco de dados geográficos. Bancos de dados geográficos são 
formados por dados relacionados entre si, podem ser formados por dados 
gráficos, como pontos, linhas, polígonos, símbolos e notas; dados não gráficos 
como áreas e propriedades; e também dados espaciais, como, por exemplo, 
coordenadas geográficas.
As vantagens de se utilizar ou desenvolver um banco de dados geográficos 
se dá pelas inúmeras análises e possibilidades de informações que se pode 
extrair de uma área de interesse, além da possibilidade de compartilhamento 
dessas informações. Além disso, o banco de dados geográficos possibilita o 
armazenamento de um grande número de informações que podem ser geren-
ciadas de forma rápida e eficiente pelo SIG.
KENYON, I. P. The light fantastic. New York: Oxford University, 2008. 
LOYD, C. Landsat 8 bands. In: LANDSAT SCIENCE. Mississipi: Landsat, 2019. Disponível 
em: https://landsat.gsfc.nasa.gov/landsat-8/landsat-8-bands/. Acesso em: 23 out. 2019.
MENESES, P. R.; ALMEIDA, T. Introdução ao processamento de imagens de sensoriamento 
remoto. Brasília: Universidade de Brasília, 2012.
TERFIL, J.; HAZEN, R. M. Física viva: uma introdução à física conceitual. Rio de Janeiro: 
LTC, 2006. v. 2.
THOMAS, M. J. K. Ultraviolet and visible spectroscopy. Chichester: John Wiley & Sons, 1996.
15Conceitos básicos de sensoriamento remoto e geoprocessamento
DICA DO PROFESSOR
No sensoriamento remoto, uma das etapas primordiais para o sucesso de um estudo/trabalho é a 
correta escolha da imagem de satélite para processamento. Diante das opções, existem diversos 
tipos de ferramentas e sensores que podem ser aplicados.
Nesta Dica do Professor, conheça mais sobre as ferramentas e as aplicações dos satélites 
Sentinel.
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EXERCÍCIOS
1) Há sensores que detectam áreas unitárias inferiores a 1 metro e que apresentam 
meios para visualização estereoscópica 3D, muito úteis para levantamentos cadastrais 
multifinalitários e urbanos e cartografia digital. Os interessados em monitoramento 
para o acompanhamento da 
evolução e de mudanças da paisagem podem recorrer aos sensores com alta taxa de 
revisita à área. Já os que se interessam em determinar a composição ou a constituição 
de minerais ou rochas podem recorrer aos sensores com um grande número de 
bandas espectrais. Em relação à imagem de satélite, como é definida a resolução 
atribuída ao tamanho do seu pixel?
A) Resolução espectral.
B) Resolução radiométrica.
C) Resolução temporal.
D) Resolução espacial.
E) Resolução pixelar.
2) O Sol, fonte de radiação eletromagnética (REM) em todo o Sistema Solar, apresenta 
irradiância espectralde acordo com o espectro de corpo negro a 5.250°C. Por que 
essa radiação solar apresenta diferente intensidade no topo da atmosfera e ao nível 
do mar?
A) Interações atmosféricas.
B) Reflexão pelo mar.
C) Reflexão pelo solo.
D) Reflexão pela vegetação.
E) Reflexão pelas rochas.
3) Sensores ativos e passivos podem ser utilizados em sensoriamento remoto para a 
obtenção de imagens de satélite. Assinale a opção que melhor descreve a diferença 
entre esses sensores:
A) Sensores ativos são aqueles que apresentam maior resolução espectral, enquanto sensores 
passivos apresentam menor resolução espectral.
B) Sensores ativos são aqueles que utilizam fontes artificiais para geração da radiação 
eletromagnética; sensores passivos utilizam a radiação eletromagnética proveniente do Sol.
C) Sensores ativos são sensores que ainda se encontram em atividade, enquanto sensores 
passivos são aqueles que já foram desativados.
D) Sensores ativos são sensores que se ativam (entram em funcionamento) quando iluminados 
pelo Sol, enquanto sensores passivos não precisam da radiação eletromagnética solar para 
estarem em funcionamento.
E) Sensores ativos apresentam maior resolução temporal, ficando ativamente mais tempo 
sobre determinada posição. Sensores passivos apresentam baixa resolução temporal, e o 
tempo de revisita ao mesmo local é maior.
4) Os gases atmosféricos podem espalhar a REM solar ou mesmo refletida pelos alvos 
terrestres. Entre esses fenômenos, está o espalhamento Rayleigh. Como esse 
fenômeno ocorre?
A) Ocorre quando o tamanho das partículas dos gases atmosféricos é maior do que o 
comprimento de onda.
B) Ocorre quando o tamanho das partículas é muito maior do que os comprimentos de onda 
entre o visível e termal.
C) Ocorre quando o diâmetro das partículas dos gases atmosféricos é menor do que o 
comprimento de onda.
D) Ocorre por causa do campo magnético da Terra que interage com a radiação 
eletromagnética.
E) Ocorre na primavera, devido à posição relativa da Terra e do Sol e ao movimento de 
rotação da Terra.
O processamento de imagens de satélite envolve técnicas que podem proporcionar 
maior qualidade ao produto final que se deseja gerar. Contudo, antes de se iniciar o 
processamento propriamente dito, existem técnicas de pré-processamento que 
aumentam a qualidade das imagens e removem possíveis erros (ruídos, correção 
atmosférica, distorções geométricas). Quanto aos ruídos, assinale a alternativa que 
5) 
melhor define esse erro na imagem de satélite:
A) Ruídos são erros sistemáticos presentes em todos os tipos de imagens de sensoriamento 
remoto.
B) Ruídos são desajustes da grade de pixels das imagens de satélite.
C) Ruídos são degradações que alteram radiometricamente a imagem por completo.
D) Ruídos são barulhos ocasionados pela captura da imagem de satélite.
E) Ruídos são erros aleatórios do valor digital dos pixels ou erros coerentes de linhas de 
pixels.
NA PRÁTICA
A reflectância foliar na região do visível (400-750nm) é influenciada pela absorção da radiação 
solar decorrente dos pigmentos fotossintetizantes. Já a alta reflectância na região do 
infravermelho próximo decorre do espalhamento da radiação no interior das folhas, 
principalmente pela estrutura celular. Com base nisso, diversos índices de vegetação têm sido 
desenvolvidos com o objetivo de explorar as propriedades espectrais da vegetação, sobretudo 
nas regiões do espectro eletromagnético.
Neste Na Prática, veja um estudo de caso em que foi utilizado o mais antigo índice: o Índice de 
Vegetação por Diferença Normalizada (NDVI), aplicado para estimar teor e parâmetros 
biofísicos da vegetação, como índice de biomassa, produtividade e índice de área foliar.
SAIBA MAIS
Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto, veja abaixo as sugestões do 
professor:
Sensoriamento remoto: princípios e aplicações
Neste vídeo, você acompanhará a fala do pesquisador Miguel Monteiro, do Instituto Nacional de 
Pesquisas Espaciais (INPE), sobre a aplicação e as características do sensoriamento remoto 
orbital.
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Aplicação de um sistema de informação geográfica (SIG)
Neste artigo, você encontrará uma aplicação do SIG no levantamento de solos e aptidão agrícola 
das terras como subsídios para o planejamento ambiental do município de Itaara, RS.
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Geoprocessamento na delimitação de áreas de preservação permanente (APPs)
Neste artigo, você verá a utilização do geoprocessamento para mapear as APPs de encostas no 
município de Diamantina, MG, por meio de ferramentas do Sistema de Informações 
Geográficas.
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