Sensoriamento Remoto I

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Indaial – 2020
SenSoriamento remoto i
Prof. Adalto Moreira Braz
1a Edição
Copyright © UNIASSELVI 2020
Elaboração:
Prof. Adalto Moreira Braz
Revisão, Diagramação e Produção:
Centro Universitário Leonardo da Vinci – UNIASSELVI
Ficha catalográfica elaborada na fonte pela Biblioteca Dante Alighieri 
UNIASSELVI – Indaial.
Impresso por:
B827s
Braz, Adalto Moreira
 
 Sensoriamento remoto I. / Adalto Moreira Braz. – Indaial: 
UNIASSELVI, 2020.
 
 230 p.; il.
 ISBN 978-65-5663-315-2
 ISBN Digital 978-65-5663-314-5
 
 1. Sensoriamento remoto. - Brasil. II. Centro Universitário 
Leonardo da Vinci.
 CDD 900
apreSentação
A utilização de técnicas de sensoriamento remoto tem se mostrado, 
de maneira recorrente, uma ótima alternativa para estudos em diferentes 
campos de conhecimento, a exemplo de sua vasta aplicação em diferentes 
ramos da Geografia. O sensoriamento remoto torna possível viajarmos pelo 
espaço, sem ao menos tirarmos os pés do chão. Podemos dizer que é a arte 
de ir sem estar. Quando iniciamos os estudos desta disciplina, notamos, de 
início, sua multidisciplinaridade, como evidenciam seus conceitos físicos, 
geográficos, químicos e também biológicos.
A aplicação do sensoriamento remoto é fundamental para o atual 
contexto social, pois são capazes de oferecer abrangente quantidade de dados 
geográficos, voltados para questões tanto ambientais, dos espaços naturais, 
quanto sociais. A partir do processamento dos dados de sensoriamento 
remoto, podemos obter um leque de informações, como, por exemplo, 
acompanhar níveis de desmatamento ao longo dos anos, a expansão 
das áreas urbanas, a qualidade de lavouras, identificar as características 
geomorfológicas de uma determinada área, além de diferentes tipos de 
planejamentos que se interessam pelos dados provenientes desta disciplina.
Este livro coloca à disposição dos acadêmicos uma série de discussões 
de caráter teórico, associando, quando possível, a exemplos práticos, para que 
seu conteúdo para embasar a compreensão e a preparação para aplicações 
do sensoriamento remoto. Para tanto, ele está dividido em três unidades.
A Unidade 1 aborda os aspectos históricos do sensoriamento 
remoto, pautando os principais fatores ocorridos ao longo de sua criação 
e desenvolvimento, tanto em âmbito nacional, quanto mundial. A leitura 
da primeira unidade também discutirá os fundamentos do sensoriamento 
remoto, através dos princípios físicos, com especial interesse na fonte e 
interação da energia eletromagnética, bem como o comportamento espectral 
dos alvos terrestres.
Na Unidade 2 serão apresentadas as principais características dos sen-
sores e seus níveis de coleta. Além disso, você conhecerá a estrutura de for-
mação das imagens de sensoriamento remoto e, por fim, os principais exem-
plos de sensores disponíveis e suas plataformas de distribuição de imagens.
A terceira e última unidade do livro trata da importância da análise 
e interpretação de imagens orbitais, as principais aplicações na qual 
podemos direcionar as imagens do sensoriamento remoto. Para encerrar, 
você conhecerá as principais técnicas de Processamento Digital de Imagens 
(PDI) e a importância dos Sistemas de Informações Geográficas (SIG) para 
o mapeamento e a tomada de decisão através de imagens provenientes do 
sensoriamento remoto.
Você já me conhece das outras disciplinas? Não? É calouro? Enfim, tanto para 
você que está chegando agora à UNIASSELVI quanto para você que já é veterano, há novi-
dades em nosso material.
Na Educação a Distância, o livro impresso, entregue a todos os acadêmicos desde 2005, é 
o material base da disciplina. A partir de 2017, nossos livros estão de visual novo, com um 
formato mais prático, que cabe na bolsa e facilita a leitura. 
O conteúdo continua na íntegra, mas a estrutura interna foi aperfeiçoada com nova diagra-
mação no texto, aproveitando ao máximo o espaço da página, o que também contribui 
para diminuir a extração de árvores para produção de folhas de papel, por exemplo.
Assim, a UNIASSELVI, preocupando-se com o impacto de nossas ações sobre o ambiente, 
apresenta também este livro no formato digital. Assim, você, acadêmico, tem a possibilida-
de de estudá-lo com versatilidade nas telas do celular, tablet ou computador. 
 
Eu mesmo, UNI, ganhei um novo layout, você me verá frequentemente e surgirei para 
apresentar dicas de vídeos e outras fontes de conhecimento que complementam o assun-
to em questão. 
Todos esses ajustes foram pensados a partir de relatos que recebemos nas pesquisas 
institucionais sobre os materiais impressos, para que você, nossa maior prioridade, possa 
continuar seus estudos com um material de qualidade.
Aproveito o momento para convidá-lo para um bate-papo sobre o Exame Nacional de 
Desempenho de Estudantes – ENADE. 
 
Bons estudos!
NOTA
Por fim, desejamos a você, acadêmico, ótima leitura deste material, 
cujo principal objetivo é enriquecer seu arcabouço de aprendizagem deste 
tema, que cada dia mais tem se mostrado na vanguarda do desenvolvimento 
científico e tecnológico, atingindo proporções relevantes no cenário mundial, 
em termos de pesquisa, desenvolvimento e aplicações.
Desejamos uma boa e agradável leitura!
Prof. Adalto Moreira Braz
Olá, acadêmico! Iniciamos agora mais uma disciplina e com ela 
um novo conhecimento. 
Com o objetivo de enriquecer seu conhecimento, construímos, além do livro 
que está em suas mãos, uma rica trilha de aprendizagem, por meio dela você 
terá contato com o vídeo da disciplina, o objeto de aprendizagem, materiais complemen-
tares, entre outros, todos pensados e construídos na intenção de auxiliar seu crescimento.
Acesse o QR Code, que levará ao AVA, e veja as novidades que preparamos para seu estudo.
Conte conosco, estaremos juntos nesta caminhada!
LEMBRETE
Sumário
UNIDADE 1 — ORIGEM, HISTÓRIA E CONCEITOS FUNDAMENTAIS
 DO SENSORIAMENTO REMOTO ...................................................... 1
TÓPICO 1 — HISTÓRIA E EVOLUÇÃO DO SENSORIAMENTO REMOTO ........ 3
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................... 3
2 PRINCÍPIOS DO SURGIMENTO DO SENSORIAMENTO REMOTO ................. 3
3 O PROGRAMA ESPACIAL BRASILEIRO .................................................................. 11
4 O CONCEITO DE SENSORIAMENTO REMOTO ................................................... 14
RESUMO DO TÓPICO 1 ................................................................................................... 18
AUTOATIVIDADE ............................................................................................................. 19
TÓPICO 2 — PRINCÍPIOS FÍSICOS DO SENSORIAMENTO REMOTO ............. 21
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................. 21
2 FONTE DE ENERGIA E INTERAÇÃO COM ALVOS TERRESTRES ................... 21
3 RADIAÇÃO E ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO .................................................. 36
4 COMPORTAMENTO ESPECTRAL DOS ALVOS ..................................................... 48
LEITURA COMPLEMENTAR ........................................................................................... 63
RESUMO DO TÓPICO 2 ................................................................................................... 69
AUTOATIVIDADE ............................................................................................................. 70
REFERÊNCIAS ..................................................................................................................... 72
UNIDADE 2 — SATÉLITES, SENSORES E NÍVEIS DE COLETA: DIFERENTES
 CARACTERÍSTICAS DOS DADOS DE SENSORIAMENTO
 REMOTO ..................................................................................................75
TÓPICO 1 — SATÉLITES E SENSORES IMAGEADORESCOMPARADOS ......... 77
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................. 77
2 NÍVEIS DE COLETA DE DADOS EM SENSORIAMENTO REMOTO ............... 77
3 SENSORES PASSIVOS ................................................................................................... 82
4 SENSORES ATIVOS ........................................................................................................ 90
5 SENSORES AEROTRANSPORTADOS ....................................................................... 99
6 SENSORES TERRESTRES ............................................................................................ 106
RESUMO DO TÓPICO 1 ................................................................................................. 110
AUTOATIVIDADE ........................................................................................................... 111
TÓPICO 2 — CARACTERÍSTICAS DAS IMAGENS DE SENSORIAMENTO
 REMOTO ................................................................................................... 113
1 INTRODUÇÃO ............................................................................................................... 113
2 ESTRUTURA MATRICIAL .......................................................................................... 114
3 CARACTERÍSTICAS E DIFERENÇAS DE IMAGENS .......................................... 118
4 TIPOS DE RESOLUÇÕES ............................................................................................. 120
RESUMO DO TÓPICO 2 ................................................................................................. 123
AUTOATIVIDADE ........................................................................................................... 124
TÓPICO 3 — PLATAFORMAS DE AQUISIÇÃO DE IMAGENS ........................... 127
1 INTRODUÇÃO ............................................................................................................... 127
2 EXEMPLOS DE SENSORES GRATUITOS E COMERCIAIS ................................ 128
3 PLATAFORMAS DE AQUISIÇÃO DE IMAGENS GRATUITAS ........................ 141
LEITURA COMPLEMENTAR ......................................................................................... 146
RESUMO DO TÓPICO 3 ................................................................................................. 151
AUTOATIVIDADE ........................................................................................................... 152
REFERÊNCIAS ................................................................................................................... 153
UNIDADE 3 — SENSORIAMENTO REMOTO PARA OBSERVAÇÃO DA
 TERRA: INTERPRETAÇÕES E DIFERENTES APLICAÇÕES .... 157
TÓPICO 1 — ANÁLISE E INTERPRETAÇÃO DE IMAGENS ................................ 159
1 INTRODUÇÃO ............................................................................................................... 159
2 COMPOSIÇÕES COLORIDAS DE IMAGENS ....................................................... 159
3 ELEMENTOS DE FOTOINTERPRETAÇÃO ............................................................ 165
4 CRITÉRIOS PARA ESCOLHA DE IMAGENS EM SENSORIAMENTO
 REMOTO .......................................................................................................................... 174
RESUMO DO TÓPICO 1 ................................................................................................. 178
AUTOATIVIDADE ........................................................................................................... 179
TÓPICO 2 — PROCESSAMENTO DE IMAGENS ORBITAIS ................................ 181
1 INTRODUÇÃO ............................................................................................................... 181
2 PROCESSAMENTO DIGITAL DE IMAGENS (PDI) ............................................. 181
3 CLASSIFICAÇÃO DE IMAGENS DE SATÉLITE ................................................... 191
4 SISTEMA DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS (SIG): MAPEAMENTO
 E TOMADA DE DECISÃO ........................................................................................... 197
RESUMO DO TÓPICO 2 ................................................................................................. 202
AUTOATIVIDADE ........................................................................................................... 203
TÓPICO 3 — PRINCIPAIS APLICAÇÕES DO SENSORIAMENTO
 REMOTO .................................................................................................... 205
1 INTRODUÇÃO ............................................................................................................... 205
2 SENSORIAMENTO REMOTO APLICADO NO ESTUDO DE
 FENÔMENOS NATURAIS ........................................................................................... 205
3 SENSORIAMENTO REMOTO APLICADO NO ESTUDO DE
 FENÔMENOS ANTRÓPICOS ..................................................................................... 212
LEITURA COMPLEMENTAR ......................................................................................... 219
RESUMO DO TÓPICO 3 ................................................................................................. 224
AUTOATIVIDADE ........................................................................................................... 225
REFERÊNCIAS ................................................................................................................... 226
1
UNIDADE 1 — 
ORIGEM, HISTÓRIA E CONCEITOS 
FUNDAMENTAIS DO
SENSORIAMENTO REMOTO
OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM
PLANO DE ESTUDOS
A partir do estudo desta unidade, você deverá ser capaz de:
• compreender o princípio da origem do sensoriamento remoto e a sua 
evolução, pontuando os principais fatores ocorrentes durante o seu 
desenvolvimento;
• conhecer o Programa Espacial Brasileiro, desde seu surgimento, 
desenvolvimento e principais atividades espaciais desenvolvidas no 
Brasil; 
• entender os fundamentos do sensoriamento remoto, a partir do seu 
conceito até a compreensão dos elementos e processos fundamentais para 
o seu desempenho;
• entender o conceito de radiação e espectro eletromagnético, e os processos 
relacionados à interação da energia eletromagnética na superfície 
terrestre;
• perceber os aspectos fundamentais do comportamento espectral dos 
alvos, em especial as rochas e minerais, solo, vegetação e água.
Esta unidade está dividida em dois tópicos. Ao final da unidade 
você encontrará autoatividades com o objetivo de reforçar o conteúdo 
apresentado. 
TÓPICO 1 – HISTÓRIA E EVOLUÇÃO DO SENSORIAMENTO REMOTO
TÓPICO 2 – PRINCÍPIOS FÍSICOS DO SENSORIAMENTO REMOTO
2
Preparado para ampliar seus conhecimentos? Respire e vamos em 
frente! Procure um ambiente que facilite a concentração, assim absorverá melhor 
as informações.
CHAMADA
3
TÓPICO 1 — 
UNIDADE 1
HISTÓRIA E EVOLUÇÃO DO SENSORIAMENTO 
REMOTO
1 INTRODUÇÃO
Neste tópico, nós daremos início ao admirável mundo do sensoriamento 
remoto, assunto que é cada vez mais explorado e difundido tanto no meio 
acadêmico, quanto no meio comercial.
Inicialmente, iremos compreender a origem do sensoriamento remoto, ou 
seja, como se deu o início deste processo e acompanhar toda a sua estruturação ao 
longo de seu desenvolvimento até o presente momento. Veremos a importância 
da fotografia para todo este processo, e como o seu avanço foi fundamental para 
o atual estado do sensoriamento remoto.
Vamos conhecer também o Programa Espacial Brasileiro (PEB), que visa 
desenvolver pesquisas espaciais em geral em todo o território nacional, analisando 
os principais avanços ao longo dos anos, junto às atividades desenvolvidas no 
Brasil, em especial o programa CBERS.
Por fim, veremos os fundamentos do sensoriamento remoto, quais as 
suas características e suasbases estruturais e quais as etapas, de uma forma mais 
breve, necessárias para tratar os dados obtidos através dos sensores remotos.
No final deste tópico, você estará apto a realizar as autoatividades para 
reforçar tudo o que foi estudado neste tópico. Bons estudos!
2 PRINCÍPIOS DO SURGIMENTO DO SENSORIAMENTO 
REMOTO
Para ter uma melhor compreensão do processo de criação e desenvolvi-
mento do sensoriamento remoto, podemos dividir este processo em duas etapas:
• 1860-1960: criação da fotografia e posterior desenvolvimento da fotografia aérea;
• 1961-Atualmente: diversidade e aplicabilidade de sistemas sensores.
ORIGEM, HISTÓRIA E CONCEITOS FUNDAMENTAIS DO SENSORIAMENTO REMOTO
4
Joseph Nicéphore Niepce (1763-1833) apresentou o primeiro resultado 
efetivo da criação de uma fotografia, em 1826, e, após sua morte, Louis Jacques 
Mande Daguerre (1787-1851), sócio de Niepce, deu continuidade às pesquisas 
voltadas para o desenvolvimento da fotografia, e em 1839 apresentou essa nova 
tecnologia para a Academia Francesa de Ciências.
No início de 1840, o francês François Arago intercedeu a utilização de 
fotografias aéreas para estudos voltados para topografia. Até ocorrer utilização 
dos balões para conseguir captar uma imagem, as fotografias aéreas eram obtidas 
através da utilização de pombos e pipas como plataforma de sensoriamento 
remoto (Figura 1; Figura 2).
FIGURA 1 – FOTOGRAFIAS AÉREAS OBTIDAS UTILIZANDO POMBOS COMO PLATAFORMAS DE 
IMAGEAMENTO
FONTE: Adaptada de Baumann (2014)
Na Figura 1A, temos uma imagem área obtida por um pombo, e na Figura 
1B, percebemos as asas do pombo, nas laterais da imagem, durante a obtenção da 
fotografia.
FIGURA 2 – POMBO SENDO PREPARADO COMO PLATAFORMA DE SENSORIAMENTO REMOTO
FONTE: <https://bit.ly/2I9WK5i>. Acesso em: 21 set. 2020.
TÓPICO 1 — HISTÓRIA E EVOLUÇÃO DO SENSORIAMENTO REMOTO
5
Um personagem importante desse período de aprimoramento da 
fotografia aérea foi o fotógrafo Gaspard Felix Tournachon, também conhecido 
como Nadar. Em 1858, ele patenteou o que hoje chamamos de levantamento 
aéreo, e ainda nesse ano, sobrevoou Paris a partir de um balão cativo para obter 
a primeira fotografia aérea. 
Entretanto, as dificuldades em controlar os balões e pipas para conseguir 
obter as fotografias áreas eram imensas. No caso dos balões era até mesmo 
perigoso todo esse processo, nesse período ocorreram diversos acidentes, até 
mesmo com Nadar, que, em 1863, seu balão desceu muito rápido, e também com 
George R. Lawrence, conhecido por tirar a famosa fotografia panorâmica de São 
Francisco, nos Estados Unidos, após um terremoto em 1906 (Figura 3), que após 
sofrer dois acidentes com balões cativos tornou-se adepto das fotografias aéreas 
a partir das pipas (JENSEN, 2009). Devido a todos esses problemas enfrentados 
para conseguir obter as fotografias aéreas, foi preciso pensar e aperfeiçoar novas 
técnicas para facilitar este processo.
FIGURA 3 – FOTOGRAFIA AÉREA PANORÂMICA TIRADA POR GEORGE R. LAWRENCE, EM SÃO 
FRANCISCO
FONTE: Jensen (2009, p. 72)
Portanto, para que as fotografias aéreas se tornassem algo mais prático e 
acessível, foram aprimorando mecanismos mais adequados para sua captação. 
Em 1903, os irmãos Wright construíram o primeiro avião com hélice e motor. 
Entretanto, foi somente em 1908 que se obteve a primeira fotografia aérea a 
partir de uma aeronave, quando aquela já estava em estágio de desenvolvimento 
mais avançado. 
No início da Primeira Guerra Mundial, ocorrida entre 1914 e 1918, utili-
zavam aviões para realizar o reconhecimento das áreas. Entretanto, logo notaram 
o valor em utilizar as fotografias aéreas para o desenvolvimento de suas estra-
tégias. Inicialmente, as fotografias áreas eram utilizadas para mapear territórios 
inimigos e organizar o planejamento militar, auxiliando na tomada de decisão.
ORIGEM, HISTÓRIA E CONCEITOS FUNDAMENTAIS DO SENSORIAMENTO REMOTO
6
Na Figura 4A, vemos o fotógrafo durante o voo para capturar a fotografia 
aérea, e ao lado, na Figura 4B, a fotografia de um campo aéreo francês, durante a 
primeira guerra mundial, tomada por aviões.
FIGURA 4 – FOTOGRAFIA AÉREA DURANTE A PRIMEIRA GUERRA MUNDIAL
FONTE: Adaptada de Baumann (2014)
Em 1930, as fotografias coloridas começam a tomar formas, e a partir 
da Segunda Guerra Mundial (1939-1945), com a notoriedade da eficácia das 
aerofotografias, ocorre o avanço das técnicas voltadas para a melhoria da 
qualidade das imagens. Nesse período, ocorreu o desenvolvimento do sensor 
infravermelho, com a finalidade de identificação de camuflagem, do radar e de 
técnicas para fotointerpretação.
De acordo com Baumann (2014), a partir da década de 1920, os primeiros 
livros sobre interpretação de fotos aéreas foram publicados. O livro As fotografias aéreas, 
características e aplicações militares de Reeves, foi publicado em 1927. Em 1928, Winchester 
e Wills publicaram o livro Fotografia aérea, sendo uma abrangente pesquisa de sua prática e 
desenvolvimento e complicações de mapas de Pendleton de fotografias aéreas. E em 1929, 
McKinley publicou o livro A fotografia aérea aplicada.
INTERESSA
NTE
Com os impulsos ocasionados por esses períodos militares, o 
desenvolvimento do sensoriamento remoto permaneceu a todo vapor. Com a 
“corrida espacial” entre os Estados Unidos e a União Soviética, também conhecida 
como Guerra Fria (1947-1991), o sensoriamento remoto voltou a receber grande 
atenção militar. 
TÓPICO 1 — HISTÓRIA E EVOLUÇÃO DO SENSORIAMENTO REMOTO
7
O primeiro satélite a orbitar a Terra foi o Sputnik, marcando o início da 
Era Espacial, em 1957, lançado pela União Soviética, porém não foram tiradas 
imagens orbitais (Figura 5). Em 1960, o programa de satélites Corona, utilizados 
para espionagem, foi o primeiro a retomar do espaço com imagens espaciais. 
As imagens obtidas no espaço retornavam para a Terra através de cápsulas 
especiais por meio de paraquedas, e podiam demorar dias ou até semanas para 
aterrissar. 
FIGURA 5 – O PRIMEIRO SATÉLITE ARTIFICIAL COLOCADO EM ÓRBITA PELA UNIÃO 
SOVIÉTICA, EM 1957, CHAMADO SPUTNIK
FONTE: <https://bit.ly/3kcPPFD>. Acesso em: 20 jun. 2020.
A partir da década de 1960, iniciou-se o advento dos sistemas orbitais de 
sensoriamento remoto, inicialmente voltados para aplicações meteorológicas. O 
primeiro sistema não tripulado foi o satélite meteorológico TIROS-1 (Television 
Infrared Observation Satellite), lançado, em 1960, pelos Estados Unidos, no 
qual foi televisionada a primeira imagem da Terra vista do espaço (Figura 6). 
Simultaneamente outras missões espaciais foram lançadas com o objetivo de 
obter imagens da superfície terrestre, como, por exemplo, as missões de satélites 
tripulados Mercury, Gemini e Apolo.
FIGURA 6 – PRIMEIRA IMAGEM TELEVISIVA DA TERRA OBTIDA PELO SATÉLITE TIROS-1
FONTE: <http://www.donaldedavis.com/2004%20new/TR1A160s.jpg>. Acesso em: 20 jun. 2020.
ORIGEM, HISTÓRIA E CONCEITOS FUNDAMENTAIS DO SENSORIAMENTO REMOTO
8
A partir da década de 1970 iniciou-se um novo ciclo, marcado pelo 
lançamento do programa Landsat (Land Remote Sensing Satellite), satélites com 
sensores multiespectrais, voltados para análise dos recursos naturais (Figura 7). 
O primeiro satélite colocado em órbita foi em 1972, denominado ERST-1 (Earth 
Resource Technology Satellite), posteriormente renomeado para Landsat-1, pela 
NASA (National Aeronautics and Space Administration).
FIGURA 7 – ESBOÇO DO SATÉLITE LANDSAT-1
FONTE: <https://landsat.gsfc.nasa.gov/wp-content/uploads/2012/12/erts.jpg>. Acesso em: 21 
jun. 2020.
Desde então o programa Landsat conta, até o momento, com o 
lançamento de oito satélites para coletar dados voltados para os recursos da terra, 
contabilizando mais de três décadas em atividade.
Desde a década de 1970, até a França lançar o satélite SPOT (Satellite 
Pour l’Observation de la Terre), em 1986, os EUA foram o único país a operar 
satélites de sensoriamento remoto, que coletavam sistematicamente informações 
de todo o planeta (programa Landsat) para aplicaçõescivis (MACHADO; 
QUINTANILHA, 2008).
Nos últimos vinte anos, diversos países começaram a participar da 
exploração do espaço, incluindo o Brasil. A competição entre países cedeu lugar 
à cooperação internacional (exceto nas tecnologias com aplicação militar) e à 
competição entre grupos industriais. O uso de sistemas de satélites para aplicações 
rentáveis (das quais a principal são as telecomunicações) teve enorme expansão, 
com investimentos de bilhões de dólares (CARLEIAL, 1999).
TÓPICO 1 — HISTÓRIA E EVOLUÇÃO DO SENSORIAMENTO REMOTO
9
Percebemos o turbilhão de acontecimentos ocorrentes durante todo 
esse processo do avanço o sensoriamento remoto, muitas vezes, até de forma 
simultânea. De forma a deixar esses marcos mais didáticos, criamos um quadro 
cronológico com alguns dos acontecimentos de maior destaque ao passar das 
décadas (Quadro 1).
QUADRO 1 – CRONOLOGIA DOS PRINCIPAIS MARCOS DO SENSORIAMENTO REMOTO NO MUNDO
ANO ATIVIDADE DESENVOLVIDA
1826 Joseph Nicephore Niepce tira a primeira fotografia.
1839 Louis M. Daguerre inventa o daguerreótipo para impressão em positivo da fotografia.
1858 Gaspard Felix Tournachon tira uma fotografia aérea a partir de um balão.
1873 Herman Vogel abre caminho para a fotografia no vermelho próximo.
1903
1. Os irmãos Wright inventam o avião.
2. Alfred Maul patenteia a câmara para obter fotografias a partir 
do foguete.
1914-1918 Foto-reconhecimento na Primeira Guerra Mundial.
1920-1930 Aumento da fotointerpretação e fotogrametria civis.
1939-1945 Avanços no foto-reconhecimento durante a Segunda Guerra Mundial.
1940 Invenção do RADAR.
1942 A Kodak patenteia o primeiro filme infravermelho falsa-cor.
1950 Invenção do sensoriamento remoto infravermelho termal pelos militares.
1954 A Westinghouse, Inc. desenvolve o sistema de radar de visada lateral aerotransportado.
1957 A União Soviética lança o satélite Sputnik.
1958 Os Estados Unidos lançam o satélite Explorer 1.
1960
1. Ênfase principal no processamento visual de imagens.
2. Desclassificação (militar para civil) dos sistemas sensores de 
radar e infravermelho termal.
3. O termo sensoriamento remoto é introduzido por Evelyn 
Pruitt.
1960-1972 Programa Norte Americano de satélites espiões CORONA.
1961-1963 Programa espacial Mercury.
ORIGEM, HISTÓRIA E CONCEITOS FUNDAMENTAIS DO SENSORIAMENTO REMOTO
10
1965-1966 Programa espacial Gemini.
1970
1. Florescimento do processamento digital de imagens.
2. Sensoriamento Remoto integrado com sistemas de informações 
geográficas.
1972 Lançamento do ERTS-1 (Renomeado para Landsat), primeiro satélite de recursos naturais, pela NASA.
1983
Desenvolvimento de detectores mais sensíveis e equipamentos 
ópticos mais precisos, desenvolvimento da mecânica orbital, de 
microprocessadores, e soluções para armazenagem e transmissão 
de dados a grandes distâncias.
1986 Lançado o SPOT-1.
1990
Maturidade dos Light Detection and Ranging (LIDAR).
Aumento do uso de sensores hiperespectrais e LIDAR.
2002 Introdução dos algoritmos de segmentação de imagens orientada ao objeto.
FONTE: Adaptado de Jensen (2009) e Affonso (2002)
Para uma melhor compreensão do desenvolvimento espacial, indicamos o 
documentário Corrida Espacial, lançado em 2005 pela BBC, o qual retrata a história dos 
primeiros satélites colocados em órbita durante a corrida espacial entre os Estados Unidos 
e a União Soviética, detalhando o início os investimentos nos programas espaciais.
DICAS
Até aqui, podemos afirmar que o processo de criação e desenvolvimento 
do sensoriamento remoto se deu a partir da criação da fotografia, a partir da 
década de 1930, e as principais fontes de pesquisas para seu desenvolvimento 
cabe ao sistema militar. Agora, veremos de que maneira esse processo ocorreu e 
quais pesquisas e tecnologias foram desenvolvidas no Brasil.
TÓPICO 1 — HISTÓRIA E EVOLUÇÃO DO SENSORIAMENTO REMOTO
11
3 O PROGRAMA ESPACIAL BRASILEIRO
No Brasil, o início do desenvolvimento voltado para capacitação 
profissional e interesse em pesquisas espaciais deu-se no final da década de 1960, 
com a criação da Comissão Nacional de Atividades Espaciais (CNAE), e, em 1990, 
foi renomeado para Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), sendo hoje 
o mais importante instituto voltado para pesquisas espaciais no Brasil.
 
O INPE foi fundamental na consolidação do sensoriamento remoto como 
tecnologia de uso em escada nacional, tornando o Brasil como nação pioneira no 
hemisfério sul a dominar e investir nessa tecnologia. No início, o INPE contribuiu 
com o desenvolvimento das metodologias de interpretação de imagem e 
processamento digital, e na disseminação do uso de imagens de satélite por todo 
o território nacional (MENESES, 2012a).
Em 1973, o Brasil se tornou o terceiro país, atrás do Estados Unidos e 
Canadá, a ter uma estação operacional, em Cuiabá (MT), para receber imagens 
de satélite. Hoje, o Brasil é um dos maiores países a consumir imagens de satélite.
Com a criação do Missão Espacial Completa Brasileira (MECB), em 1979, 
programa voltado para o desenvolvimento de satélites e de veículos lançadores, 
além da implantação de centros de lançamento brasileiro, estabeleceram a criação 
de três satélites de coleta de dados, sendo eles o SCD-1, SCD-2 e SCD-3, e dois 
satélites de observação da Terra, o SSR1 e SSR2. 
A partir da década de 1980, em parceria com a China, o Brasil iniciou 
o projeto do programa CBERS (China-Brazil Earth Resources Satellite ou Satélite 
Sino-Brasileiro de Recursos Terrestres), com o objetivo de construir satélites 
de sensoriamento remoto óptico de recursos naturais. Essa parceria rendeu a 
construção de diversos satélites, sendo eles o CBERS-1, CBERS-2, CBERS-2B, 
CBERS-3, CBERS-4 e CBERS-4A (Figura 8).
Na Figura 8A, temos o satélite CBERS 1, CBERS 2, e CBERS 2B, estes 
possuem as mesmas características físicas, entretanto, seu sistema sensorial é 
diferente, conforme veremos mais adiante, quando discutiremos as características 
dos principais satélites em atividade atualmente. Na Figura 8B temos o protótipo 
do satélite CBERS-4A, lançado recentemente, no final de 2019. 
A estação terrena do INPE em Cuiabá (MT), começou a receber os dados 
a partir do dia 27 de dezembro de 2019, e gravou os dados brutos dos sensores 
WPM, MUX e WFI, que foram processados em São José dos Campos (SP).
 
E, por fim, na Figura 8C temos o satélite CBERS 3, que apresentou falha 
durante o seu lançamento e não entrou em órbita, e o CBERS 4, que se encontra 
em atividade atualmente.
ORIGEM, HISTÓRIA E CONCEITOS FUNDAMENTAIS DO SENSORIAMENTO REMOTO
12
FIGURA 8 – SATÉLITES DA SÉRIE CBERS
Legenda: (A) CBERS 1, 2 E 2B; (B) CBERS 4A; (C) CBERS 3 E 4.
FONTE: O autor
O satélite CBERS possui três tipos de sensores: uma câmara imageadora 
de alta resolução (CCD), um varredor multiespectral infravermelho (IRMSS) 
e um imageador de visada larga (WFI). A partir do lançamento do programa 
CBERS, o Brasil ingressou para o seleto grupo de países detentores da tecnologia 
de geração de dados primários de sensoriamento remoto (FLORENZANO, 2007).
Para compreender esse processo ocorrente, de forma detalhada, criamos 
uma linha do tempo, conforme o Quadro 2, com os principais fatos ao longo dos 
anos relacionados ao sensoriamento remoto no Brasil.
QUADRO 2 – CRONOLOGIA DOS PRINCIPAIS FATOS RELACIONADOS AO SENSORIAMENTO 
REMOTO NO BRASIL
ANO ATIVIDADE DESENVOLVIDA
1963 Criação do CNAE.
1971 Criação do Instituto de Pesquisas Espaciais.
1973 O Brasil tornou-se o terceiro país a ter uma estação operacional (Cuiabá/MT) para receber imagens de satélites.
1979
Aprovação da Missão Espacial Completa Brasileira (MECB): 
desenvolvimento de satélites e de veículos lançadores e 
implantação de centros de lançamento em solo brasileiro.
TÓPICO 1 — HISTÓRIA E EVOLUÇÃO DO SENSORIAMENTO REMOTO
13
1988
Brasil e China assinam acordo de cooperação para o 
desenvolvimento dos satélites sino-brasileiros de recursos 
terrestres (CBERS).
1990 O INPE passou a se chamar Instituto Nacionalde Pesquisas Espaciais.
1997 2. Brasil ingressa no Programa da Estação Espacial Internacional (ISS).
1999 1. Satélite CBERS-1 é lançado pelo foguete chinês Longa Marcha IV da Base de Taiyuan, na China.
2002 Assinatura do novo acordo de cooperação entre Brasil e China para o desenvolvimento dos satélites CBERS-3 e 4.
2003
1. O satélite SCD-1 completa 10 anos em órbita, o SCD-2 
completa 5 anos
2. Lançamento do CBERS-2 a partir do Centro de Lançamento 
de Taiwan.
2007 Lançamento, na China, do satélite brasileiro CBERS-2B.
2010 INPE inaugura supercomputador para previsão do tempo e estudos em mudanças climáticas.
2013 Lançamento do satélite CBERS-3, porém se perdeu no lançamento e está inativo.
2014 Lançamento do satélite CBERS-4.
2016
O Congresso Nacional aprova o Protocolo Complementar 
para o Desenvolvimento Conjunto de Satélite de Observação 
da Terra, o CBERS-4A.
2019 Lançamento do satélite CBERS-4A.
FONTE: Adaptado de Brasil (2020)
Cabe ressaltar que a pesquisa espacial no Brasil não é restrita ao INPE, mas 
apesar do aumento de pesquisas em diversas universidades, o instituto ainda é o 
principal pesquisador no tema, em âmbito nacional.
Outro importante marco para o desenvolvimento do sensoriamento 
no Brasil foi a criação do projeto Radar da Amazônia (RADAM), em 1970. 
Inicialmente, esse projeto era voltado para a coleta de dados de recursos minerais, 
solos, vegetação, uso da terra e cartografia da Amazônia e áreas próximas da 
região nordeste, através de imagens de radar, captadas pela aeronave Caravelle.
ORIGEM, HISTÓRIA E CONCEITOS FUNDAMENTAIS DO SENSORIAMENTO REMOTO
14
O aerolevantamento das áreas teve início em 1971, e devido ao sucesso 
obtido, o levantamento de radar se expandiu para todo o território nacional, 
visando o mapeamento integrado dos recursos naturais, passando a ser 
denominado Projeto RADAMBRASIL. O mapeamento foi finalizado em 1985, 
conforme informações da Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais (CPRM).
A articulação das folhas cartográficas disponibilizadas pelo Projeto RADAM, na 
escala de 1:1.000.000, bem como uma breve apresentação desse projeto pioneiro no Brasil 
e no mundo, podem ser conferidas através do site da CPRM:
http://www.cprm.gov.br/publique/Geologia/Sensoriamento-Remoto-e-Geofisica/
RADAM-D-628.html.
DICAS
As imagens adquiridas na escala de 1:250.000 foram tratadas e interpre-
tadas e, como produto final, foram gerados mapas de geologia, geomorfologia, 
hidrologia, solos, vegetação e potencial de uso do solo. Os inventários e mapas 
produzidos pelo projeto RADAM propiciaram a exploração mineral e facilita-
ram o manejo das regiões (MACHADO; QUINTANILHA, 2008). Segundo Novo 
e Ponzoni (2001), o Brasil foi um dos países pioneiros a utilizar dados de radar 
aerotransportados para o levantamento de recursos naturais.
Agora que já sabemos um pouco de como ocorreu a criação e o 
desenvolvimento do sensoriamento remoto no Brasil, precisamos compreender como 
ocorreu a origem do termo tão utilizado hoje, o sensoriamento remoto, e qual o seu 
significado. É o que trataremos no subtópico a seguir.
ESTUDOS FU
TUROS
4 O CONCEITO DE SENSORIAMENTO REMOTO
Evelyn L. Pruitt, uma pesquisadora do U.S. Office of Naval Research (USA), 
foi a primeira pessoa a utilizar o termo sensoriamento remoto, em 1960, para 
denominar uma técnica de aquisição de imagens da superfície terrestre sem o 
contato físico direto com os objetos.
TÓPICO 1 — HISTÓRIA E EVOLUÇÃO DO SENSORIAMENTO REMOTO
15
A definição mais comum encontrada sobre sensoriamento remoto é a de 
Lillesand e Kiefer (1972), na qual o conceituam como a ciência de obter dados 
de um objeto, área ou fenômeno por um dispositivo distante, que não estão em 
contato direto.
De uma maneira mais prática, Florenzano (2007) explica que sensoriamento 
se refere à obtenção dos dados, e remoto, que significa distante, é utilizado 
porque a obtenção é feita à distância, ou seja, sem contato físico entre o sensor e 
a superfície terrestre.
Apesar dos diversos conceitos adotados para sensoriamento remoto, 
devido a sua amplitude de aplicabilidade, esta unidade tem como finalidade 
focar na área voltada para à aquisição, técnicas e funcionalidades dos sistemas 
sensores voltados para o monitoramento dos recursos terrestres.
Segundo Novo e Ponzoni (2001), para facilitar a compreensão do 
sensoriamento remoto, é necessário identificar os seus quatro elementos 
fundamentais, conforme o esquema apresentado na Figura 9.
FIGURA 9 – REPRESENTAÇÃO DOS QUATRO ELEMENTOS FUNDAMENTAIS DAS TÉCNICAS DE 
SENSORIAMENTO REMOTO
FONTE: Adaptado de Novo e Ponzoni (2001) 
A energia utilizada em sensoriamento remoto é a radiação eletromagnética, 
que se encontra ao centro do triângulo realizando uma ligação com os demais 
elementos, e se propaga em forma de ondas eletromagnéticas com a velocidade 
da luz.
A fonte, localizada no topo do triangulo, se refere à fonte de energia que 
os sensores remotos irão receber. Esta fonte pode ser natural, como a luz do Sol e 
o calor emitido pela superfície terrestre, ou artificial, como, por exemplo, o flash 
de uma máquina fotográfica. 
O sensor é o instrumento que capta, coleta e registra a Radiação 
Eletromagnética (REM) emitida ou refletida pelo alvo. E, por fim, o alvo, que 
representa o elemento que irá extrair as informações desejadas.
ORIGEM, HISTÓRIA E CONCEITOS FUNDAMENTAIS DO SENSORIAMENTO REMOTO
16
Quanto aos dados, podemos compreender o sensoriamento remoto a 
partir de duas etapas, sendo a primeira relacionada à aquisição dos dados, e a 
segunda relacionada à análise e interpretação dos dados. 
A partir da aquisição dos dados, é necessário analisá-los, para poder 
transformá-los em informações. A Figura 10 possibilita analisar o processo e os 
elementos, de forma generalizada, desse processo.
Como dica de leitura, indicamos o livro Iniciação em Sensoriamento Remoto 
(3ª edição, 2011), de autoria de Teresa Gallotti Florenzano. Este livro é voltado para pessoas 
que estão iniciando no mundo do sensoriamento remoto, de forma bastante didática 
e prática, abordando diversos tópicos, desde o histórico até aplicações voltadas para os 
recursos didáticos.
DICAS
FIGURA 10 – REPRESENTAÇÃO DA COLETA DE DADOS SENSORIAIS E PRODUÇÃO DE 
INFORMAÇÕES
FONTE: O autor
TÓPICO 1 — HISTÓRIA E EVOLUÇÃO DO SENSORIAMENTO REMOTO
17
A partir da análise da Figura 10, percebemos as cinco etapas realizadas 
a partir da obtenção dos dados brutos, sendo divididos da seguinte forma: a 
partir da concepção dos dados, iremos obtê-los, analisá-los e interpretá-los, para 
que possamos transforma-los em informações, ou seja, para que esse produto 
possa se tornar algo mais didático e facilitar seu entendimento, para, finalmente, 
apresentá-los para a comunidade.
Sabemos que o sensoriamento remoto abre um leque de novas 
possibilidades para aplicação de dados gerados a partir de suas técnicas, além 
de criar alternativas para o desenvolvimento e aplicação dos dados espaciais. 
Podemos ressaltar a Geoinformação, por exemplo.
Diferentemente do sensoriamento remoto, que visa à coleta dos 
dados, o geoprocessamento pode ser definido como o conjunto de técnicas de 
processamento e análise de dados espaciais. 
Segundo Paranhos Filho, Lastoria e Torres (2008), sempre que o “onde” 
aparece, entre as questões e problemas que precisam ser resolvidos por um 
sistema informatizado, haverá uma oportunidade para considerar as ferramentas 
de geoprocessamento. Veremos mais sobre isso nas próximas unidades.
Agora que sabemos a origem e os fundamentos do sensoriamento 
remoto, daremos início, no próximo tópico, aos princípios físicos, estes que são 
fundamentais para a compreensão da fonte e formas de interação da radiação 
eletromagnética com os objetos da superfície terrestre, refletindo de modo direto 
no comportamento espectral dos alvos.
18
Neste tópico, você aprendeu que:
RESUMO DO TÓPICO 1
• O termo sensoriamento remoto começou a ser utilizado a partir da década de 
1960, com o objetivode ser utilizado para conceituar uma técnica de aquisição 
de imagens da superfície terrestre sem o contato direto com os objetos.
• O sensoriamento remoto teve início a partir da criação e evolução da 
fotografia, e deu uma expressiva guinada em seu desenvolvimento a partir do 
militarismo, em função de grandes guerras, desde a Primeira Guerra Mundial 
até a Guerra Fria.
• A União Soviética foi a responsável por colocar em órbita o primeiro satélite 
artificial, porém, a primeira imagem orbital, foi obtida pelos Estados Unidos, 
também durante a Guerra Fria, período também conhecido como Corrida 
Espacial.
• No Brasil, as atividades voltadas para pesquisas espaciais deram início a partir 
da década de 1970, com a criação do CNAE, que posteriormente foi renomeado 
para Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), sendo, hoje, o principal 
centro de pesquisas espaciais no Brasil.
• A partir da década de 1980, em conjunto com a China, o Brasil deu início a 
criação de satélites da série CBERS, voltados a obter dados de recursos 
terrestres. Até hoje o programa CBERS conta com seis satélites, e o mais recente 
foi lançado em dezembro de 2019.
• Os elementos básicos para a funcionalidade do sensoriamento remoto são a 
radiação eletromagnética, desde a fonte de energia, sendo o Sol a principal 
delas, o sensor e os objetos que se deseja obter as informações.
• O sensoriamento remoto pode ser compreendido a partir de duas etapas, 
sendo que a primeira está relacionada à aquisição dos dados, e a segunda está 
relacionada a análise e interpretação dos dados, com a função de processá-los 
em informações.
19
1 Ao longo da história do Sensoriamento Remoto percebemos que seu 
desenvolvimento não ocorreu de uma única vez, estando ligado a outros 
fatores, bem como ao avanço tecnológico e social da humanidade ao 
longo dos anos. Assinale (V) para as alternativas verdadeiras e (F) para as 
alternativas falsas, levando em consideração os fatores que contribuíram 
para o desenvolvimento do Sensoriamento Remoto.
( ) Desenvolvimento da Fotografia.
( ) Criação do Protocolo de Quioto.
( ) Desenvolvimento da projeção cartográfica Universal Transversa de 
Mercator (UTM).
( ) Desenvolvimento de tecnologias do Infravermelho.
Assinale a alternativa CORRETA:
a) ( ) V – F – F – F.
b) ( ) V – F – V – F.
c) ( ) F – V – F – V.
d) ( ) V – F – F – V.
2 O Brasil possui uma ampla tradição em desenvolvimento e aplicação do 
sensoriamento remoto e para isso, conforme explica Meneses (2012a), o 
Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) foi fundamental para a 
consolidação do sensoriamento remoto como tecnologia de uso em escala 
nacional, tornando o Brasil como nação pioneira no hemisfério sul a 
dominar e investir nessa tecnologia. A partir da década de 1980, o Brasil 
inicia seu programa espacial visando o lançamento de uma série de satélites 
em parceria com a agência espacial chinesa (China Academy of Space 
Technology – CAST). Assinale, a seguir, o nome do satélite de observação 
da Terra que integra o Programa Espacial Brasileiro:
a) ( ) Sentinel.
b) ( ) SPOT.
c) ( ) CBERS.
d) ( ) Landsat.
3 A história e o desenvolvimento do sensoriamento remoto, diferente do 
que comumente pode ser imaginado, antecede à criação dos primeiros 
satélites. Muito antes disso, o desenvolvimento do sensoriamento remoto 
remonta aos princípios da criação das primeiras fotografias. Desse modo, 
correlacione as alternativas correspondentes à cronologia de fatos que 
contribuíram para o desenvolvimento do sensoriamento remoto.
AUTOATIVIDADE
20
I- Primeira fotografia por Daguerre e Niepce.
II- Primeira fotografia aérea tomada por um avião.
III- Recomendação do uso das fotografias em levantamentos topográficos.
IV- Desenvolvimento do sensor de infravermelho.
( ) 1840.
( ) 1839.
( ) 1939-1945.
( ) 1908.
Assinale a alternativa CORRETA:
a) ( ) I – II – III – IV.
b) ( ) III – IV – I – II.
c) ( ) III – I – IV – II.
d) ( ) II – I – III – IV.
21
TÓPICO 2 — 
UNIDADE 1
PRINCÍPIOS FÍSICOS DO SENSORIAMENTO REMOTO
1 INTRODUÇÃO
Caro acadêmico, no tópico anterior, aprendemos a origem e evolução do 
sensoriamento remoto e demos início ao conceito e seus fundamentos. Percebemos 
que seu desenvolvimento ocorreu em dois momentos complementares, 
inicialmente com a criação da fotografia, e depois com a criação e desenvolvimento 
dos sistemas sensores.
A partir de agora introduziremos os princípios físicos do sensoriamento 
remoto, ou seja, como ocorre todo o processo físico para que seja possível gerar as 
imagens da superfície terrestre, quais os elementos físicos existentes e como se dá 
a interação entre a energia e os alvos.
Para que isso ocorra, precisamos entender, passo a passo, quais são 
as fontes de energia utilizadas, e como elas podem ser interpretadas por nós. 
Iremos perceber que todo objeto existente na superfície pode refletir e emitir 
energia, exercendo influência durante o processo de captação da imagem e, 
consequentemente, no processo de interpretação visual.
Vamos conhecer toda terminologia existente em cada processo, como 
são empregadas e quais os seus conceitos. Iniciaremos abordando os conceitos 
radiométricos, para que seja possível compreender melhor como se emprega a 
aplicação das técnicas de sensoriamento remoto para os estudos dos recursos 
naturais. Apesar de certo nível de complexidade, nos empenhamos em abordar 
o conteúdo de uma forma mais próxima da prática cotidiana da utilização do 
sensoriamento remoto. Bons estudos!
2 FONTE DE ENERGIA E INTERAÇÃO COM ALVOS 
TERRESTRES
Já sabemos que o sensoriamento remoto nos permite obter imagens, 
dentre outros tipos de dados da superfície terrestre, sem que haja contato direto 
entre o sensor e o objeto. Entretanto, para que isso aconteça, é necessário o uso 
energia, podendo ser resultante de fontes naturais ou artificiais. 
22
ORIGEM, HISTÓRIA E CONCEITOS FUNDAMENTAIS DO SENSORIAMENTO REMOTO
Conforme Meneses e Almeida (2019a), todo e qualquer entendimento 
sobre sensoriamento remoto fundamenta-se nos princípios físicos da interação da 
radiação eletromagnética com a matéria e em como ela é registrada pelos sistemas 
sensores para a construção das imagens.
O Sol é a principal fonte de energia natural utilizada pelo sensoriamento 
remoto. A radiação eletromagnética que incide sobre a Terra é captada e registrada 
pelos sensores, acopladas nos satélites. A energia captada, posteriormente é 
transformada em sinais elétricos, que são transmitidos para estações de recepção, 
equipadas com antenas receptoras (Figura 11) (FLORENZANO, 2007).
FIGURA 11 – OBTENÇÃO DE IMAGENS POR SENSORIAMENTO REMOTO
FONTE: Florenzano (2007, p. 1)
Esses sinais elétricos transmitidos para as estações de recepção são 
transformados em dados gráficos, tabelas ou imagens, e a partir da análise e 
interpretação desses dados, é possível transformá-los em informações, para 
finalmente colaborar com a tomada de decisão.
É certo de que a energia captada pelos sensores remotos sofre diversas in-
terferências durante o seu percurso, e o entendimento desses processos é essencial 
para que seus dados sejam interpretados da maneira mais adequada possível.
Jensen (2009) explica que a energia é radiada pelas partículas atômicas 
na fonte (o Sol), que viajam no vácuo espacial à velocidade da luz, onde ocorre a 
interação com a atmosfera, até chegar à superfície terrestre, onde ocorrerá uma 
nova interação, quando ela será refletida e irá interagir mais uma vez com a 
atmosfera da superfície terrestre e finalmente irá atingir o sensor, onde ela interage 
com seus vários componentes ópticos, filtros, emulsões de filmes e detectores.
 
TÓPICO 2 — PRINCÍPIOS FÍSICOS DO SENSORIAMENTO REMOTO
23
Sabe-se que qualquer objeto ou porção de matéria com temperatura 
diferente de zero absoluto (0 K ou -273,15 °C) emite radiação eletromagnética. 
Sabendo que todos os corpos emitem radiação, é necessário saber como é o 
espectro dessaradiação, ou seja, sua magnitude em cada faixa de comprimento 
de onda ou sua frequência (LORENZZETTI, 2015).
Para poder explicar a radiação eletromagnética emitida pelos corpos, 
foi criado um modelo teórico ideal chamado de corpo negro, o qual tem a 
propriedade de absorver e emitir toda a radiação incidente, independente da 
faixa espectral e direção. E para poder descrever melhor a funcionalidade do 
corpo negro, algumas leis foram teorizadas, como, por exemplo, as leis de Planck, 
Wien, Stefan-Boltzmann e Kirchoff. Rosa (2009) as descrevem da seguinte forma:
• Lei de Planck: utilizada para explicar a radiação emitida por um corpo em todo 
seu espectro, bem como a forma característica da curva de emissão de cada 
corpo. Pode ser descrita através da seguinte equação (Equação 1):
• Lei de Wien: utilizada para determinar o comprimento de onda de maior 
emissão de radiação de um corpo (λmax), onde o pico de radiação máxima 
emitida por um corpo celeste desloca-se na direção dos menores comprimentos 
de onda conforme o aumento da temperatura (em Kelvin) do corpo. Pode ser 
descrita através da equação (Equação 2):
• Lei de Stefan-Boltzmann: possibilita determinar a radiação total emitida (M) 
por um corpo em todo o seu espectro, independente do seu comprimento de 
onda. Pode ser representado pela seguinte equação (Equação 3):
24
ORIGEM, HISTÓRIA E CONCEITOS FUNDAMENTAIS DO SENSORIAMENTO REMOTO
• Lei de Kirchoff: a radiação emitida por um corpo negro (Mcn) é proporcional à 
emitida por um corpo real (Mcr) para uma dada temperatura e comprimento de 
onda. Pode ser representada pela seguinte equação (Equação 4):
Lorenzzetti (2015) traz a seguinte definição para o corpo negro:
[...] uma porção idealizada de matéria, constituída de um grande 
número de átomos, ou moléculas, absorvendo ou emitindo radiação 
eletromagnética em todas as partes do espectro eletromagnético, 
satisfazendo às seguintes condições: a) Toda radiação que incide 
nele é completamente absorvida (daí o tempo “corpo negro”); b) 
Em todos os comprimentos de onda (ou para todas as frequências) e 
em todas as direções, a máxima taxa possível de emissão é realizada 
(LORENZZETTI, 2015, p. 180).
Esses conceitos apresentados podem ser visualizados na Figura 12, na 
qual podemos comparar a curva de emissão de um corpo negro com temperatura 
de 6.000 K (que se aproxima do espectro de emissão do Sol), e com temperaturas 
inferiores à do Sol. Ao analisar a Figura 12, podemos constatar que a emissão 
total de um corpo negro aumenta com sua temperatura, ou seja, a Intensidade 
Radiante de um corpo com a temperatura de 5.000 K é menor do que aquela de 
um corpo com a temperatura de 7.000 K. Novo (2010) explica ainda que:
O comprimento de onda de maior emissão do corpo negro se 
desloca para comprimentos de onda cada vez menores na medida 
em que aumenta a temperatura do corpo. A energia emitida por um 
corpo negro a uma dada temperatura não é a mesma em todos os 
comprimentos de onda.
[...] esse conceito de corpo negro é útil para se entender o espectro 
de emissão da Terra. A Terra pode ser considerada um corpo negro 
com temperatura equivalente a 300 K. Com essa temperatura os 
comprimentos de onda de máxima emissão da Terra se encontra entre 
8,0 e 12,0 µm, embora também haja radiação emitida na região das 
micro-ondas (NOVO, 2010, p. 49).
FIGURA 12 – RADIAÇÃO EMITIDA POR CORPOS NEGROS COM DIFERENTES TEMPERATURAS
FONTE: Meneses (2012a, p. 13)
TÓPICO 2 — PRINCÍPIOS FÍSICOS DO SENSORIAMENTO REMOTO
25
Vale ressaltar que, apesar da definição de corpo negro apresentada na 
teoria, Lorenzzetti (2015) explica que esta não existe na prática, entretanto, várias 
substâncias apresentam, em determinadas faixas do espectro, características de 
emissão muito próximas das descritas como corpo negro, como, por exemplo, a 
superfície de um corpo d’água.
Para compreendermos os princípios físicos do sensoriamento remoto, 
é necessário estarmos familiarizados com os termos e conceitos físicos 
fundamentais, utilizados com frequência, durante os processos e suas respectivas 
funções. Por se tratar, principalmente, de teorias físicas, iremos nos apoiar em 
diversas referências bibliográficas, interessadas principalmente nos aspectos 
físicos do sensoriamento remoto.
A radiância, ou energia radiante, que é transportada pela radiação 
eletromagnética é a medida da capacidade que a radiação tem de alterar o 
estado da matéria com a qual interage, ou seja, ela pode provocar mudanças 
conforme a quantidade de energia transportada pela radiação eletromagnética. 
Por exemplo, a energia radiante pode alterar a temperatura de um detector caso 
haja a quantidade adequada para que isso aconteça (NOVO, 2010). A unidade de 
energia radiante é o Joule, e o símbolo utilizado para sua representação é o J. 
A radiância da superfície pode ser determinada de através da Equação 5 
(ROSA, 2009):
No caso da obtenção de informações a distância, como o sensor orbital, 
por exemplo, a equação da radiância é proposta pela Equação 7 (ROSA, 2009):
Uma fonte de energia radiante transporta certa quantidade de energia 
continuamente para um objeto, e é importante saber a quantidade de energia que 
passa por um ponto, ou uma área dada, por uma unidade de tempo. Essa “taxa” 
de passagem de energia radiante até atingir o objeto é chamada de fluxo radiante, 
ou potência radiante. A unidade de medida do fluxo radiante é Joules/segundo, 
também conhecida como Watt (W) (LORENZZETTI, 2015). 
26
ORIGEM, HISTÓRIA E CONCEITOS FUNDAMENTAIS DO SENSORIAMENTO REMOTO
A densidade de fluxo radiante incidente sobre uma superfície é chamada 
de irradiância. Como o planeta roda em torno do seu próprio eixo, no movimento 
de rotação, a irradiância é distribuída de forma desigual perante a superfície. A 
unidade de medida da irradiância pode ser expressa em W/m², mW/cm², cal/cm² 
min (ROSA, 2009).
Rosa (2009) ainda explica que há diversos fatores que influenciam direta-
mente na quantidade de irradiância recebida, alguns deles são a latitude geográfi-
ca, da época do ano (em função da posição da Terra ao longo da eclíptica) e estado 
de transparência da atmosfera sobre a localidade, em particular da nebulosidade.
Na Figura 13 podemos analisar os diferentes valores de irradiância (W/
m²) ao longo dos meses conforme as diferenças de latitudes. Ao analisar o gráfico, 
notamos que o mês de junho se destaca com o menor índice de irradiância, se 
aproximando de 200.00 W/m².
FIGURA 13 – ELEVAÇÃO SOLAR AO LONGO DOS MESES PARA DIFERENTES LATITUDES
FONTE: Rosa (2009, p. 31)
Outro conceito importante existente no processo de interação de energia, 
é o de emitância. Esse processo pode ser conceituado como a quantidade de 
radiação que deixa determinada superfície (emitida e não refletida) por unidade 
de área, sendo dependente da temperatura dos alvos.
É importante relembrar que a energia eletromagnética é emitida por 
qualquer corpo que possua temperatura acima de zero absoluto (0 K ou -273.15 
°C). Dessa forma, todo corpo com uma temperatura acima de zero absoluto (0 K) 
pode ser considerado uma fonte de energia eletromagnética. Logo, a quantidade 
de energia emitida, transferida ou recebida, está associada ao seu comprimento 
de onda (MORAES, 2002).
Quando a radiação eletromagnética atinge os objetos da superfície terrestre, 
estes podem refletir, absorver ou transmitir essa energia e seu comprimento de 
onda, ou seja, a sua intensidade, pode variar de acordo com as características 
TÓPICO 2 — PRINCÍPIOS FÍSICOS DO SENSORIAMENTO REMOTO
27
físicas, químicas e biológicas. E é justamente essa variação que torna possível 
identificar e diferenciar os objetos superficiais, pois são reconhecidos a partir da 
variação de energia refletida em cada comprimento de onda.
Há pelo menos três conceitos indispensáveis para compreensão da 
interação da energia eletromagnética sobre os objetos na superfície terrestres, 
os quais estão relacionados diretamente com a prática de absorver, refletir e 
transmitira radiação eletromagnética, resultando, respectivamente nos conceitos 
de absortância, reflectância e transmitância.
Na Figura 14, podemos identificar como ocorrem esses três processos 
quando a energia eletromagnética atinge os objetos na superfície terrestre. 
Segundo a lei de conservação de energia, nenhuma quantidade de energia é 
perdida (MENESES, 2012b).
FIGURA 14 – PROCESSOS DE INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA COM OS 
MATERIAIS
FONTE: Meneses (2012b, p. 42)
Conforme Meneses (2012b), as quantidades de reflectância, absortância 
e transmitância dependem dos valores dos coeficientes ópticos do material, 
geralmente propriedades difíceis de serem medidas, dado à heterogeneidade 
dos materiais. Para as rochas e solos, em sensoriamento remoto, costuma-se 
simplificar essas propriedades, descrevendo-as em função apenas da opacidade 
e transparência dos materiais. Assim, esses materiais em relação à radiação 
eletromagnética podem ser definidos, conforme Meneses (2012b), em:
• Opacos: quando contém em sua constituição, mesmo que em pequenas 
proporções, de minerais opacos, ou compostos como a matéria orgânica, que 
absorvem bastante radiação eletromagnética em quase todos os comprimentos 
de onda.
• Transopacos: quando, numa dada região espectral, exibem uma baixa 
reflectância e em outra região espectral exibem alta reflectância; a maioria das 
rochas e solos exibe esse tipo de comportamento.
28
ORIGEM, HISTÓRIA E CONCEITOS FUNDAMENTAIS DO SENSORIAMENTO REMOTO
A absortância é o processo em que a energia radiante é absorvida e 
convertida em algum outro tipo de energia, este processo pode ocorrer ou na 
atmosfera ou no próprio terreno. Este processo ocorre quando a energia incidente 
possui a mesma frequência que a frequência ressonante de um átomo ou molécula 
é absorvida, gerando um estado excitado (JENSEN, 2009).
A reflectância ocorre quando a energia é refletida pelo objeto e se espalha 
no espaço. Desse modo, consideramos a reflectância como a proporção do fluxo 
incidente de REM (irradiância) numa determinada superfície, e o fluxo da REM 
refletido (radiância). Ainda, a reflectância avaliada a partir da propriedade 
de um objeto na superfície terrestre de refletir a REM sobre ele incidente 
(SHIMABUKURO; PONZONI, 2017). A reflectância é representada pelo símbolo 
ρ e seu resultado é dado em porcentagens que variam de 0 a 100% (Equação 8):
Nesse processo, tanto as propriedades químicas, quanto geomorfológicas 
do objeto são importantes, principalmente a textura superficial, sendo este o 
principal parâmetro para que se destaque os comprimentos de onda. Vale ressaltar 
que há dois tipos de superfícies refletoras, sendo elas a reflexão especular e a 
reflexão difusa.
A reflexão especular ocorre quando a superfície refletora é essencialmente 
lisa. Neste caso, a energia incidente será refletida no sentindo oposto com o 
mesmo ângulo. O ângulo em que ocorre a incidência da energia é chamado de 
ângulo de incidência. E quanto ao ângulo de sua reflexão, este é chamado de 
ângulo de exitância. 
Já a reflexão difusa ocorre quando a superfície é rugosa, ou seja, possui 
diversas ondulações ao longo do seu perfil topográfico. Neste caso, a energia será 
refletida em diversas direções, ocorrendo um espalhamento imprevisível. 
Segundo Meneses (2012a), para definir a textura superficial do terreno, ou 
seja, se é lisa ou rugosa, e como irá refletir a energia incidente, podemos utilizar o 
critério geral de Rayleigh, que depende do comprimento de onda e do ângulo de 
incidência da radiação, conforme a Equação 9:
(9)
TÓPICO 2 — PRINCÍPIOS FÍSICOS DO SENSORIAMENTO REMOTO
29
Na Figura 15, podemos analisar como isso funciona de uma forma mais 
prática. Perceba que na Figura 15A, a superfície possui poucas ondulações, com 
uma textura mais lisa, naturalmente, seu ângulo de exitância é proporcional ao 
seu ângulo de incidência. Na Figura 15B, a textura da superfície é claramente 
mais rugosa, com notáveis ondulações, desta forma, a reflexão da energia ocorre 
de forma heterogênea.
FIGURA 15 – COMPORTAMENTO DA REFLECTÂNCIA CONFORME A TEXTURA DA SUPERFÍCIE 
DO ALVO
Legenda: (A) superfície lisa; (B) superfície rugosa.
FONTE: Adaptado de Meneses (2012a, p. 7)
Podemos concluir que a classificação da uma reflexão vai depender do 
comprimento de onda incidente. Ao analisar os aspectos presentes na natureza, 
notamos que grande parte dos objetos superficiais são heterogêneos, ou seja, não 
seguem um padrão liso, ressalvo os corpos d’água calmos, portanto, possuem um 
comportamento difuso em relação aos comprimentos de onda. 
Na prática, o conceito de reflectância é aplicado todas as vezes que 
imagens são utilizadas para identificar espectralmente os objetos encontrados na 
superfície terrestre, por isso há a necessidade de entender o comportamento da 
reflectância dos materiais terrestres, sendo eles a vegetação, solos, corpos d’água, 
entre tantos outros. 
 Veremos mais a respeito dos comportamentos espectrais de cada objeto mais à frente.
ESTUDOS FU
TUROS
30
ORIGEM, HISTÓRIA E CONCEITOS FUNDAMENTAIS DO SENSORIAMENTO REMOTO
Quanto à transmitância, esta é definida por sua capacidade de transmitir 
a energia incidente na superfície dos objetos. Por exemplo, imagine um objeto 
escuro e opaco, claramente ele terá um valor baixo para reflectância, pois não irá 
refletir energia, alto para absortância, pois irá absorver toda a energia incidente, 
e nulo para transmitância.
Todos os materiais sólidos e líquidos, sem exceção, possuem a propriedade 
de absorver partes da energia eletromagnética. Alguns mais, outros menos, irá 
depender da sua composição química, ou seja, do tipo de átomo e molécula e 
também da quantidade de energia contida na onda eletromagnética (MENESES; 
ALMEIDA, 2019a).
É certo que a atmosfera exerce grande influência nos processos de aquisição 
dos dados de sensoriamento remoto, e os efeitos exercidos nesse processo são 
chamados de efeitos atmosféricos.
Sabemos que a atmosfera é formada, basicamente, por um conjunto de 
gases, vapor d‘água e partículas, estas que envolvem toda a superfície da Terra. 
Estima-se que a atmosfera terrestre possui aproximadamente 80 a 100 km de 
espessura. Rosa (2009) explica ainda que:
Sob o ponto de vista termodinâmico, a atmosfera é um sistema 
aberto, ou seja, há intercâmbio de massa com a superfície terrestre e 
com o espaço. A fase dispersante é o ar, uma mistura homogênea de 
nitrogênio (78%), oxigênio (21%), argônio (1%), dióxido de carbono e 
outros gases que figuram em pequenas proporções. A concentração 
de vapor d’água na atmosfera é pequena, dificilmente ultrapassa 
4% em volume, podendo variar conforme as regiões do planeta, 
mas geralmente diminui na altitude. No entanto, exerce importante 
influência na aquisição de dados por sensoriamento remoto (ROSA, 
2009, p. 37).
Os processos ocorrentes na atmosfera mais importantes durante este 
processo que afetam a propagação da radiação eletromagnética são a absorção e 
o espalhamento. Falaremos detalhadamente de cada um destes processos.
TÓPICO 2 — PRINCÍPIOS FÍSICOS DO SENSORIAMENTO REMOTO
31
No caso da absorção, a radiação eletromagnética, ao se propagar pela at-
mosfera, é absorvida seletivamente pelos seus constituintes, como, por exemplo, 
o vapor d’água, ozônio, dióxido de carbono etc. A Figura 16 representa as atenua-
ções que a irradiância sofre no topo da atmosfera, responsáveis por alterações nos 
comprimentos de ondas das bandas que são captadas pelos sensores.
FIGURA 16 – CURVAS DA DISTRIBUIÇÃO ESPECTRAL DA ENERGIA SOLAR NA ATMOSFERA/ 
SUPERFÍCIE TERRESTRE
FONTE: Di Maio et al. (2008, p. 8)
Porém, ao longo do espectro eletromagnético, há regiões onde a absorção 
atmosférica é relativamente pequena. Essas regiões são conhecidas como janelas 
atmosféricas e são caracterizadas por possuírem boa transmitância e é nessas regiões 
que são desenvolvidas as atividades de sensoriamento remoto (ROSA, 2009).
 
Segundo Rosa (2009), as principais janelas atmosféricassão:
• 0,3 – 1,3µm (ultravioleta – infravermelho médio);
• 1,5 – 1,8µm (infravermelho médio);
• 2 – 2,6µm (infravermelho médio);
• 3 – 3,6µm (infravermelho médio);
• 4,2 – 5µm (infravermelho distante);
• 8 – 14µm (infravermelho termal).
Figueiredo (2005) explica que essa absorção implica a diminuição da 
quantidade de energia da radiação eletromagnética refletida pela matéria em 
certas faixas do espectro eletromagnético, faixas estas denominadas bandas 
de absorção, e são essas bandas de absorção que permitem identificar a 
composição da matéria. 
32
ORIGEM, HISTÓRIA E CONCEITOS FUNDAMENTAIS DO SENSORIAMENTO REMOTO
Jensen (2009) conceitua a banda de absorção como um intervalo de 
comprimentos de onda, ou frequência, do espectro eletromagnético no qual a 
energia radiante é absorvida por uma substância.
O Quadro 3 mostra os principais componentes da atmosfera e suas 
principais bandas de absorção. Segundo Novo (2010), além da absorção seletiva, 
ou seja, específica em diferentes comprimentos de onda, a absorção pela atmosfera 
é também contínua. Os sensores que dependem da radiação solar devem levar 
em conta a radiação líquida que atinge o solo. Essa radiação, entretanto, é 
completamente variável em função das condições atmosféricas.
QUADRO 3 – PRINCIPAIS BANDAS DE ABSORÇÃO DOS CONSTITUINTES ATMOSFPERICOS
Componentes da atmosfera Bandas de absorção (μm)
Vapor d'água 0,72; 0,82; 0,93; 1,13; 1,38; 1,86; 2,01; 2,68; 3,6; 4,5; 6,13; 17.
Dióxido de carbono 1,4; 1,6; 2,0; 2,7; 4,3; 4,8; 5,2; 14,7.
Ozônio 0,15; 0,25; 0,30; 0,60; 9,6.
Oxigênio 0,18; 0,25; 0,69; 0,76.
FONTE: Adaptado de Novo (2010)
Vale ressaltar que há certos fatores que podem influenciar as formas e 
intensidades das bandas de absorção, independente da constituição da matéria, e 
Meneses e Almeida (2019b) elencam alguns deles:
• Tempo de vida do estrado excitado: a largura de uma banda de absorção é 
determinada pelo tempo de vida do estado excitado. Sabe-se que quanto mais 
longo é o tempo do estado excitado, mais definida é a energia de transição e 
mais evidente é a banda de absorção.
• Efeitos de saturação: a forma de uma banda de absorção pode ser alterada se a 
excitação de um sistema é tão poderosa que o estado excitado é saturado.
• Efeito de relaxamento: o relaxamento é a volta do estado excitado para o estado 
fundamental, este decai com uma taxa que depende de um processo físico 
afetando um estado particular. Taxas muito mais lentas são encontradas para 
alguns estados excitados do infravermelho. Além de afetar a forma de uma 
banda de absorção específica, processos de relaxamento lentos podem criar 
uma mistura de alguns estados excitados.
Portanto, como sabemos, cada material possui suas particularidades 
composicionais, ou seja, com diferentes constituições de elementos químicos 
de átomos e moléculas, e moléculas têm absorções e reflectâncias diferentes, 
resultando nas imagens diferentes tons de cinza (MENESES, 2012a).
TÓPICO 2 — PRINCÍPIOS FÍSICOS DO SENSORIAMENTO REMOTO
33
Visto que a radiação eletromagnética percorre uma longa distância 
para ultrapassar a atmosfera terrestre e consiga chegar até o sensor em órbita, 
diferentemente do vácuo, onde nada acontece, a atmosfera terrestre pode 
afetar não apenas a velocidade da radiação eletromagnética, como também seu 
comprimento de onda, sua intensidade, sua distribuição espectral, além de poder 
ser desviada da sua direção original devido à refração (JENSEN, 2009).
A refração se refere ao desvio da luz quando ela passa de meio a um 
outro de densidade diferente, ou seja, ela ocorre porque os meios são diferentes 
tanto em densidade quanto velocidade da energia eletromagnética. Um exemplo 
bastante comum é quando a radiação penetra em um material transparente e 
sofre mudança de ângulo. 
Na Figura 17 temos um exemplo bastante comum de como a refração 
funciona. Ao colocar um lápis num copo d’água, temos a impressão que ele está 
quebrado, devido ao deslocamento da sua posição. Isso acontece porque tanto 
a densidade do lápis e da água quanto a velocidade da energia são diferentes, 
ocorrendo, então, o efeito de refração.
FIGURA 17 – EFEITO DE REFRAÇÃO
FONTE: <https://s5.static.brasilescola.uol.com.br/be/2020/02/refracao-da-luz-lapis.jpg>. Acesso 
em: 9 jul. 2020.
Os diferentes objetos localizados na superfície terrestre possuem 
diferentes índices de refração. O índice de refração (n) de um meio pode ser, 
portanto, definido como a razão entre a velocidade de propagação da radiação 
no vácuo (c) em relação a velocidade no meio (m), sendo representado a partir da 
Equação 11 (NOVO, 2010):
34
ORIGEM, HISTÓRIA E CONCEITOS FUNDAMENTAIS DO SENSORIAMENTO REMOTO
O Quadro 4 mostra os índices de refração de alguns materiais, ou artefatos 
antrópicos, que podem ser comumente encontrados na natureza.
QUADRO 4 – ÍNDICE DE REFRAÇÃO DE ALGUNS MATERIAIS COMUNS ENCONTRADOS NA 
SUPERFÍCIE TERRESTRE
Material Índice de Refração
Gases (à pressão atmosférica e temperatura de 0°C)
Hidrogênio 1,0001
Ar 1,0003
Dióxido de carbono 1,0005
Líquidos
Água 1,333
Álcool etílico 1,362
Glicerina 1,473
Sólidos (à temperatura ambiente)
Gelo 1,31
Acrílico 1,49
Poliestireno 1,59
Diamante 2,417
FONTE: Adaptado de Novo (2010)
Conforme Rosa (2009), o outro fenômeno atmosférico que também 
acontece nesse processo é o espalhamento da radiação pela atmosfera. Enquanto 
no processo de absorção a radiação eletromagnética é absorvida, transformada 
em outras formas de energia e reemitida em outros comprimentos de onda, no 
processo de espalhamento a radiação solar incide na atmosfera, e a partir desta 
interação irá gerar um campo de luz difusa que irá propagar em todas as direções.
A partir do tamanho das partículas espalhadoras e do comprimento de 
onda da radiação, podemos identificar três tipos de espalhamento, sendo eles 
o Espalhamento Molecular ou Rayleigh, Espalhamento Mie e o Espalhamento 
Não seletivo.
O Espalhamento Molecular, mais conhecido como Rayleigh, ocorre 
quando o diâmetro efetivo da matéria é menor que o comprimento de onda da 
radiação eletromagnética. De forma mais simplificada, pode-se dizer que ele é 
proporcional ao inverso da quarta potência do comprimento de onda (MENESES, 
2012a), conforme a Equação 12:
TÓPICO 2 — PRINCÍPIOS FÍSICOS DO SENSORIAMENTO REMOTO
35
(12)
O espalhame nto Rayleigh é a causa de o céu aparecer azul. O vermelho do 
pôr do Sol é também causado pelo espalhamento Rayleigh. Tão logo o Sol se aproxima 
do horizonte, seus raios seguem uma trajetória maior através da atmosfera, espalhando os 
menores comprimentos de onda e deixando apenas as radiações de maiores comprimentos, 
laranja e vermelho, alcançarem nossos olhos (MENESES, 2012a).
INTERESSA
NTE
O Espalhamento Mie ocorre quando os diâmetros das partículas presentes 
na atmosfera forem aproximados ao do comprimento de onda da radiação, além de 
ocorrer somente com os maiores comprimentos de onda do visível. A magnitude 
desse espalhamento é muito maior do que a de Rayleigh, e os comprimentos de 
onda também são maiores (JENSEN, 2009). 
 
A Equação 13 representa o Espalhamento Mie:
Espalhamento não seletivo: ocorre quando o diâmetro das partículas 
for muito maior que os comprimentos de onda. Dessa forma, a radiação 
eletromagnética de diferentes comprimentos de onda será espalhada com igual 
intensidade. Ele tem a soma da contribuição dos três processos envolvidos na 
interação da radiação com as partículas (MENESES, 2012a).
O Quadro 5 apresenta, de forma resumida, os três espalhamentos 
existentes, apresentando as dependências com o comprimento de onda, os 
tamanhos e tipo das partículas e os efeitos causados na atmosfera.
QUADRO 5 – TIPOS DE ESPALHAMENTO ATMOSFERICO
36
ORIGEM, HISTÓRIA E CONCEITOS FUNDAMENTAIS DO SENSORIAMENTO REMOTO
FONTE: Meneses (2012a, p. 17)
Aprendemos até aqui os principais conceitos existentes nos princípios 
de aplicação do sensoriamento remoto. Pudemos notar a relação interdisciplinar 
com questões físicas, químicas e biológicas,causando certo nível de complexidade 
para aqueles que não possuem certa familiaridade com o assunto.
A seguir, nos aprofundaremos nas questões da radiação eletromagnética, 
vendo detalhadamente como funciona o espectro eletromagnético e o que são os 
intervalos espectrais, termos tão comentados até agora, e qual a sua influência 
direta com os sensores remotos.
3 RADIAÇÃO E ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO
Para compreender o conceito de Radiação Eletromagnética (REM), Mene-
ses (2012a) explica que a radiação eletromagnética começa com o entendimento da 
dualidade do comportamento da sua natureza, ou seja, de onda e energia. Isso quer 
dizer que a REM que se propaga pelo espaço vazio, como a luz solar, é, ao mesmo 
tempo, uma forma de onda e uma forma de energia. O autor lembra ainda que:
Esse conceito de dualidade é extremamente importante para o 
sensoriamento remoto, pois sempre que alguém estiver analisando 
qualquer tipo de imagem de sensoriamento remoto, a coexistência 
da radiação eletromagnética na forma de onda e na forma de energia 
deverá ser considerada para que se possa explicar tudo o que se 
observa nas imagens com referência às características dos objetos 
(MENESES, 2012a, p. 4).
Portanto, para entender a criação, propagação no espaço e interação 
com os objetos, da energia eletromagnética, podemos explicá-la através de dois 
modelos, sendo o modelo ondulatório (onda) e o modelo corpuscular (energia).
Na década de 1960, o físico escocês James Clerk Maxwell, concebeu a 
radiação eletromagnética como uma onda eletromagnética que se desloca pelo 
espaço à velocidade da luz, mas somente vários anos depois que os cientistas Leon 
Foucault e Albert A. Michelson conseguiram determinar de fato a velocidade da 
luz, como 299.702.458 metros por segundo, podendo ser generalizado para 3 x 10⁸ 
m s⁻¹, ou 300.000 km s⁻¹ (JENSEN, 2009).
TÓPICO 2 — PRINCÍPIOS FÍSICOS DO SENSORIAMENTO REMOTO
37
Entretanto, as formulações de Maxwell falham ao explicar certos 
comportamentos da radiação eletromagnética com a interação da matéria. E, em 
1901, Planck observou que a radiação é emitida em forma de pulsos que carregam 
certa quantidade de energia, e que a radiação eletromagnética pode ser entendida 
como o deslocamento de pequenas partículas sem massa, os fótons (MENESES; 
ALMEIDA, 2019a). 
A teoria do modelo ondulatório de Maxwell conseguiu demonstrar que 
todos os efeitos do eletromagnetismo poderiam ser descritos em um conjunto de 
quatro equações (Equações de Maxwell), e demonstrou que a aceleração de uma 
carga elétrica provoca perturbações no campo elétrico e magnético, e que essas 
perturbações se propagam no vácuo na forma de ondas eletromagnéticas (NOVO, 
2010). A onda eletromagnética seria, portanto, uma propagação transversal 
dos campos elétricos e magnéticos, que se irradia pelo espaço em diferentes 
comprimentos de onda e diferentes frequências. Essa teoria eletromagnética da 
luz conseguiu explicar as cores vistas de objetos a temperaturas ambientais eram 
resultadas da reflexão da luz em comprimentos de onda da luz visível (MENESES; 
ALMEIDA, 2019a).
Para entender a natureza das ondas de uma forma mais didática, Novo 
(2010) cria a seguinte situação como exemplo (Figura 18): imagine que a antena 
na Figura18A recebe uma carga positiva (Q+) em sua extremidade superior, e uma 
carga negativa (Q-) na extremidade inferior.
FIGURA 18 – PADRÃO DE ONDAS ELETROMAGNÉTICAS GERADAS POR UMA CORRENTE 
ALTERNADA
FONTE: Novo (2010, p. 36)
Essa distribuição de carga gera um campo elétrico, conforme pode ser 
observado na Figura 18A. Se é a carga é constante, ou seja, se não altera o valor ao 
longo do tempo, o campo elétrico se mantém constante. 
38
ORIGEM, HISTÓRIA E CONCEITOS FUNDAMENTAIS DO SENSORIAMENTO REMOTO
Observe que o campo elétrico é direcionado para baixo, e diminui com 
a distância da antena. Se algum tempo depois a carga é revertida, e a 
extremidade superior da antena se torna negativa e a inferior positiva, 
então o campo elétrico é também revertido e se direciona para 
cima. Entretanto, leva um certo tempo para que o campo revertido 
alcance um observador posicionado a uma distância P da antena. Se 
a carga oscilar periodicamente, então o campo no P também oscilará 
periodicamente à medida que irradia da antena. Cada vez que a carga 
é alternada da antena, é gerada uma corrente elétrica. Esta corrente 
elétrica irá gerar por sua vez um campo magnético. Portanto, uma onda 
eletromagnética terá um campo magnético oscilando senoidalmente 
acoplado ao campo elétrico também oscilando senoidalmente (NOVO, 
2010, p. 36).
Dessa forma, podemos definir uma onda eletromagnética como a oscilação 
do campo elétrico, e o magnético segundo um padrão harmônico de ondas. Por 
padrão harmônico se entende que as ondas são espaças repetitivamente no tempo 
(NOVO, 2010).
Portanto, para muitas das aplicações e teorias usadas no sensoriamento re-
moto, assume-se que a radiação refletida ou retroespalhada pelos alvos em direção 
ao sensor é uma onda eletromagnética (OEM), composta de dois campos oscilantes 
e propagantes, um elétrico (E) e outro magnético (M) (LORENZZETTI, 2015).
Portanto, visto que a onda eletromagnética consiste dois campos flutuantes, 
o elétrico e o magnético, e os dois vetores estão em ângulos retos (ortogonais) 
entre si, ambos são perpendiculares entre si (JENSEN, 2009), conforme ilustra a 
Figura 19. 
FIGURA 19 – DIREÇÃO DE PROPAGAÇÃO DA RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA NA FORMA DE 
UMA ONDA, EM FUNÇÃO DAS OSCILAÇÕES ORTOGONAIS DOS CAMPOS MAGNÉTICO (M) E 
ELÉTRICO (E)
FONTE: Meneses (2012a, p. 5)
Quanto às definições das ondas eletromagnéticas, Meneses (2012a, p. 5) 
diz o seguinte:
TÓPICO 2 — PRINCÍPIOS FÍSICOS DO SENSORIAMENTO REMOTO
39
Essas perturbações dos campos elétrico (E) e magnético (M) são 
chamadas de ondas eletromagnéticas. O comprimento da radiação 
eletromagnética depende de quanto tempo a partícula é acelerada, e 
a frequência (ν) da radiação depende da frequência de vibração da 
partícula. Assim, define-se uma onda eletromagnética como a oscilação 
dos campos Eletrônico e Magnético, segundo um padrão harmônico 
de ondas, isso é, ondas espaçadas repetitivamente no tempo. Esses 
campos dinâmicos sempre ocorrem juntos como padrões inseparáveis, 
de modo que nem campo elétrico puro, nem campo magnético puro 
de ondas irradiadas ocorrerão separadamente um do outro.
Mas afinal, o que é o comprimento de onda? Florenzano (2007) explica 
que o comprimento de onda é a distância entre dois picos de ondas sucessivas, 
e quanto mais distantes, maior é comprimento, e quanto menos distante, menor 
será o comprimento de onda. A frequência da onda é diretamente proporcional 
à velocidade de propagação e inversamente proporcional ao comprimento de 
onda, portanto, quanto maior for a frequência, menor será o comprimento de 
onda. De um ponto de vista mais didático, a partir da Figura 20, Fitz (2008, p. 99) 
utiliza o seguinte exemplo:
A figura mostra uma corda sendo movimentada verticalmente; 
portanto, com certa energia sendo transmitida a ela. É estabelecido, 
assim, um sistema ondulatório. O sistema apresentado necessita, 
conforme pode ser deduzido, de um meio físico para a sua propagação: 
a corda. [...] quanto mais rapidamente movimentarmos a corda, tanto 
mais curtas serão as ondas, ou seja, quanto maior a frequência do 
movimento, tanto menor o comprimento de onda, e vice-versa.
FIGURA 20 – COMPRIMENTE DE ONDA A PARTIR DA MOVIMENTAÇÃO DE UMA CORDA
FONTE: Fitz (2008, p. 99)
A frequência é conceituada pelo número de comprimentos de onda que 
passam por um ponto por unidade de tempo. Uma onda que envia uma “crista” a 
cada segundo (completando um ciclo), é dita como tendo uma frequência de um 
ciclo por segundo, ou um hertz, podendo ser escrito como 1 Hz (JENSEN, 2009).
Entende-se que há uma relação inversa entre a frequência e o comprimento 
de ondas, ou seja, quanto maior for o número (frequência) de ondas num 
determinado ponto de referência, menor será o