Sensoriamento 01

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Noções de Sensoriamento 
Remoto
Julia Celia Mercedes Strauch
Juliast@ibge.gov.br
Julia Strauch Noções de Sensoriamento Remoto 2
Sumário
z Definições
z Energia eletromagnética
z Características das ondas eletromagnéticas
z Interações da energia eletromagnética
z Espectro eletromagnético
z Assinatura espectral
z Aplicações do sensoriamento remoto
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Definições
z Sensoriamento Remoto
• Consiste na utilização conjunta de 
modernos sensores, equipamentos 
para processamento e transmissão 
de dados, aeronaves, espaçonaves e 
etc., com o objetivo de estudar o 
ambiente terrestre através do 
registro e da análise das interações 
entre a radiação eletromagnética e 
as substâncias componentes do 
planeta Terra, em suas mais 
diversas manifestações
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Definições
z Sensoriamento Remoto
• Conjunto de atividades utilizadas para obter 
informações a respeito dos recursos naturais, 
renováveis e não renováveis do planeta Terra, 
através da utilização de dispositivos sensores 
colocados em aviões, satélites ou ate mesmo na 
superfície.
• Conjunto de atividades, cujo objetivo reside na 
caracterização das propriedades dos alvos, 
através da detecção, registro, processamento e 
interpretação do fluxo de energia radiante, 
refletido ou emitido pelos alvos
• Qualquer processo através do qual é coletada 
informações a respeito de um objeto, área ou 
fenômeno, sem entrar em contato com ele 
Requer conhecimento básico de todos 
componentes que direta ou indiretamente 
fazem parte do sistema sensor remoto: 
energia eletromagnética, atmosfera 
terrestre, solo, vegetação e água
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Energia eletromagnética
z Para que o sistema de coleta de dados para o sensoriamento remoto 
funcione é necessário que sejam preenchidas algumas condições:
• Existência de fonte de radiação
• Propagação de radiação pela atmosfera
• Incidência de radiação sobre a superfície terrestre
• Ocorrência de interação 
entre a radiação e os 
objetos da superfície
• Registro da radiação 
que retorna ao sensor 
após propagar-se pela 
atmosfera
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Energia eletromagnética
z Fontes de energia eletromagnética
• Natural:
• O Sol: é a principal fonte de energia eletromagnética
• Toda matéria a uma temperatura absoluta acima de (0º K) emite energia, podendo ser 
considerada como uma fonte de radiação
• Artificial: 
• Câmaras com flash
• Sensores microondas
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Energia eletromagnética
z O Sol é a principal fonte de energia eletromagnética disponível para o 
Sensoriamento Remoto da superfície terrestre
• Quando observado como fonte de energia eletromagnética, o Sol pode ser 
considerado como uma esfera de gás aquecida pelas reações nucleares ocorridas 
no seu interior
• A superfície aparente do Sol é conhecida por fotosfera e sua energia irradiada é 
a principal fonte de radiação eletromagnética no Sistema Solar
z Esta energia radiante proveniente do Sol em direção à Terra, é chamada 
fluxo de energia radiante
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Energia eletromagnética
z A forma mais conhecida da energia 
eletromagnética é a luz visível, 
embora outras formas como raios X, 
ultravioleta, ondas de rádio e calor 
também sejam familiares
z Todas as formas de energia 
eletromagnética são basicamente da 
mesma natureza e sua forma de 
propagação pode ser explicada 
através de duas teorias:
z Teoria do Modelo Corpuscular
• Preconiza que a energia se 
propaga pela emissão de um 
fluxo de partículas (fótons)
z Teoria do Modelo Ondulatório
• Postula que a propagação da 
energia se faz através de um 
movimento ondulatório
• Esta teoria descreve a 
energia eletromagnética 
como uma feição sinuosa 
harmônica que se propaga 
no vácuo à velocidade da 
luz, ou seja, 300.000 km/s
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Características das ondas eletromagnéticas
„ Ondas são perturbações periódicas ou oscilações de partículas ou do 
espaço por meio das quais muitas formas de energia se propagam a
partir de suas fontes 
z Comprimento de onda (λ) : 
• É a distância entre dois picos consecutivos de 
ondas eletromagnéticas.
• Exemplo: os sensores da faixa do visível captam 
comprimentos de onda que variam de 0,38 mm a 
0,78 mm
• Unidades de medida para o λ
• Usado para expressar radiações de pequenas 
dimensões: 
z Nanômetro: 1 nm = 10-9 m
z Micrometro: 1mm = 1µm = 10-6 m
z Ângstron: 1 Aº =10-10 m
λλ= comprimento de onda= comprimento de onda
A= amplitudeA= amplitude
A
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Interações da energia eletromagnética
z Um grande número de interações torna-se possível quando a energia eletromagnética entra 
em contato com a matéria> as interações produzem modificações na energia incidente
z Quando a Energia eletromagnética atinge um material, ocorre as seguintes interações:
• Reflexão:
• A energia que retorna ao sistema sensor sem alterações da superfície da matéria à origem
• A quantidade de energia refletida varia de acordo com a natureza do material e com a região 
do espectro na qual a medida é feita
Sensor Fonte 2
Refletida
Emitida
Refletida
Fonte 
1
Incidente
Reflexão
Dispersão Dispersão
Sol• Transmissão:
• A energia que se propaga através da matéria
• Absorção: 
• Cede a sua energia, sobretudo no aquecimento 
da matéria
• Dispersão: 
• A energia é deflectida em todas as direções 
e perdida por absorção e por novas deflexões
• Emissão: 
• A energia é reemitida pela matéria em função 
da temperatura e da estrutura molecular
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Espectro eletromagnético
z As ondas eletromagnéticas podem ser ordenadas em função do seu 
comprimento de onda ou de sua freqüência 
z Entende-se por espectro eletromagnético a ordenação dos 
comprimentos de onda, desde os muito curtos, associados a raios cósmicos, 
até ondas de rádio de baixa freqüência e grandes comprimentos de onda
ESPECTRO DE IMAGEAMENTO
Comprimento de onda
Freqüênciaalta baixa
curta longa
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Espectro eletromagnético
z Raios gama: 
• Emitidas por materiais radioativos e pelo sol
• Possuem alta freqüência e por isso são muito 
penetrantes 
• Tem aplicações na medicina (radioterapia), na 
geologia na identificação de minerais radioativos e 
em processos industriais, principalmente na 
conservação de alimentos
z Raios X: 
• São radiações cujas freqüências de ondas estão 
acima da radiação ultravioleta, ou seja, possuem 
comprimento de ondas menores 
• Os raios X provenientes do sol são absorvidos pelos 
gases na alta atmosfera 
• São usados em radiografias e em estudos de 
estrutura cristalinas de sólidos
z Raios ultravioleta (UV): 
• São radiações compreendidas na faixa de 0,01 µm 
a 0,38 µm 
• São produzidas durante as reações nucleares do sol
• Tem aplicações na geologia na pesquisa mineral e 
na análise de luminescência
z Radiação visível:
• São radiações compreendidas na faixa de 0,39 µm 
a 0,70 µm
• Essas radiações incidem no sistema visual humano 
e provocam a sensação de cor no cérebro 
0,620 a 0,700Vermelho 
0,592 a 0,620Laranja
0,578 a 0,592Amarelo
0,500 a 0,578Verde 
0,446 a 0,500Azul
0,400 a 0,446Violeta
λ (µm)Cores 
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Espectro eletromagnético
z Radiação infravermelho:
• São radiações eletromagnéticas cujos comprimentos de ondas variam de 0,7 µm a 1000 µm 
• Situam-se no espectro eletromagnético entre a luz vermelha e as microondas 
• É divididaem três faixas espectrais
• IV próximo: 0,7 a 1,1µm
• IV médio: 1,1 a 5,0 µm
• IV distante: 8,0 a 1000 µm
z Microondas 
• São radiações eletromagnéticas que se estendem pela radiação do espectro de 1000 µm a cerca de 1 
m 
• São mais comumente referenciadas em termos de Hz e seus múltiplos (300 Ghz a 300 MHz)
• Tem aplicações no estudo de poluição (detecção de óleo no mar) e estimativa do perfil 
atmosférico(temperatura e umidade)
z Ondas de radio
• Conjunto de radiações com freqüências menores que 300 MHz
• São usadas nas telecomunicações e na radiodifusão 
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Espectro eletromagnético
z Comprimento de ondas e uso no sensoriamento remoto
• Comprimento de ondas do azuL
• São preteridos no Sensoriamento remoto devido a atenuação pelo espalhamento atmosférico 
• Comprimentos de onda no verde, vermelho e infravermelho
• Permitem medir boas interações da superfície terrestre sem interferência relevante por parte da 
atmosfera
z Exemplos de aplicações:
• Verde: usada com o vermelho e o infravermelho para produzir imagens em falsa cor 
• Vermelho: são absorvidos pela clorofila
• Infravermelho próximo (0,7-1,3 µm): fornece indícios importante sobre a estrutura 
das folhas das plantas 
• Infravermelho médio (1,3-6,0 µm): utilidade em aplicações geológicas
• Infravermelho termal (6,0-1000 µm): distribuição espacial do calor industrial, 
monitoramento do fogo e estudos de distribuição animal, umidade do solo
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Espectro eletromagnético
Bandas
Freqüência (GHz)
Comp. de onda (cm)
L WVQKXCSP
0,3100 30 10 3 1
100,00,3 1,0 3,0 10,0 30,0
0,39 1,55 3,9 5,75 10,9 36 46 56
Freqüência (Hz)
l
10
20
10
18
10
16
10
14
10
12
10
10
10
8
10
6
10
4
10
2
Médiov
isí
ve
l
ÁudioRadar
Microondas
Rádio
IRUV
Raio X
Gama
Raio
Comprimento de onda
0,
03
 Å
0,
3 
Å
3 
Å
3 
nm
30
 n
m
30
0 
nm
30
00
 n
m
0,
03
 m
m
0,
3 
m
m
3 
m
m
30
0 
m
m
30
 m
m
3 
m
30
 m
30
0 
m
3 
km
30
 k
m
30
00
 k
m
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Assinatura espectral
z Ou padrões de resposta espectral
• As características de cada elemento observado apresenta como resposta 
particular segundo a qual emite ou reflete energia
• Esse comportamento por qualquer matéria, é seletivo em relação ao 
comprimento de onda, e específico para cada tipo de matéria, dependendo 
basicamente de sua estrutura atômica e molecular
z Assinatura espectral é a identificação de um objeto observado por um 
sensor, isto é, a descrição na forma de gráfico do grau com o qual a energia 
é refletida em diferentes regiões do espectro
z Reflectância espectral é a comparação entre a quantidade de energia 
refletida por um alvo e a incidente sobre ele.
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Julia Strauch Noções de Sensoriamento Remoto 17
Assinatura espectral
z Os objetos da superfície terrestre refletem, absorvem e transmitem radiação 
eletromagnética em proporções que variam com o comprimento de onda, de 
acordo com as suas características bio-físico-química)
• Na região luz da visível a 
vegetação reflete mais na faixa 
do verde, 
• Na faixa do infravermelho 
próximo a vegetação reflete 
mais energia se diferenciando 
dos demais objetos
• A curva do solo indica um 
comportamento mais uniforme
• A água limpa reflete pouca 
energia na região do visível e 
praticamente nenhuma na 
região do infra vermelho
• A água turva (com sedimentos 
ou poluída) reflete mais energia, 
porém somente na região do 
visível
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Assinatura espectral
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Julia Strauch Noções de Sensoriamento Remoto 19
Aplicação do sensoriamento remoto
z Os estudos não se restringem apenas à porção visível do espectro, indo até 
as porções infravermelho e das microondas (radar), com diversas 
aplicações, principalmente na atualização cartográfica
z As imagens podem ser reproduzidas em papel, transparência (diapositivo), 
meio digital, etc., podendo ser em preto e branco, cores naturais, falsas 
cores e outras formas que permitem uma variação de estudos cartográficos, 
ou ainda poderão ser entregues sob a forma de fitas CCTS
Julia Strauch Noções de Sensoriamento Remoto 20
Aplicação do sensoriamento remoto
z Mapeamento e atualização de cartas
• Mapeamento planimétrico
• O produto mais usual são imagens 
obtidas a partir da visada vertical 
georreferenciadas para a projeção 
cartográfica desejada
• A utilização experimental de imagens 
LANDSAT-MSS no mapeamento 
planimétrico foi iniciada em convênio 
entre o INPE/DSG
• A imagem na escala 1:250.000 serve 
como fundo, sendo os temas lançados 
a seguir, manualmente
• Mapeamento temático
• Carta imagem
z Obtenção de informações táticas e 
estratégicas
z Monitoramento de manejo florestal
z Mapeamento da cobertura do solo
z Monitoramento ambiental e 
zoneamento ecológico
z Geração de modelo digital do terreno
• Sensor óptico (estereoscopia)
• Sensor radar (interferometria)
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Julia Strauch Noções de Sensoriamento Remoto 21
Uso e ocupação do solo (Marabá-PA)
1984 19921989
19971993 1996