Apostila Física para Sensoriamento Remoto

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Física para 
Sensoriamento Remoto 
 
 
 
 
 
 
 
Organizador 
Jefferson William Lopes Almeida 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ESTADO DE MINAS GERAIS 
 
Sr. Fernando Damata Pimentel 
GOVERNADOR 
 
Sr. Antônio Eustáquio Andrade Ferreira 
VICE-GOVERNADOR 
 
Profª. Macaé Maria Evaristo dos Santos 
SECRETÁRIA DE ESTADO DA EDUCAÇÃO 
 
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Universidade Estadual de Montes Claros – UNIMONTES 
 
 
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TECNOLÓGICA – ETS/CEPT 
 
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COORDENADORA PEDAGÓGICA DA ESCOLA TÉCNICA DE SAÚDE DO CENTRO DE EDUCAÇÃO 
PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA – ETS/CEPT 
 
Profª. Kátia Cilene Gonçalves Maia 
COORDENADORA GERAL DO PRONATEC 
 
Profª. Renata Flávia Nobre Canela Dias 
COORDENADORA ADJUNTA DO PRONATEC 
 
 
 
Física para Sensoriamento Remoto 
 
Ementa: Princípios físicos em sensoriamento remoto, a radiação eletromagnética, Leis da 
Radiação, Conceitos fundamentais (Irradiância, Emitância, Radiância), Efeitos 
Atmosféricos, o Espectro Eletromagnético, Sistemas sensores, Sensores fotográficos e 
não fotográficos, Comportamento espectral de alvos, Colocação de um satélite em órbita, 
Imageamento por satélite e utilização de programas para correção das distorções 
geométricas e atmosféricas em imagens. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sumário 
 
1. Principais conceitos e breve histórico ........................................................................ 1 
2. Princípios Físicos em Sensoriamento Remoto ........................................................... 2 
2.1 Conceitos fundamentais (Irradiância, Emitância, Radiância) ............................ 7 
2.2. Fontes de Radiação Eletromagnética ................................................................. 9 
2.3 Interferências Atmosféricas ............................................................................. 11 
3. Comportamento Espectral de Alvos ........................................................................ 12 
3.1 Comportamento espectral da Vegetação .......................................................... 13 
3.2 - Comportamento espectral de minerais e rochas ............................................ 14 
3.3 – Comportamento espectral dos solos.............................................................. 14 
3.4 - Comportamento espectral da água ................................................................. 15 
4. Plataformas de sensoriamento remoto ..................................................................... 17 
5. Sistemas fotográficos ............................................................................................... 18 
6. Sistema Sensores ...................................................................................................... 19 
6.1 Sistemas sensores: RADAR ............................................................................. 20 
6.2 Características dos satélites Landsat (Sistema passivo) ................................... 21 
7. Imagem digital ......................................................................................................... 23 
8. Resoluções das Imagens .......................................................................................... 25 
8.1 Resolução Espacial .......................................................................................... 26 
8.2 Resolução Espectral ......................................................................................... 28 
8.3 Resolução Radiométrica .................................................................................. 29 
8.4 Resolução Temporal ........................................................................................ 30 
9. Interpretação visual .................................................................................................. 32 
10. Formatos de Arquivos ......................................................................................... 35 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1 
 
1. Principais conceitos e breve histórico 
 
Os primeiros estudos envolvendo Sensoriamento Remoto (SR) estão ligados ao 
advento das fotografias e às pesquisas espaciais. Com efeito, os primeiros produtos de 
sensoriamento remoto de que se tem notícia são as fotografias aéreas. Os próprios termos 
Fotogrametria e fotointerpretação são mais antigos do que o termo Sensoriamento 
Remoto (ÁLVARES 2002; INPE 2001). 
Fato é que desde 1858 as fotografias aéreas já estavam sendo utilizadas em 
levantamentos topográficos pelos franceses. Contudo, os levantamentos sistemáticos 
realizados a partir de fotografias aéreas datam de 1956 com os Estados Unidos e 1958 no 
Brasil. Por volta de 1960 o termo Sensoriamento Remoto aparece na literatura 
compreendido apenas sobre a premissa de falta de contato físico entre sensor e alvo. 
(WUTKE, Et…Ale, 2006; INPE 2001) 
Novo (2008) argumenta que após a criação do programa Earth Resources 
Technology Satellite Program (ERTS), em 1969, pela NASA, juntamente com o 
Department of Agriculture, Department of Interior e o Naval Oceanographic Office dos 
Estados Unidos da América e a criação dos centros de pesquisa que formam o National 
Centre for Geographical Information and Analysis (NCGIA), o termo sensoriamento 
remoto passa a guardar muito mais conteúdo do que apenas a falta de contato entre sensor 
e alvo. Diante disso, o quadro 01 traz algums dos principais conceitos sobre o termo. 
No entender de Álvares (2002) os levantamentos, embora ainda utilizados, tendo 
por base as fotografias aéreas, vêm perdendo comércio para os produtos orbitais, isto é, 
imagens de satélites. Este fato é possível por uma simples lógica entre custo benefício 
sendo que é economicamente mais viável trabalhar com imageamento por satélite do que 
por fotografias aéreas. Além do mais os satélites possuem sensores que captam as 
imagens em diferentes bandas do espectro eletromagnético o que representa vantagens 
adicionais se comparadas com o imageamento por fotografia aérea. 
 
Autoria Definição 
 
INPE, 2005 
Utilização de sensores para aquisição de informações sobre objetos 
ou fenômenos sem que haja contato direto entre eles, através de sensores, 
energia e sensores remotos. 
 
Novo, 1989 
Utilização conjunta de modernos sensores, equipamentos para 
processamento e transmissão de dados, aeronave, espaçonaves, e etc., com o 
objetivo de estudar o ambiente terrestre através do registro e análise das 
interações entre a radiação eletromagnética e as substâncias componentes do 
planeta Terra. Em suas mais diversas manifestações. 
 
Rosa, 2003 
Forma de obter informações de um objeto ou alvo, sem que haja 
contato físico com o mesmo. As informações são obtidas utilizando-se a 
radiação eletromagnética, geradas por fontes naturais como o sol e a Terra, ou 
por fontes artificiais como, por exemplo, o radar. 
 
 
Campbell, 1996 
É uma prática de aquisição da informação sobre a superfície terrestre 
e das águas, utilizando as imagens adquiridas a partir da perspectiva de cima, 
com emprego da radiação eletromagnética numa ou em várias zonas do 
espectro eletromagnético, refletido ou emitido pela superfície terrestre. 
 
Quadro 01 – Autoria e definição de Sensoriamento Remoto. 
Org.: LEITE, R. M. 2009 
 
 CAMPBEL, J.B. apud. Karnaukhova, E. Loch, C.2000 
 
2 
 
O primeiro satélite especializado em captar e registrar as feições terrestres foi o 
ERTS 1, Earth ResourcesTechnology Satellite Program (ERTS). O sucesso deste 
programa rendeu-lhe em 14 de Janeiro de 1975 o nome de Landsat tornando-se o mais 
extenso programa de sensoriamento remoto com o lançamento de 7 satélites, sendo eles: 
a primeira geração de satélites Landsat-1, 2, 3, a segunda geração com o Landsat 4, 5 e 
o 6. Este último, devido a problemas, caiu no oceano ao entrar na órbita da terra. O 
sétimo, Landsat 7, que marca o início da terceira geração, devido a falha imprevista , 
está indisponível. 
As falhas ocorridas com os Landsat e a natural concorrência mercadológica 
possibilitaram o surgimento de outros programas espaciais voltados para o 
monitoramento das feições terrestres, como por exemplo: SKYLAB, NOAA/AVHRR, 
SPOT, JERS, ERS, IRS, MECB, RADARSAT, CBEBRS entre outros. 
 
2. Princípios Físicos em Sensoriamento Remoto 
 
No processo de sensoriamento remoto há duas fases gerais: a fase de aquisição de 
dados e a fase de análise dos dados. Os elementos da fase de aquisição são: 1) as fontes 
de energia, 2) propagação da energia através da atmosfera, 3) interação da energia com 
os elementos da superfície terrestre, 4) sensores aéreos e orbitais, 5) os dados gerados em 
forma numérica ou gráfica (analógica). Ou seja, os sensores são usados para gravar as 
variações na forma como os objetos da Terra refletem e emitem a energia 
eletromagnética. O processo de análise dos dados envolve o exame dos dados utilizando 
diversos dispositivos de visualização e interpretação para analisar os dados gráficos 
(analógicos) ou computadores para fazer análise numérica dos dados. Dados de referência 
acerca dos recursos a serem analisados (tais como mapas de solos, dados de cultivo e 
dados de verificação de campo, etc) são utilizados para refinar a análise. Com a ajuda dos 
dados de referência o analista extrai informação sobre o tipo, tamanho, localização e as 
condições dos vários recursos sobre os quais o sensor adquiriu dados. A informação é 
apresentada sob a forma de mapas, tabelas, relatórios, arquivos ou planos de informação 
de SIG. Por fim estas informações são disponibilizadas para os usuários que as utilizam 
para fundamentar seus processos de tomada de decisão. 
 
Figura 1- Visão geral do método de sensoriamento remoto dos recursos da Terra 
 
3 
 
O principal objetivo do sensoriamento remoto é expandir a percepção sensorial do 
ser humano (INPE 2001). Para isto, utiliza-se um conjunto de técnicas capazes de 
identificar e diferenciar os elementos da superfície terrestre em diversos comprimentos 
de ondas, ou seja, com o sensoriamento remoto o homem pode ver além do que seus olhos 
lhe mostram. Com efeito, este conjunto de técnicas precisa de quatro elementos 
fundamentais para se obter a visão a partir do sensoriamento remoto, como ilustra a figura 
2. 
 
Figura 2 – Representação dos quatro elementos fundamentais para técnicas de sensoriamento remoto. 
Fonte: Adaptado do INPE, 2001. 
 
Os três elementos, pontuando os vértices do triangulo, representam, no caso dos 
estudos ambientais, as fontes naturais e artificiais de radiação, tais como: o Sol, a Terra e 
as antenas de radares. Os sensores são equipamentos capazes de registrar a Radiação 
Eletromagnética refletida ou emitida pelos alvos, esses que são os elementos sobre os 
quais se pretende subtrair informações (INPE 2005). 
De fato, a Radiação Eletromagnética REM é o “veículo” capaz de conduzir as 
informações dos alvos para os sensores. Essa radiação é explicada pela teoria ondulatória 
e também pela teoria quântica. Na perspectiva ondulatória a REM se propaga devido à 
oscilação dos campos elétrico e magnético como demonstra a figura 3, já na perspectiva 
quântica a REM é o resultado da emissão de pequenos pulsos de energia. Em ambas a 
perspectiva admite-se que a REM viaje na velocidade da luz no vácuo. (INPE 2001; INPE 
2005; ROSA 2003; NOVO1989; NOVO 2008) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 3 – Flutuações dos campos elétricos e magnéticos. 
Fonte: Adaptado de NOVO (1989) 
 
4 
 
A REM é caracterizada pelos comprimentos de ondas de igual intensidade para os 
campos (E) e (M). Ao passar pela atmosfera a REM, advinda do sol, nossa fonte natural, 
sofre refração e passa a ser absorvida seletivamente pelos constituintes da atmosfera. 
Neste caso diz-se que houve absorção; existe ainda o espalhamento, isto é, ao interagir 
com atmosfera a REM gera um campo de luz difusa o que a faz se propagar em todas as 
direções (ROSA, 2003). 
Rosa (2003) destaca que a REM ao interagir com os elementos da superfície da 
Terra possibilita a ocorrência de três fenômenos: Reflectância, que é a quantidade de 
energia refletida por um elemento por unidade de área; Absortância, que é a quantidade 
de energia absorvida, e a transmitância, que é a quantidade de energia transmitida. 
 A REM ao incidir sobre os elementos (alvos) acelera suas cargas fazendo com 
que os átomos e moléculas comecem a vibrar e passem a emitir radiação, já as diferentes 
constituições físico-químicas destes elementos promovem a maior ou menor reflexão de 
REM para o espaço. Sobre esta proposição Planck apud Eisberg (1979, p. 20) argumenta 
que: A radiação emitida por um corpo é chamada de radiação térmica. Todo corpo emite 
este tipo de radiação para o meio que o cerca e dele absorve. Se um corpo está inicialmente 
mais quente do que o meio, ele irá se resfriar, porque a sua taxa de emissão de energia 
excede à sua taxa de absorção. 
 Quando o equilíbrio térmico é atingido, as taxas de emissão e absorção são iguais. 
A matéria em um estado condensado emite um espectro contínuo de radiação. Os detalhes 
do espectro são praticamente independentes do material particular do qual o corpo é 
composto, mas dependem bastante da temperatura. As temperaturas usuais a maioria dos 
corpos é visível para nós não pela luz que emitem, mas pela luz que refletem. 
Os alvos refletem com maior ou menor intensidade a radiação eletromagnética de 
acordo com suas propriedades biogeoquímicas e, assim, uma floresta que absorve energia 
para a realização da fotossíntese refletirá menos REM do que uma área de solo arenoso 
exposto. À capacidade de medir em diferentes comprimentos de ondas as respostas destes 
alvos dá-se o nome de Espectro eletromagnético. O Espectro eletromagnético registra as 
características dos alvos em diferentes bandas espectrais, isto é, o registro visual ou não 
dos diferentes comprimentos de ondas dos alvos. A figura 4 exemplifica esta 
argumentação. 
 
 
Figura 4 – O Espectro eletromagnético. 
Fonte: Adaptado do INPE, 2001. 
 
5 
 
Podemos destacar algumas bandas do espectro e suas características mais 
notáveis: 
1. A pequena banda denominada luz compreende o conjunto de radiações para as 
quais o sistema visual humano é sensível; 
2. A banda do ultravioleta é formada por radiações mais energéticas que a luz (tem 
menor comprimento de onda); é por isso que penetra mais profundamente na pele, 
causando queimaduras quando você fica muito tempo exposto à radiação solar. 
 3. A banda de raios X é mais energética que a ultravioleta e mais penetrante; isso 
explica porque é utilizada em medicina para produzir imagens do interior do corpo 
humano. 
 4. As radiações da banda infravermelha são geradas em grande quantidade pelo 
Sol, devido à sua temperatura elevada; entretanto podem também ser produzidas por 
objetos aquecidos (como filamentos de lâmpadas). 5. O conjunto de radiações geradas 
pelo Sol, se estendem de 300 até cerca de 3000nm e essa banda é denominada espectro 
solar. 
A REM deve ser vista como um espectro contínuo. Porém, o espectro 
eletromagnético foi arbitrariamente dividido pelo homem em intervalos de comprimentos 
de onda com base nos mecanismos físicos geradores da energia eletromagnética e nos 
mecanismos físicos de sua detecção. A nomenclatura de cada um dos intervalos foi feita 
em função do uso que o homem encontroupara as suas aplicações. 
Para os usuários do sensoriamento remoto é essencial saber os valores dos 
comprimentos de onda desses intervalos, as denominações que recebem, e quais 
comprimentos de ondas são possíveis de serem detectados por cada tipo de sensor. Isso 
porque, quando se estiver com uma imagem de sensoriamento remoto em mãos, a 
primeira pergunta que se faz é: qual o comprimento de onda dessa imagem? Usando uma 
terminologia mais correta, perguntar-se-ia: qual é a banda espectral dessa imagem? 
Um dos intervalos ou faixas de comprimentos de onda que é mais familiar é a 
faixa de luz visível da radiação solar, por ser aquela que o olho humano é capaz de 
detectar. O intervalo espectral da luz visível foi decomposto pela primeira vez em 1766 
por Isaac Newton, atravessando a luz branca por um prisma de vidro (dispersão) e 
emergindo do lado oposto do prisma em raios de luz coloridos. 
Cada raio colorido tem o seu específico comprimento de onda. A inclinação de 
cada raio, ao emergir da outra face do prisma, é devido à relação entre o comprimento da 
onda e o índice de refração do prisma (vidro). Essa experiência se repete toda vez que no 
céu vemos a formação de um arco-íris, provocado pela dispersão da luz pelas gotas de 
água, num dia chuvoso. 
Foi a partir dessa experiência que o homem propôs a divisão do espectro 
eletromagnético. A tabela1 apresenta a divisão que é a mais aceita no sensoriamento 
remoto. 
Tabela 1 Divisão do espectro eletromagnético 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Sabendo que a radiação eletromagnética de cada comprimento de onda interage 
de formas distintas e com intensidades diferentes com os objetos terrestres, um dos 
parâmetros mais importantes para definir as características de um sensor são os 
comprimentos de onda das imagens que o sensor irá adquirir. As imagens não são 
definidas num específico comprimento de onda, mas abrangendo pequenos intervalos, 
chamados de bandas espectrais. 
Em função das absorções da radiação eletromagnética pela atmosfera, os 
intervalos discriminados na síntese a seguir são aqueles em que, realmente, se podem 
obter imagens a partir de sensores instalados em aeronaves ou satélites: 
Visível (0,45-0,76 µm) - É a região do espectro solar com a mais alta intensidade 
de fluxo radiante e onde há a melhor janela atmosférica, bastante transparente, deixando 
passar uma grande quantidade de radiação. Por isso, é muito usada em sensoriamento 
remoto. É a região responsável pela interação com os minerais e que dá origem às suas 
cores e com os pigmentos da vegetação. O problema dessa faixa espectral é o alto 
espalhamento da radiação solar incidente pelos gases atmosféricos, que pode reduzir o 
contraste da reflectância dos alvos terrestres. É chamada de visível, porque o olho humano 
é sensível a essa região espectral. 
Infravermelho próximo (0,76 - 1,2 µm) - Região do espectro solar onde a 
atmosfera também é bastante transparente, mas ocorrem algumas bandas de absorções, 
impedindo que todo o intervalo possa ser continuamente utilizado por sensoriamento 
remoto. É o intervalo onde ocorrem importantes interações da REM com os níveis de 
energia eletrônica dos átomos, gerando feições espectrais que são diagnósticas para 
identificar a natureza de vários tipos de rochas, principalmente as de composição mineral 
com metais de transição (Fe, Ni, Cr, Mn...) 
Infravermelho de ondas curtas (1,2 – 3,0 µm) - É a região espectral geológica, 
porque é nesta faixa espectral que os vários minerais de alteração hidrotermal têm as suas 
diagnósticas feições de absorção. Também é a região onde os comprimentos de onda em 
1,4 μm e em 1,9 μm são totalmente absorvidos pelas moléculas de vapor d’água da 
atmosfera, proibindo o uso do sensoriamento remoto e, por consequência, de se 
determinar nos materiais terrestres a presença de água molecular nas suas estruturas. 
Infravermelho médio (3,0 - 5,0 µm) - Região onde o Sol e a Terra não emitem 
quantidades suficientes de energia que possam ser detectadas pelos sensores. Somente 
alvos com elevadas temperaturas, como vulcões e incêndios, podem ser detectados, pois 
agem como fontes próprias de emissão de radiação. É uma região espectral pouco usada 
no sensoriamento remoto, à exceção de sensores metereológicos ou atmosféricos. 
Infravermelho termal (5,0 – 1,0 mm) - É conhecido como a região termal, devido 
á radiação emitida pelos objetos terrestres em função das suas temperaturas de superfícies. 
A melhor janela atmosférica nessa região espectral para imageamento orbital é o intervalo 
de 8,0 Pm a 14,0 Pm, porque acima de 30 km, a camada de ozônio absorve toda a radiação 
além de 14 Pm emitida pela Terra. Ótima faixa espectral para detecção de quartzo de 
veios nas rochas. 
Micro-ondas (3,0 - 100 cm) – Região de uso de sensores ativos (radar), que 
utilizam fontes artificiais para a geração da REM. Por causa do tamanho do comprimento 
de onda, o radar tem a habilidade de operar em condições atmosféricas adversas, com 
coberturas de nuvens ou chuvas, e pode operar tanto de dia como à noite. Importante para 
a geologia estrutural e mapeamento geológico, porque a interação das micro-ondas com 
as rochas é controlada pelas texturas de relevo. Atualmente, o intervalo útil ao 
sensoriamento remoto estende-se de 3,0 cm a 100 cm. 
 
 
 
7 
 
2.1 Conceitos fundamentais (Irradiância, Emitância, Radiância) 
 
Para que se possa compreender melhor como se viabiliza a aplicação das técnicas 
de SR no estudo dos recursos naturais, faz-se necessária a apresentação de pelo menos 
quatro parâmetros radiométricos. O primeiro deles, refere-se à Irradiância. Em termos 
bastante simplificados, a Irradiância representa a intensidade do fluxo radiante, 
proveniente de todas as direções, que atinge uma dada superfície. A Figura 5 ilustra o 
aspecto geométrico mencionado. Vale salientar que neste fluxo radiante estão contidos 
todos os diversos comprimentos de onda que são radiados pela fonte, segundo suas 
próprias características. Assim que um determinado fluxo radiante atinge uma superfície, 
ele sofre três fenômenos: reflexão, transmissão e absorção. Estes fenômenos são 
dependentes das características físico-químicas do próprio objeto, que definem as 
intensidades de reflexão, transmissão e absorção da REM em cada comprimento de onda 
incidente no objeto. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 5 - Representação gráfica dos possíveis ângulos de incidência sobre um alvo. 
FONTE: Ponzoni e Disperati (1995) 
 
Imaginando então somente a porção refletida pelo objeto, um novo fluxo será 
originado em sentido contrário ao incidente, mas nas mesmas direções. A intensidade 
deste fluxo pode também ser quantificada e é expressa pela chamada Excitância. Parte 
deste fluxo refletido pelo objeto pode ser coletado por um sensor localizado remotamente. 
O termo “parte” refere-se a dois aspectos: um de ordem geométrica e outro de ordem 
espectral. O de ordem geométrica refere-se por sua vez ao fato de que não há instrumentos 
capazes de registrar a Excitância, uma vez que seria necessário o desenvolvimento de um 
sensor que envolvesse todo o objeto, o que comprometeria a incidência da REM. 
Evidentemente poderiam ser desenvolvidos métodos que permitissem sua 
estimativa, mas outra solução foi adotada. Todo sensor possui uma abertura pela qual a 
REM refletida ou emitida pelos objetos passa em direção ao chamado “detector”, que é o 
elemento que realmente “sente” a REM. Essa abertura possui dimensões variáveis e 
dependentes das características tecnológicas do instrumento ou da própria natureza das 
operações de coleta de dados. De qualquer forma, entre esta abertura e o ponto da 
superfície do objeto passa a ser definido um cone por onde trafega a REM. Esse cone é 
denominado de ângulo sólido. 
Fica claro que somente a REM que estiver contida neste ângulo sólido será sentida 
pelo detector, mas ao mesmotempo, o sensor não observa somente um ponto na superfície 
e sim uma determinada área desta superfície, a qual é constituída por infinitos pontos. 
Assim, o que realmente é medido pelo sensor é a intensidade de todos os infinitos fluxos 
contidos nos ângulos sólidos dos pontos da área da qual ele é capaz de observar. Esta 
intensidade é denominada de Radiância. A Radiância é, portanto, a intensidade do fluxo 
radiante por unidade de ângulo sólido e seu conceito pode ser comparado ao conceito de 
 
8 
 
brilho, ou seja, um objeto é considerado mais brilhante quanto maior for sua Radiância 
medida. 
O aspecto espectral refere-se ao fato de que a composição espectral do fluxo que 
deixa a superfície sofre alterações que são dependentes das suas características físico-
químicas. Assim, a Radiância medida por um sensor pode ser determinada para um 
intervalo específico de comprimentos de onda (região ou banda espectral). No esquema 
apresentado na Figura 6, fica claro que o sensor “observa” instantaneamente uma 
determinada porção da superfície do terreno. A área desta superfície define o chamado 
elemento de resolução espacial. Desta área é registrado um único valor de Radiância para 
cada faixa ou região espectral que o sensor é capaz de perceber a REM refletida ou emitida 
pelos objetos contidos em seu elemento de resolução espacial. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 6 - Representação esquemática do conceito de Radiância medida através de um sensor 
remotamente localizado. 
 
Nota-se, portanto, a existência de dois principais aspectos intrínsecos às técnicas 
de SR: o aspecto espacial e o aspecto espectral. Estes aspectos são comumente 
denominados de domínios espacial e espectral, respectivamente. O domínio espacial é 
expresso pela resolução espacial do sensor, a qual é definida como a menor área da qual 
o sensor é capaz de registrar a REM. 
O domínio espectral refere-se à largura da faixa espectral que este mesmo sensor 
é sensível. Faixas mais largas conferem uma resolução espectral menor ao sensor. 
Contrariamente, elementos de resolução espacial menores, conferem aos sensores 
maiores resoluções espaciais. Existe ainda um terceiro domínio que é o domínio temporal, 
o qual refere-se ao período de tempo compreendido entre duas coletas de dados sobre 
uma mesma superfície do terreno. 
Este domínio é expresso pela resolução temporal da plataforma que sustenta o 
sensor, podendo ser ela uma haste portátil, uma aeronave ou até mesmo um satélite. Diz-
se que um sensor possui maiores resoluções temporais, quanto menores forem os períodos 
de tempo entre coletas de dados. Pelo já exposto, pode ser verificado que a Radiância é 
também dependente da intensidade do fluxo radiante que atinge o objeto (Irradiância). 
 
9 
 
Quanto maior for essa intensidade, maior também será aquela referente ao fluxo que deixa 
o objeto, e consequentemente, maior será a Radiância. 
Para que se conheça as propriedades intrínsecas dos objetos em termos de sua 
interação com a REM, faz-se necessária a apresentação de mais um conceito importante 
que é o da Reflectância. A Reflectância representa uma relação entre a Radiância refletida 
de um dado objeto pela Irradiância. Nota-se, portanto, que a Reflectância expressa as 
propriedades intrínsecas dos objetos em refletir a REM sobre eles incidente. Ela é 
expressa em percentagem, possuindo então um caráter relativo. É através da Reflectância 
que são estudadas as características intrínsecas dos objetos em refletir a REM incidente, 
pois ela é dependente das suas propriedades físico-químicas. Este estudo é denominado 
de estudo do Comportamento espectral de alvos, cujos principais aspectos serão 
apresentados oportunamente. 
 
2.2. Fontes de Radiação Eletromagnética 
 
Todos os objetos do mundo real que estejam a uma temperatura acima de zero 
absoluto (–273,15oC ou zero Kelvin) apresentam uma movimentação aleatória das 
partículas dos átomos e das moléculas. Quando essas partículas se colidem elas mudam 
o seu estado de energia e emitem radiação eletromagnética. E quanto maior é a 
temperatura da fonte, maior é a sua potência irradiante de energia. As imagens de 
sensoriamento remoto não dependem apenas das qualidades técnicas dos sensores, mas, 
também, da qualidade e intensidade irradiante das fontes de REM. 
No nosso sistema planetário o Sol é a mais potente fonte de radiação 
eletromagnética devido a sua alta temperatura de superfície, próxima a 6000°C. A Terra 
também é uma fonte de REM, embora bem menos potente que o Sol, pois a sua 
temperatura média é de apenas 27°C. Essas duas fontes naturais de radiação 
eletromagnética são as mais usadas em sensoriamento remoto, mas como veremos 
adiante, elas não conseguem emitir radiação de todos os comprimentos de onda. 
Por isso, o homem construiu fontes artificiais capazes de emitirem altas 
intensidades em comprimentos de onda, além da capacidade do Sol ou da Terra, como na 
região das micro-ondas. O cálculo da intensidade da energia que uma fonte de REM emite 
foi modelado por Planck, que idealizou uma fonte padrão de radiação eletromagnética, 
chamada de corpo negro. 
Um corpo negro é um modelo físico teórico de um perfeito absorvedor e emissor 
de energia eletromagnética. Planck utilizou esse modelo de corpo negro para calcular a 
quantidade máxima de intensidade radiante que uma fonte emite em um dado 
comprimento de onda, em função de sua temperatura de superfície. 
Para cada temperatura há um pico máximo de emissão dentro do intervalo de 
comprimento de onda que a fonte emite. Por lei, qualquer material real não pode emitir 
termalmente a uma taxa que exceda à do corpo negro. Entre as várias curvas de emitância 
radiante espectral da Figura 7, a que mostra a distribuição da energia a 6000 K é a que 
mais se aproxima da curva de emitância espectral do Sol. 
 
 
 
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Figura 7 - fontes de radiação com diferentes temperaturas, segundo o modelo de corpo negro de Planck. 
 
Observe nesta figura que o pico máximo de emitância situa-se no comprimento de 
onda de 0,49 μm, ou seja, na região espectral da luz visível. Já para a curva de emitância 
radiante da fonte a 300 K, que é comparável à temperatura média da superfície da Terra, 
o seu pico máximo de energia emitida está situado no comprimento de onda de 9,6 μm. 
O Sol e a Terra, que são fontes reais naturais, mostram curvas de emitância radiante 
próximas aos padrões das fontes de corpo negro de Planck. A Terra, por ter uma 
temperatura interna muito mais baixa que o núcleo solar, transmite calor para a superfície 
por radioatividade, apenas o suficiente para colocar a temperatura superficial numa média 
de 27oC. É, portanto, uma fonte de radiação eletromagnética muito menos intensa que o 
Sol e de qualidade espectral bastante limitada. Emite radiação eletromagnética somente 
na faixa espectral do termal. É por causa da sua baixa temperatura de superfície, que não 
é uma fonte de luz visível. 
Semelhante ao que se vê na Figura 7 para as fontes de corpo negro, na Figura 8 é 
mostrado, comparativamente, a configuração do fluxo de energia radiante 
eletromagnética do Sol e da Terra. Nesta figura a intensidade da energia radiante da fonte 
solar decresce abruptamente abaixo dos comprimentos de ondas do ultravioleta e atinge 
valores mínimos além dos comprimentos de onda de 3,0 μm. Devido a isso, somente o 
intervalo espectral da REM de 0,45 μm a 2,5 μm é útil ao sensoriamento remoto, e nesse 
intervalo, o pico máximo de intensidade de radiação encontra-se na faixa de 0,45 μm a 
0,76 μm, conhecida como a região do visível. A Terra tem uma intensidade de fluxo de 
 
11 
 
energia bem abaixo do fluxo solar, tendo o seu máximo de emitância radiante em torno 
de 9,6 μm e um intervalo espectral útil ao sensoriamento remoto entre 8,0 μm a 14,0 μm. 
Figura.8 - Distribuiçãoda intensidade da energia emitida pelas fontes naturais de radiação eletromagnética, 
medidas no topo da atmosfera. Barras indicam a região de comprimento de onda de máxima emitância. 
 
2.3 Interferências Atmosféricas 
 
Durante a sua passagem através da atmosfera, a REM vinda do Sol ou emitida 
pela Terra, interage com as moléculas dos constituintes gasosos e com o material 
particulado suspenso na atmosfera. Nessa passagem, a atmosfera interfere na intensidade 
do fluxo radiante, na distribuição espectral e na direção dos raios incidentes, tanto na sua 
trajetória descendente entre o Sol e a Terra como na trajetória ascendente da radiação 
refletida e emitida da superfície terrestre para o sensor. Se não houvesse atmosfera o céu 
seria preto com um disco brilhante (o Sol) do qual receberíamos radiação direta. 
Na média, 47% do fluxo de radiação que incide na superfície terrestre é absorvido 
pelos materiais da superfície terrestre, 37% é refletido pela Terra (incluindo nuvens e 
atmosfera) e 17% é absorvido pela atmosfera. A parte da REM que interage diretamente 
com a atmosfera sofre dois efeitos, absorção e espalhamento da radiação, e esse 
comportamento da atmosfera é questão crucial para o sensoriamento remoto de alta 
altitude ou orbital. 
 A absorção é o efeito mais prejudicial ao sensoriamento remoto. Como pode ser 
observado na Figura 9, em vários intervalos de comprimentos de onda a atmosfera 
mostrasse parcial ou totalmente opaca às passagens da radiação solar e da radiação 
emitida pela Terra, em razão da absorção pelos gases nela presentes. Como consequência, 
a radiação solar pode ser impedida de atingir a superfície terrestre ou no mínimo sua 
intensidade é atenuada, o mesmo acontecendo com a radiação emitida pela Terra. 
Dessa forma, o sensor colocado no espaço ficará impedido de obter imagens da 
superfície terrestre nesses comprimentos de onda. Esses intervalos de comprimentos de 
onda são chamados de bandas de absorção da atmosfera e são proibitivos para o uso de 
sensoriamento remoto. As demais regiões onde a atmosfera não absorve total ou 
intensamente a radiação solar são chamadas de janelas atmosféricas, as únicas em que é 
possível usar o sensoriamento remoto. 
 
 
12 
 
 
Figura 9 - Transmitância (T) da radiação eletromagnética através da atmosfera. 
 
Observe na Figura 9 que a região de maior absorção, e sem uso ao sensoriamento 
remoto, é no intervalo espectral termal de 14 μm a 1000 μm, devido à total absorção da 
radiação pelo vapor de água atmosférica. Em contrapartida, na região das micro-ondas a 
atmosfera é quase 100% transparente. No intervalo do visível ao infravermelho, que é a 
região espectral mais usada em sensoriamento remoto, a atmosfera também mostra a sua 
danosa influência para o uso do sensoriamento remoto. Por exemplo, nos comprimentos 
de onda de 1,4 μm e 1,9 μm, 100% da radiação solar é absorvida pelas moléculas de vapor 
de água, impedindo totalmente o uso de sensoriamento remoto nesses comprimentos de 
ondas. 
 
3. Comportamento Espectral de Alvos 
 
O comportamento espectral de alvos pode ser entendido como a medida da 
reflectância deste alvo ao longo do espectro eletromagnético, conforme ilustra a figura 
10. 
 
Figura 10 – Comportamento espectral de Alvos. 
Em termos mais abrangentes, estudar como um objeto se comporta 
espectralmente, deveria contemplar os três fenômenos já mencionados que ocorrem após 
a indecência da REM sobre um dado objeto: reflexão, transmissão e absorção. Assim, o 
comportamento espectral de um alvo só é plenamente compreendido quando são 
estudadas suas propriedades de refletir, transmitir e absorver a REM. Contudo, serão 
enfatizadas aqui as propriedades de reflexão dos alvos (recursos naturais), uma vez que a 
maioria dos sensores atualmente disponíveis para o estudo dos recursos naturais, utilizam 
a REM refletida por eles. 
A caracterização de como e de quanto um objeto reflete de REM pode ser feita 
em diversos níveis e formas. Nos primeiros estão incluídos os chamados níveis de 
aquisição de dados, os quais podem ser de laboratório, campo, aéreo e orbital. Em cada 
 
13 
 
um destes níveis podem ser adotadas variadas formas, as quais incluem as chamadas 
geometrias de iluminação e de visada. A primeira refere-se ao posicionamento espacial 
da fonte de REM em relação ao objeto, enquanto que a segunda refere-se ao 
posicionamento espacial do sensor. Os níveis e as formas condicionam as caracterizações 
tornando seus resultados específicos para as situações nas quais foram concebidos. Este 
fato torna imprescindível que em qualquer caracterização da Reflectância espectral de um 
objeto, sejam bem descritas as condições de iluminação e visada adotadas, tanto no que 
se refere aos domínios espacial, espectral, temporal e ainda das suas geometrias. 
Estas curvas de Reflectância são curvas médias que somente ilustram as formas 
típicas dos alvos apresentados refletirem a REM sobre eles incidente. Servem então 
somente de base para formar uma ideia da reflexão destes alvos, não sendo possível sua 
generalização, uma vez que também não foram fornecidas informações adicionais sobre 
as condições (geométricas e dos próprios alvos) adotadas quando foram geradas. Esta 
forma típica é geralmente referenciada com o termo Assinatura Espectral. 
É preciso saber que este comportamento espectral, quando obtido por satélites 
orbitais, sofre influência de fatos que podem causar distorções nos seus valores. Dentre 
estes fatores pode se destacar: a geometria de aquisição de dados, parâmetros 
atmosféricos e características dos alvos e do seu entorno. 
 
3.1 Comportamento espectral da Vegetação 
 
De acordo, com a figura 11 três regiões são bem destacadas quanto ao 
comportamento espectral da vegetação. Na figura em foco é representada a região do 
visível, nesta região a refletância é controlada pelos pigmentos da folha, isto é, o grupo 
clorofila e apresentam uma forte absorção. O declínio máximo de reflectância ocorrido 
nesta região é decorrente da presença de carotenóides e dos processos de fotossíntese 
enquanto o pico máximo de reflectância está ligado a região verde do visível, fato que 
explica a coloração verde das plantas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 11 - Comportamento espectral de uma folha verde sadia. 
A estrutura celular impõe uma alta reflectância, se comparada às demais bandas, 
isso ocorre porque é necessário que a planta se resfrie e mantenha o equilíbrio no balanço 
de energia e não se superaqueça, evitando a destruição da clorofila. 
O decréscimo gradual dos valores de reflectância presentes nos valores acima de 
1.3 µm está ligado a presença de água. Notadamente este comportamento espectral diz 
respeito a uma única folha, mesmo sendo a base para as relações do comportamento 
espectral da vegetação estes dados sofreram interferência de vários fatores quando 
 
14 
 
considerados para todo um dossel vegetativo, como por exemplo: mudança de ângulo de 
visada do sensor, orientação das folhas, condições atmosféricas, espécie, tipo de solo etc. 
 
3.2 - Comportamento espectral de minerais e rochas 
 
Na faixa do espectro reflexivo (0,4 a 2,5 µm) os íons ferrosos e férricos mais a 
água e a hidroxila são os elementos e substâncias de primeiro interesse para a análise do 
comportamento espectral dos minerais e rochas. Os elementos químicos de maior 
frequência como o silício, magnésio e o alumínio são de interesse secundário. 
Na faixa do espectro reflexivo, a mais utilizada em sensoriamento remoto (0,4 a 
2,5 µm), a responsabilidade pelos processos de formação das bandas de absorção são dos 
processos vibracionais e rotacionais. Destaca-se nestas bandas a absorção relacionada aos 
íons Fe++ em torno de 1,0 µm, a absorção em torno de 0,7 e 0,8 µm ao íon férrico e aos 
íons Fe+++ em torno de 0,44µm. 
As rochas ácidas (>66% de sílica) apresentam uma alta concentração de minerais 
félsicos(quartzo e Feldspato) por este fato estas rochas apresentam elevada reflectância 
e uma baixa absorção da energia incidente. 
Já as rochas intermediárias (66 – 52% de sílica) apresenta uma maior concentração 
de minerais máficos como: piroxênios, anfibólios, olivina e biotita, este fato implica em 
uma maior absorção da energia incidente, se comparada as rochas ácidas. Nas rochas 
básicas (52 – 45% de sílica) e ultrabásicas (<45% de sílica) o percentual de magnetita 
explica à menor reflectância destas rochas. 
No que diz respeito às rochas sedimentares e metamórficas as mesmas 
considerações para as rochas básicas e ultrabásicas são validas, acrescentando a estas a 
presença de carbonatos cujas bandas de absorção variam entorno de 1,9 e 2,55 µm. 
3.3 – Comportamento espectral dos solos 
 
O comportamento espectral dos solos será função da presença de matéria orgânica, 
granulometria do solo, composição mineralógica, umidade e capacidade de troca 
catiônica. De maneira genérica percebe-se que a presença de matéria orgânica provoca a 
diminuição da resposta espectral. De forma oposta, a maior concentração de sílica 
provoca um aumento da resposta espectral no solo. 
Do ponto de vista granulométrico o aumento do tamanho das partículas dos 
minerais félsicos proporciona o aumento dos valores de reflectância e a atenuação das 
bandas de absorção, sendo o contrário quando da ocorrência de minerais máficos. 
A umidade e a maior capacidade de troca catiônica implicam em uma menor 
reflectância onde os, em geral, os solos úmidos apresentam menos reflectância que os 
solos secos, o mesmo ocorrendo com a maior capacidade de troca catiônica. 
De modo idealizado, podemos dizer que a reflectância do solo aumenta 
monotonicamente com o comprimento de onda. Para solos com a mesma composição 
mineralógica, a tendência é a redução da reflectância com o aumento do tamanho das 
partículas (figura 12). 
 
15 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 12 - Efeito do tamanho da partícula sobre o comportamento espectral dos solos (Adaptado de 
Szekielda, 1988). 
 
 A composição mineralógica também afeta o comportamento espectral dos solos 
como pode ser visto na Figura 13. Solos com alto teor de óxido de ferro e composto por 
minerais opacos apresentam reflectância mais baixa do que solos com baixo teor de óxido 
de ferro. A presença de minerais opacos além de reduzir a reflectância dos solos em todos 
os comprimentos de onda mascara as bandas de absorção relativas à presença da água e 
de minerais de argila tais como a caulinita (1400 nm) e a montmorilonita (2200 nm). 
 
 
Figura 13 – Efeito do teor de óxido de ferro e de minerais opacos sobre o Fator de Reflectância dos solos. 
 
3.4 - Comportamento espectral da água 
 
 Á água é um alvo líquido. O fato de a água ser um alvo líquido traz inúmeras 
consequências à interação energia/matéria. Fixando-se nesses aspectos, a título de 
exercício, é interessante listar outras diferenças entre a água e os demais alvos de interesse 
para o sensoriamento remoto da superfície terrestre. 
Uma característica dos corpos d’água que o tornam particularmente distintos dos 
demais alvos estudados refere-se à sua reflectância média. Observando a Figura 14, na 
qual encontra-se destacada uma porção de uma imagem orbital do sensor TM/Landsat 5, 
referente a uma área da Usina Hidroelétrica de Tucuruí, conclui-se que a porcentagem de 
energia refletida pela água é muitas vezes menor que a porcentagem de energia refletida 
pelos demais alvos da superfície terrestre, pelo menos nas três regiões do espectro 
 
16 
 
consideradas na elaboração desta composição colorida (vermelho, infravermelho 
próximo e infravermelho médio). Isso pode ser concluído devido à tonalidade escura 
assumida pela água nessa composição colorida, indicando pouca energia refletida por esta 
nas três regiões espectrais em questão. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 14 - Sub-cena de uma composição colorida das bandas 3 (Vermelho), 4 (Verde) e 5 (Azul) do sensor 
Thematic Mapper que mostra a porção oeste do reservatório da Usina Hidroelétrica de Tucuruí, próximo à 
cidade de Novo Repartimento. 
 
A diferença mais crucial entre o estudo do comportamento espectral da água e dos 
demais alvos é que, quando se estuda o comportamento de uma rocha, o que se busca é 
conhecer as propriedades daquela rocha, mas quando se estuda o comportamento da água, 
o que se busca conhecer não é a “água-objeto-em-si-mesmo”, mas os componentes que 
se encontram nela dissolvidos ou nela suspensos. Portanto, o estudo do comportamento 
espectral da água, é usado como indicador do comportamento de um sistema muito mais 
complexo que é o sistema aquático. 
A Figura 15 ilustra o espectro de absorção por matéria orgânica dissolvida em um 
lago. 
 
Figura 15 - Espectro de Absorção de Matéria Orgânica Dissolvida na Água (Fonte: Kirk, 1995). 
 
A análise desta Figura, revela que a presença de matéria orgânica dissolvida na 
água provoca profundas modificações no processo de absorção da luz no meio aquático. 
Em primeiro lugar, o máximo de absorção da água com matéria orgânica dissolvida 
ocorre na região de mínima absorção da água pura. É na região do azul em que se dá o 
maior contraste na absorção da água pura e da água com altas concentrações de matéria 
orgânica dissolvida. Os coeficientes de absorção da matéria orgânica dissolvida se 
equivalem numericamente aos coeficientes de absorção da água pura no infravermelho. 
Na região do verde e vermelho, entretanto, esse coeficiente é bem menor. 
 
 
17 
 
 
4. Plataformas de sensoriamento remoto 
As plataformas de sensoriamento remoto definem o nível de aquisição dos dados. 
Esses níveis podem ser orbital (representados pelas plataformas espaciais), aéreo 
(representados pelas aeronaves e helicópteros) e terrestre (representados por torres, e 
sistemas radiométricos de campo). Até o ano de 1946, os dados de sensoriamento foram 
adquiridos essencialmente a partir de aeronaves ou balões. Em 1946 foram obtidas as 
primeiras fotografias a partir do foguete V-2. 
Essas fotos demonstraram o imenso potencial que imagens orbitais possuíam uma 
vez que forneciam uma nova perspectiva de observação da Terra. Apesar desse potencial, 
apenas na década de 60 começaram a ser obtidos dados de sensoriamento remoto a partir 
de plataformas orbitais. Em 1961 foi obtida a primeira fotografia orbital colorida a partir 
de uma câmara automática colocada a bordo da espaçonave MA-4 Mercury. 
A partir desta data, diversas outras missões orbitais foram realizadas e fotografias 
obtidas das mais diversas regiões do planeta Terra. As plataformas espaciais de 
sensoriamento remoto podem ser classificadas em plataformas tripuladas tais como as da 
série Mercury, Gemini, Apollo na década de 60 e os ônibus espaciais (Space Shuttle) a 
partir dos anos 80, ou ainda as plataformas soviéticas Vostok, Voskod, Soyuz e não 
tripuladas, como os vários programas existentes desde o lançamento dos primeiros 
satélites meteorológicos. As plataformas espaciais podem ser classificadas em função do 
tipo de órbita em satélites geoestacionários e satélites de órbita polar. 
Os satélites de órbita geoestacionária são satélites localizados em órbitas altas (a 
pelo menos 35 mil quilômetros acima da superfície da Terra) no plano do Equador, as 
quais se deslocam à mesma velocidade e direção do movimento de rotação da Terra, com 
isto, o satélite se mantém estacionário em relação à superfície, observando sempre a 
mesma região. 
Os satélites GOES e Meteosat são exemplos de plataformas espaciais 
geoestacionárias. Os satélites de órbita polar são síncronos com o Sol, ou seja, sua 
velocidade de deslocamento perpendicularmente ao plano do Equador é tal que sua 
posição angular em relação ao Sol se mantém constante ao longo do ano. Um satélite de 
órbita polar completa, em média, 15 órbitas em torno da Terra por dia.Cada órbita é completada em cerca de 100 minutos. Esses satélites podem assim 
passar sob todos os pontos da superfície terrestre sempre no mesmo horário, seja de dia 
ou seja a noite. O primeiro satélite experimental a carregar a bordo um sensor 
meteorológico foi lançado pelos Estados Unidos da América em 1959. As primeiras 
plataformas espaciais de sensoriamento remoto foram os satélites meteorológicos da série 
TIROS (Television Infrared Observation Sattelite) lançado pela primeira vez em 1960. 
O programa teve tal êxito que em 1966 já havia um sistema global operacional de 
aquisição diária de dados meteorológicos sob a administração da NOAA (National 
Oceanographic Atmospheric Administration). No início da década de 60 a National 
Aeronautics and Space Administration (NASA) deu início ao programa de satélites da 
série Nimbus com o objetivo de atender às necessidades da pesquisa meteorológica. 
 O programa visava não só o desenvolvimento de plataformas orbitais mais 
avançadas, mas também sensores mais avançados que permitissem o monitoramento 
diário e global da atmosfera terrestre para se criar uma base de dados para a previsão do 
tempo de curto e médio prazo. O satélite Nimbus foi lançado em 1964 segundo uma órbita 
polar, e é o precursor do atual satélite NOAA. Em 1972 foi lançado pela NASA o primeiro 
satélite de Recursos Naturais o ERTS-1 (Earth Resources Technology Satellite) o qual 
posteriormente foi renomeado para Landsat-1. 
 
18 
 
O Landsat1- foi seguido de uma série de satélites, sendo que em 1999 foi lançado 
o sétimo com várias inovações tecnológicas decorrentes não só do desenvolvimento de 
detetores e componentes ópticos mais eficientes, como também, em decorrência das 
demandas da comunidade de usuários de produtos de sensoriamento remoto. A partir de 
1981 os ônibus espaciais passaram a prover uma outra plataforma alternativa para a 
aquisição de dados de sensoriamento remoto. A Segunda missão do ônibus espacial levou 
a bordo um conjunto de sensores orientados para o sensoriamento remoto terrestre, dentre 
os quais destacam-se um radar imageador, um radiômetro operando no visível e no infra-
vermelho. Em um futuro próximo, estes estarão disponíveis para a aquisição de dados de 
sensoriamento a partir de estações espaciais. As atividades de sensoriamento remoto não 
se limitam à superfície terrestre. 
Na verdade, elas tiveram seu início a partir da necessidade de se obter informações 
remotas de planetas como Marte, Mercúrio, Venus, Júpiter, Urano. Existem numerosas 
imagens adquiridas da superfície da Lua, Mercúrio, Marte, Júpiter e dos anéis de Saturno, 
e da atmosfera de Venus, Júpiter, Saturno e Urano. Outros tipos de sensores remotos como 
radares altímetros, sondas, detetores de radiação gama, radiômetros são utilizados em 
inúmeras missões interplanetárias. 
O uso de sistemas orbitais está se tornando uma necessidade em um número 
grande de disciplinas ligadas às ciências ambientais devido às necessidades de 
informações globais e sinópticas a pequenos intervalos de revisita. Esses fatores são 
essenciais para a observação de fenômenos dinâmicos como a atmosfera, os oceanos, e 
os processos biológicos e biogeoquímicos. 
 
5. Sistemas fotográficos 
 
O sistema fotográfico é composto basicamente por um sistema de lentes, um 
obturador e um filme. As lentes têm a função de focalizar a imagem do objeto sobre o 
filme. O obturador, por sua vez, controla o tempo de exposição do filme. As câmaras 
aéreas foram os primeiros sistemas sensores a serem utilizados para a extração de 
informações sobre a superfície terrestre. 
Apesar do grande número de modelos diferentes de câmaras aéreas utilizadas em 
aero-levantamentos, estas podem grosseiramente ser classificadas em duas categorias: 
câmaras métricas e câmaras de reconhecimento. As câmaras métricas são utilizadas com 
finalidade cartográfica o que faz com que sua configuração seja adaptada para que as 
distorções geométricas sejam minimizadas. As câmaras de reconhecimento são utilizadas, 
como o próprio nome diz, para a identificação de objetos, para a vigilância, sem 
preocupação com a aquisição de dados quantitativos (distância, tamanho, etc.) sobre os 
objetos imageados. 
Um dos componentes fundamentais dos sistemas fotográficos são os filmes 
fotográficos. O filme fotográfico consiste de uma camada gelatinosa que contém cristais 
de sais insolúveis de prata (cloreto, brometo ou iodeto) conhecidos como haletos de prata 
ou halogenetos de prata. Os grãos individuais de sais de prata possuem tamanho variável 
entre 0,01 e 0,03 mícrons. Esse conjunto gelatinoso impregnado de sais de prata é 
conhecido tecnicamente pelo nome de emulsão. Ao atingir a emulsão, a luz reage com os 
sais de prata e reduz os íons prata a átomos de prata metálica. 
A quantidade de prata reduzida pela luz é proporcional a intensidade da luz 
incidente. Entretanto, mesmo sob condições de alta incidência, a quantidade de íons 
convertidos a prata é muito pequena, e se forma na emulsão uma “imagem latente’’ do 
objeto fotografado (ou seja, uma imagem “escondida”, não revelada). Para que a imagem 
latente se transforme em uma imagem do objeto, o filme precisa ser submetido ao 
 
19 
 
processo de revelação. Na imagem latente, cada grão de prata possui um núcleo de prata 
metálica cujo tamanho é proporcional à luz incidente naquele ponto. 
O processo de revelação consiste em provocar o aumento do núcleo de prata 
metálica de cada grão de prata. O poder de resolução do filme depende do tamanho dos 
sais de prata. À medida que aumenta o tamanho dos sais, diminui a capacidade do filme 
de registrar pequenos detalhes. Por outro lado, quando menor o tamanho dos sais de prata, 
menor é a sensibilidade do filme, ou seja, menor sua capacidade de gerar uma imagem 
latente sob condições de baixa iluminação. 
Outro componente dos filmes são os corantes, os quais são responsáveis pela 
absorção seletiva da luz antes que estas atinjam os sais de prata. Por isso, os corantes são 
utilizados para sensibilizar os grãos em relação a qualquer cor de luz desejada através do 
espectro visível até o limite da radiação infravermelha. Os filmes podem ser 
caracterizados por sua velocidade (ou sensibilidade), granularidade (tamanho dos grãos 
de prata), resolução espacial e curva característica (curva de sensibilidade). 
 
6. Sistema Sensores 
 
Os sensores são as máquinas fotográficas dos satélites (Figura 16). Têm por 
finalidade captar a REM proveniente da superfície terrestre, e transformar a energia 
conduzida pela onda, em pulso eletrônico ou valor digital proporcional à intensidade desta 
energia. Segundo a fonte da onda eletromagnética os sensores são: 
Passivos: Utilizam apenas a REM natural refletida ou emitida a partir da superfície 
terrestre. A luz solar é a principal fonte de REM dos sensores passivos. 
Ativos: Estes sistemas utilizam REM artificial, produzida por radares instalados 
nos próprios satélites. Estas ondas atingem a superfície terrestre onde interagem com os 
alvos, sendo refletidas de volta ao satélite. Uma vantagem dos sensores ativos é que as 
ondas produzidas pelos radares atravessam as nuvens, podendo ser operados sob qualquer 
condição atmosférica. Uma desvantagem é que o processo de interação com os alvos não 
capta, tão detalhadamente quanto os sensores passivos, informações sobre as 
características físicas e químicas das feições terrestres. 
Os sensores cobrem faixas de imageamento da superfície terrestre, cuja largura 
depende do ângulo de visada do sensor, (em inglês FOV - Field of View), (Figura 17). O 
sensor Thematic Mapper (TM) do satélite LANDSAT cobre uma faixa de 185 km, o 
sensor Charge Copled Device (CCD) do satélite SPOT cobre uma faixa de 60 km, o 
sensor AVHRR do satélite NOAA cobre uma faixa de 2700 km. 
Estas faixas são dispostas ao longo da órbita e são varridas, pelo sensor, em linhas 
transversais aosentido da órbita. Na varredura das linhas, dois processos são utilizados: 
a) Varredura por espelho, que se baseia no princípio da técnica de imageamento 
de scanners multispectrais lineares. A REM refletida da superfície dos objetos / alvos 
inside sobre um espelho móvel de face plana, montado com um ângulo de 45º sobre um 
eixo mecânico que imprime um movimento oscilatório ao espelho, de tal forma que a 
superfície do terreno é varrida em linhas perpendiculares à direção de deslocamento do 
satélite, permitindo o imageamento seqüencial de linhas da superfície do terreno. A REM 
refletida no espelho é direcionada para o interior do sensor onde é processada para dar 
origem às imagens. Os sensores TM e AVHRR utilizam este processo; 
b) Imageamento por matriz de detetores, ao invés do espelho, uma matriz de 
detetores cobre toda a largura da faixa de imageamento. Os detetores são dispostos em 
linhas que formam a matriz. O sensor CCD utiliza este processo. Em ambos processos a 
REM é decomposta em faixas denominadas bandas espectrais e as linhas são fracionadas 
em pequenas parcelas quadradas da superfície terrestre, denominadas pixel. 
 
20 
 
 
Figura 16 - Sistema sensor 
 
 
Figura 17 - Processos de varredura e detecção 
 
6.1 Sistemas sensores: RADAR 
 
A palavra RADAR é um acrônimo da expressão “Radio Detection ad Ranging”, 
(que poderia ser traduzido grosseiramente por detecção de ondas de radio e de distâncias). 
Um RADAR executa três funções básicas: 1) ele transmite um pulso de microondas em 
direção a um alvo; 2) ele recebe a porção refletida do pulso transmitido após este haver 
interagido com o alvo (a porção refletida recebe o nome de energia retro-espalhada); 3) 
ele registra a potência, a variação temporal e o tempo de retorno do pulso retro-espalhado. 
A configuração básica de um sistema RADAR pode ser observada na Figura 18. 
 
Figura 18 - Sistema imageador de microondas (RADAR). 
 
 
21 
 
Sistemas ativos de RADAR emitem radiação (B) em pulsos de uma seqüência 
definida (A) através de uma própria fonte de energia. Os sinais emitidos são refletidos 
pelos alvos (C) e recebidos por uma antena. As características de imagens de RADAR 
são influenciadas pelo comprimento de onda (banda) utilizado, sua polarização na 
emissão e recepção (Vertical ou Horizontal) e os ângulos nos quais os sinais são emitidos. 
Os sistemas RADAR medem a distância e a potência recebida de pulsos emitidos 
por um antena. Esses pulsos de energia transmitidos pelas antenas de radar se 
caracterizam por ondas eletromagnéticas com comprimentos que variam de 1m a 1mm 
(ou freqüências entre 0,3 GHz e 300 GHz). Do ponto de vista das atividades de 
sensoriamento remoto, o fato dos sistemas de RADAR operarem nesses comprimentos 
de onda, traz algumas vantagens: 
• As microondas são passíveis de penetrarem núvens, chuva, fumaça e neblina. 
Em comprimentos de ondas menores (6 cm) chuvas e núvens espessas podem afetar o 
sinal de radar; 
• As microondas são sensíveis a propriedades distintas daquelas que afetam a 
radiação na região do visível e infravermelho. As imagens de radar apresentam 
informações que são qualitativamente e quantitativamente diferentes daquelas registradas 
em imagens ópticas, sendo, portanto complementares àquelas. 
 
 
6.2 Características dos satélites Landsat (Sistema passivo) 
 
Em 23 de Julho de 1972, a NASA divulgou o lançamento, nos Estados Unidos, do 
primeiro satélite para observação dos recursos terrestres, chamado ERTS-1. 
Posteriormente esses satélites passaram a ser denominados de “Landsat”, expressando o 
interesse sobre sensoriamento remoto dos recursos naturais da Terra. (ÁLVARES 2002) 
A primeira etapa do projeto previa o lançamento de 3 satélites: os Landsat 1,2 e 
3. Esses foram lançados sequencialmente e possuíam sensores básicos: a câmera Return 
Beam Vidicon (RBV) e o Multispectral Scanner (MSS). A superioridade de operação do 
MSS fez com que o RBV fosse relegado a ponto de não mais operar. 
 O lançamento do Landsat 4 marca a segunda fase do projeto. Esse satélite levava 
consigo, além do MSS o Thematic Mapper (TM). As características deste sensor estão 
agrupadas no quadro 02: 
 
Quadro 02- Principais aplicações por bandas do sensor TM. Fonte: INPE, 2005. Org.: LEITE, M. R. 2009. 
 
BANDA FAIXA 
ESPECTRAL (µm) 
PRINCIPAIS APLICAÇÕES 
 
1 
 
 
0.45 - 0.52 
 
Mapeamento de águas costeiras, diferenciação 
entre solo e vegetação, diferenciação entre vegetação coníferas e decíduas 
2 0.52 - 0.60 Mapeamento de vegetação e qualidade da água 
 
3 
0.63 - 0.69 Absorção de clorofila, diferenciação de espécies vegetais, área urbana, uso do 
solo e qualidade da água. 
 
4 
 
0.76 - 0.90 
Levantamento de biomassa, delineamento de corpos d'água, mapeamento 
geomorfológico, mapeamentos geológicos, áreas de queimadas, áreas úmidas, 
agricultura e vegetação. 
5 1.55 - 1.75 Medidas de umidade da vegetação, diferenciação entre nuvens e neve, uso do 
solo, agricultura e vegetação. 
6 10.4 - 12.5 Mapeamento de estresse térmico em plantas, outros mapeamentos térmicos 
7 2.08 - 2.35 Mapeamento hidrotermal, identificação de minerais 
 
22 
 
O satélite Landsat 5, visualizado na figura 19, foi lançado em 01 de Março 1984 
e sua órbita, assim como os demais Landsats, é sol-síncrono e quase polar (entre 81°N e 
81°S). Está posicionado numa altitude de 705 km e sua velocidade aproximada é de 7,7 
km/s no solo. Seu ciclo orbital é de 16 dias. A área que é imageada, seja pelo sensor MSS 
ou TM, com largura de 185 km, é recortada em cenas de 185x185 km. O satélite leva 24 
segundos para imagear essa área (ÁLVARES 2002). 
 
Figura 19 - Satélite Landsat 5. Fonte: Álvares 2002 
 
O Landast 6 foi lançado em 05 de outubro 1993, mas foi perdido logo após o 
lançamento. O lançamento do Landsat 7, figura 20, aconteceu seis anos mais tarde no dia 
15 de abril, marcando o início da terceira geração dos Landsats. Subiu aos céus munidos 
do sensor Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM+). 
Esse sensor possuía vantagens quanto ao seu antecessor, o (TM5): suas imagens 
são compostas por 8 bandas, uma dessas, a banda espectral (banda Pancromática) com 
resolução de 15m, perfeitamente registrada com as demais bandas, com melhorias nas 
características geométricas e radiométricas e o aumento da resolução espacial da banda 
termal para 60m, compõe dentre as vantagens deste satélite em relação ao seu antecessor. 
 
 
 
Figura 20 – Satélite Landsat 7. Fonte: Álvares 2002. 
 
Entretanto o Landsat 7 apresentou problemas quanto à resolução radiométrica do 
sensor (ETM+). O United States Geological Survey (USGS), atual administrador dos 
dados do (ETM+7), apresentou metodologia de correção das imagens em terra para a 
comercialização normal dessas. O satélite está em atividade, mas suas imagens não são 
comercializadas desde 31 de Maio de 2003, por fatores de erros radiométricos. 
Embora apenas o Landsat 5 esteja em atividade, os materiais disponibilizados por 
esse satélite são os mais utilizados em todo o planeta, devido ao pioneirismo do projeto, 
bem como da eficiência do mesmo em relação aos estudos ambientais. 
Atualmente, o satélite Landsat-8 é o produto mais recente da série Landsat. 
Lançado pela NASA (National Aeronautics and Space Administration) na base aérea de 
 
23 
 
Vandenberg no estado da Califórnia (EUA) em fevereiro de 2013, o Landsat-8 opera a 
uma altitude de 705 km, em uma órbita heliosíncrona com inclinação de 98, 2° em relação 
ao plano do Equador, semelhante às órbitas das séries Landsat 5 e 7. O horário de sua 
passagem descendente na linha do equador ocorre às 10:00 horas, com diferença de 15 
minutos para mais ou para menos (USGS, 2013). Com revisita a cada 16 dias o Landsat-
8 cobre quase todo o globo terrestre, exceto nas mais altas latitudes polares. A cena do 
satélite cobre uma área de 170 km no sentido Norte-Sul por183 km no sentido Leste-
Oeste. A resolução radiométrica das imagens é de 16 Bits e são fornecidas no Datum 
WGS 1984, projeção UTM, sendo necessário reprojetá-las para o hemisfério sul. 
O Landsat-8 opera com dois sensores imageadores. O primeiro, Operational Land 
Imager (OLI), com nove bandas espectrais incluindo uma banda pancromática, com 15 
metros de resolução espacial. Já o segundo consiste no Thermal Infrared Sensor (TIRS), 
com duas bandas originalmente de pixel de 100 metros, processadas e disponibilizadas 
em 30 metros, para coincidir com a maioria das bandas multiespectrais do sistema 
imageador OLI (USGS, 2013). A Tabela 2 apresenta um resumo das principais 
características. 
 
Tabela 2: Características dos instrumentos imageadores OLI. Fonte: USGS (2013) 
 
7. Imagem digital 
 
Os sensores são equipamentos que registram a REM refletida e emitida pelos alvos 
transformando-a num produto passivo de interpretação pelo usuário. Os sensores para 
aquisição dos dados de sensoriamento remoto podem ser diferenciados pela resolução 
espacial (imageadores e não imageadores) segundo a fonte de radiação (ativos e passivos) 
e (fotográficos e não fotográficos) de acordo com o registro (ROSA 2003). 
A reflectância dos alvos, medida ao longo do espectro eletromagnético, recebe o 
nome de comportamento espectral de alvos, sendo registrado através dos chamados níveis 
digitais (ND), que são números gravados pelos sensores a partir da interpretação das 
intensidades da reflectância ou emitância (resolução radiométrica) dos alvos imageados 
entre as passagens sucessivas dos satélites (resolução temporal) os quais, possuem uma 
Bandas Comprimento de 
Onda (μm) 
Resolução (m) 
Banda 1 - Visível Ultra Azul 0.43 - 0.45 μm 30 
Banda 2 - Visível Azul 0.450 - 0.51 μm 30 
Banda 3 - Visível Verde 0.53 - 0.59 μm 30 
Banda 4 - Visível Vermelho 0.64 - 0.67 μm 30 
Banda 5 - Infravermelho Próximo 0.85 - 0.88 μm 30 
Banda 6 - Infravermelho Médio 1 1.57 - 1.65 μm 30 
Banda 7 - Infravermelho Médio 2 2.11 - 2.29 μm 30 
Banda 8 – Pancromática 0.50 - 0.68 μm 15 
Banda 9 – Cirrus 1.36 - 1.38 μm 30 
Banda 10 - Infravermelho Termal 1 10.6 - 11.19 μm 100 * (30) 
Banda 11 - Infravermelho Termal 2 11.5 - 12.51 μm 100 * (30) 
*tratada e disponibilizada com pixel de 30 metros 
 
24 
 
área correspondente na superfície da Terra e cuja dimensão resultará da capacidade do 
sensor em distinguir os alvos espaçados entre si (resolução espectral). Registra-se, por 
conseguinte, a menor unidade de área, que em uma imagem de satélite dá-se o nome de 
pixel. No pixel ficam registrados os valores dos níveis digitais e as coordenadas da área 
como se visualiza na figura 21. 
 
Figura 21 – Esquema representativo de uma imagem digital. 
Fonte: Adaptado do INPE, 2005. 
 
 
Como se percebe na figura 5 os níveis digitais variam de “0” e “255”1, e será tanto 
maior o nível digital quanto maior for a Reflectância e/ou emitância da área (emitância 
no caso das bandas termais) e o inverso será verdadeiro quanto menor for a Reflectância 
e/ou emitância. Os níveis de cinza são agrupados e interpretados de acordo com os 
valores, como por exemplo “0” e “17”, como se fossem os mesmos níveis digitais. Isso é 
possível porque o computador, usando regras estatísticas, isola e converte os níveis 
digitais (os valores numéricos) em níveis de cinza para a geração de uma imagem que 
possa ser interpretada pelo usuário. Essa imagem, no entanto, será mostrada em preto e 
branco (níveis de cinza), ou em termos mais técnicos, será gerada uma imagem 
pancromática. 
Para a geração de imagens multiespectrais são necessários, conforme o (INPE 
2005), dois processos distintos: o aditivo, que consiste em criar cores a partir de fontes 
que emitem as cores primárias (Vermelho, Verde e Azul); e o processo subtrativo, que é 
usado para gerar cores a partir das cores complementares (Cyan, Magenta e Amarelo). 
No primeiro processo a sobreposição de todas as cores gera a cor branca e no 
segundo a cor gerada pela sobreposição será a preta. Assim se podem obter todas as cores 
possíveis associando-se as bandas espectrais a cada cor primária, de forma que cada alvo 
na superfície se associará ao comprimento de onda mais próximo do comprimento da 
onda de origem, como o visualizado na figura 22. 
 
 
1 As imagens geradas pelo sensor (TM) do landast 5, possuem 8 bits de resolução radiométrica, esse fato 
implica no reconhecimento de 255 níveis digitais diferentes nas imagens geradas por este sensor. 
 
25 
 
 
Figura 22 – Esquema representativo da associação de cores. 
Fonte: Adaptado do INPE, 2005. 
 
Com efeito, através das técnicas de tratamento de dados de sensoriamento remoto, 
tanto os níveis digitais por meio de gráficos ou tabelas, quanto as imagens geradas a partir 
de níveis de cinza são de extrema importância para se obter informações da superfície da 
terra. 
Nenhuma outra é tão importante para a ciência geográfica quanto às imagens, 
visto que as imagens coloridas que podem ser geradas facilitam, sobremaneira, a 
interpretação das formas superficiais dos terrenos, bem como a análise visual é muito 
importante quando as características típicas dos objetos forem espaciais e não puramente 
espectrais. Para a Geografia e a Cartografia as imagens podem ser interpretadas com base 
no tripé: Forma, Textura e cor, além dos já mencionados (ND). 
Deve-se destacar que as imagens geradas pelos satélites e seus respectivos 
sensores guardam um nível de precisão bastante aceitável. Do ponto de vista de outras 
metodologias, contudo, são várias as interferências capazes de alterar os dados brutos de 
sensoriamento remoto, efeitos atmosféricos, erros radiométricos, espectrais, erros 
topográficos, entre outros. 
Neste contexto é de importância fundamental que o operador tenha domínio dos 
fundamentos de sensoriamento remoto e da região onde esta obtendo dados, fato que 
implica no conhecimento dos tipos de cobertura da terra e, por conseguinte no 
conhecimento dos alvos e seus respectivos comportamentos em relação a fonte de energia, 
no intuito de realizar um levantamento cartográfico confiável e fundamentado. 
 
8. Resoluções das Imagens 
 
Atualmente, o sensoriamento é constituído por uma razoável constelação de 
satélites que oferecem imagens para atender as necessidades de uma ampla demanda de 
usuários. Para aqueles usuários que necessitam de uma observação detalhada do tamanho 
e das formas dos objetos, há os sensores que detectam áreas unitárias inferiores a 1 metro, 
e com meios para visualização estereoscópica 3D, muito úteis para levantamentos 
cadastrais multifinalitários, urbanos e cartografia digital. 
Os interessados em monitoração para o acompanhamento da evolução e de 
mudanças da paisagem podem recorrer aos sensores com alta taxa de revisita à área. Já 
os que se interessam em determinar a composição ou constituição dos minerais ou rochas, 
a procura é pelos sensores com um grande número de bandas espectrais. Por isso, uma 
forma de se abordar as potencialidades de um sensor é pelo dimensionamento de suas 
resoluções. 
 
26 
 
Nas aplicações de sensoriamento remoto em estudos geotemáticos duas questões 
estão sempre presentes: 
i) qual é a melhor resolução da imagem para se identificar ou resolver os objetos 
de interesse e; 
ii) qual é a melhor escala para representar os objetos ou fenômenos geográficos. 
Nem sempre há respostas simples para essas indagações. 
O que mais prontamente pode-se responder é que, devido à limitação que o sensor 
orbital tem para transmitir grandes volumes de dados para as estações terrestres de 
rastreamento de satélites, as imagens que recobrem grandes aéreas, de dezenas de 
milhares de quilômetros quadrados, como as do satélite Landsat e CBERS, são associadas 
com resoluções espaciais pequenas (30, 20 metros), e as imagens que recobrempequenas 
áreas, como as imagens Ikonos e Orbview, são associadas com resoluções espaciais 
grandes (1 metro). 
Consequentemente, as imagens de pequena resolução espacial, por não mostrarem 
os detalhes dos alvos, servirão para estudos em escalas mais regionais, enquanto as 
imagens com grande resolução espacial se prestarão para estudos locais de detalhe.Na 
prática, a detecção ou identificação de um objeto nas imagens de sensoriamento remoto 
não é determinada somente pela resolução espacial, mas por quatro diferentes formas de 
medições: 
1) pela área do campo de visada do sensor; 
2) pelo comprimento de onda das bandas; 
3) pelos valores numéricos da medida da radiância do alvo; 
4) e pela data em que a imagem foi tomada. 
São essas quatro formas de medidas que são descritas em termos de resoluções, 
respectivamente denominadas de resolução espacial, espectral, radiométrica e temporal. 
Elas atuam em conjunto, num processo interativo, nem sempre facilmente percebido pelo 
analista, o que é, também, o motivo de frequentes dúvidas ao se tentar explicar por que 
pequenos objetos são surpreendentemente identificados nas imagens. 
Os conceitos e explicações tratadas a seguir, sobre resoluções, são válidas para 
todos os tipos de sensores imageadores, independente da faixa espectral em que operam, 
à exceção do radar. 
 
8.1 Resolução Espacial 
 
O tamanho individual do elemento de área imageada no terreno representa em 
qualquer tipo de sensor uma propriedade importante da imagem: a resolução espacial. A 
resolução espacial é um importante parâmetro do sensor porque ela determina o tamanho 
do menor objeto que pode ser identificado em uma imagem. 
Por definição, um objeto somente pode ser resolvido (detectado), quando o 
tamanho deste é, no mínimo, igual ou maior do que o tamanho do elemento de resolução 
no terreno, ou seja, da resolução espacial. Por exemplo, se uma casa tem 20 m x 20 m de 
tamanho, a resolução espacial da imagem deveria ser, no mínimo, de 20 metros para que 
essa casa possa ser identificada na imagem. 
Entretanto, a experiência mostra que, de fato, para um objeto ser resolvido na 
imagem, a resolução espacial nominal deveria ser pelo menos, a metade do tamanho do 
objeto medido na sua menor dimensão. Mesmo assim, o objeto ainda tem que apresentar 
um bom contraste de reflectância com os alvos que lhe são vizinhos, vistos na dimensão 
do pixel. A Figura 23 exemplifica estas relações. 
 
 
 
27 
 
 
Figura 23 - Resolver os objetos pelo valor da resolução espacial depende também do contraste de 
reflectância dos pixels vizinhos . Em (a) as duas árvores não são resolvidas, fundindo-se em um único 
objeto. Em (b) elas são resolvidas por estarem separadas pela área de um pixel com reflectância diferente. 
 
Determinar qual deve ser a resolução espacial de um sensor, envolve para a 
maioria das aplicações de sensoriamento remoto, uma análise da relação do grau de auto 
correlação da organização espacial dos objetos no terreno. 
Em terrenos naturais os alvos apresentam uma alta correlação espacial, mostrando 
pouca variabilidade ao longo de uma área, não exigindo, para a sua identificação, altas 
resoluções espaciais. 
Já, para uma área com alta variabilidade de tipos de objetos, como numa área 
urbana, a exigência seria para um sensor com resolução espacial de poucos metros, para 
que as casas, ruas, estacionamentos, possam ser resolvidos. 
A figura 24 mostras imagens de três sensores ópticos com diferentes resoluções 
espaciais. Fica evidente que se pode estabelecer uma relação de comparação entre a 
resolução espacial e a escala de visualização da imagem. 
 Já na figura 25, são sugeridas as escalas para as correspondentes resoluções 
espaciais de alguns conhecidos sensores. São escalas aproximadas, porque na prática, 
dependendo do contraste da cena e das bandas, quase sempre se consegue uma escala 
maior do que a sugerida pela resolução espacial. 
 
 
Figura 24 - Da esquerda para a direita, imagens dos satélites, Landsat com resolução espacial de 30m, 
Spot com 10 m e Ikonos com 1 m, de uma porção do lago Paranoá de Brasília. 
 
 
28 
 
 
Figura 25 - Escalas aproximadas de visualização de imagens multiespectrais em função da resolução 
espacial (Escalas determinadas experimentalmente com imagens em composições coloridas realçadas). 
 
8.2 Resolução Espectral 
Para o sensoriamento remoto, a obtenção simultânea de imagens em múltiplas 
bandas espectrais é, sem dúvida, a propriedade mais importante dos sensores 
imageadores. O termo resolução espectral envolve pelo menos três parâmetros de medida: 
i) o número de bandas que o sensor possui; 
ii) a largura em comprimento de onda das bandas; 
iii) as posições que as bandas estão situadas no espectro eletromagnético. 
Comparativamente, um sensor tem melhor resolução espectral se ele possui maior 
número de bandas situadas em diferentes regiões espectrais e com larguras estreitas de 
comprimentos de onda. 
Essa necessidade é devido às diferenças relativas de reflectância entre os materiais 
da superfície da terra, que permitem distinguir um material do outro, em determinados 
comprimentos de onda. Por exemplo, as gemas são mais facilmente diferenciadas nos 
comprimentos de onda do visível, devido às diferenças de cores que na maioria é 
controlada por pequenas impurezas nas suas estruturas cristalinas. 
 Por outro lado, as rochas evidenciam suas diferenças espectrais mais nos 
comprimentos de onda do infravermelho próximo e de ondas curtas. Quanto à largura da 
banda, ela deve ser dimensionada em concordância com as larguras das feições de 
absorção exibidas pelos espectros de reflectância de cada material. 
As feições de absorções são identificadores de composições dos tipos de rochas, 
solos, vegetação e água, e normalmente, são da ordem de 10 nm a 20 nm. Sensores com 
bandas muito largas, além de 20 nm tendem a não ser capazes de diferenciar um objeto 
do outro em função de sua composição. Assim, o objeto é apenas detectado em razão da 
resolução espacial. 
Um simples exemplo que serve para ilustrar o efeito da resolução espectral na 
detecção ou identificação de um objeto é mostrado na Figura 17 de uma área da 
floresta amazônica. Ambas as imagens estão na mesma resolução espacial de 30 metros. 
Na imagem (a) da Figura 1.18, de uma banda do visível de 0,63 μm a 0,69 μm, mesmo 
os grandes rios com dezenas de metros de largura não são facilmente identificados, 
porque a baixa reflectância da água e da vegetação são, praticamente, iguais nesse 
comprimento de onda, não havendo contraste entre os dois tipos de alvos. 
Para a região amazônica seria um erro selecionar esta banda espectral para se 
elaborar mapas de drenagem. A imagem (b) da Figura 26 é de uma banda do 
infravermelho próximo. Nessa banda os rios são facilmente identificados, porque a água 
possui uma baixa reflectância, enquanto a vegetação da floresta tem uma alta reflectância, 
estabelecendo uma razão de alto contraste entre os dois alvos. 
 
 
29 
 
 
Figura 26 - Imagens da região amazônica nas bandas do visível (a) e do infravermelho próximo (b) 
exemplificando o efeito da resolução espectral no contraste do rio com a vegetação. 
 
8.3 Resolução Radiométrica 
A medida pelos detectores da intensidade de radiância da área de cada pixel 
unitário é denominada de resolução radiométrica. Maior será a resolução radiométrica, 
quanto maior for a capacidade do detector para medir as diferenças de intensidades dos 
níveis de radiância. 
Quanto maior for essa capacidade, maior será a resolução radiométrica. Ela define 
o número de níveis de radiância que o detector pode discriminar. Em função da 
intensidade da radiação de entrada no sensor, a resposta de saída dos detectores é 
convertida eletronicamente em um número digital discreto. Também se dá o nome de 
quantização à medida da resolução radiométrica. 
Em termos práticos, a quantização do