3 Noções Básicas de Geomática

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DESCRIÇÃO
Conceituação de tópicos relacionados à aquisição, ao processamento e ao gerenciamento de
dados georreferenciados.
PROPÓSITO
Compreender os conceitos teóricos e práticos relacionados à Geomática para a análise
espacial exigida dos futuros profissionais das áreas de Geologia, Engenharia Civil, Arquitetura
e Urbanismo.
PREPARAÇÃO
Antes de iniciar este conteúdo, tenha em mãos papel e caneta.
OBJETIVOS
MÓDULO 1
Identificar os principais conceitos de Geomática e os aspectos relacionados à modelagem da
forma da Terra
MÓDULO 2
Reconhecer os conceitos, as tecnologias e os produtos relacionados a Sistemas de
Informações Geográficas (SIG)
MÓDULO 3
Reconhecer os conceitos, as tecnologias e os produtos relacionados ao Sensoriamento
Remoto
GEOMÁTICA
MÓDULO 1
 Identificar os principais conceitos de Geomática e os aspectos relacionados à
modelagem da forma da Terra
Geomática e suas subdivisões
Neste módulo, vamos apresentar as disciplinas abrangidas pela Geomática e seus respectivos
objetos de estudo, explicando sucintamente como se relacionam. Também serão apresentadas
abordagens sobre a forma e as dimensões da Terra, destacando os referenciais adotados no
Brasil.
CONCEITOS DE GEOMÁTICA
 
Imagem: Shutterstock.com
Existem três possíveis origens para o termo “Geomática”. Conheça cada um deles a seguir:
ORIGEM 1
ORIGEM 2
ORIGEM 3
Uma das origens do termo (geos: Terra, matics: informática) foi atribuída à Universidade de
Laval, no Canadá, no início da década de 1980, quando a computação eletrônica se mostrava
promissora para o processamento de dados de levantamentos geodésicos.
Outra versão da origem remete ao início do ano de 1975, na França, onde o termo era
empregado para se referir ao processo de automação da produção de mapas.
Ainda uma terceira vertente defende que “Geomática” veio da fusão dos termos Geodésia e
Geoinformática, no final dos anos 1960. Fato é que a vertente da origem canadense se
consolidou e é a mais aceita.
A Geomática tem uma abordagem sistêmica, multidisciplinar e integrada que visa selecionar
equipamentos e métodos apropriados para coletar, analisar, exibir e gerenciar dados
relacionados a objetos e fenômenos referenciados à Terra (ou georreferenciados),
disponibilizados em formato digital.
 SAIBA MAIS
O conjunto de tecnologias destinadas à coleta e ao tratamento de dados georreferenciados
recebe o nome de geoprocessamento.
A base conceitual necessária para compreender e aplicar os métodos da Geomática envolve
diferentes disciplinas como:
CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO
Para especificar e implementar as estruturas de dados e os algoritmos de processamento de
dados de fontes heterogêneas, assim como gerar visualizações gráficas de mapas, gráficos e
tabelas a partir das análises dos dados georreferenciados.
GEODÉSIA
Para determinar a forma e as dimensões da Terra, empregando modelos geométricos (por
exemplo, o elipsoide de revolução e a esfera) e físicos (por exemplo, o geoide e o esferoide). A
topografia é uma parte da Geodésia que visa determinar a posição e a forma de detalhes da
superfície terrestre empregando medidas obtidas diretamente sobre o terreno.
CARTOGRAFIA
Para representar a posição e a forma de objetos e fenômenos georreferenciados de forma
numérica ou gráfica, respeitando regras preestabelecidas (por exemplo, convenções, projeções
e comunicabilidade do mapa).
SENSORIAMENTO REMOTO E FOTOGRAMETRIA
Para determinar a posição e a forma de detalhes sobre a superfície terrestre a partir do
processamento de sinais registrados em sensores orbitais (a bordo de satélites) ou em
sensores aerotransportados (a bordo de aviões).
SISTEMAS DE POSICIONAMENTO POR SATÉLITE
Para determinar a localização acurada e precisa de objetos e fenômenos em relação à
superfície terrestre a partir do processamento de sinais emitidos por um conjunto de satélites
artificiais em órbita ao redor do planeta.
SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA (SIG)
Conjunto de equipamentos, programas e métodos destinados à coleta, ao processamento, à
exibição e ao gerenciamento de dados georreferenciados, com o objetivo de fornecer
informações para finalidades específicas.
Outras áreas do conhecimento estão implícitas nas disciplinas elencadas, a saber: Astronomia,
Física, Matemática, Computação Gráfica, Psicologia etc.
FORMA E DIMENSÕES DA TERRA
 
Imagem: Shutterstock.com
Quando se fala em dados georreferenciados no contexto da Geomática e das disciplinas
correlacionadas, é necessário conhecer os modelos e referenciais que embasam a
determinação inequívoca das coordenadas de um objeto ou fenômeno.
MODELAR A FORMA DA TERRA É UMA TAREFA
DIFÍCIL, POIS A SUPERFÍCIE TERRESTRE ESTÁ EM
CONSTANTE ALTERAÇÃO, POR CAUSAS NATURAIS
OU POR INFLUÊNCIA HUMANA.
No contexto da modelagem geométrica, Pitágoras introduziu o conceito da Terra esférica em
528 a.C., que foi aprimorado posteriormente. Primeiro, a esfera teve seus polos achatados
(devido à gravidade e à rotação terrestre), até que fosse adotado o elipsoide de revolução
como a figura geométrica que melhor representa a superfície terrestre.
 
Imagem: Haroldo Antonio Marques.
 Elipsoide de revolução.
Os parâmetros que definem o elipsoide são o centro, o semieixo maior e o fator de
achatamento.
 SAIBA MAIS
Cada país pode definir os parâmetros para um elipsoide que melhor se ajuste à sua área, uma
vez que as curvaturas no elipsoide não são constantes. Entretanto, aplicações globais como os
sistemas de posicionamento por satélite requerem um modelo que abranja toda a superfície
terrestre.
AS COORDENADAS RELACIONADAS AO ELIPSOIDE
SÃO:
 
Imagem: Shutterstock.com
LATITUDE
Ângulo que a reta normal ao elipsoide, que passa pelo local, faz com o eixo polar, variando
entre 90° norte e 90° sul. Devido ao achatamento terrestre, a reta normal ao elipsoide
geralmente não passa pela origem dos eixos.
 
Imagem: Shutterstock.com
LONGITUDE
Ângulo que o meridiano, que passa pelo local, faz com o meridiano de Greenwich, variando de
180° leste a 180° oeste.
 
Imagem: Shutterstock.com
ALTURA GEOMÉTRICA
Distância entre o local e a superfície do elipsoide, medida sobre a reta normal que passa pelo
local.
Entre os elipsoides empregados no contexto da Engenharia Civil, destaca-se o Elipsoide do
Sistema Geodésico de Referência de 1980 (Geodetic Reference System 1980 – GRS80),
adotado como referência para o sistema de coordenadas oficial brasileiro, SIRGAS 2000, com
semieixo maior a = 6.378.137m e achatamento f = 1/298,257222101.
O SISTEMA DE REFERÊNCIA GEOCÊNTRICO PARA AS
AMÉRICAS, SIRGAS 2000, SUBSTITUIU O SOUTH
AMERICAN DATUM 1969, SAD-69, DESDE 2005, DE
MODO QUE MUITAS CARTAS TOPOGRÁFICAS MAIS
ANTIGAS AINDA APARECEM REPRESENTADAS
NESSE SISTEMA DE COORDENADAS. O ELIPSOIDE
ADOTADO PELO SAD-69 É O UGGI 67
(RECOMENDADO PELA UNIÃO GEODÉSICA E
GEOFÍSICA INTERNACIONAL EM 1967), COM
SEMIEIXO MAIOR A = 6.378.160M E ACHATAMENTO F =
1/298,25.
A ordem de grandeza do achatamento indicado nos elipsoides citados significa que, para cada
300 metros de semieixo maior, o semieixo menor mede 299 metros aproximadamente. Em
consequência, as curvaturas na superfície do elipsoide não serão uniformes como são na
esfera, as seções perpendiculares ao eixo de rotação são circulares, enquanto as demais são
elípticas.
 EXEMPLO
Uma implicação prática do efeito do achatamento do elipsoide consiste no cálculo das
direções medidas entre dois pontos sobre sua superfície. Se a superfície de referência fosse o
plano, a distância entre os dois pontos seria o comprimento do segmento de reta que os une.
Se a superfície fosse esférica, a mesma distância seria o comprimento do menor arco que
passa pelos dois pontos. Quando o elipsoide é a superfície de referência, a distância será o
comprimento do menor arco da elipse que contenha as retas normais que passam pelos
pontos. Sendo assim, o ângulo que esse arco faz com cada meridiano varia conforme muda a
latitude.
Considerando a modelagem física, a superfíciede referência é definida pelo potencial
gravitacional, sempre perpendicular à direção da gravidade em cada ponto. Neste contexto,
destaca-se o geoide, superfície equipotencial da gravidade terrestre que coincide com a
superfície hipotética do nível médio dos mares, sem influência de ventos e marés, prolongado
sob os continentes.
 
Imagem: Wikipedia - Domínio Público
Gauss, em 1828, caracterizou o geoide como a “figura física da Terra”, ou seja, um modelo
físico da forma da Terra, baseado nas variações do campo gravitacional terrestre. O geoide é a
superfície de referência para a medição de altitudes, razão pela qual ouvimos dizer que uma
cidade está a 1.000 metros acima do nível do mar.
Cabe ressaltar que nenhum dos modelos correspondem à superfície física da Terra (ou
topográfica), sobre a qual são realizadas as medições de ângulos e distâncias. Da mesma
forma, o geoide não coincide com o nível do mar. Um Sistema Geodésico de Referência
materializa sobre a superfície topográfica pontos cujas coordenadas são medidas em relação
às outras superfícies de referência. Nesses pontos são implantados marcos geodésicos.
 
Imagem: IBGE, 1999.
 Superfícies de referência.
 
Imagem: IBGE, 2008.
 Marco geodésico, pertencente ao Sistema Geodésico Brasileiro.
O extrato de cada marco geodésico implantado e gerenciado pelo Instituto Brasileiro de
Geografia e Estatística (IBGE) pode conter dados planimétricos, altimétricos e gravimétricos,
de acordo com sua categoria.
Veja cada um desses dados:
DADOS PLANIMÉTRICOS
Entre os dados planimétricos, constam as coordenadas geográficas (latitude e longitude) e
projetadas (UTM, com indicação do meridiano central – MC), o sistema de coordenadas de
referência (datum) e a data de medição.
DADOS ALTIMÉTRICOS
Entre os dados altimétricos, são fornecidos a altitude, o desvio padrão (sigma), o método de
levantamento, o marégrafo de referência (datum) e as datas de medição e de cálculo
(ajustamento da rede altimétrica).
DADOS GRAVIMÉTRICOS
Entre os dados gravimétricos são fornecidos o valor da gravidade (expresso em miligals), o
referencial gravimétrico e as datas de medição e de cálculo.
 
Imagem: IBGE
 Extrato de Relatório de Estação Geodésica disponibilizado pelo IBGE no banco de dados
geodésicos.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
1. A CIÊNCIA QUE ANALISA A DETERMINAÇÃO DA FORMA, DAS
DIMENSÕES E DO CAMPO DE GRAVIDADE DA TERRA É DENOMINADA:
A) Geodésia
B) Geofísica
C) Geologia
D) Geomática
E) Geoprocessamento
2. O PICO DA NEBLINA É UMA MONTANHA BRASILEIRA LOCALIZADA
NO ESTADO DO AMAZONAS, NAS PROXIMIDADES DA FRONTEIRA COM
A VENEZUELA. É CONSIDERADO O PONTO MAIS ALTO DO BRASIL, COM
UMA ALTITUDE DE 2.993 METROS. ESSA ALTITUDE É MEDIDA A
CONTAR DO(A):
A) Elipsoide GRS80
B) Elipsoide UGGI-67
C) Geoide
D) Oceano Atlântico
E) Sopé do morro
GABARITO
1. A ciência que analisa a determinação da forma, das dimensões e do campo de
gravidade da Terra é denominada:
A alternativa "A " está correta.
 
A Geodésia é a ciência que analisa a determinação da forma, das dimensões e do campo de
gravidade da Terra.
2. O Pico da Neblina é uma montanha brasileira localizada no estado do Amazonas, nas
proximidades da fronteira com a Venezuela. É considerado o ponto mais alto do Brasil,
com uma altitude de 2.993 metros. Essa altitude é medida a contar do(a):
A alternativa "C " está correta.
 
O geoide é a superfície de referência para a medição de altitudes.
MÓDULO 2
 Reconhecer os conceitos, as tecnologias e os produtos relacionados a Sistemas de
Informações Geográficas (SIG)
Sistemas de Informações Geográficas (SIG)
CONCEITOS DE SISTEMAS DE
INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS (SIG)
 
Imagem: Shutterstock.com
Os mapas impressos foram a principal forma de representação da localização de objetos e
fenômenos em relação à Terra. Os computadores surgiram como um importante recurso para
otimizar o processo produtivo e ampliar a capacidade de conteúdo georreferenciado.
ATUALMENTE, OS SISTEMAS DE INFORMAÇÕES
GEOGRÁFICAS (SIG) ESTÃO PRESENTES EM
DIVERSAS APLICAÇÕES COTIDIANAS, AUXILIANDO
SEUS USUÁRIOS NA TOMADA DE DECISÕES QUE
ENVOLVAM A RELAÇÃO ENTRE OBJETOS E A
SUPERFÍCIE TERRESTRE.
Vamos destrinchar o termo Sistemas de Informações Geográficas (Em inglês, Geographic
Information Systems – GIS ) para compreendê-lo melhor.
SISTEMA
O termo sistema é definido como componentes interligados ou inter-relacionados, que
possuem o mesmo objetivo de operação, porém mediante à aceitação de entradas e saídas
(produção) por meio de um processo organizado. Um sistema pode ser composto por
subsistemas, assim como podem estar integrados a outros sistemas. Para que um sistema
funcione corretamente, é necessário que pessoas, equipamentos e insumos ajam de maneira
coordenada, seguindo normas, padrões e políticas estabelecidas com o objetivo de atingir a
meta comum de maneira eficaz.
 EXEMPLO
Sistemas incluem os automóveis, um condomínio e até o corpo humano.
INFORMAÇÃO
O termo informação está inserido no contexto da pirâmide do conhecimento, também
conhecida como hierarquia DICS (Dados, Informação, Conhecimento e Sabedoria).
 
Imagem: Adaptado de BELLINGER et al., 2004.
 Hierarquia DICS.
Na base da pirâmide, encontram-se os dados, que registram fatos, conceitos e instruções de
maneira formalizada, passível de ser transmitida ou processada por pessoas ou por máquinas.
 EXEMPLO
Na prática, dados são valores que, por si só, não possuem significado explícito, pois não estão
contextualizados. Não é incomum encontrar referências como dados “crus” ou “brutos”, pois
nenhum processamento ou análise é aplicado ao dado. Como exemplo, podemos citar a
temperatura, em °C, associada a um local.
Informação é a segunda camada da pirâmide, que reúne os dados de forma coordenada e
atribui significados por meio de convenções. Seguindo o exemplo do dado de temperatura, a
informação que pode ser extraída é a interpretação: se é quente ou frio, dependendo dos
limites convencionados no contexto da aplicação —100°C é considerado quente como
sensação térmica, mas é considerado frio no contexto de usinagem.
 SAIBA MAIS
As camadas de conhecimento e sabedoria fogem ao escopo desta disciplina, mas são
abordadas por Queiroz (2018) e Bellinger et al. (2004).
DADOS GEOGRÁFICOS
Quando os dados descrevem a forma e a localização de objetos e fenômenos, são
classificados como dados geográficos. Neste contexto, fotografias e imagens
georreferenciadas são exemplos de dados geográficos. Após processamento e
contextualização, os dados geográficos produzem informação geográfica.
 
Imagem: Shutterstock.com
A informação geográfica agrega os dados de localização e os demais dados descritivos de
objetos e fenômenos, ampliando as capacidades de comunicação dos mapas impressos:
antes, a informação era extraída pela interpretação da geometria e das convenções gráficas;
agora, é possível realizar consultas espaciais e por atributos.
Na figura a seguir, os dados geográficos são a localização do motorista, a malha viária, o
oceano e a rota planejada. A informação extraída é que o motorista se encontra submerso,
motivo de preocupação para o usuário do aplicativo.
 
Imagem: Haroldo Antonio Marques.
 Exemplo ilustrativo dos conceitos de dados e informação geográfica.
EXTRAPOLANDO OS TERMOS SISTEMA E
INFORMAÇÃO, PODEMOS DEFINIR SISTEMAS DE
INFORMAÇÃO COMO SISTEMAS CUJO ELEMENTO
PRINCIPAL É A INFORMAÇÃO. EM OUTRAS
PALAVRAS, SÃO SISTEMAS CAPAZES DE COLETAR,
PROCESSAR, ARMAZENAR E DISTRIBUIR
INFORMAÇÕES PARA APOIAR AS FUNÇÕES OU
PROCESSOS DE UMA ORGANIZAÇÃO.
Os principais componentes dos sistemas de informação são a tecnologia (Equipamentos,
softwares, dados e redes de comunicação. ) , as pessoas e os processos (Normas, padrões e
políticas. ) .
Por fim, apresentamos algumas definições existentes para Sistemas de Informação Geográfica:
DEFINIÇÃO 1
javascript:void(0)
Sistemas de captura, armazenamento, verificação, manipulação, análise e exibiçãode dados
espacialmente referenciados à Terra.
DEFINIÇÃO 2
Sistemas que realizam o tratamento computacional de dados geográficos e recuperam
informações não apenas com base em suas características alfanuméricas, mas também
através de sua localização espacial.
DEFINIÇÃO 3
Sistema computacional destinado à captura, ao armazenamento, à verificação, análise e
exibição de dados relacionados a posições sobre a superfície terrestre.
ARQUITETURA DE SISTEMAS DE
INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA
 
Imagem: Shutterstock.com
A arquitetura de um sistema descreve a estrutura dos componentes, seus relacionamentos, os
princípios e as diretrizes que controlam o design e a evolução ao longo do tempo (IEEE, 1990).
A abordagem mais recorrente considera como componentes básicos dos SIG:
Interface com o usuário
Entrada e integração de dados
javascript:void(0)
javascript:void(0)
Funções de consulta e análise espacial
Visualização e plotagem
Armazenamento e recuperação de dados (organizados sob a forma de um banco de dados
geográfico)
 
Imagem: DAVIS e CÂMARA, 2001.
 Estrutura Geral de Sistemas de Informação Geográfica.
INTERFACE COM O USUÁRIO
 
Imagem: Shutterstock.com
O componente interface com o usuário (ou simplesmente, interface) funciona no nível mais
próximo do usuário, permitindo que ele interaja com o sistema. Estão englobados nesse
componente os equipamentos e softwares necessários para que o usuário configure o
ambiente de processamento (seleção de dados, definição de parâmetros e formalização das
consultas necessárias).
 SAIBA MAIS
Em termos de software, muitos dos que são chamados de SIG (exemplos, QGIS e ArcGIS)
operam como interfaces do SIG. Em nível intermediário, o SIG demanda um conjunto de
componentes necessários ao processamento dos dados: entrada e integração de dados;
consulta e análise espacial; visualização e plotagem.
ENTRADA E INTEGRAÇÃO
Os componentes entrada e integração visam receber os dados dos equipamentos de
aquisição de dados, ordenando-os de forma que possam ser consultados e analisados.
 RESUMINDO
Em um contexto em que vários produtores disponibilizam dados geográficos pela internet, faz-
se necessário padronizar formatos, atributos e sistemas de coordenadas. Somam-se a isso,
dados obtidos por meio de sensores georreferenciados (por exemplo, boias de monitoramento
marítimo, estações meteorológicas e câmeras de vigilância) e conteúdo geoespacial produzido
pelos usuários (informação geográfica voluntária).
De acordo com a estrutura geral apresentada anteriormente, esse componente se relaciona
com a interface e com o componente de gerência de dados espaciais.
FUNÇÕES DE CONSULTA E ANÁLISE ESPACIAL
O componente de consulta e análise espacial possui diversas funcionalidades que diferenciam
os SIG de outros sistemas de informação:
Consulta
As funcionalidades relacionadas à consulta consistem na interação direta com o componente
de gerência de dados espaciais para recuperar os dados armazenados no banco de dados
geográficos, de acordo com os parâmetros informados pelo usuário por meio da componente
interface.

Análise espacial
As funcionalidades relacionadas à análise espacial abrangem operações de análise
geográfica, modelagem de terreno, assim como os processamentos de imagens, de redes e
geodésico (DAVIS e CÂMARA, 2001).
A análise geográfica é caracterizada pela extração de informação pela combinação de
conjuntos temáticos de dados por meio de operações denominadas “álgebra de mapas”.
javascript:void(0)
Conjunto de operadores que manipulam campos geográficos (imagens, mapas temáticos
e modelos numéricos de terreno).
 
Imagem: Gabriel Burlandy, adaptado por Gabriel Bastos
 Exemplo de análise geográfica, empregando o procedimento de interseção.
MODELOS DIGITAIS DO TERRENO
 
Imagem: Shutterstock.com
Modelos digitais do terreno são representações digitais da superfície terrestre, que podem ser
gerados por meio de levantamentos topográficos, processamento estereoscópico de fotografias
aéreas, interpolação de curvas de nível existentes ou por meio de sensores baseados em laser
ou radar.
 SAIBA MAIS
Missões de mapeamento como Space SRTM (Shuttle Radar Topography Mission), ASTER
GDEM (Global Digital Elevation Model) e ALOS World 3D criaram modelos digitais de terreno
que estão disponíveis na Web gratuitamente, com resolução espacial entre 30 e 90 metros.
A modelagem de terreno permite calcular estatísticas sobre a superfície, tais como declividade,
volume delimitado por duas superfícies (por exemplo, o terreno e o nível de água de uma
barragem), perfis longitudinais e cortes transversais, áreas de visibilidade a partir de um local e
linhas de visada entre dois locais, interpolação de isolinhas e renderização de cenários
tridimensionais.
Linhas de curvas de nível com a função de ligar locais distintos que partilham um valor
comum.
 
Imagem: FELGUEIRAS, 2001.
 Exemplo de Modelo Digital de Terreno (MDT) representado como uma imagem sombreada.
javascript:void(0)
O processamento de imagens abrange operações com o objetivo de extrair de imagens obtidas
por sensores orbitais ou aerotransportados, assim como daquelas obtidas por digitalização de
fotos e documentos cartográficos, a forma e a localização de objetos em relação à Terra.
ENTRE AS POSSIBILIDADES DE TRANSFORMAÇÃO
DAS IMAGENS, PODEMOS CITAR O REALCE POR
MODIFICAÇÃO DE HISTOGRAMA, FILTRAGEM
ESPACIAL, ROTAÇÃO ESPECTRAL E A
TRANSFORMAÇÃO DO SISTEMA IHS (BASEADO EM
INTENSIDADE, MATIZ E SATURAÇÃO) PARA O RGB
(BASEADO NA SATURAÇÃO DAS CORES VERMELHA,
VERDE E AZUL).
TEORIA DOS GRAFOS
O processamento de redes emprega estruturas de dados e algoritmos relacionados à Teoria
dos Grafos, a fim de identificar os caminhos ótimos entre nós desse grafo. A aplicação mais
trivial desse conceito é em roteamento, calculando o itinerário elaborado com a premissa da
economia de tempo e de recursos.
Teoria que estuda, de forma gráfica, a relação entre os objetos de determinado conjunto.
Entretanto, setores como a distribuição de gás, água, energia e telecomunicações são usuários
desse tipo de processamento. Os arcos do grafo descrevem a (intensidade da) relação
existente entre pares de nós, que podem ser endereços, cidades, aeroportos, torres, estações,
entre outros.
PROCESSAMENTO GEODÉSICO
javascript:void(0)
O processamento geodésico (podemos incluir também o processamento tipográfico neste
tópico) consiste na determinação de coordenadas de objetos, incrementando suas precisão e
exatidão pelo ajustamento de observações. Isso inclui o processamento de poligonais longas,
de circuitos de nivelamento e de redes geodésicas de apoio local ou regional.
 
Imagem: GRANDJEAN, 2016.
 Mapa do volume de transporte de aeroportos ao redor do mundo.
VISUALIZAÇÃO E PLOTAGEM
O componente de visualização e plotagem é destinado ao processamento da saída do sistema,
que pode ser em formato digital ou impresso. Os resultados da visualização podem ser mapas
renderizados para exibição em navegadores web e softwares de geoprocessamento, assim
como podem ser infográficos, diagramas e planilhas.
 EXEMPLO
A saída do SIG também pode ser codificada de modo a formar sentenças como “a 200 metros,
vire à direita” ou “você chegará ao seu destino às x horas e y minutos”, pronunciadas por
aplicativos de roteamento disponíveis no seu telefone celular.
 
Imagem: Shutterstock.com
Os resultados da plotagem incluem mapas impressos sobre diferentes tipos de mídia,
projetados para resistir à umidade e ao desgaste do manuseio, assim como incluem maquetes
projetadas para o ensino de Geografia a alunos com pouca ou nenhuma visão ou para
simulações em escala.
ARMAZENAMENTO E RECUPERAÇÃO DE DADOS
 
Imagem: Shutterstock.com
Por fim, o componente gerência de dados espaciais atua na otimização das operações de
inserção, armazenamento e recuperação de dados. Ao mesmo tempo que preserva sua
integridade, garante e controla o acesso dos (vários) usuários (simultâneos) às tabelasdisponíveis no banco de dados.
 EXEMPLO
Sistemas Gerenciadores de Bancos de Dados (SGBD) como o Oracle e o PostgreSQL
possuem extensões espaciais que permitem criar, consultar e editar dados com geometria,
considerando critérios baseados em faixas de valores de atributos alfanuméricos e relações
espaciais entre objetos da mesma classe ou de classes diferentes.
BANCOS DE DADOS ESPACIAIS
 
Imagem: Shutterstock.com
Se uma organização deseja que as informações fluam de forma ordenada e otimizada, é
fundamental investir no ordenamento da sua principal matéria-prima: os dados.
Os bancos de dados são projetados com o intuito de permitir que as principais consultas
relacionadas aos modelos de negócio possam ser realizadas de forma rápida e segura. Os
Sistemas Gerenciadores de Bancos de Dados (SGBD) foram desenvolvidos com o intuito de
sanar fragilidades inerentes ao armazenamento dos dados em arquivos:
FRAGILIDADE 1
FRAGILIDADE 2
FRAGILIDADE 3
A primeira fragilidade que podemos citar é o acesso multiusuários: se um usuário consulta um
arquivo, o acesso por outros usuários é bloqueado. Uma solução dada foi a liberação de cópias
para edição por outros usuários, mas criou o problema de controle de versões, consolidando
todas as alterações para unificar a base de dados.
A segunda fragilidade é o controle da integridade do banco de dados: ao inserir ou apagar
algum conteúdo equivocado em um arquivo, toda a estrutura de dados pode ser corrompida e,
normalmente, a detecção do erro consome tempo que pode ser crítico para a organização.
Outra fragilidade é a ausência de mecanismos de indexação, tornando as consultas mais
demoradas, principalmente em cenários com elevada taxa de crescimento de dados.
 EXEMPLO
Podemos citar alguns SGBD de uso consolidado na Academia e na Indústria: Oracle, SQL
Server, DB2, PostgreSQL, MySQL, entre outros.
Apesar das diferenças de implementação, os bancos de dados são independentes dos
softwares, ou seja, existem protocolos para permitir que diferentes softwares e equipamentos
possam se conectar e interagir com os bancos de dados, inserindo dados e realizando
consultas.
 
Imagem: Haroldo Antonio Marques.
 Conexão com banco de dados postgres nos softwares QGIS e pgAdmin.
LINGUAGEM DE CONSULTA ESTRUTURADA – SQL
De modo semelhante, foi desenvolvida uma linguagem padronizada para consulta e
manipulação do banco de dados (criação, alteração e destruição de tabelas e até do banco
como um todo) e dos dados (inserção, alteração e destruição dos dados nas tabelas).
A Linguagem de Consulta Estruturada (Structured Query Language – SQL ) foi desenvolvida
pela IBM na década de 1970. Anos mais tarde, o ANSI (American National Standards
Institute) padronizou as implementações do SQL. Contudo, os diferentes SGBD podem
implementar funções adicionais exclusivas.
 
Imagem: Haroldo Antonio Marques.
 Exemplo de sentença em SQL para consulta ao conteúdo da tabela de nome table1.
 ATENÇÃO
A linguagem SQL e os SGBD convencionais não abrangem algumas peculiaridades das
consultas geoespaciais, como o reconhecimento dos sistemas de coordenadas de referência e
a realização de consultas baseadas em relações espaciais (contém, cruza, toca, intersecta,
sobrepõe e disjunto).
Com a linguagem SGBD é possível desenvolver extensões espaciais que possuem funções
capazes de realizar os processamentos que envolvem a componente espacial dos dados. Já
com a linguagem SQL, que pode ser estendida para ser compatível com o ANSI SQL, é
possível processar dados georreferenciados.
 SAIBA MAIS
O Consórcio Open GIS (Open GIS Consortium – OGC) padronizou o vocabulário básico para a
extensão espacial da SQL.
Os parâmetros de conversão entre sistemas de coordenadas empregados nos diferentes tipos
de dados espaciais são catalogados de modo a embasar eventuais transformações de
coordenadas.
 SAIBA MAIS
Índices espaciais ordenam a inserção de dados bidimensionais (longitude e latitude), alocando-
os de forma que as consultas ao banco de dados sejam mais eficientes, descartando
subconjuntos de dados que não atendam aos critérios de indexação.
Todavia, em bancos de dados espaciais, não é possível calcular distâncias entre objetos de
tabelas diferentes, se as tabelas possuem coordenadas representadas em sistemas diferentes.
 EXEMPLO
Uma com coordenadas na forma de latitude e longitude e outra com coordenadas cartesianas.
Outro fato relevante é que o resultado de consultas envolvendo distâncias e áreas é
representado com a mesma unidade do sistema de coordenadas local. Ou seja, se
consultarmos a distância entre dois locais com coordenadas geográficas (latitude e longitude),
o resultado será fornecido em graus. O European Petroleum Survey Group (EPSG) catalogou
todos os sistemas de coordenadas usados no mundo e atribuiu códigos para identificar as
diferentes combinações de sistemas.
 SAIBA MAIS
As coordenadas geográficas fornecidas pelo GPS referem-se ao sistema WGS-84, cujo código
é 4326. Coordenadas geográficas em SIRGAS 2000, sistema oficial brasileiro, recebem o
código 4674.
PROGRAMAS E USOS DE SISTEMAS DE
INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS (SIG)
 
Imagem: Shutterstock.com, adptado por Gabriel Bastos
Considerando que os SIG são casos particulares de sistemas de informação e,
consequentemente, projetados para atender a finalidades específicas, é difícil enumerar todos
os programas para prover as funcionalidades necessárias. Entretanto, é possível citar alguns
programas que oferecem uma ou mais funcionalidades esperadas.
Programas de geoprocessamento como o ArcGIS, da empresa ESRI, o Grass GIS e o QGIS,
ambos livres, são opções com ampla aceitação entre produtores e usuários da informação
geográfica, mas a lista de soluções de geoprocessamento é grande e cresce bastante com
iniciativas de código aberto.
Eles oferecem um conjunto básico de funcionalidades para carregar arquivos de dados
geográficos com diferentes formatos: vetoriais (shapefile, GML, KML, entre outros), matriciais
(TIF, ADF, MrSID, entre outros) e textuais (valores separados por vírgulas, CSV, por exemplo).
Permitem também conectar com SGBD com extensão espacial, como o PostGIS, associado ao
PostgreSQL. Funcionalidades como a integração de dados, recursos básicos de análise
espacial, modelagem e terreno e processamento de imagens também estão disponíveis.
Os resultados do processamento podem ser editados e estilizados antes de serem exportados
ou armazenados em bancos de dados. Ferramentas mais sofisticadas podem ser
acrescentadas por meio de extensões (no caso do ArcGIS) e complementos (no caso do
QGIS). Consequentemente, é possível realizar processamentos mais complexos de imagens,
de redes e de modelos digitais de elevação, assim como podem ser realizadas análises
estatísticas mais complexas.
Por outro lado, há programas que podem ser empregados em SIG, porém são especializados
em algumas funcionalidades. Entre os programas de processamento de imagens, podemos
citar o ENVI, o eCognition e o ERDAS Imagine. E entre os programas especializados em
processamento de redes, o General Electric SmallWorld e a plataforma IQGeo.
Programas para processamento topográfico e geodésico são fornecidos pelos fabricantes de
equipamentos para processar leituras e fornecer coordenadas ajustadas, assim como por
instituições científicas e governamentais, para apoiar o processamento de dados de
posicionamento por satélite (por exemplo, o IBGE disponibiliza os serviços IBGE-PPP, o
RBMC-IP e o ProGriD).
 
Imagem: Shutterstock.com
Tem crescido consideravelmente o emprego de SIG baseado em serviços Web, em que a
interface com o cliente se dá por meio de navegadores Web como o Google Chrome e o
Mozilla Firefox, por exemplo. As interações do usuário com o sistema ocorrem por meio de
requisições Web, com parâmetros definidos conforme o usuário navega. Todo o
processamento ocorre do lado do servidor, podendo ser em uma única máquina ou,
dependendo da aplicação, em nuvem.
Nocaso dos SIG Web, o suporte de um SGBD se faz necessário, uma vez que tais
gerenciadores dispõem de recursos para oferecer mais performance com grandes volumes de
dados, acesso multiusuário e controle de integridade do banco de dados. São exemplos de
SGBD com extensão espacial o PostgreSQL (com o PostGIS), o Oracle (com o Oracle Spatial)
e o SQLite (com o Spatialite).
ATUALMENTE, OS SIG ESTÃO PRESENTES EM
APLICAÇÕES DE ENGENHARIA, AGRICULTURA,
CADASTRO, COMANDO E CONTROLE, ENTRE
OUTRAS, CARACTERIZANDO SEU ASPECTO
MULTIDISCIPLINAR. UM SISTEMA PARA
MONITORAMENTO DE RECALQUES EM BARRAGENS
COMBINA AS LEITURAS DOS SENSORES
INSTALADOS E AO LONGO DA ESTRUTURA, A FIM DE
DETECTAR DESLOCAMENTOS QUE EXCEDAM A
TOLERÂNCIA PREESTABELECIDA.
Um sistema de resposta a desastres naturais analisa dados hidrometeorológicos e mapas de
risco baseados em elevação, tipo de terreno e uso do solo para apoiar a tomada de decisão
tanto na prevenção de desastres quanto no planejamento e na execução das ações de
resposta necessárias.
Ainda mais: sistemas de observação terrestre analisam imagens de satélites, a fim de
identificar alterações no solo como queimadas, pragas na vegetação e urbanização
desordenada, assim como identificar a formação de eventos meteorológicos severos.
Um sistema de operações logísticas recebe os dados dos pedidos (origem, destino, peso e
volume, entre outros) e identifica as rotas mais adequadas para garantir a entrega no prazo,
evitando vias impeditivas e minimizar os custos operacionais.
 EXEMPLO
Aplicativos de transporte urbano intermedeiam o contato entre passageiros e motoristas e
calculam os preços das viagens de acordo com o comprimento do percurso e o tempo
estimado de viagem.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
1. UM DOS OBJETIVOS DO EMPREGO DE SISTEMAS GERENCIADORES
DE BANCOS DE DADOS (SGBD) NO CONTEXTO DE SISTEMAS DE
INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS (SIG) É:
A) Calcular distâncias e direções entre dois locais.
B) Evitar que dados sejam inseridos ou apagados por engano.
C) Integrar dados representados em sistemas de coordenadas diferentes.
D) Renderizar os dados geográficos na forma de mapas temáticos.
E) Responder a perguntas realizadas em português.
2. PROGRAMAS DE GEOPROCESSAMENTO COMO O QGIS POSSUEM
FUNCIONALIDADES QUE PODEM APOIAR DIVERSOS COMPONENTES
NA ARQUITETURA DE UM SIG, EXCETO:
A) Interface
B) Entrada e integração
C) Consulta e análises espaciais
D) Visualização e Plotagem
E) Gerência de dados espaciais
GABARITO
1. Um dos objetivos do emprego de Sistemas Gerenciadores de Bancos de Dados
(SGBD) no contexto de Sistemas de Informações Geográficas (SIG) é:
A alternativa "B " está correta.
 
Entre as funcionalidades dos SGBD, podemos citar a manutenção da integridade dos bancos
de dados, verificando se a inserção ou a remoção de um registro por engano (ou não) viola as
restrições impostas pela aplicação.
2. Programas de geoprocessamento como o QGIS possuem funcionalidades que podem
apoiar diversos componentes na arquitetura de um SIG, exceto:
A alternativa "E " está correta.
 
A gerência de dados espaciais ocorre no contexto dos SGBD. Os programas de
geoprocessamento podem se conectar e interagir com os SGBD sem executar as tarefas de
gerência dos dados.
MÓDULO 3
 Reconhecer os conceitos, as tecnologias e os produtos relacionados ao
Sensoriamento Remoto
Sensoriamento Remoto
FUNDAMENTOS DO SENSORIAMENTO
REMOTO
 
Imagem: Shutterstock.com
O emprego do termo “sensoriamento remoto” data de 1960 e significava simplesmente a
aquisição de informações sem contato físico com os objetos. Essa definição incluía as
fotografias aéreas e a fotointerpretação, empregadas desde 1858 e potencializadas com o
desenvolvimento do avião e de câmeras fotográficas mais sofisticadas para a época.
Já o desenvolvimento de sistemas orbitais nas décadas de 1960 e 1970 permitiu que satélites
transportassem sensores para aplicação meteorológica, imageamento e levantamento de
altitudes.
Os quatro elementos fundamentais do Sensoriamento Remoto são a fonte da radiação
eletromagnética, o alvo, o sensor e a radiação eletromagnética (REM).
RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA
A radiação eletromagnética pode ser explicada sob dois pontos de vista:
QUÂNTICO
Considera a REM o resultado da emissão de pequenos pulsos de energia.
ONDULATÓRIO
Aborda a REM como ondas resultantes da oscilação dos campos elétrico e magnético.
Como uma onda, a REM é definida pelos comprimentos de onda e pela velocidade.
DIFERENTEMENTE DAS ONDAS SONORAS, AS
ONDAS ELETROMAGNÉTICAS NÃO PRECISAM DE
MATÉRIA PARA SE PROPAGAR. NO VÁCUO, A
VELOCIDADE DAS ONDAS ELETROMAGNÉTICAS É
CONSTANTE E IGUAL À VELOCIDADE DA LUZ.
Os comprimentos de onda podem variar dentro da faixa conhecida como espectro
eletromagnético, que incluem a luz visível, os raios ultravioleta, X e gama, assim como os raios
infravermelhos, as micro-ondas e o rádio.
 
Imagem: NOVO; PONZONI, 2001.
 O espectro eletromagnético e suas principais regiões.
A fonte de REM mais explorada em Sensoriamento Remoto é o Sol. A Terra reflete parte
dessa radiação de volta ao espaço e absorve outra parte, reemitindo posteriormente em
comprimentos de onda mais longos. Entretanto, outras fontes artificiais de REM podem ser
empregadas, como o radar e o laser, normalmente em plataformas aéreas.
Quando a radiação eletromagnética emitida por fontes como o Sol atinge a superfície de outra
matéria, a REM pode ser absorvida, refletida ou transmitida, com diferentes intensidades e
comprimentos de onda. O comportamento espectral das diversas substâncias é denominado
assinatura espectral, conceito utilizado para distinguir materiais entre si.
SENSORES
A radiação refletida pode ser captada por sistemas sensores e armazenada na forma de
imagens: pixels arranjados em linhas e colunas. Os sensores são projetados para captar e
armazenar intervalos específicos de comprimento de onda, as bandas.
Neste contexto, existem quatro tipos de resolução:
RESOLUÇÃO ESPECTRAL
Denomina-se resolução espectral a largura da faixa da REM capaz de ser captada e
armazenada pelo sensor. Intervalos estreitos significam maior resolução espectral.
As imagens podem ser capturadas em diferentes regiões do espectro eletromagnético – visível,
termal, micro-ondas etc.; empregando canais de resoluções espectrais que variam de poucos
nanômetros (sensores hiperespectrais) até a radiação em todo o espectro visível (sistemas
pancromáticos).
RESOLUÇÃO RADIOMÉTRICA
A capacidade dos sensores de detectar pequenas variações de intensidade chamamos de
resolução radiométrica, expressa em bits. Um sensor de 8 bits codifica a intensidade da
energia refletida numa escala de 256 ( ) valores, ou seja, entre 0 e 255. Sensores de 11 bits
registram valores de 0 a 2047, totalizando 2048 valores possíveis.
RESOLUÇÃO ESPACIAL
Define-se a resolução espacial como a menor área no terreno representada por um pixel.
Contudo, costuma-se representar a resolução espacial em metros, correspondendo ao
comprimento do lado do quadrado registrado em cada pixel. Quanto menor o comprimento,
mais detalhada será a cobertura, logo, melhor será a resolução espacial (por exemplo, o
sensor pancromático do satélite CBERS possui resolução espacial de 10 metros, enquanto o
sensor multiespectral do satélite Landsat 8 possui resolução espacial de 20 metros).
RESOLUÇÃO TEMPORAL
A resolução temporal diz respeito ao intervalo de tempo decorrido entre duas passagens do
satélite pela mesma posição. As órbitas dos satélites são projetadas para que eles retornem de
tempos em tempos, regularmente. Como consequência, é possível ver diversas cenas
capturadas ao longo do ano, permitindo o monitoramento de mudanças no terreno.
TIPOS DE SENSORES
O primeiro sensor remoto que conhecemos e usamos é o olho humano. Ele permite a entrada
de uma banda do espectro eletromagnético, que atravessa suas lentes e se projeta na retina e
é interpretada pelo cérebro.
Outro tipo de sensor que foi empregado por décadas na produção dedocumentos cartográficos
foi o filme fotográfico. Analogamente ao olho humano, a radiação eletromagnética em um
sistema fotográfico passa por uma abertura e impressiona o filme.
2
8
 SAIBA MAIS
Lentes e espelhos são combinados para concentrar a energia emitida (ou refletida) pelo objeto
sobre o filme. A resolução espectral depende da sensibilidade espectral do filme e a resolução
espacial depende do tamanho dos sais de prata.
Sensores eletro-ópticos
Atualmente, as câmeras substituíram o filme químico pelos sensores eletro-ópticos. No
caso dos sensores eletro-ópticos, a intensidade da radiação eletromagnética refletida ou
emitida por objetos no terreno passa pelas lentes do telescópio; é dividida em radiação refletida
e radiação emitida.
RADIAÇÃO REFLETIDA
É dividida em seus comprimentos de onda por meio de um prisma, sendo detectada pelos
detetores e amplificada pelos pré-amplificadores.
RADIAÇÃO EMITIDA
A radiação térmica emitida é direcionada aos detetores e pré-amplificadores.
Ambas são submetidas a um controle eletrônico e direcionadas para registro, ou seja,
consolidação da imagem.
 
Imagem: NOVO; PONZONI, 2001.
 Configuração básica de um sistema imageador.
O telescópio controla o campo instantâneo de visada do sensor (instantaneous field of view –
IFOV), que representa a porção do terreno projetada sobre o detetor a cada instante. Para
dada altura de voo, o IFOV está relacionado diretamente com o tamanho do pixel e
inversamente com a resolução espacial: maior o IFOV, maior o tamanho do pixel e menor a
resolução espacial.
 
Imagem: Shutterstock.com
Um espelho giratório é responsável pelo efeito de varredura da área, gerando faixas mapeadas
no sentido perpendicular ao do voo. O comprimento da linha de varredura determina o Campo
de Visada do Sensor (Field of View – FOV). Para um dado FOV, o comprimento da linha de
varredura define a largura da faixa imageada e depende da altura da plataforma. O tempo de
varredura deve se ajustar à velocidade de deslocamento da plataforma.
A ESCOLHA DO SENSOR
A escolha do sensor mais adequado para uma aplicação depende do tipo de informação
necessária, das dimensões e da dinâmica dos objetos ou fenômenos em estudo. Os sensores
eletro-ópticos podem ser classificados quanto à fonte da REM, ao tipo do produto e quanto ao
mecanismo de aquisição.
O primeiro critério divide os sensores em ativos ou passivos:
SENSORES PASSIVOS
Registram a intensidade da REM refletida ou transmitida.
SENSORES ATIVOS
Estão associados a dispositivos que produzem a REM que incidirá sobre os objetos e refletirá
nos sensores, onde ficarão registrados.
O segundo critério divide os produtos de Sensoriamento Remoto entre imageadores e não
imageadores:
IMAGEADORES
NÃO IMAGEADORES
Geram, como resultado, uma imagem da superfície observada e são recomendados quando há
demanda por informações sobre a variação espacial da resposta espectral da superfície
observada. As imagens podem ser adquiridas na região visível, termal, l-ondas etc.; com
intervalos estreitos de banda, como os sensores multiespectrais, enquanto sistemas
pancromáticos integram radiação de todo o espectro visível.
Incluem os sensores que não geram imagens como resultado. Um exemplo, indicado para
aplicações que envolvem a análise química de objetos no terreno, é o espectrômetro, que
detecta e mede o conteúdo espectral de um campo eletromagnético. Para análise química do
solo, por exemplo, demanda-se por maior resolução espacial, de modo que é recomendada a
aplicação de espectrômetros imageadores.
Outras aplicações não precisam de alta resolução espacial ou espectral, contudo requerem alta
precisão na medição da intensidade do campo eletromagnético em uma ampla região
espectral. Com essa finalidade, recomenda-se o emprego de radiômetros, que podem
fornecer informações precisas, como a temperatura.
 
Imagem: NOVO; PONZONI, 2001.
 Tipos de sistemas imageadores.
O terceiro critério diz respeito à forma como o sensor adquire as imagens:
SISTEMA 1
SISTEMA 2
SISTEMA 3
SISTEMAS DE QUADRO
Os Sistemas de quadro (framing systems) adquirem a imagem da cena em sua totalidade
num mesmo instante. São sistemas antigos em que a imagem não é capturada e construída
ponto a ponto, mas formada instantaneamente sobre um tubo fotossensível, convertida
posteriormente em sinal elétrico.
 EXEMPLO
As câmaras RBV (Return Beam Vidicon) que operavam a bordo dos três primeiros satélites da
série Landsat. Elas tornaram-se obsoletas devido às limitações em sua sensibilidade espectral
e sua precisão radiométrica.
SISTEMAS DE VARREDURA MECÂNICA
O funcionamento dos sistemas de varredura mecânica (scanning systems) consiste na
movimentação de um espelho giratório que “varre” a superfície imageada e focaliza a energia
recebida sobre um detetor pontual. Consequentemente, a imagem é construída ponto a ponto a
cada variação instantânea da posição do espelho, de forma análoga aos scanners que usamos
em nossas casas.
 EXEMPLO
Sistemas de varredura mecânica: sensores Thematic Mapper, Multispectral Scanner (ambos no
Landsat) e o HAUT Resolution Visible (no SPOT).
SISTEMAS ÓPTICOS DE GRANDE CAMPO DE VISADA
Os imageadores baseados em matrizes lineares de detetores utilizam sistemas ópticos de
grande campo de visada, permitindo a captura instantânea de toda a faixa perpendicular ao
deslocamento da plataforma. Esse sistema apresenta, como vantagens, a possibilidade de um
maior tempo de integração do sinal em cada detetor e a ausência de partes móveis (tais como
o espelho giratório) sujeitas a desgaste mecânico ao longo do tempo de operação do sensor.
Em contrapartida, demandam um grande número de detetores envolvidos e a intercalibração
entre eles, além do aumento da necessidade de processamentos para correção radiométrica
dos dados.
DADOS ORBITAIS E AÉREOS DE
SENSORIAMENTO REMOTO
 
Imagem: Shutterstock.com
As plataformas de Sensoriamento Remoto definem o nível de aquisição dos dados, podendo
ser:
ORBITAIS
Em satélites

AÉREAS
Em aeronaves e helicópteros

TERRESTRES
Em torres e sistemas radiométricos de campo
A aquisição de dados de Sensoriamento Remoto evoluiu ao longo dos anos. Veja a seguir os
principais acontecimentos:
01
02
03
1946
Até 1946, aeronaves e balões eram a principal plataforma de aquisição de dados de
Sensoriamento Remoto. Naquele ano, foram obtidas as primeiras fotografias a partir do foguete
V-2.
1961
Somente em 1961 foi obtida a primeira fotografia orbital colorida tomada de uma câmera
instalada em uma espaçonave.
1970
A partir da década de 1970 foram lançados diversos satélites com sistemas sensores
embarcados, como os das séries Landsat e SPOT, Radarsat, entre outros.
As plataformas espaciais podem ser classificadas em função do tipo de órbita:
Satélites de órbita geoestacionária
Os satélites de órbita geoestacionária são localizados em órbitas superiores a 35 mil
quilômetros acima da superfície da Terra, no plano do Equador, deslocando-se à mesma
velocidade e direção do movimento de rotação da Terra. São exemplos de plataformas
geoestacionárias os satélites GOES (Geostationary Operational Environmental Satellites) e
Meteosat.
 
Imagem: NASA, 2021.
 Exemplo de imagem gerada pelo satélite GOES.
Satélites de órbita polar
Os satélites de órbita polar são síncronos com o Sol, movendo-se perpendicularmente ao
plano do Equador de forma que preserva a sua posição angular em relação ao Sol ao longo do
ano. Consequentemente, as condições de iluminação da superfície terrestre se mantêm
constantes. São exemplos de plataformas de órbita polar os satélites Landsat e SPOT.
 
Imagem: Shutterstock.com
Sistemas fotográficos aéreos
Os sistemas fotográficos aéreos, também chamados de aerotransportados, por serem
embarcados em plataformas de baixas altitudes, produzem imagens com distorções
decorrentes da geometria cônica, das variações de relevo e das oscilações atmosféricas. Outra
desvantagem seria a reduzidaárea coberta por imagem individual. Por outro lado, as
sobreposições das imagens no sentido da linha de voo (longitudinal) e entre as faixas do voo
(lateral) permitem a aquisição dos chamados pares estereoscópicos, usados para visualização
tridimensional do terreno representado.
Além disso, é possível obter imagens com maior resolução espacial e os dados, que antes
eram registrados em filmes específicos com câmeras bem calibradas, já começam a produzir
imagens digitais na faixa do visível e do infravermelho próximo, sobre uma matriz de chips
CCD (charge coupled devices), sem a necessidade de digitalização dos filmes.
 SAIBA MAIS
Chip CCD é um dispositivo eletrônico composto de milhares de pequenas células sensíveis à
radiação, também chamadas de detetores.
 
Imagem: Shutterstock.com
Câmeras fotográficas digitais
As câmeras fotográficas digitais geram imagens pancromáticas (todas as cores) em tons de
cinza, entretanto a sua configuração pode ser modificada para que produza imagens coloridas.
Para isso, a luz proveniente da cena é separada por um dispositivo óptico, formado por prismas
e filtros, em três componentes. Escolhendo filtros adequados para as cores primárias (azul,
verde e vermelho), projeta-se uma imagem da cena para cada uma dessas bandas sobre o
chip CCD correspondente, implicando a geração de três imagens monocromáticas da cena.
 
Imagem: STEFFEN, 2006.
 Esquema de câmera digital colorida.
PRINCIPAIS SATÉLITES EM ATIVIDADE
Entre as dezenas de satélites que geram produtos de Sensoriamento Remoto, citamos alguns
ao longo do módulo em razão de sua importância histórica, sua relevância para aplicações
voltadas à sociedade e ao planeta e pela inovação tecnológica constante.
 
Imagem: USGS, 2021.
 Exemplo de imagem gerada pelo satélite Landsat 8.
LANDSAT
A missão LANDSAT (Land Remote Sensing Satellite), gerenciada pela National Aeronautics
and Space Administration (NASA) e pela U.S. Geological Survey (USGS), lançou oito satélites
desde 1972, o último em 2013. Produz imagens com resolução espacial de 30 metros nas
bandas do visível, de 15 metros na banda pancromática e de 100 metros no sensor termal.
Quanto às aplicações das imagens Landsat, podemos citar a produção de mapas de uso e
cobertura das terras, atualização de mapas e dados cartográficos, mapas de aptidão agrícola
das terras, identificação de áreas irrigadas e mudanças climáticas.
 
Imagem: ESA (2021).
 Exemplo de imagem gerada pelo satélite SPOT-7 sobre Sydney, Austrália, 2014.
SATÉLITES SPOT
A série de satélites SPOT (Système Pour l´Observation de la Terre) é controlada pela empresa
francesa Spot Image e lançou sete satélites, dos quais quatro ainda estão em operação. A
resolução espacial das imagens produzidas pode chegar a 8 metros nos canais do espectro
visível e infravermelho próximo, e a 2 metros no sensor pancromático, com resolução
radiométrica de 12 bits. Entre as aplicações das imagens Spot, podemos citar o monitoramento
de processos de degradação de vegetação.
 
Imagem: Shutterstock.com
SATÉLITES GOES
A missão de satélites GOES é operada pela NOAA (National Oceanic and Atmospheric
Administration) e controlada pela NASA. Fornece imagens utilizadas pelos serviços de previsão
do tempo dos países localizados no continente americano. Em conjunto com os satélites da
série METEOSAT, o GOES completa a rede internacional de observação meteorológica da
Terra. Suas imagens podem ser empregadas no monitoramento de fenômenos atmosféricos
severos, de crescimento das áreas urbanas e das superfícies cobertas por gelo. A resolução
espacial na faixa do visível é de 1 quilômetro.
 
Imagem: INPE, 2021.
 Exemplo de imagem gerada pelo satélite CBERS-4A, sensor WPM, sobre o Rio de Janeiro,
2021.
PROGRAMA CBERS
O programa CBERS (China-Brazil Earth Resources Satellite) é o resultado da parceria entre
China e Brasil para o desenvolvimento, construção, lançamento e operação de um satélite de
imageamento. O satélite CBERS-4 foi lançado em 2014 enquanto o CBERS-4A foi lançado
em 2019, este último dotado de uma Câmera Multiespectral e Pancromática de Ampla
Varredura (WPM), com resolução espacial de 8 metros no sensor multiespectral e 2 metros no
sensor pancromático, e radiométrica de 8 bits; uma Câmera Multiespectral (MUX), com
resolução espacial de 16,5 metros e radiométrica de 8 bits; e uma Câmera Imageadora de
Campo Largo (WFI), com resolução espacial de 55 metros (em compensação, a resolução
temporal é de 5 dias) e resolução radiométrica de 10 bits. Entre as indicações de aplicação
para as imagens CBERS-4A, citamos a identificação de áreas de florestas (e eventuais
alterações), o apoio a levantamentos de solos e geológicos, o monitoramento do uso do solo.
 
Imagem: ENGESAT, 2021.
 Exemplo de imagem gerada pelo satélite RapidEye sobre o Bocaiuva do Sul, Paraná.
SATÉLITES COM ALTA RESOLUÇÃO ESPACIAL
Exemplos de satélites com alta resolução espacial são o GeoEye (resolução espacial de 1,65
metros no sensor multiespectral e 41 centímetros no sensor pancromático, e radiométrica de 11
bits); o par de satélites Pléiades (resolução espacial de 2 metros no sensor multiespectral e
50 centímetros no sensor pancromático, e radiométrica de 12 bits); e o RapidEye (resolução
espacial de 6,5 metros no sensor multiespectral, sem sensor pancromático, e radiométrica de
12 bits).
VERIFICANDO O APRENDIZADO
1. O ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO PODE SER DIVIDIDO EM FAIXAS
DE COMPRIMENTO DE ONDA COM CARACTERÍSTICAS ESPECÍFICAS.
ASSINALE A OPÇÃO QUE NÃO CORRESPONDE A UMA FAIXA DENTRO
DO ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO:
A) Infravermelho
B) Micro-ondas
C) Rádio
D) Raios-X
E) Som
2. SATÉLITES DE ALTA RESOLUÇÃO SÃO INDICADOS PARA
APLICAÇÕES DE MAPEAMENTO QUE EXIJAM DETALHAMENTO DA
ORDEM DE 1 METRO. SELECIONE A OPÇÃO QUE CORRESPONDE A UM
SATÉLITE QUE PRODUZ IMAGENS TERRESTRES DE ALTA RESOLUÇÃO.
A) GeoEye, sensor pancromático
B) GOES
C) Landsat, sensor multiespectral
D) RapidEye
E) CBERS-4A, câmera MUX
GABARITO
1. O espectro eletromagnético pode ser dividido em faixas de comprimento de onda com
características específicas. Assinale a opção que não corresponde a uma faixa dentro do
espectro eletromagnético:
A alternativa "E " está correta.
 
O som é uma onda do tipo mecânica e não eletromagnética. Todas as demais opções
correspondem a faixas do espectro eletromagnético.
2. Satélites de alta resolução são indicados para aplicações de mapeamento que exijam
detalhamento da ordem de 1 metro. Selecione a opção que corresponde a um satélite
que produz imagens terrestres de alta resolução.
A alternativa "A " está correta.
 
As imagens produzidas pelo satélite GeoEye possuem resolução espacial da ordem de 41
centímetros no sensor pancromático. As demais opções indicam satélites e sensores com
resoluções espaciais que variam de 5 metros a 1 quilômetro.
CONCLUSÃO
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Em nosso estudo, aprendemos, inicialmente, sobre as áreas de conhecimento abordadas pela
Geomática, indicando como se relacionam para coletar, analisar, exibir e gerenciar dados
relacionados a objetos e fenômenos georreferenciados disponibilizados em formato digital.
Apresentamos, em seguida, modelos para representação terrestre usados como referência
para determinação de coordenadas, cálculo de áreas, distâncias e direções.
Abordamos ainda os conceitos relacionados à organização de sistemas de informações
geográficas, apresentando os componentes da arquitetura geral com suas funcionalidades e
alguns dos programas disponíveis para serem empregados, de acordo com a finalidade de
cada sistema. Uma breve introdução aos bancos de dados geográficos abordou as
funcionalidades acrescentadas pelas extensões espaciais aos sistemas gerenciadores de
bancos de dados convencionais à linguagem de consulta SQL.
Por fim, vimos os fundamentos conceituais de sensoriamento, incluindo a radiação
eletromagnética, as subdivisões do espectro eletromagnético e as resoluções radiométrica,
espacial,temporal e espectral. Em seguida, foram apresentados os tipos de sensores,
incluindo os orbitais e os aerotransportados, e uma lista com os principais satélites em
atividade.
AVALIAÇÃO DO TEMA:
REFERÊNCIAS
BELLINGER, G.; CASTRO, D.; MILLS, A. Data, information, knowledge, and wisdom.
UFMG, 2003.
DAVIS, C.; CÂMARA, G. Arquitetura de sistemas de informação geográfica. In: Introdução
à ciência da geoinformação. São José dos Campos, SP: INPE, 2001. 345 p.
ENGESAT. RapidEye. Consultado na internet em: 25 mar. 2021.
ESA. SPOT-6 and SPOT-7 Commercial Imaging Constellation. Consultado na internet em:
25 mar. 2021.
FELGUEIRAS, C. A. Modelagem numérica de terreno. In: Introdução à Ciência da
Geoinformação. São José dos Campos, SP: INPE, 2001. 345 p.
GRANDJEAN, M. Connected world: Untangling the Air Traffic Network. In: Kantar Information
is Beautiful. Consultado na internet em: 25 mar. 2021.
IEEE 610.12-1990. IEEE Standard Glossary of Software Engineering Terminology. 1990.
Consultado na internet em: 25 mar. 2021.
NASA. GOES-East - Sector view: South America – Southern. Consultado na internet em: 25
mar. 2021.
NOVO, E. M. L. M.; PONZONI, F. J. Introdução ao sensoriamento remoto. São José dos
Campos, SP: INPE, 2001. 68 p.
QUEIROZ, M. P. Analisando a hierarquia DIKW. Florianópolis: UFSC, 2018. 85 p.
STEFFEN, C. A. Introdução ao sensoriamento remoto, São José dos Campos: INPE, 2006.
Consultado na internet em: 25 mar. 2021.
USGS. EarthExplorer. Consultado na internet em: 25 mar. 2021.
EXPLORE+
Consulte o site do IBGE e leia sobre Noções básicas de cartografia e Padronização de
marcos geodésicos.
Acesse o site do INPE e analise o Catálogo que disponibiliza a Divisão de geração de
imagens.
Visite o site da Embrapa e saiba como se empregam satélites de monitoramento em
aplicações de agricultura e de meio ambiente.
CONTEUDISTA
Haroldo Antonio Marques
 CURRÍCULO LATTES
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