AULA 03 - GEOPROCESSAMENTO - SENSORIAMENTO REMOTO

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CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA GRADUAÇÃO 
UNEC / EAD DISCIPLINA: GEOPROCESSAMENTO E GEORREFERENCIAMENTO 
 
 
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CAPÍTULO 3: SENSORIAMENTO REMOTO 
 
3.1 INTRODUÇÃO 
 
É a aquisição de informações sobre um objeto mediante análise de dados ad-
quiridos por dispositivos que não estão em contato direto com o objeto em investiga-
ção. Esses dispositivos, chamados de sensores remotos, são capazes de coletar 
energia proveniente do objeto, convertê-la em sinal passível de ser registrado e apre-
sentá-lo em forma adequada à extração de informações sobre o referido objeto. 
Por essa definição, seriam considerados sensores remotos os sensores que 
operam com energia acústica (sonares, sismógrafos, sismômetros, etc.), com energia 
gravitacional (gravímetros) e com energia eletromagnética (radiômetros). Entretanto, 
costuma-se restringir o uso do termo sensores remotos aos equipamentos que ope-
ram apenas pela detecção da energia eletromagnética ou radiação eletromagnética. 
O Sensoriamento Remoto também pode ser definido como a ciência de aquisi-
ção de informações da superfície da Terra a partir do registro e da análise das intera-
ções entre a radiação eletromagnética e os objetos (ou alvos) presentes nessa super-
fície, sem entrar em contato físico com os mesmos. Os alvos podem ser: edifícios, 
florestas, pastagem, solo, água, gelo etc. 
A definição clássica do termo sensoriamento remoto (SR) refere-se a um con-
junto de técnicas destinado à obtenção de informação sobre objetos, sem que haja 
contato físico com eles. Para melhor compreender esta definição, faz-se necessário 
identificar os quatro elementos fundamentais das técnicas de SR, os quais podem ser 
representados através do esquema apresentado na Figura 1. 
 
Figura 1. Esquema representativo dos quatro ele-
mentos fundamentais das técnicas de sensoria-
mento remoto. 
 
 
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No centro do triângulo deste esquema, encontra-se a Radiação Eletromagné-
tica (REM), que é o elemento de ligação entre todos os demais que se encontram nos 
vértices. São eles, a fonte de REM, que para o caso da aplicação das técnicas de 
sensoriamento remoto no estudo dos recursos naturais, é o Sol (pode ser também a 
Terra para os sensores passivos de micro-ondas e termais, podem ser antenas de 
micro-ondas para os sistemas radares); o sensor, que é o instrumento capaz de cole-
tar e registrar a REM refletida ou emitida pelo objeto, que também é denominado alvo, 
e que representa o elemento do qual se pretende extrair informação. 
 A REM é a forma pela qual a energia é transmitida por meio de um campo 
eletromagnético variável, no qual os campos elétricos e magnéticos têm direções per-
pendiculares entre si. A energia produzida pelo Sol chega à Terra por esse modo de 
transmissão. A luz é a forma mais conhecida de radiação eletromagnética e corres-
ponde à parte da radiação eletromagnética à qual o olho humano é sensível. Existem 
outras formas de radiação eletromagnética, de origem natural ou artificial (produzidas 
por humanos), como: Radiação ultravioleta, radiação infravermelha, os raios-X, as on-
das de rádio, micro-ondas, etc. 
 A radiação eletromagnética é gerada toda vez que uma carga elétrica é acele-
rada. Essa aceleração dá origem a uma perturbaçãoeletromagnética que se propaga 
através do espaço, constituída por dois campos, um elétrico e um magnético, em re-
cíprocas induções, oscilando de forma harmônica em direções perpendiculares entre 
si. 
 Essa propagação assume a forma de onda, com o campo elétrico e o campo 
magnético oscilando perpendicularmente à direção do movimento da onda, a cha-
mada onda eletromagnética. Essa onda transporta energia e tem a particularidade de 
não precisar de um meio para se propagar. Ela propaga-se no vácuo, a uma veloci-
dade aproximada de 300.000 km s-1. 
Assim, a partir do esquema da Figura 1, compreende-se que o elemento fun-
damental das técnicas de sensoriamento remoto é a REM, que no vácuo propaga-se 
à velocidade da luz e sua interação com o meio físico pode ser explicada através de 
dois modelos: o modelo corpuscular (ou quântico) e o ondulatório. 
Sob uma perspectiva quântica, a REM é concebida como o resultado da emis-
são de pequenos pulsos de energia, enquanto que sob uma perspectiva ondulatória, 
 
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a REM se propaga na forma de ondas formadas pela oscilação dos campos elétrico e 
magnético. A Figura 2 apresenta um esquema da representação dos campos elétrico 
e magnético e as oscilações mencionadas. 
 
Figura 2. Flutuações dos campos elétrico e magnético de uma onda. 
 
 
No modelo ondulatório então a REM é caracterizada em comprimentos de onda 
que representam a distância entre dois pontos de igual intensidade dos campos elé-
trico e magnético. O conjunto de comprimentos de onda que compõem a REM é co-
nhecido como Espectro eletromagnético, o qual é dividido didaticamente em um certo 
número de regiões espectrais, conforme apresentado na Figura 3. 
 
Figura 3. O espectro eletromagnético e suas principais regiões. 
 
 
No eixo x deste gráfico são encontrados os comprimentos de onda, enquanto 
 
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que no eixo y, o parâmetro E pode ser compreendido como “intensidade” de REM 
emitida pela fonte. A linha tracejada representa então a “intensidade” emitida a cada 
comprimento de onda no topo da atmosfera, enquanto que a linha cheia que apresenta 
algumas descontinuidades, representa esta mesma “intensidade” agora na superfície 
terrestre. Estas descontinuidades são ocasionadas pela influência da atmosfera que 
se faz de forma seletiva, ou seja, ela ocorre de forma diferenciada em determinadas 
regiões espectrais. As faixas espectrais nas quais a influência da atmosfera é mínima 
são denominadas de “janelas atmosféricas”. 
Conforme pode ser observado, em ambas as linhas, as maiores intensidades 
de REM são ocorrem na faixa de comprimentos de onda compreendida entre 0,4 à 
0,7 μm. Esta faixa foi apresentada na Figura 3 como sendo a região do visível, assim 
denominada pelo fato de que a maioria dos animais, assim como o homem, são ca-
pazes de perceber a REM refletida dos objetos que os rodeiam nesta região espectral. 
Cada fonte de REM possui espectros próprios de radiação. O Sol radia a REM 
segundo o gráfico apresentado na Figura 4. 
 
Figura 4. Intensidade de energia solar no topo da at-
mosfera na superfície terrestre e de um corpo negro a 
6000° K. 
 
As faixas mais comumente exploradas para fins do SR dos recursos naturais 
são: visível, infravermelho próximo, infravermelho médio e microondas. 
Resumido, podemos o sensoriamento remoto como a utilização conjunta de 
sensores, equipamentos para processamento de dados, equipamentos de transmis-
são de dados colocados a bordo de aeronaves, espaçonaves, ou outras plataformas, 
com o objetivo de estudar eventos,fenômenos e processos que ocorrem na superfície 
 
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do planeta Terra a partir do registro e da análise das interações entre a radiação ele-
tromagnética e as substâncias que o compõem em suas mais diversas manifestações. 
A vantagem do sensoriamento remoto está em sua grande capacidade de co-
leta de dados, alta repetitividade temporal e custo relativamente baixo para o usuário 
final. Por exemplo, o sensor MODIS, a bordo do satélite ambiental AQUA, realiza co-
bertura quase que global do planeta Terra em aproximadamente um dia! (Figura 5). 
 
Figura 5. Cobertura do sensor MODIS a bordo do satélite AQUA. 
 
 
3.2 CONCEITOS RADIOMÉTRICOS 
 
Para que se possa compreender melhor como se viabiliza a aplicação das téc-
nicas 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 ra-
diante, proveniente de todas as direções, que atinge uma dada superfície. A Figura 6 
ilustra o aspecto geométrico mencionado. 
Vale salientar que neste fluxo radiante estão contidos todos os diversos com-
primentos de onda que são radiados pela fonte, segundo suas próprias característi-
cas, assim como apresentado na Figura 4 para a fonte Sol. 
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 re-
flexão, transmissão e absorção da REM em cada comprimento de onda incidente no 
 
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objeto. 
 
Figura 6. Representação gráfica dos possíveis ângulos de in-
cidência sobre um alvo. 
 
 
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 locali-
zado remotamente. O termo “parte” refere-se a dois aspectos: um de ordem geomé-
trica 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 es-
timativa, mas outra solução foi adotada. Para melhor compreender esta solução, a 
Figura 7 apresenta um esquema da trajetória da REM proveniente de um ponto da 
superfície de um objeto fictício. 
Todo sensor possui uma abertura pela qual a REM refletida ou emitada pelos 
objetos passa em direção ao chamado “detetor”, 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 da-
dos. 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 
 
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sólido. 
 
Figura 7. Representação esquemática do conceito 
de Radiância medida através de um sensor remo-
tamente localizado. 
 
 
Fica claro que somente a REM que estiver contida neste ângulo sólido será 
sentida pelo detetor, mas ao mesmo tempo, 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 to-
dos 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, por-
tanto, a intensidade do fluxo radiante por unidade de ângulo sólido e seu conceito 
pode ser comparado ao conceito de 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 7, fica claro que o sensor “observa” instan-
taneamente uma determinada porção da superfície do terreno. A área desta superfície 
 
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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 per-
ceber a REM refletida ou emitida pelos objetos contidos em seu elemento de resolu-
ção espacial. 
Nota-se portanto a existência de dois principais aspectos intrínsicos às técnicas 
de SR: o aspecto espacial e o aspecto espectral. Estes aspectos são comumente de-
nominados 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. Contraria-
mente, elementos de resolução espacial menores, conferem aos sensor maiores re-
soluções 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 su-
perfície 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). 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 proprieda-
des instrínsecas dos objetos em refletir a REM sobre eles incidente. Elaé 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 
físicoquímicas. 
 
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3.3 APLICAÇÕES DO SENSORIAMENTO REMOTO (ALGUNS EXEMPLOS) 
 
3.3.1 NO PLANEJAMENTO URBANO 
 
Imagens de satélites são utilizadas para a identificação da mancha urbana e 
mapeamento das áreas de assentamento ilegal. Por exemplo, o município pode for-
necer melhorias de infraestrutura, tais como rodovias, redes de saneamento etc., com 
base em um plano de desenvolvimento, para as ocupações urbanas identificadas nas 
imagens de satélites (Figura 8). 
 
Figura 8. Região metropolitana do Rio de Janeiro. Os 
tons verdes caracterizam vegetação, os tons magenta 
caracterizam manchas urbanas ou solo exposto. Ima-
gem coletada pelo satélite Landsat-8. 
 
 
3.3.2 NA ENGENHARIA CIVIL 
 
É útil na definição da melhor estratégia para construção de estradas e seus 
alinhamentos, com as demais vias já estabelecidas. Além disso, o sensoriamento re-
moto também pode auxiliar na estratégia de posicionamento de antenas de recepção 
de sinais televisivos ou de telefones celulares. Em ambos os casos, é necessário o 
conhecimento do relevo do terreno, informação esta que pode ser extraída dos dados 
de sensoriamento remoto. 
 
3.3.3 NA PRODUÇÃO AGRÍCOLA 
 
 O sensoriamento remoto é utilizado no monitoramento das condições das cul-
turas (falta de água ou presença de pragas), da umidade e da erosão dos solos. Por 
 
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exemplo, um agrônomo que esteja interessado na previsão da produção agrícola pode 
estimar o tamanho da área plantada e a biomassa, a partir de imagens de satélite, 
para calcular o rendimento da safra agrícola (Figura 9). 
 
Figura 9. Umidade do solo (m3/m3 = metro cúbico de água por metro cúbico de solo). 
 
 
3.3.4 NA CLIMATOLOGIA 
 
 Suponhamos que um climatologista gostaria de entender o fenômeno do El 
Niño (informações sobre o El Niño estão disponíveis em: http://enos.cptec.inpe.br/). 
Para compreender este fenômeno, ele necessitará de dados: da temperatura da su-
perfície do mar, da altura da superfície do mar, das correntes oceânicas, do campo de 
vento sobre a superfície do mar, etc., em diferentes períodos de tempo (Figura 10). 
 
Figura 10. emperatura da Superfície do Mar (C = graus Celsius). 
 
 
 
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3.3.5 NA GEOLOGIA 
 
O sensoriamento remoto serve para identificar os padrões geológicos estrutu-
rais, graças à ampla cobertura espacial proporcionada pelas imagens de satélites (Fi-
gura 11). Serve ainda para identificar tipos de rochas e minerais, e como apoio às 
atividades de extração de petróleo e de gás natural. 
 
Figura 11. Imagem coletada pelo sensor OLI 
a bordo do satélite Landsat-8. 
 
 
REFERÊNCIAS 
 
HAMADA, E.; GONÇALVES, R. R. do V. Introdução ao geoprocessamento: princí-
pios básicos e aplicação. Jaguariúna: Embrapa Meio Ambiente – Documento 67, 
2007. 52p. 
NOVO, E. M. L. de M.; PONZONI, F. J. Introdução ao sensoriamento remoto. São 
José dos Campos, São Paulo, 2001. 68p. 
OLIVEIRA, E. N. de. Geografia e sensoriamento remoto: volume único. Rio de Ja-
neiro: Fundação Cecierj, 2020. 366 p. 
ROSA, R. Introdução ao geoprocessamento. Universidade Federal de Uberlândia, 
2013. 142p.