Sensoriamento remoto: entenda o que é e como funciona

Para aqueles que buscam precisão na hora de implementar as suas estratégias na propriedade, é essencial contar com as tecnologias mais sofisticadas do mercado. Nesse contexto, o sensoriamento remoto é um mecanismo de coleta de dados que precisa ser considerado.

Ele faz parte das soluções de agricultura digital, que têm sido aperfeiçoadas há décadas. Para falar mais sobre essa solução, suas características e benefícios para os produtores, desenvolvemos este post especial. Continue a leitura e entenda mais sobre o tema!

O que é e para que serve o sensoriamento remoto?

O sensoriamento na agricultura tem como um dos seus principais objetivos a coleta de dados de uma superfície terrestre de qualquer terreno. O termo “remoto” se refere ao método por meio do qual isso é feito, ou seja, à distância, sem que o usuário precise estar fisicamente na região a ser registrada.

O sensoriamento remoto na agricultura utiliza equipamentos de alta performance e sensores para a obtenção de dados — os quais são armazenados, tratados e analisados.

Por meio desses dados, é possível acessar informações geográficas, bem como monitorar níveis de desmatamento e identificar fenômenos no solo e o histórico de produção naquela área.

Essa tecnologia tem um papel fundamental na chamada Agricultura 4.0, sendo aliada de outras soluções digitais, como a Internet das Coisas. Essas ferramentas tecnológicas se complementam para o produtor conseguir mapear as características da terra, maximizar a sua produtividade e reduzir os custos.

Como ele funciona?

No sensoriamento remoto, a coleta de dados costuma ser feita a partir de um registro da radiação eletromagnética (REM). A mensuração desse registro é com base na reflectância: a relação entre a radiação que incide numa superfície e o fluxo de radiação que é efetivamente refletido.

No caso da agricultura, a reflectância do alvo é representada pelas plantas ou pela superfície do solo. Os sensores contam com tecnologia de ponta e podem ser posicionados em satélites, aviões e drones, garantindo uma variedade de escolhas para os produtores.

Todo o aporte tecnológico do sensoriamento é complementado por softwares com algoritmos bastante complexos ou até mesmo por sistemas integrados que realizam análises do Índice de Diferença de Vegetação Normalizada.

Os sensores conseguem revelar regiões que estejam sofrendo com o ataque de pragas, perdas de biomassa e estresse hídrico, entre outras coisas. Assim, eles fornecem informações relevantes para o processo de tomada de decisão do agricultor.

Qual é a origem?

O sensoriamento remoto surgiu logo após a máquina fotográfica, uma vez que ela tornou possível fazer imagens a partir do céu. Bem no início, as pessoas usavam balões ou até pombos para captar registros vistos de cima. Isso era feito para o reconhecimento de lugares e para a produção de mapas.

Essa tecnologia foi evoluindo em tempos de guerra, já que se tornou uma importante ferramenta para mapear o território inimigo para a elaboração de planos de ataque e estratégias diversas.

Inclusive, foi durante a Primeira Guerra Mundial, que ocorreu de 1914 a 1918, que o sensoriamento remoto foi aperfeiçoado. Isso se explica pelo uso mais frequente de aviões, que tinham sido inventados há pouco tempo. A técnica de registro da superfície por meio da fotografia ficou conhecida como aerofotogrametria.

Nessa técnica, além do próprio registro da imagem, o usuário também conseguia tratá-la e adaptá-la para visualizar áreas inteiras — semelhante ao que é feito hoje. Felizmente, o sensoriamento remoto evoluiu para ajudar de fato a população, como é o caso do seu uso na agricultura atual.

Quais são os níveis de coleta de imagem do sensoriamento remoto? 

Geralmente, as imagens coletadas pelos sensores são em pequena escala. Assim, podem ser observadas grandes extensões de terra em um curto espaço de tempo. Dependendo do nível no qual o sensor é posicionado, as imagens podem ter mais ou menos detalhes.

Quando o sensor é colocado no nível do solo, são utilizados instrumentos operados pelo próprio profissional, seja em campo, seja em laboratório. Algumas das ferramentas são radiômetros, GPS e fotômetros. As imagens têm muitos detalhes, mas em áreas menores.

Já no nível aéreo, a coleta é feita por sensores em uma plataforma aérea, como aviões, balões ou drones. Assim, serão produzidas aquelas imagens fotográficas do alto, que costumam ilustrar reportagens e programas de TV. Por fim, há os sensores que atuam em um nível orbital, a bordo de satélites.

Quais são os tipos de sensoriamento remoto?

O sensoriamento remoto é uma tecnologia que requer equipamentos de última geração e sensores de alta precisão, categorizados em dois tipos distintos: passivos e ativos. Vamos explorar mais sobre essas categorias a seguir.

Sensores passivos

Os sensores passivos se relacionam com informações externas, isto é, com dados que já existem. Desse modo, eles coletam a fonte de energia, que é refletida ou emitida pela superfície do planeta. A fonte mais comum dessa radiação é a própria luz do sol.

A partir daí, os dados recebidos são tratados por algoritmos e sistemas integrados — resultando em imagens e elementos preciosos para facilitar a tomada de decisão.

Sensores ativos

Por sua vez, o sensoriamento ativo utiliza estímulos internos para coletar dados de uma superfície. Um exemplo seria um sensor equipado com canhão laser, capaz de projetar raios no solo e calcular o tempo que eles gastam para serem refletidos pela terra e retornarem.

Onde o sensoriamento remoto pode ser utilizado? 

Em um contexto de Agricultura 4.0, técnicas como o sensoriamento remoto fornecem uma análise bem detalhada sobre a cobertura vegetal, o tipo de solo, a identificação de erosão e o conhecimento da topografia. Além disso, podemos destacar outros usos:

• estimativa de área plantada;
• análise do nível de vigor das culturas;
• previsão de produtividade;
• levantamento do número de plantas em determinada região;
• identificação de regiões com maior potencial de produtividade;
• visualização de faixas de solo com baixa produtividade;
• separação de áreas reservadas para a silvicultura ou preservação;
• análise de erros em processos de irrigação e preparo de solo.

Quais são as técnicas de sensoriamento remoto?

Quando falamos em técnica de sensoriamento remoto, existem dois tipos principais que merecem destaque: a técnica aérea e a técnica orbital.

A técnica aérea é aquela em que sensores ficam acoplados em drones ou aeronaves, registando imagens da superfície terrestre.

Por outro lado, a técnica orbital funciona por meio de sensores ligados a satélites artificiais. Esses satélites ficam afastados da terra e conseguem observar grandes áreas.

É importante que o produtor rural e o engenheiro agrônomo tenham em mente que ambas as técnicas têm vantagens e desvantagens. A escolha da mais adequada depende das características da área estudada e do objetivo da coleta de dados.

Quais são as aplicações do sensoriamento remoto?

Objetivamente, podemos dizer que o sensoriamento remoto é uma ferramenta que auxilia na compreensão de espaços geográficos.

A sua aplicação vai além do setor de tecnologia na agricultura, sendo utilizado para pesquisas científicas, ações de planejamento governamental, estudos meteorológicos e até para fins militares.

Suas principais aplicações incluem previsões meteorológicas, monitoramento ambiental, análise para prevenção de erosão nas costas e produção de mapas com dados variados.

A produção de mapas, em particular, é uma característica interessante, já que permite a análise e o planejamento do uso de solo, a identificação de áreas de risco e o monitoramento de paisagens e suas transformações ao longo do tempo.

Sensoriamento remoto e monitoramento de áreas

Por se tratar de uma tecnologia que permite a coleta de informações e o monitoramento de áreas, o sensoriamento remoto ganhou muito espaço na agricultura de precisão. Ao permitir a coleta de informações sobre o ambiente a partir de sensores, ele traz dados relevantes em termos de representação espacial.

Além da agricultura, outros campos utilizam essa tecnologia para o monitoramento de áreas, como a engenharia civil, o setor de transportes, a silvicultura, a meteorologia e a geografia.

Como são as resoluções de imagens de satélite?

A resolução de uma imagem define o nível de detalhes que ela possui. Dessa forma, quanto maior a resolução, mais detalhes a imagem poderá conter.

Ela é medida pelo número de pixels que a compõe, sendo geralmente expressa em duas dimensões: largura e altura. Por exemplo, uma imagem com resolução de 1920 x 1080 pixels possui 1.920 pixels na horizontal e 1.080 pixels na vertical, totalizando 2.073.

As imagens geradas no sensoriamento remoto podem apresentar diversas resoluções — espacial, espectral, radiométrica e temporal —, que desempenham um papel crucial na detecção ou identificação de objetos.

Como você verá a seguir, a sua classificação vai além da medida de número de pixels, tendo algumas particularidades que vale a pena conhecer. A seguir, explicamos cada uma delas. Confira!

Resolução espacial

A resolução espacial é definida como uma habilidade do sensor para distinguir e medir os seus alvos. Isso significa que ela determina precisamente o tamanho do menor objeto a ser detectado em uma imagem, correlacionando-o com o respectivo pixel.

Nesse sentido, quanto menor o tamanho do pixel, mais alta será a resolução especial de uma imagem captada pelo sensor, visto que o detalhamento é maior.

Resolução espectral

Quando falamos em resolução espectral, precisamos ter em mente três parâmetros de medida:

• número de bandas do sensor;
• comprimento de onda das bandas;
• posição das bandas no espectro eletromagnético.

As bandas são os intervalos do espectro eletromagnético. Assim, em termos práticos, quanto mais estreitas e numerosas elas forem, maior será a resolução espectral.

Uma resolução mais alta amplia a capacidade de distinguir os objetos de uma imagem, trazendo clareza e auxiliando na análise e na coleta de informações.

Resolução radiométrica

A resolução radiométrica consiste na capacidade de um sistema de detectar variações na radiância espectral que é recebida pelos sensores. Ou seja, a radiância de cada pixel passa por um processo de codificação digital no qual recebe um valor numérico (expresso em bits).

Esse valor numérico é chamado de “Número Digital”, sendo expresso em níveis de coloração cinza. Dito isso, quanto maior o nível de cinzas da imagem, maior será a resolução radiométrica do sensor.

Resolução temporal

Por fim, o quarto tipo é a resolução temporal, que está associada à frequência com a qual um sensor revisita uma mesma área. Nesse contexto, quanto menor o tempo de revisita, maior será a resolução temporal.

A resolução temporal tem um grau de relevante importância em ações de monitoramento ambiental, na medida em que permite a observação de dados e as mudanças de objetivos na superfície em diferentes lapsos de tempo.

O que é o processamento digital de imagens?

O processamento digital de imagens é um termo usado para se referir às técnicas de manipulação das imagens captadas pelos sensores. Essa manipulação ajuda a melhorar o aspecto visual, contribuindo para a interpretação das informações coletadas.

O processamento é dividido em três etapas: o pré-processamento, o realce e a classificação. Confira, a seguir, o que acontece em cada uma delas.

Pré-processamento

Na primeira etapa, também chamada de “pré-processamento”, ocorre a fase inicial de organização de dados brutos. A partir disso, é possível fazer a calibração radiométrica da imagem, a correção de eventuais distorções geométricas, a remoção de ruídos e a correção atmosférica.

Realce

Na segunda etapa, ocorre o “realce”, que nada mais é do que a melhora da qualidade da imagem, visando facilitar a identificação dos objetos capturados.

Classificação

Por fim, na terceira etapa, denominada “classificação”, são empregados métodos para associar os pixels a classes específicas com base em suas características individuais, como textura, forma e resposta espectral.

As classificações digitais de imagens podem ser automáticas, semiautomáticas ou orientadas a objetos. Esse processo de classificação é feito por softwares específicos de processamento digital de imagens.

É importante ter em mente que o processamento digital é uma ferramenta que auxilia na obtenção de informações geradas a partir de imagens captadas por satélite.

Quem pode utilizar as técnicas do sensoriamento remoto?

As técnicas de sensoriamento remoto podem ser usadas em diversas situações, sendo grandes aliadas da agricultura, pois permitem o estudo e a análise da superfície terrestre em áreas de plantio de diferentes culturas.

Por meio de imagens de satélite, drones e sensores terrestres, é possível detectar áreas com deficiências nutricionais, pragas, doenças, estresse hídrico e outros males que afetam o desenvolvimento das plantações. Isso permite que os agricultores tomem medidas imediatas e direcionadas para corrigir os problemas, evitando perdas de produção.

Somado a isso, o sensoriamento remoto fornece informações precisas sobre a variabilidade espacial das plantações, permitindo que os agricultores apliquem defensivos agrícolas e outros insumos de forma otimizada. Isso reduz custos, minimiza o impacto ambiental e garante um uso mais eficiente dos recursos.

Serviços da Jacto Next: linha de Agricultura Digital da Jacto

A Jacto Next oferece aos produtores rurais serviços voltados para o uso inteligente e otimizado de tecnologia na agricultura. Por meio das soluções da Jacto, é possível melhorar a autonomia, a produtividade e a economia de tempo e de insumos.

Lançada em 2021, a Jacto Next concentra seus esforços na digitalização de operações em propriedades rurais, abrangendo desde a melhoria da cobertura de sinais de internet até a implementação de softwares para monitoramento e gestão das operações agrícolas.

Para manter a competitividade, aumentar a produtividade, reduzir perdas e otimizar custos, é importante que os produtores rurais e profissionais da área aproveitem a evolução das ferramentas agrícolas e as soluções tecnológicas disponíveis.

Como foi possível ver no artigo, o sensoriamento remoto é uma ótima opção para quem quer modernizar de vez as suas práticas agrícolas. Ele conta com diversas versões, então, é acessível até mesmo para produtores de pequeno e médio porte.

Gostou do artigo e quer aprofundar o seu conhecimento sobre o assunto? Conheça mais sobre as soluções de Agricultura Digital da Jacto!