Temas Geotecnologias

O que é geotecnologia e para que serve?

A Geotecnologia é uma área da Ciência que utiliza dados geográficos com coordenadas de latitude e longitude para analisar fenômenos e tomar decisões estratégicas. Seu principal objetivo é transformar dados espaciais em informações que geram soluções para desafios cotidianos, políticas públicas e setores produtivos. 

Ela funciona integrando um conjunto de técnicas e ferramentas, como:

• Sensoriamento remoto: Coleta de imagens e dados por meio de satélites, drones e aviões;
• Sistemas de Informação Geográfica (SIG/GIS): softwares utilizados para criar, analisar e visualizar mapas e informações espaciais;
• Geoprocessamento: análise de dados espaciais.

Soluções tecnológicas baseadas na Geotecnologia estão transformando o campo, tornando a agricultura mais eficiente, sustentável e competitiva. 

O que é sensoriamento remoto?

Sensoriamento remoto é a técnica de obter informações sobre a superfície da Terra sem contato direto com ela. Isso é feito por meio de sensores instalados em drones (VANTs), aviões e satélites.

Esses sensores captam a energia eletromagnética que os objetos emitem, refletem ou transmitem — geralmente a luz do Sol que incide sobre o planeta. Essa energia é registrada e transformada em dados, gerando imagens e informações úteis para analisar o solo, a vegetação, a água, as cidades e outros elementos da superfície terrestre. Em alguns casos, os sensores não dependem da luz solar: eles próprios emitem sinais, como radares e lasers, e registram o retorno desta energia.

O sensoriamento remoto pode ser usado em diferentes escalas, desde pequenas áreas de lavouras até grandes territórios, permitindo análises detalhadas ou de abrangência nacional e global. Seus dados tornam-se ainda mais valiosos quando integrados a outras geotecnologias, como os Sistemas de Informação Geográfica (SIG), que permitem análises avançadas e tomadas de decisão mais precisas.

Ilustração gerada com Inteligência Articial (Gemini)

O que é geoprocessamento?

Geoprocessamento está relacionado  à  análise de dados e informações espaciais, incluindo o armazenamento e a recuperação desses dados, a partir de infraestrutura computacional que envolve hardware, software e algoritmos.  Permite transformar grandes volumes de dados espaciais em respostas e informações úteis para o planejamento, a gestão e a tomada de decisões.

Por exemplo, para calcular a extensão de terra ocupada pelas Áreas de Preservação Permanente no bioma Cerrado registradas no Cadastro Ambiental Rural (CAR), é necessário processar dados de milhões de propriedades rurais. Sem o geoprocessamento, seria praticamente impossível lidar com essa quantidade de informações de forma rápida e precisa.

O que é Sistema de Informação Geográfica (SIG)?

Os Sistemas de Informação Geográfica (SIGs) consistem em softwares que permitem integrar, analisar  e visualizar dados espaciais. A partir deles, elaboram-se mapas, gráficos, tabelas e relatórios que representam, digitalmente, a realidade. Cada dado armazenado está associado com coordenadas em duas ou em três dimensões no espaço e se refere a uma determinada localização no globo terrestre.

Qual a diferença entre sensoriamento remoto, geoprocessamento e SIG?

As três áreas são complementares, mas têm funções distintas no tratamento de dados geográficos. De forma simplificada:

• Sensoriamento Remoto é a coleta dos dados: Utiliza satélites, drones e aviões para obter imagens e informações da superfície terrestre sem contato direto.
• Geoprocessamento é a análise dos dados: Envolve o tratamento, o armazenamento e o processamento das informações coletadas para transformar um grande volume de dados em respostas úteis.
• SIG é a ferramenta para integrar e visualizar: É o software (como QGIS ou GRASS GIS) que permite juntar todas as informações, processar dados com georreferência, criar mapas e visualizar os resultados das análises em um ambiente digital.

O que é geoestatística?

A Geoestatística é um ramo da estatística que estuda como variáveis se comportam no espaço, reconhecendo que pontos próximos tendem a ser mais semelhantes entre si do que pontos distantes. Diferentemente da estatística clássica, que entende as amostras como independentes, a Geoestatística considera que pontos mais próximos no espaço são mais parecidos entre si do que pontos distantes. O objetivo principal dessa ferramenta é descrever essa variabilidade espacial e, a partir de dados amostrados, estimar valores para locais onde não houve coleta. Essa estimativa é feita por meio de técnicas de interpolação, como a Krigagem.

Na agricultura de precisão, a geoestatística é aplicada para mapear características do solo ou da produção, a partir de dados coletados em campo, analisando padrões e variabilidade. Com os mapas gerados, o produtor rural pode identificar "manchas" homogêneas dentro de uma área, o que permite aplicar insumos (como fertilizantes ou defensivos) de forma localizada e na dose correta. Isso não só otimiza o uso de recursos, resultando em vantagens econômicas, mas também contribui para o desenvolvimento sustentável do sistema de produção ao evitar desperdícios e reduzir impactos ambientais.

Quais são as aplicações da Geotecnologia na Agricultura?

A geotecnologia é usada na agricultura para coletar, analisar e interpretar informações sobre solo, clima e vegetação, ajudando a tomar decisões mais precisas e eficientes em diferentes escalas. Ela pode ser aplicada em diferentes escalas, desde a escala da  propriedade, por meio da agricultura de precisão, até grandes áreas de cultivo, na escala regional.

Suas principais aplicações são:

• Agricultura de Precisão: A geotecnologia viabiliza a agricultura de precisão como estratégia de gestão que considera a variabilidade temporal e espacial para melhorar a sustentabilidade da produção agropecuária. 
• Monitoramento de Lavouras: Com drones e satélites, é possível analisar o índice de vegetação (NDVI) para detectar pragas, doenças ou estresse hídrico de forma precoce. A geotecnologia permite definir a localização dessas ocorrências, possibilitando monitorar essa detecção.
• Zoneamento Agrícola: É fundamental para definir áreas aptas ao cultivo, épocas de plantio com menor risco climático (Zarc) e para orientar políticas públicas de crédito e seguro rural.
• Previsão de Safras: O acompanhamento contínuo por imagens de satélite permite analisar o desenvolvimento das culturas e estimar a produtividade com maior segurança.
• Logística e Infraestrutura: Auxilia no planejamento de rotas de escoamento da produção e na identificação dos melhores locais para instalar armazéns, por exemplo.
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Monitor de aplicação guiado por satélite - Imagem: Álvaro Resende

O que a Geotecnologia tem a ver com agricultura de precisão?

Agricultura de Precisão é uma forma estratégica de gerir a produção agropecuária, levando em conta que cada área da lavoura pode ter características diferentes ao longo do tempo. A Geotecnologia é essencial nesse processo, oferecendo ferramentas para coletar e analisar dados do campo, permitindo que decisões como a aplicação de fertilizantes, irrigação ou sementes sejam feitas de forma precisa e eficiente. O resultado é uma produção mais sustentável, econômica e produtiva.

A contribuição da geotecnologia ocorre em diferentes etapas:

1. Coleta de Dados: Sensores em satélites, drones e máquinas agrícolas coletam informações sobre solo, relevo, pragas e desenvolvimento das plantas. Com isso, geram milhares de pontos de dados (produtividade, NDVI, condutividade do solo, etc), com  sua respectiva coordenada geográfica (latitude e longitude). 
2. Mapeamento da Variabilidade: As ferramentas de SIG (Sistemas de Informação Geográfica) são fundamentais para transformar dados coletados em informações acionáveis. Elas permitem a criação de mapas temáticos de produtividade que identificam e delimitam com precisão zonas de baixo, médio e alto rendimento dentro da lavoura.
   Essa representação visual vai além da simples plotagem de pontos de amostragem de solo. A verdadeira potência da análise espacial surge da integração de camadas de informação multivariadas. Dados de condutividade elétrica do solo (que inferem textura e umidade), mapas de colheita de anos anteriores e índices de vegetação (como NDVI) obtidos de imagens de satélite ou drones são combinados com os resultados da fertilidade.
   Esta análise integrada por meio de técnicas geoestatísticas é o que permite transcender a visualização básica e gerar um mapa de recomendação de insumos em taxa variável preciso e confiável. 
3. Aplicação Localizada: Os dados gerados permitem programar o maquinário para a aplicação de insumos em taxas variáveis, conforme a necessidade de cada ponto da área.

Em sistemas mais avançados, os produtores recebem até alertas automáticos sobre suas lavouras. No entanto, ainda há desafios, como adaptar essas tecnologias e adequar à estrutura de cobertura de internet nas regiões rurais do Brasil.

Quais são as aplicações da Geotecnologia na Pecuária?

A geotecnologia ajuda a gerir a produção pecuária de forma mais eficiente. Ela permite delimitar polos de produção, identificar áreas adequadas para diferentes espécies, analisar rotas de escoamento e planejar o abastecimento de insumos.

Uma das aplicações mais conhecidas é o uso de dados de sensoriamento remoto para mapear e monitorar a qualidade das pastagens e áreas degradadas. Investir na melhoria do pasto aumenta o número de animais por hectare, melhorando a produtividade e a rentabilidade.

Outra aplicação é o uso de dispositivos de GPS nos animais — como brincos, colares ou chips — para registrar a movimentação e os hábitos dos animais. Assim, os pecuaristas têm informações sobre quanto caminham, quanto tempo passam à sombra e suas áreas preferidas, entre outras, e podem melhorar o manejo. Além disso, essas tecnologias podem atender às exigências de rastreabilidade da carne, agregando valor aos produtos em mercados nacionais e internacionais.

Qual é o papel dos satélites na geotecnologia?

Os sensores embarcados em satélites são uma das principais fontes de obtenção de dados e informações espaciais. Desde do lançamento do Sputnik, em 1957, pela então União Soviética, dezenas de constelações de satélites artificiais foram colocadas em órbita, por vários países. Algumas estão ativas há mais de 50 anos, formando dados históricos de cada ponto do planeta, o que permite analisar, compreender e traçar prognósticos sobre diversos fenômenos. Eles geram imagens dos mesmos pontos periodicamente, alguns mais de uma vez por dia. Parte dessas constelações têm suas imagens disponíveis gratuitamente, a exemplo das séries CBERS (Satélite Sino-Brasileiro de Recursos Terrestres), Landsat, Sentinel e MODIS. O Brasil foi pioneiro na distribuição gratuita desse tipo de material, com a permissão de download gratuito de imagens geradas pelo CBERS no site do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe), em 2004. Para conhecer os principais satélites e sensores remotos utilizados em agricultura e meio ambiente, acesse as páginas sobre Satélites de Monitoramento, mantida pela Embrapa Territorial.

Como posso usar imagens de satélite para acompanhar minha lavoura?

As imagens de satélite permitem monitorar de forma prática o desenvolvimento das plantas e identificar problemas como estresse hídrico, deficiência de nutrientes ou áreas afetadas por pragas e doenças. Com elas, é possível acompanhar a lavoura ao longo do tempo, comparando o crescimento em diferentes partes da propriedade. Para acesso gratuito a estas imagens, existem ferramentas como o Sentinel Hub (imagens da ESA), o INPE (dados dos satélites CBERS e Landsat) e o Google Earth Engine, que permite análise de dados em nuvem sem precisar baixar grandes volumes de informações.

O que é NDVI e como interpretá-lo?

O Índice de Vegetação por Diferença Normalizada, conhecido pela sigla NDVI, é uma das ferramentas mais utilizadas no monitoramento agrícola e ambiental. Ele funciona a partir de imagens de satélite que captam a luz refletida pelas plantas.

A lógica é simples: plantas saudáveis absorvem a luz vermelha para a fotossíntese e refletem a luz no infravermelho próximo, invisível aos nossos olhos. O NDVI cruza essas informações e gera valores que indicam o vigor da vegetação.

• Valores próximos de +1 revelam áreas com vegetação densa e verdejante, como florestas ou lavouras em pleno desenvolvimento.
• Faixas intermediárias, entre 0,2 e 0,6, indicam vegetação mais esparsa, como pastagens ou cultivos em crescimento.
• Valores próximos de zero correspondem a solos expostos, áreas secas ou vegetação morta.
• Já os valores negativos apontam superfícies sem vegetação, como água, neve ou nuvens.

Na prática, esse índice permite identificar precocemente sinais de estresse hídrico ou falta de nutrientes em plantações, orientar decisões sobre irrigação e adubação e acompanhar mudanças na cobertura do solo. Também é um aliado importante no combate ao desmatamento e no monitoramento de áreas de preservação.

Com o NDVI, agricultores, pesquisadores e gestores ambientais conseguem enxergar, literalmente do espaço, a “saúde” da vegetação, o que se traduz em mais eficiência no campo e melhores estratégias de conservação ambiental.

Mapa do Índice de Vegetação (NDVI) no município de Pejuçara/RS em Maio de 2022 - Geoinfo / Embrapa

Quais softwares gratuitos posso usar para fazer mapas agrícolas?

Existem diversas ferramentas gratuitas que permitem visualizar imagens de satélite, construir mapas e realizar análises geoespaciais: 

• QGIS / GRASS GIS: alternativas completas a softwares proprietários, permitindo criação e análise de mapas agrícolas detalhados; 
• Google Earth Pro: ideal para visualização básica de imagens de satélite e inspeção rápida de áreas; 
• SAGA GIS: focado em análises de terreno, como relevo, drenagem e zonas de risco, útil para planejamento agrícola.

Essas ferramentas permitem que agricultores, técnicos e pesquisadores realizem mapeamentos e análises geográficas sem custos de licenciamento, sendo compatíveis com diferentes tipos de dados agrícolas.

O que é zoneamento agrícola?

O zoneamento agrícola é uma ferramenta de planejamento que estabelece regras para o uso e a ocupação do solo na agricultura. Seu objetivo é definir quais práticas agrícolas são permitidas, preferenciais ou até mesmo proibidas em um determinado local, considerando o tipo de solo e a melhor época para o cultivo. Entre os tipos mais conhecidos estão o Zoneamento Agrícola de Risco Climático (Zarc), o Zoneamento de Aptidão Agrícola e o Zoneamento Ecológico Econômico (ZEE).

Esses diferentes tipos de zoneamento ajudam a diminuir os riscos na agricultura, que é uma atividade dependente de  fatores como o clima, ocorrências sanitárias e oscilações do mercado. O Zarc, por exemplo, foi adotado pelo Ministério da Agricultura e Pecuária (Mapa) como ferramenta para orientar a política agrícola do Governo Federal, especialmente em questões de crédito e seguro rural, desde 1995. Anualmente, o Mapa divulga, por meio de portarias, o zoneamento para a safra, indicando os municípios aptos a receber apoio financeiro. Já o Zoneamento de Aptidão Agrícola avalia o potencial das terras, considerando características do solo, clima e relevo para indicar se uma área é mais adequada para lavouras ou pastagens. O ZEE, por sua vez, é um instrumento mais amplo que organiza o território considerando a conservação da biodiversidade e o desenvolvimento sustentável.
 

Como a Embrapa usa a geotecnologia na pesquisa agropecuária?

A Geotecnologia é aplicada nas pesquisas da Embrapa em diferentes escalas, desde propriedades rurais até vastos territórios. Tão fundamental quanto a estatística, está nas soluções tecnológicas voltadas à agricultura de precisão, ao controle de pragas, doenças e plantas daninhas, ao manejo dos rebanhos e às práticas conservacionistas. Para a investigação dos fenômenos que envolvem a agricultura brasileira e o subsídio a políticas públicas e investimentos do setor produtivo, a Empresa gera mapeamentos, monitoramentos e zoneamentos, muitos deles disponibilizados no GeoInfo.

Quais plataformas da Embrapa disponibilizam dados geoespaciais?

Produtos e soluções, projetos, relatórios técnicos e publicações da Embrapa relacionados à Geotecnologia podem ser acessados nos menus “Tecnologias” e “Publicações” desta página. Os dados espaciais (tabulares, vetoriais e cartográficos) gerados pela empresa estão disponíveis na plataforma Geoinfo, conectada à Infraestrutura Nacional de Dados Espaciais (INDE).

Como geotecnologias ajudam a combater o desmatamento ilegal?

As geotecnologias permitem acompanhar o uso da terra em tempo quase real e são fundamentais no combate ao desmatamento. Satélites de monitoramento, como os utilizados pelo PRODES/INPE, detectam áreas desmatadas com precisão, enquanto sistemas de alerta, como o DETER, emitem notificações rápidas que apoiam ações de fiscalização. Além disso, drones podem ser empregados em áreas remotas para registrar imagens detalhadas, servindo como prova em processos de autuação e facilitando a atuação de órgãos ambientais.

Imagem extraída do banco de dados de queimadas do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe)

Posso usar drones para mapear pequenas propriedades?

Sim. Os drones (ou VANTs) são ferramentas bastante viáveis para pequenas áreas, pois permitem mapeamento detalhado com alta resolução (até 2 cm), o que facilita identificar falhas de plantio, áreas de compactação ou problemas de irrigação. Eles também são muito usados no monitoramento de pragas, doenças e estresse hídrico, fornecendo imagens rápidas que ajudam o agricultor a agir no momento certo.

Além disso, alguns modelos já permitem a aplicação localizada de defensivos e fertilizantes, reduzindo desperdícios e custos. Por serem equipamentos de menor porte, os drones se adaptam bem à realidade de propriedades familiares, onde grandes máquinas muitas vezes não são viáveis. Embora exijam investimento inicial e algum treinamento, eles podem ser operados pelo próprio agricultor ou por prestadores de serviço locais, tornando-se uma solução prática e acessível.

Como os dados de satélite ajudam na estimativa de produtividade?

Os satélites fornecem informações valiosas que permitem acompanhar o desenvolvimento das lavouras em tempo quase real. Índices de vegetação, como o NDVI, indicam o vigor e a saúde das plantas, ajudando a identificar áreas mais ou menos produtivas dentro da mesma propriedade. Em paralelo, modelos climáticos combinados com essas imagens permitem estimar o impacto de chuvas, secas ou ondas de calor na safra. Além disso, o histórico de imagens de diferentes anos possibilita comparar o desempenho das lavouras em várias safras, ajudando no planejamento e na previsão de produtividade com maior segurança.

Como a Inteligência Artificial pode ser usada com mapas para planejar lavouras?

A Inteligência Artificial (IA) já vem sendo aplicada junto a dados geográficos para apoiar o planejamento agrícola de forma prática. Por exemplo, algoritmos podem analisar imagens de satélite ou de drones para identificar falhas no plantio, áreas com estresse hídrico ou maior incidência de pragas e doenças. Isso ajuda o agricultor a agir de forma localizada, aplicando fertilizantes, defensivos ou água apenas onde é necessário, economizando insumos e reduzindo impactos ambientais. Outra aplicação comum é o uso de IA para classificação de solos e monitoramento de pastagens, auxiliando na escolha das áreas mais produtivas. Também é possível planejar rotas de máquinas agrícolas (como colheitadeiras), otimizando tempo e combustível. Na escala da propriedade, essas ferramentas não substituem a experiência do agricultor, mas funcionam como apoio à decisão, ajudando a reduzir riscos e aumentar a eficiência.