O documento discute a evolução dos Sistemas de Informações Geográficas (SIG) e do sensoriamento remoto, desde suas origens na cartografia do século XVIII até os avanços tecnológicos modernos. Ele aborda os conceitos fundamentais do sensoriamento remoto, como a interação da radiação eletromagnética com a matéria, e os diferentes tipos de sensores utilizados para captura de imagens e dados. Além disso, o texto detalha as características e resoluções dos satélites que possibilitam a aquisição de informações sobre a superfície terrestre.

1. Sistemas de Informações
Geográficas - (SIG)
Professor: M.Sc Benhur da S. Oliveira
ESTADO DE MATO GROSSO
SECRETARIA DE ESTADO DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA
FUNDAÇÃO UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO
CAMPUS UNIVERSITÁRIO DE TANGARÁ DA SERRA
FACULDADE DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS, AGRÁRIAS E DA SAÚDE
CURSO DE AGRONOMIA
TANGARÁ DA SERRA –MT
MAIO, 2014

2. SISTEMAS DE INFORMAÇÕES
GEOGRÁFICAS

3. • Nos tempos romanos, os agrimensores ou medidores de
Terras constituíram importante parte do governo. Com o
Declínio do império romano, houve uma paralisação dos
levantamentos e, como consequência, uma diminuição
substancial da produção de mapas.
• Somente no século XVIII, a civilização européia retomou
novamente a organização do Estado, e muitos governos
realizaram levantamentos sistemáticos. Assim, pode-se
afirmar, sem exageros, que a raiz dos SIGs remonta à
metade do século XVIII, mediante o aparecimento da
cartografia como ciência moderna.
EVOLUÇÃO HISTÓRICA

5. E

6. Maiores avanços ...

7. DEFINIÇÃO DE SIG

8. DEFINIÇÃO DE SIG

9. DEFINIÇÃO DE SIG

10. COMPONENTES DO SIG

11. TECNOLOGIAS RELACIONADAS COM O SIG

12. Conceitos de Sensoriamento
Introdução ao Sensoriamento
remoto

13. Conceitos e Generalidades
 O que vem a ser Sensoriamento remoto ???
Conceitos de Sensoriamento

14. Conceitos e Generalidades
DEFINIÇÃO:
“A aquisição de informação sobre um
objeto sem que se entre em contato
físico com ele”
Conceitos de Sensoriamento
?

15. Conceitos e Generalidades
Conceitos de Sensoriamento
?
?
DEFINIÇÃO:
“A aquisição de informação sobre um
objeto sem que se entre em contato físico
com ele”
?

16. Sensoriamento remoto
“utilização conjunta de sensores, equipamento para processamento
de dados, equipamentos de transmissão de dados colocados a bordo
de aeronaves, espaçonaves, ou outras plataformas, com o objetivo
de estudar eventos, fenômenos e processos que ocorrem na
superfície do planeta Terra a partir do registro e da análise das
interações entre a radiação eletromagnética e as substância que o
compõem em suas mais diversas manifestações.”
Conceitos de Sensoriamento

17. Origem e evolução do SR
 Dividida em duas fases:
- Primeira fase: (1860-1960) baseia-se no uso das fotografias
aéreas, sendo o primeiro registro efetuado a partir de um balão.
- Segunda Fase: (1960) Integração dos satélites tripulados, que
forneceram as primeiras fotografias orbitais da Terra. Em seguida,
o satélite meteorológico da série TIROS inicia os registros
sistemáticos de imagens da superfície terrestre
Conceitos de Sensoriamento

18. Sensoriamento remoto
Fontes produtoras de imagem:
Imagens de satélite
 È um ramo da ciência que aborda a obtenção de informações
sobre um determinado alvo ou fenômeno através de um
dispositivo qualquer (colocado em aviões ou satélites) que não
esteja em contato direto com tal alvo ou fenômeno sob
investigação.
 Utiliza-se de técnicas que procuram imitar e expandir a percepção
sensorial humana à distância.
 Mais especificamente, o sensoriamento remoto é ciência de se
obter dados relativos à interação da energia ou radiação
eletromagnética (REM) com objetos, áreas e fenômenos (matéria)
e interpreta-los.

19. • Comprimento de onda X frequência
Princípios físicos -
Sensoriamento remoto

20. Princípios físicos -
Sensoriamento remoto
Fontes produtoras de imagem:
Imagens de satélite
 Ondas eletromagnéticas (REM)
- Newton (1672): constatou que um raio luminoso (luz branca), ao
atravessar um prisma, desdobrava-se num feixe colorido - um
espectro de cores
- Após mais estudos observaram que além do “vermelho” visível,
existem radiações invisíveis para os olhos, que passaram a ser
ondas, raios ou ainda radiações infravermelhas.
- Sempre avançando em seus experimentos os cientistas
conseguiram provar que a onda de luz era uma onda
eletromagnética, mostrando que a luz visível é apenas uma das
muitas diferentes espécies de ondas eletromagnéticas.

21.  O comportamento espectral, (também chamado de assinatura
espectral), dos alvos está relacionado ao processo de interação
entre os objetos e feições terrestres com a REM incidente.
 Este processo depende da estrutura atômica e molecular de cada
alvo. Os elétrons dos materiais estão distribuídos em diferentes
níveis energéticos, em torno dos núcleos de seus átomos.
 Fisiológico / bioquímico / químico
Interação REM x Matéria
Fontes produtoras de imagem:
Imagens de satélite

22. Fatores que interferem a
radiação
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Imagens de satélite
 Vegetação

23. Fatores que interferem a
radiação
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Imagens de satélite

24. Interação REM x Material
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Imagens de satélite

25. Modos de Aquisição de
informação
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Imagens de satélite
 Fonte de energia: para o Sensoriamento Remoto, o SOL é a principal fonte,
nas não é a única.
 O sensor: capta a energia que é refletida ou emitida pela superfície terrestre,
e a registra. Esses sensores podem ser:

26. Princípio do Sensoriamento Remoto
REM – Radiação EletroMagnética
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Imagens de satélite

27. Princípio do Sensoriamento Remoto
REM – Radiação EletroMagnética
I
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Imagens de satélite

28. Princípio do Sensoriamento Remoto
REM – Radiação EletroMagnética
INTERAÇÃO COM A
SUPERFÍCIE
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Imagens de satélite

29. Princípio do Sensoriamento Remoto
REM – Radiação EletroMagnética
R
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Imagens de satélite

30. Princípio do Sensoriamento Remoto
REM – Radiação EletroMagnética
R
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Imagens de satélite

31. Princípio do Sensoriamento Remoto
REM – Radiação EletroMagnética
RECEPÇÃO DOS DADOS
PELAS ESTAÇÕES
Sinais transformados em
dados na forma de gráficos,
tabelas e imagens
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Imagens de satélite

32. Sensores Remotos
• Os equipamentos denominados sensores
remotos são aqueles que produzem dados a
partir da emissão e reflexão da energia.
• Podem ser classificados de 3 formas:
– Quanto à plataforma
– Quanto à fonte de energia
– Quanto ao tipo de dados
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Imagens de satélite

33. Sistemas Sensores
• Quanto à plataforma
– Orbital
– Aérea
– Terrestre
• Quanto à fonte de energia
– Passivos
– Ativos
• Quanto ao tipo de dados
– Imageadores
– Não-imageadores
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Imagens de satélite

34. Sistemas Sensores
• Quanto à plataforma
– Orbital
– Aérea
– Terrestre
• Quanto à fonte de energia
– Passivos
– Ativos
• Quanto ao tipo de dados
– Imageadores
– Não-imageadores
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Imagens de satélite

35. Sensores remotos de plataforma terrestre
Amprobe TMA10A e
TMA40-A
Medidores de temperatura,
umidade e fluxo de ar em
sistemas AVAC residenciais,
comerciais e industriais
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Imagens de satélite

36. Sensores remotos de plataforma terrestre
Agricultura de Precisão
Sensores acoplados à uma
câmara digital permitem
analisar a parte visível e o
infravermelho colorido do
espectro das plantas.
A tecnologia permite um
melhor entendimento,
caracterização e
mapeamento dos estresses
hídricos e de nitrogênio,
além de um controle mais
eficiente e racional das áreas
de produção e dos insumos
agrícolas.
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Imagens de satélite

37. Sensores remotos de plataforma aerotransportada
• Fotografias aéreas
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Imagens de satélite

38. Sensores remotos de plataforma orbitais
• Imagens de satélite
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Imagens de satélite

39. Sistemas Sensores
• Quanto à plataforma
– Orbital
– Aérea
– Terrestre
• Quanto à fonte de energia
– Passivos
– Ativos
• Quanto ao tipo de dados
– Imageadores
– Não-imageadores
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Imagens de satélite

40. Sensores remotos passivos e ativos
Passivos  não possuem fonte própria de
radiação. Registram radiação solar refletida ou
radiação emitida pelos alvos. Ex.: Sistemas
fotográficos.
Ativos  possuem sua própria fonte
de radiação eletromagnética,
trabalhando em faixas restritas do
espectro. Ex.: Radares
Fontes produtoras de imagem:
Imagens de satélite

41. Sistemas Sensores
• Quanto à plataforma
– Orbital
– Aérea
– Terrestre
• Quanto à fonte de energia
– Passivos
– Ativos
• Quanto ao tipo de dados
– Imageadores
– Não-imageadores
Fontes produtoras de imagem:
Imagens de satélite

42. Sensores remotos imageadores
Obtém-se uma imagem da superfície observada como resultado.
Fornecem informações sobre a variação espacial da resposta
espectral da superfície observada.
Fontes produtoras de imagem:
Imagens de satélite

43. Sensores remotos não imageadores
Não geram imagem da superfície observada:
Espectrorradiômetros (assinatura espectral) e
radiômetros (saída em dígitos ou gráficos).
Essenciais para aquisição de informações
precisas sobre o comportamento espectral
dos objetos.
Fontes produtoras de imagem:
Imagens de satélite

44. Fontes produtoras de imagem:
Imagens de satélite

46. CURIOSIDADE:
• 13.000 satélites em orbita a Terra
• 3.500 estão funcionando realmente;
• 9.500 classificado como lixo espacial,
• 20.000 já caíram quando sua vida útil expirou.
(dados do On-line Satellite Calculations)

48. Finalidade dos satélites:
 Observação;
 Transmissão e comunicação;
 Científico;
 Meteorológico
 Comunicação (celular, internet);
 Navegação (GPS);
 Militar;

49. Finalidade dos satélites:
 Observação;
 Transmissão e comunicação;
 Científico;
 Meteorológico
 Comunicação (celular, internet);
 Navegação (GPS);
 Militar;

50. Finalidade dos satélites:
 Observação;
 Transmissão e comunicação;
 Científico;
 Meteorológico
 Comunicação (celular, internet);
 Navegação (GPS);
 Militar;

51. Finalidade dos satélites:
 Observação;
 Transmissão e comunicação;
 Científico;
 Meteorológico
 Comunicação (celular, internet);
 Navegação (GPS);
 Militar;

52. Finalidade dos satélites:
 Observação;
 Transmissão e comunicação;
 Científico;
 Meteorológico
 Comunicação (celular, internet);
 Navegação (GPS);
 Militar;

53. Finalidade dos satélites:
 Observação;
 Transmissão e comunicação;
 Científico;
 Meteorológico
 Comunicação (celular, internet);
 Navegação (GPS);
 Militar;

54. Finalidade dos satélites:
 Observação;
 Transmissão e comunicação;
 Científico;
 Meteorológico
 Comunicação (celular, internet);
 Navegação (GPS);
 Militar;

55. Finalidade dos satélites:
 Observação;
 Transmissão e comunicação;
 Científico;
 Meteorológico
 Comunicação (celular, internet);
 Navegação (GPS);
 Militar;

56. Resolução das imagens de satélite
• As resoluções definem as capacidades
atribuídas aos sensores remotos a bordo dos
satélites
– Resolução espacial
– Resolução espectral
– Resolução temporal
– Resolução radiométrica

57. Resolução Espacial
• Capacidade do sistema
sensor “enxergar”
objetos na superfície
terrestre
• Quanto menor o objeto
possível de ser visto,
maior a resolução
espacial
• Esta relacionado com o
tamanho do pixel
300dpi
600dpi

58. Resolução Espacial
300dpi
600dpi

59. Resolução Espacial

60. Resolução Espacial

61. Resolução Espacial

62. Landsat-5  Res. Espacial = 30m

63. GEOEYE-1  Res. Espacial = 41cm

64. Resolução Espectral
• É referida a sensores multiespectrais
(sensores que geram dados em diversas
faixas do espectro eletromagnético,
simultaneamente)
• Está vinculado ao número de bandas
espectrais e o intervalo de comprimento de
onda em que cada uma atua

65. Resolução espectral
LANDSAT 5 – SENSOR TM (Thematic Mapper)
Bandas espectrais
Banda 1 - Azul (0,450 - 0,520 цm)
Banda 2 - Verde (0,520 - 0,600 цm)
Banda 3 - Vermelho (0,630 - 0,690 цm)
Banda 4 - Infravermelho próximo (0,760 - 0,900 цm)
Banda 5 - Infravermelho médio (1,550 - 1,750 цm)
Banda 6 - Infravermelho termal (10,40 - 12,50 цm)
Banda 7 - Infravermelho médio (2,080 - 2,350 цm)
Banda 1 Banda 2 Banda
3

66. Resolução espectral
LANDSAT 5 – SENSOR TM (Thematic Mapper)
Bandas espectrais
Banda 1 - Azul (0,450 - 0,520 цm)
Banda 2 - Verde (0,520 - 0,600 цm)
Banda 3 - Vermelho (0,630 - 0,690 цm)
Banda 4 - Infravermelho próximo (0,760 - 0,900 цm)
Banda 5 - Infravermelho médio (1,550 - 1,750 цm)
Banda 6 - Infravermelho termal (10,40 - 12,50 цm)
Banda 7 - Infravermelho médio (2,080 - 2,350 цm)
6
7
5
4

67. Resolução Espectral
• Um sistema sensor de alta resolução
espectral é aquele que tem uma
grande quantidade de bandas com
larguras espectrais pequenas

68. Resolução Espectral
Sensor 2  poucas bandas com
intervalos maiores
Sensor 1  grande numero de
bandas com intervalos pequenos
Resolução Espectral
Sensor 1 > Sensor 2
É possível discriminar melhor os
alvos, pois pode-se observar o
mesmo alvo em grande quantidade
de intervalos diferentes no
espectro eletromagnetico

69. Resolução Espectral
Satélite Resolução espectral (bandas - цm)
Landsat Banda 1 (0,45-0,52); Banda 2 (0,52-0,6); Banda 3 (0,63-
0,69); Banda 4 (0,76-0,9); Banda 5 (1,55-1,75); Banda 6
(10,4-12,5); Banda 7(2,08-2,35)
SPOT Banda 1(0,5 - 0,59); Banda 2(0,61-0,68); Banda 3(0,79-
0,89); Banda 4 (0,51-0,73)
IKONOS Banda 1(0,45-0,52); Banda 2(0,52-0,60); Banda 3(0,63-
0,69)
Banda 4(0,76-0,90)
CBERS
Sensor CCD
Banda1 (0,45-0,52); Banda 2 (0,52-0,59), Banda 3 (0,63-
0,69); Banda 4 (0,77-0,73), Banda 5 (0,51-0,73 – PAN)
Radarsat Banda C (5.3 GHz)
Geoeye Banda 1 (0,45-0,52); Banda 2 (0,52-0,60); Banda 3 (0,625-
0,695); Banda 4 (0,76-0,9); Banda 5(0,45-0,9 – PAN)

70. Resolução Radiométrica
• A resolução radiométrica é dada pelo
número de níveis digitais (“bits”) usados
para expressar os dados coletados pelo
sensor.
• Quanto maior o número de níveis de cinza ,
maior é a resolução radiométrica.
– Por exemplo, uma resolução de 10 bits (1024
níveis digitais) é melhor que uma de 8 bits.

71. Resolução Radiométrica

72. 2 bits = 4 níveis de cinza 8 bits = 256 niveis de cinza
Resolução Radiométrica

73. Resolução Radiométrica

74. Resolução Temporal
• Período de tempo em que o satélite volta a revisitar uma mesma
área
• Varia de acordo com os
objetivos fixados para o
sensor
– SPOT – 26 dias
– LANDSAT – 16 dias
– NOAA* – 12 horas
– Meteosat, GOES etc.* – 30’
* Satélites Metereológicos

75. Características dos satélites:
Instituição Responsável
País/Região
Lançamento
Situação Atual
Órbita
Altitude
Inclinação
Tempo de Duração da Órbita
Horário de Passagem
Período de Revisita
Instrumentos Sensores
Responsável pelo lançamento e coleta
de dados
Responsável pelo lançamento
Quando foi enviado ?
Inativo, Ativo/Em atividade
POLAR. CIRCULAR E HELIOSSÍNCRONA
Distancia da superfície da terra
Em relação a superfície da terra
Passagem no mesmo ponto, durante o
dia
http://www.satview.org/br/decay.php
Passagem no mesmo ponto
“MARCA” DO SENSOR

76. SENSORES:
Resolução:
• Espectral
• Espacial
• Radiométria
• Temporal

77. Marginal Tietê
IKONOS

78. Mucugê, Ibicoara - BA
IKONOS

79. DADOS ESPACIAIS

80. MODELOS DE DADOS ESPACIAIS
VER:
http://monitoramento.sema.mt.gov.br/simlam/WindowOpenResizable.aspx?WindowO
pen=http://monitoramento.sema.mt.gov.br/navegadorunificado/navegadorgeo.html&i
dRetorno=&acao=

81. MODELOS DE DADOS ESPACIAIS

82. MODELOS DE DADOS ESPACIAIS

83. MODELOS DE DADOS ESPACIAIS

84. MODELOS DE DADOS ESPACIAIS

85. Matriz X Vetor

86. Conversão: matriz em vetor
• Vetorização
16/10/2024 86

87. Imagem de Rastreio
 A imagem de rastreio, ou raster, é a representação em
duas dimensões de uma imagem como um conjunto
finito de pontos definidos por valores numéricos,
formando uma matriz matemática ou malha de pontos,
onde cada ponto é um pixel.
 “comum”
Conceitos de Sensoriamento

88. Imagem de Rastreio
Forma mais adequada para representa feições ou
fenômenos contínuos no espaço, como: elevação,
precipitação, declividade.
 Adequado para armazenar e manipular imagens de
sensoriamento remoto.
Formato compatível com dados oriundos de scanners
e sensores remotos (Perda da resolução, quando
modificado)
Conceitos de Sensoriamento

89. Imagem - COR
Imagem matricial (RASTER)

90. Imagem - COR
Imagem matricial (RASTER)

91. Imagem – Matriz de atributos
Imagem matricial (RASTER)

92. Imagem - ATRIBUTOS
Imagem matricial (RASTER)
1 3 4 4 4
2 1 3 4 4
2 1 1 3 4
2 2 1 3 4

93. Imagem matricial (RASTER)
• Tons de cinza: atributo  brilho
Branco
100%
Branco
95%
Branco
85%
Branco
75%
Branco
65%
Branco
50%
Branco
35%
Branco
25%
Branco
15%
Branco
5%
Branco
0%
0%
Preto
5%
Preto
15%
Preto
25%
Preto
35%
Preto
50%
Preto
65%
Preto
75%
Preto
85%
Preto
95%
Preto
100%
Preto

94. Dados matriciais (RASTER)
• Cada pixel na imagem raster é identificado
por:
– Posição
• Número da coluna
• Número da linha
– Atributo
• Valor de matiz, saturação e/ou brilho

95. Imagem - ATRIBUTOS
Imagem matricial (RASTER)
1 3 4 4 4
2 1 3 4 4
2 1 1 3 4
2 2 1 3 4

96. Cor associada a
classificação
Dados matriciais (RASTER)

97. Brilho associado à elevação
Dados matriciais (RASTER)

98. Imagem vetorial
 As representações vetoriais, têm em comum o fato de
que os domínios espaciais são representados por
conjuntos de traços, deslocamentos ou vetores,
adequadamente referenciados.
 Mais usado na topografia
Conceitos de Sensoriamento

99. Imagem vetorial
 Está associada à escala de representações de uma
carta (não sofrendo influência)
 Mapas esquemáticos, croquis, representações
gráficas.
Conceitos de Sensoriamento
remoto

100. • Redes: Exemplo – Distribuição de água
Dados vetoriais: exemplos

101. Matriz X Vetor

102. Modelos matriciais X vetoriais
MATRIZ
• Precisa de muita memória para
armazenar e processar os mapas
em níveis de resolução espacial
com a mesma precisão requerida
pelo modelo vetorial
• Múltiplas sobreposição de mapas
são mais ágeis e fáceis
• As imagens são relativamente
fáceis de conceituar como um
método de representação do
espaço
VETOR
• Necessita de áreas menores
para armazenamento e
também melhor qualidade das
saídas gráficas (questão
estética
• Os sistemas comerciais de SIG
dão preferência para
implementar o modelo
vetorial
• Vetores são difíceis de
classificar e conceituar

103. • Os dois modelos são passíveis de conversão entre si.
– A conversão do sentido vetorial para matricial é mais fácil
de ser realizada.
– A conversão no sentido matricial para vetorial apresenta
um grau maior de complexidade
Modelos matriciais X vetoriais

104. Conversão: matriz em vetor
104
VETORIZAÇÃO Imagem Raster

105. Conversão: matriz em vetor
105
VETORIZAÇÃO Imagem Raster
Vetor

106. Conversão: matriz em vetor
106
VETORIZAÇÃO
• Manual
• Automática
• Semi-Automática
Imagem Raster
Vetor

107. Conversão: matriz em vetor
• Vetorização manual
– O operador faz interferência constante
– Utiliza-se mesa digitalizadora ou softwares
especializados
107

108. Conversão: matriz em vetor
• Vetorização automática
– Totalmente automática
– Extremamente rápida
– Aconselhável para mapas que não possuam
cruzamentos de linhas, textos e símbolos
– Preparação do original
• Vetorização semi-automática
– Imagem digital na tela
– Perseguição das feições raster com o cursor
– Mais produtivo que a mesa digitalizadora
108

109. Conversão: matriz em vetor
• Vetorização automática
109

110. CICLOS DO SIG

111. FUNÇÕES DO SIG

112. FUNÇÕES DO SIG

113. IMPORTÂNCIA DO SIG

114. APLICAÇÕES DO SIG

115. FUTURO DO SIG

116. FUTURO DO SIG
• “O Estado tem de se aproximar do cidadão. Os
métodos de consulta à informação
administrativa e a forma de diálogo entre o
cidadão e o Estado devem ser transformados,
face aos instrumentos que as novas
tecnologias oferecem. Uma componente
fundamental dessa transformação é a
comunicação electrónica com a administração
pública e o acesso aos registos de Informação
de carácter público pela mesma via.”

117. FUTURO DO SIG
“As novas condições tecnológicas permitem
substituir o procedimento anterior, em que os
cidadãos tinham de requerer à Administração
acesso aos seus arquivos, por um novo modelo
em que os arquivos digitais são abertos em
redes electrónicas, para que os cidadãos se
sirvam livremente deles em função das suas
necessidades”