Remote sensing for population estimates in small towns

Authors

DOI:

https://doi.org/10.33237/2236-255X.2026.7936

Keywords:

Demographic census, Spatial data science, Linear regression, Urbanization

Abstract

Studies on the dynamics of occupation and urban expansion impact the planning of public policies, as well as the allocation of resources for their implementation. As one of the UN's Sustainable Development Goals (SDGs) is to develop sustainable cities and communities, these studies gain relevance. Updating urban population data is important for securing financial resources to manage and plan cities. However, due to the complexity of such surveys, obtaining updated data is not trivial to support decision-making by urban managers. In this context, this study investigates Remote Sensing as an alternative for estimating urban population during inter-census periods. The objective was to verify the linear correlation between urban population and urbanized area in municipalities of the Nova Alta Paulista region, namely: Adamantina, Dracena, Junqueirópolis, Lucélia, and Osvaldo Cruz—for the years 2000, 2010, and 2022. The methodology involved collecting population data from IBGE and surveying the urbanized area using images from the Landsat satellite. Linear regression models were developed, and their accuracy was assessed using mean absolute error metrics. The results indicated a strong correlation between the growth of urbanized area and population increase; however, the mean error indicated that the model has limitations for population estimation, and testing additional variables is recommended. Finally, it was possible to project the population of these cities for the year 2030. The development of this research concludes that Remote Sensing is a supportive tool for population estimates, contributing to the planning and formulation of urban public policies.

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Author Biographies

Analissa Haga, Centro Universitário de Adamantina (FAI)

Mestra em Administração Pública - PROFIAP (UTFPR). Docente do curso de Ciências Contábeis no Centro Universitário de Adamantina (FAI). Membro da Comissão Interna de Prevenção de Acidentes (CIPA). Atuou como Fiscal de Contratos. Exerce o emprego público de Orientadora de Estágio de Educação Física do Centro Universitário de Adamantina-SP. Graduada em Administração de Empresas e Agro-empreendimentos pela Universidade Estadual Paulista (UNESP) - Júlio de Mesquita Filho desde 2012. Técnica em Contabilidade pelo Centro Paula Souza, escola Eudécio Luiz Vicente desde 2010.Ex-Bolsista do PIBID-CAPES

Paulo Roberto da Silva Ruiz, Faculdade de Tecnologia do Estado de São Paulo (FATEC)

Licenciado em Geografia pela Universidade Estadual Paulista - UNESP (2003) e em Tecnologia em Banco de Dados pela FATEC (2013). Mestre e Doutor em Sensoriamento Remoto pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais - INPE (2017 e 2021). Possuo mais de 20 anos de atuação na educação, nos ensinos fundamental, médio, técnico e superior. Na iniciativa privada, atuei como consultor e sócio fundador de startup na área de Ciência de Dados Espaciais. Atualmente sou docente na Faculdade de Tecnologia - FATEC, no Curso Superior de Tecnologia em Ciência de Dados e na Escola Técnica Estadual - ETEC Eudécio Luiz Vicente em Adamantina - SP. Possuo experiência na área de ensino, pesquisa e extensão, além de projetos empresariais. Minhas áreas de pesquisa são: Sensoriamento Remoto urbano e agrícola, Ciência de Dados Espaciais, Geoprocessamento, LiDAR e nuvens de pontos tridimensionais para aplicações urbanas. Trabalho principalmente com as linguagens de programação Python, C, Java, além de processamento de dados em nuvem.

References

AGUIAR, B. S.; BAPTISTA, G. M. M. Aplicação de aprendizado de máquina para análise do crescimento urbano: o caso das regiões administrativas Ceilândia e Pôr do Sol no Distrito Federal. Revista Brasileira de Geomática, v. 11, n. 2, p. 465-487, 2023.

BRASIL. Ministério do Desenvolvimento Social e Combate à Fome. Projeções populacionais para o Brasil. Brasília, DF: MDS, 2013. 45 p. Disponível em: https://acervodigital.mds.gov.br/xmlui/bitstream/handle/123456789/320/ETEC_23_20 13%20Proje%c3%a7%c3%b5es%20populacionais%20para%20o%20Brasil.pdf?seq uence=1. Acesso em: 18 out. 2025.

CALLEGARI-JACQUES, Sidia M. Bioestatística: princípios e aplicações. Artmed Editora, 2009.

CAMPOS, J.; RIGOTTI, J. I. R.; BAPTISTA, E. A.; MONTEIRO, A. M. V.; REIS, I. A. Population Estimates from Orbital Data of Medium Spatial Resolution: Applications for a Brazilian Municipality. Sustainability, v. 12, n. 9, p. 3565, 2020. DOI: 10.3390/su12093565.

CHANDER, G.; MARKHAM, B. L.; HELDER, D. L. Summary of current radiometric calibration coefficients for Landsat MSS, TM, ETM+, and EO-1 ALI sensors. Remote Sensing of Environment, v. 113, n. 5, p. 893-903, 2009.

CONFEDERAÇÃO NACIONAL DE MUNICÍPIOS. Transferências constitucionais. Brasília, [S.d]. Disponível em: https://cnm.org.br/. Acesso em: 16 out. 2025.

EMBRAPA. Satélites de Monitoramento. Campinas, 2018. Disponível em: < https://www.embrapa.br/satelites-de-monitoramento >. Acesso em: 20 mai. 2025.

FÁVERO, L. P.; BELFIORE, P. Manual de análise de dados: estatística e modelagem multivariada com Excel®, SPSS® e Stata®. Elsevier Brasil, 2017.

FLORENZANO, T. G. Imagens de satélite para estudos ambientais. São Paulo: Oficina de Textos, 2002.

GIL, I. C. Territorialidade e desenvolvimento contemporâneo. Revista Nera, n. 4, p. 5- 19, 2004.

GUIARRA, A. P. M.; YALLOUZ, G. A. N.; SILVA, I. T. Estudo bibliométrico sobre o uso de geotecnologias aplicadas ao planejamento de cidades médias. Terr@ Plural, v. 14, p. 1–14, 2019.

HUANG, X.; ZHU, D.; ZHANG, F.; LIU, T.; LI, X.; ZOU, L. Sensing population distribution from satellite imagery via deep learning: Model selection, neighboring effects, and systematic biases. IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing, v. 14, p. 5137–5151, 2021. DOI: 10.1109/JSTARS.2021.3076630.

IBGE. A rede urbana brasileira. Rio de Janeiro: IBGE, 2018. Disponível em: https://www.ibge.gov.br/apps/regic/pdf/03_rede_urbana.htm. Acesso em: 30 jan. 2026.

IBGE. Censo 2022. 2022. Disponível em: https://censo2022.ibge.gov.br/panorama/. Acesso em: 13 ago. 2025.

JENSEN, J. R. Sensoriamento Remoto do Ambiente: uma perspectiva em Recursos Terrestres. Tradução de JCN Epiphanio. São José dos Campos, SP: Parênteses, 2009. 598 p.

LUO, N.; WAN, T.; HAO, H.; LU, Q. Fusing High-Spatial-Resolution Remotely Sensed Imagery and OpenStreetMap Data for Land Cover Classification Over Urban Areas. Remote Sensing, v. 11, n. 1, p. 88, 7 jan. 2019. DOI: 10.3390/rs11010088.

MAZROA, A.; MAASHI, M.; KOUKI, F.; OTHMAN, K. M.; SALIH, N.; ELFAKI, M. A.; BEGUM S, S. An analysis of urban sprawl growth and prediction using remote sensing and machine learning techniques. Journal of South American Earth Sciences, v. 142, p. 104988, 2024. ISSN 0895-9811. DOI: 10.1016/j.jsames.2024.104988.

MESQUITA, J. M. Análise crítica do regime de distribuição do fundo de participação dos municípios: uma avaliação ex-post e ex-ante das propostas de inovação legislativa. 2024. 78 f. Dissertação (Mestrado em Administração Pública) – Instituto Brasileiro de Ensino, Desenvolvimento e Pesquisa, Brasília, 2024. Disponível em: https://repositorio.idp.edu.br//handle/123456789/5487. Acesso em: 30 jan. 2026.

MOUNTRAKIS, G.; IM, J.; OGOLE, C. Support vector machines in remote sensing: A review. ISPRS journal of photogrammetry and remote sensing, v. 66, n. 3, p. 247- 259, 2011.

NOVO, E. M. L. Sensoriamento Remoto: princípios e aplicações. Editora Blucher, 2010.

ONU - Organização das Nações Unidas (Brasil). Objetivos de Desenvolvimento

Sustentável no Brasil. [s.l.], [s.d.]. Disponível em: https://brasil.un.org/pt-br/sdgs.

Acesso em: 17 out. 2025.

PONZONI, F. J.; SHIMABUKURO, Y. E. Sensoriamento Remoto no Estudo da

Vegetação. São José dos Campos: Parêntese, 2010, 127p.

RAMOS, E. F. As cidades médias em perspectiva: uma análise dos papéis e tendências de um grupo de cidades médias brasileiras. 2011. Dissertação (Mestrado em Geografia) – Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 2011.

RICHARDSON, A. J.; WIEGAND, C. L. Distinguishing vegetation from soil background

information. Photogrammetric engineering and remote sensing, v. 43, n. 12, p.

1541-1552, 1977.

ROSA, M. R. Classificação do padrão de ocupação urbana de São Paulo utilizando

aprendizagem de máquina e Sentinel 2. Revista do Departamento de Geografia, p.

15-21, 2018.

RUIZ, P. R. S. Classificação da cobertura do solo urbano usando árvores de

decisão a partir de cenas WorldView-2 e WorldView-3 para diferentes níveis de

legenda. Dissertação (Mestrado em Sensoriamento Remoto) - Instituto Nacional de

Pesquisas Espaciais (INPE), São José dos Campos, 2017, 181 p.

SABERIFAR, R. Estimation of urban population by remote sensing data. J Emerg

Trends Econ Manag Sci, v. 4, n. 6, p. 565, 2013.

SANTOS, M. Espaço e sociedade: ensaios. 2. ed. Petrópolis: Vozes, 1982.

XU, H.; REN, M.; LIN, M. Cross-comparison of Landsat-8 and Landsat-9 data: A threelevel approach based on underfly images. GIScience & Remote Sensing, v. 61, n. 1, p. 2318071, 2024.

VAPNIK, V. The nature of statistical learning theory. Springer Science &

Business Media, 1999.

Published

2026-07-15

How to Cite

HAGA, Analissa; RUIZ, Paulo Roberto da Silva. Remote sensing for population estimates in small towns. Journal Geotemas, Pau dos Ferros, v. 16, p. e02611, 2026. DOI: 10.33237/2236-255X.2026.7936. Disponível em: https://periodicos.apps.uern.br/index.php/GEOTemas/article/view/7936. Acesso em: 16 jul. 2026.

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