Tema 3. Sistemas de teledetección

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LAS NUEVAS

TECNOLOGÍAS EN

INVESTIGACIÓN DEL

(2)

SISTEMAS INFORMÁTICOS Y SIMULACIÓN

MEDIOAMBIENTAL

 WORLD-2 (Jay Forrester-MIT)WORLD-2 (Jay Forrester-MIT)

• Variables: Variables: población, recursos naturales no renovables, alimentos población, recursos naturales no renovables, alimentos producidos, contaminación y capital invertido.

producidos, contaminación y capital invertido.

Los límites del planeta se alcanzarán dentro de los próximos

Los límites del planeta se alcanzarán dentro de los próximos cien años cien años

tras lo cual sucederá un

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Los límites del crecimiento (1972)

Reducciones: Reducciones:

•50% la tasa de natalidad_{50% la tasa de natalidad}

•75% tasa de consumo de recursos naturales_{75% tasa de consumo de recursos naturales}

•25% cantidad de alimentos producidos_{25% cantidad de alimentos producidos}

•50% tasa de contaminación_{50% tasa de contaminación}

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 WORLD-3 (Meadows, Meadows y otros)WORLD-3 (Meadows, Meadows y otros)

• Se simulan diferentes escenarios en función de decisiones políticas Se simulan diferentes escenarios en función de decisiones políticas respecto al consumo de recursos naturales:

respecto al consumo de recursos naturales: • Crecimiento continuo o limitadoCrecimiento continuo o limitado

• Aproximación al equilibrioAproximación al equilibrio

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Más allá de los límites del crecimiento (1991)

a)

a)Si se continua con la tendencia actual de crecimiento de la población Si se continua con la tendencia actual de crecimiento de la población mundial, la industrialización, contaminación, producción de alimentos y mundial, la industrialización, contaminación, producción de alimentos y consumo de recursos, los límites del planeta se alcanzarán en 100 años. consumo de recursos, los límites del planeta se alcanzarán en 100 años.

b)

b)Es posible modificar las tendencias de crecimiento y establecer unas Es posible modificar las tendencias de crecimiento y establecer unas

normas de estabilidad ecológica y económica, que puedan ser mantenidos normas de estabilidad ecológica y económica, que puedan ser mantenidos

por mucho tiempo de cara al futuro. por mucho tiempo de cara al futuro.

c)

c)Si los pueblos de la Tierra se deciden por esta segunda alternativa, Si los pueblos de la Tierra se deciden por esta segunda alternativa, cuanto antes se comience a trabajar sobre ella, mayores serán las cuanto antes se comience a trabajar sobre ella, mayores serán las

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CRÍTICAS AL MODELO

•Modelo maltusiano: la culpa es del incremento poblacional. _{Modelo maltusiano: la culpa es del incremento poblacional.}

Afecta más a los países del sur que del norte, cuando son estos Afecta más a los países del sur que del norte, cuando son estos los que consumen más recursos y generan más contaminación. los que consumen más recursos y generan más contaminación.

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SISTEMAS DE TELEDETECCIÓN

 Detección remota a través de sensores.Detección remota a través de sensores.

 Teledetección: técnica que permite la observación a distancia y Teledetección: técnica que permite la observación a distancia y

la obtención de imágenes de la superficie desde sensores en la obtención de imágenes de la superficie desde sensores en

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COMPONENTES DE UN SISTEMA DE TELEDETECCIÓN

1.

1. SENSORSENSOR

Cámara situada en un avión o satélite, capaz de captar, codificar y Cámara situada en un avión o satélite, capaz de captar, codificar y

transmitir las imágenes de la superficie terrestre. transmitir las imágenes de la superficie terrestre.

2. FLUJO DE ENERGÍA

a)

a) Sensores pasivosSensores pasivos: utilizan un flujo de energía externo a ellos:: utilizan un flujo de energía externo a ellos: - Energía solarEnergía solar

- Energía de la superficie terrestreEnergía de la superficie terrestre

b) Activos: b) Activos:

Sensores que emiten un tipo de radiación y captan el reflejo de la Sensores que emiten un tipo de radiación y captan el reflejo de la

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3. CENTRO DE RECEPCIÓN:

•La imagen tomada por los sensores se transmite a Tierra en forma de _{La imagen tomada por los sensores se transmite a Tierra en forma de} información digital.

información digital.

•Si está dentro del radio de acción, se recoge con ayuda de una antena. _{Si está dentro del radio de acción, se recoge con ayuda de una antena.}

•Si no es así, tiene que ser enviada a un satélite de comunicación _{Si no es así, tiene que ser enviada a un satélite de comunicación}

intermediario que lo transmitirá a la Tierra. intermediario que lo transmitirá a la Tierra.

•En el centro de recepción la información se procesa y se corrige la _{En el centro de recepción la información se procesa y se corrige la} información.

información.

•Una vez procesada se distribuyen (formato analógico, visual o digital)_{Una vez procesada se distribuyen (formato analógico, visual o digital)}

4. SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN

Suele ser de tipo telemático, a partir del cual los usuarios tienen acceso a Suele ser de tipo telemático, a partir del cual los usuarios tienen acceso a la información recogida para interpretarla.

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 ESTRATÉGICO Y MILITAR (GLOBOS, PALOMAS MENSAJERAS, AVIONES Y ESTRATÉGICO Y MILITAR (GLOBOS, PALOMAS MENSAJERAS, AVIONES Y

SATÉLITES) SATÉLITES)

 METEOROLÓGICO (SATELITE TIROS-NASA)METEOROLÓGICO (SATELITE TIROS-NASA)

 RECURSOS NATURALES (SATELITE LANSDSAT)RECURSOS NATURALES (SATELITE LANSDSAT)

 AVANCE Y RETROCESO DE LOS HIELOS, DESIERTOS.AVANCE Y RETROCESO DE LOS HIELOS, DESIERTOS.

 CAMBIO CLIMÁTICOCAMBIO CLIMÁTICO

 AGUJERO DE OZONO.AGUJERO DE OZONO.

 EL FENÓMENO DE EL NIÑO.EL FENÓMENO DE EL NIÑO.

 DAÑOS EN CULTIVOS (PLAGAS O GRANIZO).DAÑOS EN CULTIVOS (PLAGAS O GRANIZO).

 DETECTAR MAREAS NEGRASDETECTAR MAREAS NEGRAS

 RIEGOS DE SEQUÍA O DE INCEDIOSRIEGOS DE SEQUÍA O DE INCEDIOS

 DETECTAR IMPACTOS DE EXPLOTACIÓN MINERA.DETECTAR IMPACTOS DE EXPLOTACIÓN MINERA.

 LOCALIZACIÓN DE FRACTURAS (SEISMOS)LOCALIZACIÓN DE FRACTURAS (SEISMOS)

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RADIACIONES ELECTROMAGNÉTICAS

(15)

VENTANAS ATMOSFÉRICAS

1. Zona visible (V) región central.

1. Zona visible (V) región central. - Azul: (de 0,4-0,5) – B

- Azul: (de 0,4-0,5) – B - Verde: (0,5-0,6) – G - Verde: (0,5-0,6) – G - Rojo: (0,6-0,7) – R - Rojo: (0,6-0,7) – R

2. Infrarrojo (IR)

- (IRP) infrarrojo próximo(0,7

- (IRP) infrarrojo próximo(0,7μμmm-1,3-1,3μμmm) Detecta ) Detecta

masas vegetales masas vegetales

- (IRM) infrarrojo medio (1,3

- (IRM) infrarrojo medio (1,3μμmm-8-8μμmm) detecta ) detecta

humedad. humedad.

- (IRT) infrarrojo lejano o térmico (8

- (IRT) infrarrojo lejano o térmico (8μμmm-14-14μμmm) )

detecta calor producido por el Sol, seres vivos, detecta calor producido por el Sol, seres vivos, incendios.

incendios.

3. Microondas (1mm-1m.)

- Utilizadas para tomar imágenes sin iluminación o - Utilizadas para tomar imágenes sin iluminación o con nubes.

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CARACTERÍSTICAS DE LAS IMÁGENES DIGITALES

•Píxel: superficie mínima detectada sobre el terreno que se

corresponde con cada una de las celdillas o unidades mínimas de información en las que se divide una imagen. Se expresa mediante un valor numérico expresado por una cifra o dígito que se

corresponde con un todo de gris en concreto.

• Píxeles de diferentes tamaños de color gris

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Resolución de un Sensor

Medida de su capacidad para discriminar los detalles a) Resolución espacial:

a) Resolución espacial: hace referencia al tamaño del pixel LANDSAT-TM: 30m x 30m

SPOT. 10m x 10m

b) Resolución temporal

b) Resolución temporal: frecuencia con la que se actualizan los datos de un sensor.

METEOSAT: 15 min LANDSAT-TM: 16 días

c) Resolución radiométrica:

c) Resolución radiométrica: capacidad para discriminar las variaciones de intensidad de la radiación emitida por los objetos y se mide por la

cantidad total de niveles o tonos diferentes de gris que posee una imagen.

(20)

d) Resolución espectral

d) Resolución espectral de un sensor es la capacidad de medir de un sensor es la capacidad de medir diferentes longitudes de onda. La resolución aumenta con el diferentes longitudes de onda. La resolución aumenta con el número de bandas en las que opera dicho sensor.

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• Los Los LandSatLandSat son una serie de satélites construidos y puestos en órbita por EE. son una serie de satélites construidos y puestos en órbita por EE.

UU. para la observación en alta resolución de la superficie terrestre.

• Los LandSat orbitan alrededor de la Tierra en órbita circular heliosincrónica, a 705 Los LandSat orbitan alrededor de la Tierra en órbita circular heliosincrónica, a 705

km de altura, con una inclinación de 98.2º respecto del Ecuador y un período de 99

minutos. La órbita de los satélites está diseñada de tal modo que cada vez que

éstos cruzan el Ecuador de Norte a Sur lo hacen entre las 10:00 y las 10:15 de la

mañana hora local. Los LandSat están equipados con instrumentos específicos

para la teledetección multiespectral.

• El primer satélite LandSat (en principio denominado El primer satélite LandSat (en principio denominado ERTS-1) fue lanzado el 23 de ERTS-1) fue lanzado el 23 de

julio de 1972. El último de la serie es el LandSat 7, puesto en órbita en 1999, y es

capaz de conseguir una resolución espacial de 15 metros.

(22)

La misión de los satélites

La misión de los satélites LandsatLandsat son son establecer una estrategia de captura establecer una estrategia de captura periódica de imágenes de la superficie periódica de imágenes de la superficie terrestre, cuya aplicación principal es terrestre, cuya aplicación principal es el análisis multitemporal.

el análisis multitemporal.

Los sensores principales instalados a Los sensores principales instalados a bordo de los Landsat

bordo de los Landsat son

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LANDSAT MSS (Land Satellite)

El scanner multiespectral MSS de U.S. Geological Survey's (USGS) suministra imágenes históricas de la superficie terrestre desde principios de los setenta hasta principios de los noventa.

LANDSAT TM

LANDSAT TM (Land Satellite) (Land Satellite)

Landsat Thematic Mapper

Landsat Thematic Mapper (TM) es un radiómetro multiespectral colocado en los (TM) es un radiómetro multiespectral colocado en los satélites

satélites Landsat 4 y 5. Landsat 4 y 5.

Los sensores TM adquieren imágenes continuamente desde Julio de 1982 hasta hoy.

LANDSAT ETM+

LANDSAT ETM+ (Land Satellite) (Land Satellite)

El Landsat Enhanced Thematic Mapper

El Landsat Enhanced Thematic Mapper (ETM) está a bordo del satélite(ETM) está a bordo del satélite Landsat 7 Landsat 7. El . El sensor ETM cubre los rangos del visible, infrarrojo cercano, infrarrojo medio, e infrarrojo

sensor ETM cubre los rangos del visible, infrarrojo cercano, infrarrojo medio, e infrarrojo

térmico. El proyecto Landsat es una iniciativa por parte de

térmico. El proyecto Landsat es una iniciativa por parte de U.S. Geological U.S. Geological Survey

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OBTENCIÓN DE IMÁGENES EN COLOR OBTENCIÓN DE IMÁGENES EN COLOR

(25)

OBTENCIÓN DE IMÁGENES FALSO COLOR OBTENCIÓN DE IMÁGENES FALSO COLOR

-RGB= 432

• Los primeros sensores solo trabajaban en estas bandas.

• En la actualidad siguen siendo las más utilizadas.

• Útiles para detectar detalles, vegetación, recursos mineros, zonas ocupadas por agua y espacios

(26)

OBTENCIÓN DE IMÁGENES FALSO COLOR OBTENCIÓN DE IMÁGENES FALSO COLOR

-RGB= 754

• Útiles para discriminar zonas quemadas - RGB= 742

• Útiles para discriminar las zonas urbanizadas y los cultivos

- RGB= 743

(27)

Mecanismos de la teledetección



Órbitas de los satélites

::

• GeoestacionariaGeoestacionaria: El satélite : El satélite está situado a gran altitud, está situado a gran altitud,

siempre sobre el mismo punto, siempre sobre el mismo punto,

moviéndose de forma moviéndose de forma

sincronizada con la rotación de sincronizada con la rotación de

la Tierra. la Tierra.

• Órbita polar:Órbita polar: El satélite rota de El satélite rota de forma circular pasando por los forma circular pasando por los

(28)



Sensores de barrido

multiespectral:

•

Es el mecanismo de

teledetección más utilizado

•

Sensores pasivos dotados de

sistemas ópticos-electrónico

•

Los sensores hacen un barrido

de la superficie de forma

perpendicular al movimiento del

satélite.



Sensores de microondas:

La señal de microondas se

distorsiona por la diferente

reflexión de la cubiertas

terrestres.

• Pasivos Pasivos : captan la radiación : captan la radiación emitida por nieve o hielo

emitida por nieve o hielo (cuerpos fríos).

(cuerpos fríos).

• Activos: RADAR .(Activos: RADAR .(radio detection radio detection and ranging

and ranging) Se emite el pulso ) Se emite el pulso de microondas y se recoge.

(29)

Imagen radar del Envisat del derrame de

crudo del Prestige

(30)

Imágenes estereoscópicas:

Son dos imágenes realizadas del mismo punto, desde diferentes Son dos imágenes realizadas del mismo punto, desde diferentes puntos. Se ve una imagen tridimensional.

(31)

Radarmetría:

Radarmetría: se basa en aprovechar las ventajas de los altímetros que poseen se basa en aprovechar las ventajas de los altímetros que poseen los sensores radar para la representación topográfica del terreno. los sensores radar para la representación topográfica del terreno.

A partir de estas imágenes se pueden generar

A partir de estas imágenes se pueden generar Modelos Digitales de Modelos Digitales de Elevaciones o DEM

(32)

Imágenes anaglíficas Imágenes anaglíficas

•Anaglifo: superposición de _{Anaglifo: superposición de} imágenes, una en rojo y otra imágenes, una en rojo y otra en azul que al ser miradas con en azul que al ser miradas con una lente especial se forma una lente especial se forma una imagen tridimensional. una imagen tridimensional.

•Son una variante de las _{Son una variante de las} estereoscopia.

(33)

Sensor Lídar

•Se basa en un sensor que emite un pulso de láser, ondas _{Se basa en un sensor que emite un pulso de láser, ondas} visibles o infrarrojos que choca contra los contaminantes o visibles o infrarrojos que choca contra los contaminantes o el polvo atmosférico dispersándose y volviendo de nuevo al el polvo atmosférico dispersándose y volviendo de nuevo al sensor.

sensor.

•Se emplea en la detección de contaminantes._{Se emplea en la detección de contaminantes.}

(34)

GPS : Sistema de posicionamiento global

Sistema formado por Sistema formado por

pequeños aparatos que pequeños aparatos que

captan las señales emitidas captan las señales emitidas

desde satélites desde satélites

específicamente diseñados específicamente diseñados para la localización exacta para la localización exacta

de cualquier punto de cualquier punto

geográfico de la superficie geográfico de la superficie

terrestre. terrestre.

Hay 28 satélites situados a Hay 28 satélites situados a

(35)

(36)

(37)

 Programas informáticos que contienen una gran cantidad de datos de Programas informáticos que contienen una gran cantidad de datos de

una zona organizados en capas. una zona organizados en capas.

 Base de datos con información geográfica.Base de datos con información geográfica.

 Se puede gestionar fácilmente toda la información sobre un territorio.Se puede gestionar fácilmente toda la información sobre un territorio.

SIG : sistemas de información geográfica.

Realizar simulacionesRealizar simulaciones

Prevención de riesgos (Prevención de riesgos (SIG de riesgosSIG de riesgos)) Ordenación del territorioOrdenación del territorio

Gestión de recursosGestión de recursos

Detección de impactosDetección de impactos

Utlización de los SIG

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Sistemas telemáticos de cooperación internacional

Información metereológica

Predicción de situaciones de riesgo (huracanes, gota fría, etc.)

WMO (World Metereologícal Mundial), 1950

•Vigilancia Meteorológica Mundial, 1968 _{Vigilancia Meteorológica Mundial, 1968}

•Equipos de teledetección por satélite_{Equipos de teledetección por satélite}

•Estaciones meteorológicas terrestres y marinas._{Estaciones meteorológicas terrestres y marinas.}

•Centros meteorológicos Nacionales._{Centros meteorológicos Nacionales.}

Constan de:

•Sensor de barrido multiespectral que opera en bandas visibles. _{Sensor de barrido multiespectral que opera en bandas visibles.}

•Imágenes en infrarrojos permiten detectar la humedad _{Imágenes en infrarrojos permiten detectar la humedad}

atmosférica, distinguir los tipos diferentes tipos de nubes y realizar atmosférica, distinguir los tipos diferentes tipos de nubes y realizar seguimientos de huracanes.

(39)

Principios de la Comisión de Naciones Unidas para

el Uso del Espacio Exterior (diciembre 1986)

(40)

Páginas WEB interesantes

 Instituto Nacional de Meteorología: Instituto Nacional de Meteorología:

• http://www.inm.es/http://www.inm.es/

• http://www.inm.es/web/infmet/satel/meteose.htmlhttp://www.inm.es/web/infmet/satel/meteose.html

• http://www.inm.es/web/infmet/radar/radar.htmlhttp://www.inm.es/web/infmet/radar/radar.html

 Página de búsqueda imágenes de cualquier lugar del mundo:Página de búsqueda imágenes de cualquier lugar del mundo:

• http://earth.google.com/http://earth.google.com/

 Agencia europea del medio ambiente:Agencia europea del medio ambiente:

• http://www.eea.eu.int/main_htmlhttp://www.eea.eu.int/main_html  Instituto Geográfico NacionalInstituto Geográfico Nacional

• http://www.fomento.es/MFOM/LANG_CASTELLANO/http://www.fomento.es/MFOM/LANG_CASTELLANO/

DIRECCIONES_GENERALES/INSTITUTO_GEOGRAFICO/Teledeteccion/

htm

 Otras páginas:Otras páginas:

• http://recursos.gabrielortiz.com/http://recursos.gabrielortiz.com/

• http://www.allmetsat.com/http://www.allmetsat.com/