M3 Sistemas de Información Geográfica y …epsem.upc.edu/~jorge/Bolivia/M3-01.pdf · BLOQUE 3 (2...

Dr. Juan JorgeDepartamento de Física Aplicada

[email protected] Politécnica Superior de Ingeniería de Manresa

[email protected] Politécnica de Cataluña

[email protected]

M3 Sistemas de Información Geográfica y Teledetección

aplicada al aprovechamiento de los recursos naturales

Geographical Information Systems and

Applied Remote Sensing

to the exploitation ofthe Natural Resources

En quechua? En aimara?

PresentaciPresentacióónn

Arancibia Balderrama, Jhony Roger HanzBalderrama Flores, Fausto AlfredoBleichner Benítez, Juan CarlosCaballero Rodríguez, AnabelClaure Alvarez, Genny IsabelCortez Torrez, José AntonioCuiza Lucio, NazarioEchave Canelas, Patricia SusamEspinoza Zambrana, Jenny AnabelFernández Terrazas, ErikaFlores Castillo, Carlos AntonioFuentes Miranda, Ivan EfrainGuillén Vargas, Julio ErnestoGuzmán Saavedra, RocioLoredo Gareca, Valentín

Machicado Alconz, AlexMena Rosas, Marcelo OmarMiranda Mondaca, Aleida Kattya JimenaMoscoso Oropeza, Patricia IvonneOrelllana Flores, Ramiro RubénPeñarrieta Venegas, Lia RosaPonz Sejas, Elizabeth JulietaQuispe Valdéz, Ronald FranzRodríguez Lafuente, Mariel MercedesRuiz Orellana, Miguel AlejandroSantos Chino, Juan CarlosSarzuri Ayala, Judith NorkaTorrico Condarco, Leslie SimonethVillegas Flores, Karla StephanieZambrana Martínez, Rubén Nestor

Contenido:

La asignatura está dividida en tres bloques:

BLOQUE 1 (1,5 ECTS): SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA1. Introducción.2. Naturaleza de los datos geográficos. Geo-referenciación.3. Modelo y estructura de los datos: SIG ráster, SIG vectorial.

BLOQUE 2 (1,5 ECTS): TELEDETECCIÓN1. Fundamentos teóricos de la obtención de datos.

1.1 Fundamentos físicos.1.2 Sistemas espaciales de Teledetección.

2. Tratamiento digital de imágenes de satélite.2.1 La matriz digital de datos.2.2 Correcciones en la imagen y su geo-referenciación.2.3 Clasificación digital.

BLOQUE 3 (2 ECTS): ESTUDIO DE CASOS1. Ejemplos prácticos con disponibilidad de datos.2. Planificación de un trabajo de investigación en esta materia.

Objetivos de la asignatura

Que los estudiantes:

• Asimilen los conocimientos teóricos sobre los Sistemas de Información Geográfica (SIG), así como los conceptos generales para la utilización de software específico, a partir del cual se pueda llevar a cabo la creación, modificación, gestión y análisis de un SIG aplicado al aprovechamiento de los recursos naturales.

• Conozcan los conceptos básicos teóricos y prácticos de la Teledetección, de forma que sean capaces de diferenciar el tipo de información del terreno que se puede obtener con esta técnica y sepan tratarla para convertirla en un determinado producto cartográfico y/o incorporarla a un SIG.

Bibliografia

• Santos, J.M. y Cocero, D., Los SIG raster en el campo medioambiental y territorial. Ejercicios prácticos con IDRISI y MiraMon. Madrid: UNED, 2007.

• Hutchinson, S. Inside ArcView GIS 8.3. Clifton Park, NY: Thomson/Delmar Learning, 2004.

• Lantada, N. & Nuñez, A. Sistemas de información geográfica: prácticas con ArcView. Barcelona: Edicions UPC, 2002.

• Liang, S. Quantitative Remote Sensing of Land Surfaces. New Jersey; John Wiley & Sons, 2004.

• Cambell, J.B. Introduction to Remote Sensing, 4th ed. London: Taylor & Francis, 2006.

• Chuvieco, E. Teledetección ambiental: la observación de la tierra desde el espacio. Madrid: Ariel, 2002.

• Gupta, R.P., Remote Sensing Geology, 2nd ed. Springer-Verlag, 2007.

El hombre debe elevarse por encima de la Tierra, hasta llegar a la cima de la atmósfera y mucho

más allá. Sólo, entonces será capaz de entender el mundo donde vive (Sócrates, 450 a.C.).

• Método socrático – El profesor pregunta, los estudiantes

responden, el profesor refina, todos aprenden.

• El profesor hace muchas preguntas.– El profesor no se habla a sí mismo en clase.

• Se espera que los estudiantes participen en la clase.

• Siéntanse libres de hacer preguntas.

HIPÓTESIS SOBRE EL ESTILO DOCENTE

• Relación profesor-estudiante: contractocontracto (compromiso).

•• Los conocimientos de la asignatura no caben en un cursoLos conocimientos de la asignatura no caben en un curso, se podría dedicar el doble de tiempo, y tampoco; y nadie nadie tiene todos los conocimientos de la asignaturatiene todos los conocimientos de la asignatura.

• Diccionario y glosariosglosarios tienen mucha importancia (saber definir también).

•• Al acabar la claseAl acabar la clase estaría bien hacerse unas preguntas sobre aquello que se ha tratado.

• Al acabar del todo la sesión, el estudiante debe contestar la pregunta: ¿¿he aprendido alguna cosa en la clase de hoy?he aprendido alguna cosa en la clase de hoy?La respuesta deberLa respuesta deberíía ser positiva. a ser positiva.

HIPÓTESIS SOBRE LA ASIGNATURA

(3) SISTEMAS deINFORMACIINFORMACIÓÓN N GEOGRÁFICAy

(2) TELEDETECCITELEDETECCIÓÓNN aplicada(“Percepción Remota”)

al aprovechamiento de los(1) RECURSOS NATURALESNATURALES

Día Hora Tema Actividad 14:30-15:30 M3 (1) Presentación de la asignatura y de participantes Profesor-estudiantes 15:30-16:30 RN (1) Recursos naturales Profesor-estudiantes

16:10-17:30 RS (1) Introducción a la Teledetección - “Last EO satellite” (ejercicio Internet)

Profesor, video - estudiantes

17:30-18:30RS (2) Fundamentos de la obtención de datos (I):

Fundamentos físicos de la teledetección - Leyes de la rad iación (ejercicios numéricos)

Profesor - estudiantes

Martes 20/10/09

► Recapitulación de la sesión 1 Profesor-estudiantes

8:30-9:30RS (3) Fundamentos de la obtención de datos (II):

Interacción radiación-materia - Firma espectral (ejercicios numéricos)


9:30-10:30RS (4) Fundamentos de la obtención de datos (III):

Sensores y plataformas - Órbitas (ejercicios numéricos)


10:30-11-30 RS (5) Tratamiento de la información (I): La matriz dig ital

Profesor

11:30-12:30 RS (6) Introducción a software RS Profesor ► Recapitulación de la sesión 2 Profesor-estudiantes

14:30-15:30 RS (7) Tratamiento de la información (II)

- RGB bandera (ejercicio Internet) Profesor - estudiantes

15:30-16:30 RS (8) Tutorial de Bilko (I) - estudiantes 16:30-17-30 RS (9) Tratamiento de la información (III) Profesor 17:30-18:30 RS (10) Tutorial de Bilko (II) - estudiantes

Miércoles 21/10/09


MASTER EN INGENIERÍA DE LOS RECURSOS NATURALESUNIVERSITAT POLITÈCNICA DE CATALUNYA (ESPAÑA)

M3 SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA Y TELEDETECCIÓN APLICADA AL APROVECHAMIENTO DE LOS RECURSOS NATURALES

Grupo: BOLIVIA. Calendario aproximado de impartición

Día Hora Tema Actividad 8:30-9:30 RS (11) Aplicaciones de la Teledetección Profesor

9:30-10:30 RS (12) Aplicaciones de la Teledetección Profesor 10:30-11:30 RS (13) Recapitulación RS Profesor-estudiantes11:30-12:30 RS (14) Recapitulación RS Profesor-estudiantes

► Recapitulación de la sesión 4 Profesor-estudiantes 14:30-15:30 SIG (1) Sistemas de Información Geográfica (I) Profesor 15:30-16:30 SIG (2) Sistemas de Información Geográfica (II) Profesor 16:30-17-30 SIG (3) Introducción a software SIG Profesor 17:30-18:30 SIG (4) Tutorial de Ilwis (I):

Introducción a Ilwis (ejercicio por parejas)Profesor - estudiantes

Jueves 22/10/09


8:30-9:30 SIG (5) Ejemplos de aplicación de SIG (I) Profesor 9:30-10:30 SIG (6) Ejemplos de aplicación de SIG (II) Profesor

10:30-11:30 SIG (7) Tutorial de Ilwis (II): Sensores remotos (ejercicio por parejas)


11:30-12:30 SIG (8) Tutorial de Ilwis (III) - Ejercicio en grupo

- estudiantes

► Recapitulación de la sesión 6 Profesor-estudiantes 14:30-15:30 SIG (9) Tutorial de Ilwis (IV)

- Ejercicio en grupo - estudiantes

15:30-16:30 SIG (10) Exposición de casos de estudio - estudiantes 16:30-17-30 SIG (11) Tutorial de MiraMon (I)

- Ejercicio d irigido (1) Profesor - estudiantes

17:30-18:30 SIG (12) Tutorial de MiraMon (II): - Ejercicio d irigido (2)


Viernes 23/10/09


8:30-9:30 SIG (13) Recapitu lación SIG Profesor-estudiantes9:30-10:30 M3 (2) Test de evaluación - estudiantes

10:30-11:30 M3 (3) Estructuración de un proyecto Profesor Sábado 24/10/09

11:30-12:30 M3 (4) Despedida Profesor-estudiantes

¿¿DDóónde estamosnde estamos??

JJJJ

All alone in our neighborhood of spaceAll alone in our neighborhood of space

Apollo 12Apollo 12’’s Classic Earth Rise from Moons Classic Earth Rise from Moon

Bolivia anuncia la creación de una agencia espacialEl organismo coordinará la puesta en órbita del satélite TTúúpacpac KatariKatari, que será construido por China (EFE - La Paz - 06/10/2009)

• El Gobierno boliviano creará una agencia espacial que estará encargada de administrar el proyecto para construir y poner en órbita un satélite propio para Bolivia. Según la agencia estatal de noticias ABI, el ministro de Obras Públicas, Wálter Delgadillo, ha anunciado que el Ejecutivo decidió crear la Agencia Boliviana EspacialAgencia Boliviana Espacial "que definirá el proceso, cronograma y actividades para realizar un seguimiento de la puesta en órbita del satélite", que será construido y cofinanciado por China. El Gobierno boliviano calcula que el proyecto demandará una inversión de entre 200 y 300 millones de dólares.

• Delgadillo afirmó que una comisión integrada por representantes de los Gobiernos de Bolivia y China y de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) se reunirá en La Paz a finales de este mes para evaluar las propuestas tecnológicas e identificar fuentes para financiar el proyecto.

• Morales viajó a Ginebra (Suiza) en septiembre pasado para acordar con la UIT la concesión de un segmento orbital para el satélite boliviano, que se llamará Túpac Katari en honor a un líder indio (aymara) que se rebeló contra la colonia española en el siglo XVIII. El mismo mes, Morales aprovechó la cumbre de las Naciones Unidas sobre cambio climático, celebrada en Nueva York, para reunirse con su homólogo chino, Hu Jintao, quien le garantizó el apoyo del país asiático para construir y poner en órbita el satélite.

• El Gobierno boliviano espera que el satélite pueda estar en órbita en un plazo no mayor de 36 meses, con la esperanza de garantizar la cobertura total de los servicios de telecomunicaciones en el país y reducir costes, explicó ayer Delgadillo.

• El ministro afirmó que actualmente las empresas y entidades estatales que requieren este servicio pagan alrededor de 10 millones de dólares al año por el alquiler de canales de satélites externos. "Cuando Bolivia tenga su propio satélite esos costos se reducirán por lo menos a la mitad, sin tomar en cuenta los valores agregados para utilizarlo en diversas tareas que sustenten el desarrollo", dijo.http://www.elpais.com/articulo/sociedad/Bolivia/anuncia/creacion/agencia/espacial/elpepusoc/20091006elpepusoc_11/Tes

• Capítulo Bolivia de SELPERSociedad de Especialistas Latinoamericanos en Percepción Remotahttp://www.selper-bolivia.org/

• ABTEMA (desde 1992)

Asociacion Boliviana paraTeledetección y Medio Ambientehttp://www.condesan.org/socios/abtema/a_uno.htm

• UDAPEUnidad de Análisis de Políticas Sociales y Económicashttp://www.udape.gov.bo/portalsig/inicio.htm

• ¿Qué son los recursos naturales?

• ¿Qué es la Teledetección?

• ¿Qué son los SIG?

3 preguntas b3 preguntas báásicassicas

Recursos NaturalesRecursos Naturales

No Recursos Naturales: Recursos Estéticos

• Paz, tranquilidad, belleza escénica. De gran importancia como atractivo turístico. Muy valorados, especialmente por personas que viven en áreas degradadas ambientalmente.

¿Qué son los recursos naturales?

• Listar 10 cosas que tengan en mente cuando oyen la palabra “recursos naturales”.1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.

¿¿QuQuéé son los recursos naturales?son los recursos naturales?

• Ensumos (bienes) y/o fuerzas materiales presentes en la Naturaleza que constituyen la base o sustento de las actividades productivas a los efectos de satisfacer las necesidades humanas y sociales en un contexto histórico-geográfico determinado.

• Materias primas y/o energías naturales que son medios indispensables para la producción de riqueza.

• Materiales que tomamos de nuestro medio ambiente para satisfacer nuestras necesidades. Entre nuestros principales recursos podemos incluir: seres vivos, suelos, minerales, agua y aire. En algunos casos los recursos están disponibles de forma inmediata (aire) pero en ocasiones requieren de procesos que los hagan disponibles (petróleo).

¿¿QuQuéé son los recursos naturales?son los recursos naturales?

CLASIFICACICLASIFICACIÓÓN DE LOSN DE LOSRECURSOS NATURALESRECURSOS NATURALES

• Según ocurrencia– Bióticos, abióticos

• Según ritmos de restauración– Renovables, no renovables

• Según disponibilidad de stock– Agotables, no agotables

• Perpetuos:– energía solar, vientos, mareas, corrientes de agua.

• No renovables:– combustibles fósiles, minerales metálicos y no metálicos.

• Potencialmente renovables:– aire limpio, agua limpia, suelo fértil.

RN según OcurrenciaBióticos: Genes, especies, ecosistemasAbióticos: Minerales, edáficos, hídricos, climáticos

RN según Ritmos de RestauraciónRenovables: permanentes a escala temporal humana:

Biomasa, hídricos, climáticosNo renovables: no permanentes a escala temporal humana:

Minerales, suelos, relieve

RN según Disponibilidad de StockAgotables: su utilización sostenida no es posible en un

período prolongado de tiempoNo agotables: pueden utilizarse como factores de producción

en forma sostenida en el tiempo sin riesgo deextinción

VALORACIVALORACIÓÓNNSOCIALSOCIAL

NATURALEZANATURALEZA

FUNCIONAMIENTOFUNCIONAMIENTOINTEGRAL y DIVERSOINTEGRAL y DIVERSO

MATERIALIDADMATERIALIDADTERRITORIAL y TEMPORALTERRITORIAL y TEMPORAL

RESERVASRESERVASNATURALESNATURALES

RECURSOSRECURSOSNATURALESNATURALES

IMPACTOSIMPACTOSAMBIENTALESAMBIENTALES

UTILIZACIUTILIZACIÓÓNNSOCIALSOCIAL

¿¿QuQuéé son las son las ReservasReservas NaturalesNaturales??

• Stock de bienes y/o fuerzas naturales disponibles en un territorio concreto con los que cuenta una comunidad o nación a los efectos de satisfacer necesidades presentes y futuras.

SUSTENTABILIDADSUSTENTABILIDAD

Degradación Ambiental

• Es el agotamiento o destrucción de un recurso potencialmente renovable como el suelo, pastizales, bosques o vida silvestre utilizándolo a un ritmo más rápido del que puede ser repuesto por la naturaleza.

• Si ese uso continúa, el recurso se puede convertir en no renovable o no existente.

Conservación de Recursos

• Uso y manejo de los recursos de forma tal que estén disponibles para su uso por generaciones presentes y futuras.

• Principio de “cosecha sostenible”: utilización de los recursos de forma tal que no sean removidos o gastados más rápido de lo que son reemplazados por la naturaleza.

Principio de Cosecha Sostenible

• Consiste de 10 principios básicos que lo hacen operable:

1. Dependencia: El ser humano tiene que entender que depende totalmente del planeta Tierra y sus ecosistemas para mantenerse vivo. El no reconocer este principio nos lleva a cometer graves errores en el uso y manejo del ambiente. Toda sociedad humana se sostiene a base de una infraestructura física y biológica.

Principio de Cosecha Sostenible (cont.)

2. Límites Biofísicos: Debemos reconocer los diferentes tipos de recursos y manejarlos a base de su naturaleza y limitaciones. Todos los recursos no pueden ser manejados de la misma forma. Ej.: la sobrepesca ha eliminado 25 zonas de pesca comercial en el Atlántico Norte entre el 1,900 y el 2,000.

3. Vivir dentro de los límites: Debemos diseñar sistemas que funcionen dentro de su capacidad de acarreo. El concepto de capacidad de acarreo requiere vivir con los recursos disponibles y dentro de los límites ambientales para procesar nuestros desperdicios.


4. Interdependencia: Lo que suceda a la Tierra, le sucederá a los que en ella viven. Existe una enorme interdependencia entre los seres humanos y el resto de lo que constituye al planeta. El reto de una existencia autosostenible es igual para todas las especies pero en los humanos se torna más complejo por una serie de factores éticos, económicos y políticos.

5. Igualdad Intergeneracional: No hemos heredado a la Tierra de nuestros antepasados; la hemos tomado prestada de nuestros descendientes. Debemos considerar lo que hacemos y lo que le dejaremos a las generaciones del futuro.


6. Igualdad Intrageneracional: Debemos vivir tratando de satisfacer nuestras necesidades sin afectar a las de los demás. El daño a la capa de ozono causado por los CFCs usados en Canadá puede causar cáncer a aldeanos en Los Andes que nunca en su vida han visto un refrigerador.

7. Justicia Ecológica: La Tierra es propiedad de todas las especies que en ella habitan y no de los humanos solamente.


8. Principios Políticos hacia el Desarrollo Sostenible: Desde el punto de vista político todas las naciones deben participar, cooperar y atacar las raíces del deterioro al ambiente y sus recursos.

Participación: Debe suceder a todos los niveles; desde el ciudadano hasta la gran empresa o corporación. A nivel ciudadano podemos ser consumidores más responsables. El problema es de todos así que a todos nos corresponde resolverlo.


9. Cooperación: Se requerirá un nivel de cooperación sin precedentes en la historia de la humanidad para resolver nuestros problemas ambientales y de recursos. Ejemplos de esto podemos verlo en los tratados entre diversos países para la limpieza del mar Báltico, reducción de emisiones de bióxido de carbono y CFCs.

10. Atacar el problema en sus raíces: Uno de los grandes errores del pasado ha sido el atacar a los síntomas y no a la raíz del mal. Se toman medidas a corto plazo que a la larga no resuelven y a veces hacen un mal peor. Ej: colocar filtros en chimeneas, convertidores catalíticos en los autos etc.

Preservación de Recursos

Implica proteger el recurso de actividades humanas y permitir solamente actividades de mínimo impacto como recreación y educación. En casos extremos el concepto preservación puede implicar la prohibición total de las actividades humanas como medida de protección del recurso. La preservación de recursos es la medida de conservación más restrictiva. En algunos casos es lo único que funciona.

Si se quiere salvar a la humanidad de esa autodestrucción, hay que distribuir mejor las riquezas y tecnologías disponibles en el planeta. Menos lujo y menos despilfarro en unos pocos países para que haya menos pobreza y menos hambre en gran parte de la Tierra. No más transferencias al Tercer Mundo de estilos de vida y hábitos de consumo que arruinan el medio ambiente. Hágase más racional la vida humana. Aplíquese un orden económico internacional justo. Utilícese toda la ciencia necesaria para un desarrollo sostenido sin contaminación. Páguese la deuda ecológica y no la deuda externa. Desaparezca el hambre y no el hombre.

SIG y TeledetecciSIG y Teledeteccióónn

TeledetecciTeledeteccióónn

¿Qué es teledetección (“remote sensing”)?

• Listar 10 cosas que tengan en mente cuando oyen la palabra “teledetección”.1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.

• Listar 10 cosas que tengan en mente cuando oyen la palabra “teledetección”.1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.

¿Qué es teledetección (“remote sensing”)?

…desde el espacio

¿Qué es teledetección (“remote sensing”)?Código UNESCO: 2506.16, ámbito de la Geología

Teledetección es la adquisición de información de un sistema desde la distancia.

…desde el aire...

…en tierra.

A Definition:

Remote sensing is the practice of deriving information about theearth’s land and water surfaces using images acquired from an overhead perspective, using electromagnetic radiation in one or more regions of the electromagnetic spectrum, reflected or emitted from the earth’s surface.

James P. Campbell, 1996

Another Definition:

The science of remote sensing consists of the interpretation of measurements of electromagnetic energy reflected from or emittedby a target from a vantage point that is distant from the target.

Paul Mather, 19??

Agriculturade precisión

Cambioglobal

Disastresnaturales

Gestiónmedioambiental

Aplicaciones de la teledetección


• Cartografía de los usos del suelo• Aplicaciones forestales y agrícolas• Planificación de las telecomunicaciones• Aplicaciones medioambientales• Cartografía hidrológica y de costas • Planificación urbana• Emergencias y peligros• Meteorología y cambio global

….. Imaginación!!!

2009

ERTSERTS--11 ==EarthEarth ResourceResource TechnologyTechnology SatelliteSatellite

ENIAC =ENIAC =ElectronicElectronic NumericalNumerical IntegratorIntegrator And And ComputerComputer

SIGSIG

¿Qué es un S.I.G.?

Un sistema de hardware, software y procedimientos elaborados para facilitar la obtención, gestión, manipulación, análisis, modelado, representación y salida de datosdatos espacialmente referenciados, para resolver problemas complejos de planificación y gestión.

Ayuda para la toma de decisiones

Pescadores tradicionales

Gruposaborígenes

Propietariosde tierras altas

Industriaaquacultura

Departmentos provinciales

Departamentosfederales

Comunidadesde costas

Recreoy accesopúblico

Compañíaspetroleras

y de canalización

Municipalidades

Una multitud de potenciales usuariosEllo supone una multitud de solapamientos en 3-4 dimensiones.

Ejercicio 1

• ¿Cuál ha sido el último satélite de observación de la Tierra que ha sido puesto en órbita?

– Nombre del satélite– Día del lanzamiento– País al que pertenece– Objetivo específico de observación

Ejercicio 2

• Buscar los valores de la combinación R,G,B que permiten reproducir los colores de la bandera de vuestro país.

– No se trata de la denominación del color de la “pintura” (color Pantone).

– Citar la fuente bibliográfica.– Reproducirla en una diapositiva.– Comparar el resultado con el de otro país.

Escocia (0, 114, 198)

Unión Europea:Azul (0,51,153)Amarillo (255,204,0)

Perú (206, 17, 38)

EspañaRojo (198, 11, 30)Amarillo-gualda (255, 196, 0)

Ejemplos para el ejercicio 2

ARGENTINAAzul celeste (153, 205, 255)Amarillo oro (255, 205, 51)

MÉXICORojo (206, 17, 38)Verde (0, 104, 71)

BOLIVIARojo (R,G,B)Amarillo (R,G,B)Verde (R,G,B)

?

Ejemplos para el ejercicio 2

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