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PERCEPCION REMOTA

ESCUELA DE INGENIEROS MILITARES

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL A DISTANCIA

BOGOTA

2015

WILLIAM EDUARDO CORREA V.

PERCEPCION REMOTA

ESCUELA DE INGENIEROS MILITARES

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL A DISTANCIA

BOGOTA

2015

Presentado por:

WILLIAM EDUARDO CORREA V.

C.C. 91´237,443 de Bucaramanga

Código:01201410218

CARTOGRAFÍA Y FOTOGRAMETRÍA

Docente: Ingeniero Javier Valencia Sierra

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TABLA DE CONTENIDO

INTRODUCCION..................................................................................................................4

1. OBJETIVOS..................................................................................................... ............. 4

1.1. Objetivo General .................................................................................................. 4

1.2. Objetivos específicos............................................................................................. 4

2. PERCEPCIÓN REMOTA ................................................................................................ 5

2.1. Antecedentes historicos........................................................................................ 5 2.2. Naturaleza de la radiación electromagnética................................................... 7

2.3. Teledetectores pasivos ....................................................................................... 13

2.4. Teledetectores activos ........................................................................................ 14

2.5. EL SONAR............................................................................................................. 16

2.6. EL RADAR............................................................................................................. 17

2.7. Interacción de los elementos de la superficie terrestre con la radiación........ 18

2.8. Dispersión.......................................................................................................,..... 21

2.9. Refracción ............................................................................................................ 22

2.10. Absorción ........................................................................................................... 23

3. PLATAFORMAS, SENSORES Y CANALES ............................................................... 23

4. APLICACIONES…………............................................................................................. 31

4.1. Monitoreo de áreas de desastre……………................................................. 31

4.2. Monitoreo de áreas de agricultura......... ..................................................... 36

4.3. Monitoreo a nivel global......................... ...................................................... 39

5. CONCLUSIONES .......................................................................................................... 40

6. BIBLIOGRAFIA ............................................................................................................. 41

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INGENIERÍA CIVIL CARTOGRAFÍA Y FOTOGRAMETRÍA

ESCUELA DE INGENIEROS MILITARES- ESING

PERCEPCIÓN REMOTA

INTRODUCCION

Atravez de los tiempos el hombre a tratado de realizar observaciones desde

posiciones diferentes a la de su ubicación a nivel de la tierra a sistemas para ver la

tierra hasta llegar a los satélites de la actualidad pero una vez creadas estas

plataformas el hombre a seguido adquiriendo conocimientos con la información

recibida por los satélites y también ha ido perfeccionando los mecanismos para la

obtención de esa información.

Estos avances tecnológicos y científicos y los nuevos desarrollo de la ciencia

geográfica, la informática y las técnicas de interpretación de imágenes determinar

obtener datos que provienen de sensores remotos junto a bases de datos

geográficos que ayudan a la toma de decisiones sobre diferentes temas territoriales.,

1. OBJETIVOS

1.1. Objetivo General

Hacer una breve introducción a la terminología referente a dispositivos y

tecnologías disponibles en el campo de la teledetección en la actualidad,

asociadas con las ciencias de la fotogrametría y la cartografía.

1.2. Objetivos específicos

Conocer el significado y aplicaciones, de la percepción remota.

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Conocer como es el desarrollo de la información satelital que se aplica en

muchas de las actividades desarrolladas por el hombre.

2. PERCEPCIÓN REMOTA

2.1. A N T E C E D E N T E S HISTORICOS

Ya en la Segunda Guerra Mundial, la aplicación militar de las aerofotografías introdujo

nuevos avances como las imágenes en infrarrojo y con radar, además que se mejoraron las

naves y los equipos. Vino luego la carrera espacial que permite una imagen global del

planeta y otros cuerpos del sistema solar, inicialmente con cámaras estándar y luego con

instrumentos más sofisticados como los multiespectral.

Surge entonces un interés que se apartó del uso militar que alimentó la “guerra fría” y que

se enfoca en conocer, cartografiar y evaluar los recursos naturales. En 1972 se lanza el

primer satélite Landsat de la serie ERTS, ideado por la NASA. Prosiguen luego numerosos

programas llevados a cabo por varios países desarrollados, que hacen del espacio

circundante a la Tierra, una telaraña de naves (y fragmentos), midiendo y suministrando

información continuamente.

El desarrollo de la estadística, los programas de computador y del Hardware, permitieron

que la información gráfica "raster"de los sensores remotos fuese procesada y de ella se

extrajera mediante filtros, realces y combinaciones, una gran cantidad de conocimiento

nuevo y de alto nivel de complejidad.

La Percepción Remota es una disciplina compleja, por la sencilla razón de que a su vez,

involucra un conjunto de disciplinas complejas. El vertiginoso desarrollo científico que ha

caracterizado esta última década del siglo, ha terminado con la pueril idea de que siempre

hay una solución sencilla para un problema complejo: si el problema es complejo, su

solución será compleja. En Percepción Remota confluyen, por ejemplo, disciplinas tales

como análisis y procesamiento de imágenes satelitales, espectrometría, estadística,

http://www.teledet.com.uy/imagenes.htm

6



Matemáticas, informática, astronomía, cartografía, etc... Como los objetos a ser estudiados

mediante el uso de imágenes satelitales pueden ser de diferente naturaleza física, un

proyecto puntual basado en Percepción Remota puede requerir, además, la asistencia de

especialistas en la materia que involucra al objeto bajo estudio, como por ejemplo

agrónomos, geólogos, oceanógrafos, urbanistas, etc., según sea el caso. También puede

darse el hecho, de que un determinado proyecto no esté basado específicamente en el

uso de imágenes satelitales para su desarrollo, pero que no obstante, requiera de ellas

como herramienta adicional de información. Como puede verse, el espectro

multidisciplinario que propone la Percepción Remota, ubica a esta dentro de líneas que la

ciencia moderna impone. Hoy por hoy es impensable que cualquier emprendimiento de

carácter científico de compleja solución, pueda ser llevado a cabo por una sola persona: el

conocimiento enciclopédico a quedado confinado para siempre a los genios renacentistas.

En cuanto a la complejidad, debemos asumir esta como un desafío y no como una carga

tediosa.

PERCEPCION REMOTA, Fuentes:

https://books.google.com.co/books?hl=es&lr=&id=o-

co/search?q=percepcion+remota&espv=2&biw

La interacción entre sensores y objetivos estudiados suelen ser un flujo de radiación

que parte de los objetos y se dirigen hacia el sensor. Este flujo puede ser, en

cuanto a su origen, de tres tipos:

https://books.google.com.co/books?hl=es&lr=&id=o-

7



Radiación solar reflejada por los objetos (luz visible e infrarrojo reflejado) º

Radiación terrestre emitida por los objetos (infrarrojo térmico)

Radiación emitida por el sensor y reflejada por los objetos (radar)

Las técnicas basadas en los dos primeros tipos se conocen como teledetección

pasiva y la última como teledetección activa.

Es la adquisición de información a pequeña o gran escala de un objeto o

fenómeno, ya sea usando instrumentos de grabación o instrumentos de escaneo

en tiempo real inalámbricos o que no están en contacto directo con el objeto

(como por ejemplo aviones, satélites, astronave, boyas o barcos). En la práctica, la

teledetección consiste en recoger información a través de diferentes dispositivos

de un objeto concreto o un área. Por ejemplo, la observación terrestre o los satélites

meteorológicos, las boyas oceánicas y atmosféricas, las imágenes por resonancia

magnética (MRI en inglés), la tomografía por emisión de positrones

(PET en inglés), los rayos-X y las sondas espaciales son todos ejemplos de

teledetección. Actualmente, el término se refiere de manera general al uso de

tecnologías de sensores para adquisición de imágenes, incluyendo: instrumentos a

bordo de satélites o aerotransportados, usos en electrofisiología, y difiere en otros

campos relacionados con imágenes como por ejemplo en imagen médica.

2.2. Naturaleza de la radiación electromagnética

Dada la importancia de las radiaciones electromagnéticas en la adquisición de

información por PR se justifica estudiar su naturaleza con mayor detalle.

La energía electromagnética o energía radiante es una entidad física que se manifiesta

bajo dos aspectos complementarios entre sí: el ondulatorio y el corpuscular. La

concepción ondulatoria que permite explicar ciertos fenómenos como los de difracción e

interferencia interpreta la la radiación como un campo eléctrico y uno magnético oscilando

en planos perpendiculares (Fig. 3). El fenómeno ondulatorio posee una doble periodicidad:

en el espacio y en el tiempo. La periodicidad espacial determina la longitud de onda que

es la distancia entre dos puntos consecutivos de igual amplitud del campo eléctrico o

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magnético. El intervalo de tiempo transcurrido entre dos instantes consecutivos en que

uno u otro campo alcanza igual valor se denomina período t. Se define la frecuencia de

la radiación como la relación 1/t que se expresa en ciclos por segundo

.

FIGURA 3: La radiación como un campo eléctrico y uno magnético oscilando en planos

perpendiculares

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La concepción corpuscular permite explicar ciertos hechos experimentales como el

efecto

fotoeléctrico y la absorción de radiación por las moléculas y consiste en concebir

la radiación como un haz de corpúsculos llamados cuantos de radiación o fotones que

se desplazan en la dirección del haz con la velocidad de la luz.

Las concepciones ondulatoria y corpuscular de la radiación se concilian en la relación

de

PLANCK:

La relación de Planck permite que un haz de radiación de determinada frecuencia

(o longitud de onda) sea interpretado como un flujo de cuantos de determinada

energía.

En la Fig. 5 se representa el espectro electromagnético. Obsérvese que la región

visible del espectro electromagnético representa sólo una pequeña fracción de éste.

Por razones de practicidad se utilizan diferentes unidades de longitud de onda según

la región espectral considerada. En nuestro estudio, que se centrará

fundamentalmente en las regiones conocidas como visible e infrarrojo nos bastará con

recurrir a los micrómetros o micras (1 µm= 10-4 cm)o a los nanómetros (1 nm = 10-3

µm). Para las regiones de radar convendrá referirse a centímetros.

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ESPECTRO DE LUZ, Fuentes: http://www.um.es/geograf/sig/teledet/imagenes/spectrum.gif

Obsérvese que la región visible del espectro electromagnético representa sólo una

pequeña

fracción de éste

Por razones de practicidad se utilizan diferentes unidades de longitud de onda

según la región espectral considerada. En nuestro estudio, que se

centrará fundamentalmente en las regiones conocidas como visible e infrarrojo nos

bastará con recurrir a los micrómetros o micras (1 µm= 10-4 cm) oalos

nanómetros (1 nm = 10-3 µm). Para las regiones de radar convendrá referirse a

centímetros.

La radiación electromagnética es una forma de energía que se propaga

mediante ondas que se desplazan por el espacio a la velocidad de la luz

(300000 Km/s) transportando cantidades discretas de energía (cuantos).

Estas ondas se caracterizan por tener longitudes muy diferentes, desde los

http://www.um.es/geograf/sig/teledet/imagenes/spectrum.gif

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rayos X y gamma con longitudes de onda menores de 100 Amstrongs hasta

las ondas de televisión y radio con longitudes mayores de un metro. El

conjunto de todas las longitudes de onda se denomina espectro

electromagnético. Dentro del espectro electromagnético se distinguen una

serie de regiones en función de la longitud de onda. Las regiones más

utilizadas por las diferentes técnicas de teledetección son:

RADIACION SOLAR, Fuentes:

https://www.google.com.co/search?q=radiacion+solar&espv=2&biw

RADIACION SOLAR, Fuentes:

https://www.google.com.co/search?q=radiacion+solar&espv=2&biw

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ESPECTRO DE LUZ, Fuentes: http://www.um.es/geograf/sig/teledet/imagenes/spectrum.gif

TIPOS DE RADIACION, Fuentes: http://fci.uib.es/digitalAssets/175/175980_int2.jpg

Luz visible

Infrarrojo reflejado

Infrarrojo térmico

Radar

http://www.um.es/geograf/sig/teledet/imagenes/spectrum.gif

http://fci.uib.es/digitalAssets/175/175980_int2.jpg

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Distribución de la radiación solar y terrestre

Por tanto puede concluirse que la radiación solar domina aquellas regiones del

espectro electromagnético que corresponden a la radiación visible y al infrarrojo

reflejado. La radiación terrestre domina el infrarrojo térmico, mientras que las

radiaciones que corresponden al radar no aparecen en la naturaleza, deben ser

por tanto de origen artificial.

Hay dos clases de teledetección principalmente: teledetección pasiva y

teledetección activa.

2.3. Teledetectores pasivos

Son los que detectan radiación natural emitida o reflejada por el objeto o área

circundante que está siendo observada. La luz solar reflejada es uno de los

tipos de radiación más comunes medidos por esta clase de teledetección.

Algunos ejemplos pueden ser la fotografía, los infrarrojos,

los sensores CCD (charge- coupled devices, “dispositivo de cargas

eléctricas interconectadas”) y los radiómetros.

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TELEDETECTORES PASIVOS, Fuentes: https://encrypted-tbn1.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQs_lfv-

8GHH3SU_jJkf7SLSIhlTnT61KYqq14kss-e5_svdECFoQ

2.4. Teledetectores activos

Estos emiten energía para poder escanear objetos y áreas con lo que el

teledetector mide la radiación reflejada del objetivo. Un radar es un ejemplo

de teledetector activo, el cual mide el tiempo que tarda una emisión en ir y

volver de un punto, estableciendo así la localización, altura, velocidad y

dirección de un objeto determinado.

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La teledetección remota hace posible recoger información de áreas

peligrosas o inaccesibles. Algunas aplicaciones pueden ser monitorizar

una deforestación en áreas como la Cuenca del Amazonas, el efecto

del cambio climático en los glaciares y en el Ártico y en el Antártico, y el

sondeo en profundidad de las fallas oceánicas y las costas. El colectivo

militar, durante la Guerra Fría, hizo uso de esta técnica para recoger

información sobre fronteras potencialmente peligrosas. La teledetección

remota también reemplaza la lenta y costosa recogida de información sobre

el terreno, asegurando además que en el proceso las zonas u objetos

analizados no se vean alterados.

Las plataformas orbitales pueden transmitir información de diversas franjas

del espectro electromagnético que en colaboración con sensores aéreos o

terrestres y un análisis en conjunto, provee a los investigadores con

suficiente información para monitorizar la evolución de fenómenos naturales

tales como El Niño. Otros usos engloban áreas como las ciencias de la

Tierra, en concreto la gestión de recursos naturales, campos de agricultura

en términos de uso y conservación, y seguridad nacional.

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TELEDETECTORES ACTIVO https://www.google.com.co/search?q=teledetectores+activos+imagenes&biw

Así como existen Teledetectores montados en satélites, también existen

dispositivos que se utilizan en tierra e incluso en el agua para captar imágenes y

características del terreno dentro y fuera del agua, también para detectar objetos y

obstáculos fijos y móviles en un perímetro de cobertura de las señales enviadas y

recibidas.

2.5. EL SONAR

El sonar (del inglés SONAR, acrónimo de Sound Navegación And Ranging,

navegación por sonido’) es una técnica que usa la propagación

del sonido bajo el agua (principalmente) para navegar, comunicarse o

detectar objetos sumergidos.

El sonar puede usarse como medio de localización acústica, funcionando

de forma similar al radar, con la diferencia de que en lugar de emitir ondas

electromagnéticas emplea impulsos sonoros. De hecho, la localización

acústica se usó en aire antes que el GPS, siendo aún de aplicación

el SODAR (la exploración vertical aérea con sonar) para la investigación

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atmosférica. La señal acústica puede ser generada por piezoelectricidad o

por magnetostricción.

El término «sonar» se usa también para aludir al equipo empleado para

generar y recibir el sonido de carácter infrasonoro. Las frecuencias usadas

en los sistemas de sonar van desde las ultrasónicas a

las extrasonicas (entre 20 Hz y 20 000 Hz), la capacidad del oído humano.

Sin embargo, en este caso habría que referirse a un hidrófono y no a un

sonar. El sonar tiene ambas capacidades: puede ser utilizado como hidrófono

o como sonar.

SONAR, Fuente: www.google.com.co/search?q=sonar&espv=2&biw

2.6. EL RADAR

El radar (término derivado del acrónimo inglés radio detection and ranging,

“detección y medición de distancias por radio”) es un sistema que

usa ondas electromagnéticas para medir distancias, altitudes, direcciones y

velocidades de objetos estáticos o móviles como aeronaves, barcos,

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vehículos motorizados, formaciones meteorológicas y el propio terreno. Su

funcionamiento se basa en emitir un impulso de radio, que se refleja en el

objetivo y se recibe típicamente en la misma posición del emisor. A partir de

este "eco" se puede extraer gran cantidad de información.

El uso de ondas electromagnética con diversas longitudes de onda permite

detectar objetos más allá del rango de otro tipo de emisiones (luz

visible, sonido, etc.).

Entre sus ámbitos de aplicación se incluyen la meteorología, el control del

tráfico aéreo y terrestre y gran variedad de usos militares.

IMAGENES DE RADAR, Fuente: Internet, https://www.google.com.co/search?q=radar&espv=2&biw=1600&bih

2.7. Interacción de los elementos de la superficie terrestre con la radiación

Los objetos físicos se hallan constituidos por sistemas atómico-moleculares. El

contenido energético total de tales sistemas puede considerarse, en una

primera aproximación, como la suma de varios aportes energéticos: energía

transnacional, energía vibracional, asociada a las vibraciones de los átomos en

torno a sus posiciones de equilibrio en las moléculas, energía rotacional,

asociada a las rotaciones de la molécula en torno a ciertos ejes y energía

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electrónica, asociada a los electrones contenidos en la molécula: algunos de

tales electrones participan decisivamente en los enlaces químicos

intramoleculares. Salvo la energía translacional las demás formas de energía

están sujetas a severas restricciones impuestas por la Mecánica Cuántica, no

pudiendo adoptar sino ciertos valores discretos de energía que se denominan

niveles energéticos. La Fig. 6 esquematiza una distribución de niveles

energéticos para una molécula hipotética.

Figura 6: Distribución de niveles

Con A y B representamos dos niveles electrónicos, que son los que involucran un

mayor diferencial de energía. Cada uno de ellos posee sus propios niveles

vibracionales v y a su vez éstos poseen una estructura “fina” rotacional r.

En la misma figura se representa una transición entre los dos niveles electrónicos.,

Esta puede iniciarse y terminar en diversos niveles vibracionales o rotacionales de

ambos niveles electrónicos, siempre que ciertas reglas de selección de la Mecánica

Cuántica autoricen tal transición. Para nosotros el hecho más importante a destacar es

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que los patrones de niveles energéticos como el representado en la Fig 6 son

específicos de cada especie atómico-molecular.

En condiciones usuales de temperatura ambiente los sistemas atómico-moleculares

suelen encontrarse en sus niveles energéticos más bajos, pero por el aporte de

diversas formas de energía (eléctrica, térmica, electromagnética, etc.) pueden ser

excitados a niveles energéticos superiores. Si la energía suministrada al sistema es

suficiente podrá provocar transiciones entre niveles electrónicos,

usualmente acompañadas, como ya vimos, por cambios vibracionales y rotacionales.

Si las energías aportadas son menores las transiciones sólo se producirán entre

niveles vibracionales e incluso sólo rotacionales. Consideremos la excitación de las

moléculas por aporte de energía radiante mediante un haz de radiación que posea un

rango continuo de longitudes de onda (o, lo que es equivalente, por un haz de fotones

cuyas energías cubren un amplio rango continuo de valores): este es el caso típico de

la radiación emitida por el sol o por cuerpos incandescentes. Este tipo de radiación

suele llamarse continua o de espectro continuo. El objeto o sistema irradiado

absorberá aquellos fotones que poseen la energía justamente necesaria para producir

las transiciones que le son permitidas. Es así que en el haz transmitido o reflejado

luego de interaccionar con el sistema el número de fotones de ciertas longitudes de

onda se verá reducido, o dicho de otro modo, la intensidad de las radiaciones de

determinadas longitudes de onda se verá reducida.

Figura 7: Intensidad de radiaciones reducidas.

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Este efecto se representa en el caso hipotético de la Fig. 7: un haz incidente de

composición espectral dada por la curva A ve modificada dicha composición espectral

de acuerdo a la curva B, que puede ser considerada la curva espectral del objeto

irradiado.

La forma de dicha curva depende del patrón de niveles energéticos del objeto

irradiado y siendo dicho patrón altamente específico para el sistema atómico

molecular del objeto irradiado, es decir de su estructura química, la curva espectral de

éste constituye algo así como una impresión digital o firma espectral del objeto en

cuestión permitiendo su identificación.

2.8. Dispersión

La dispersión es el redireccionamiento de la radiación por parte de los

gases y aerosoles presentes en la atmósfera en cualquier dirección. Existen

tres tipos básicos de dispersión:

Dispersión de Rayleigh

La producen los gases atmosféricos en la alta atmósfera (9-10 Km).

Es mayor cuanto menor es la longitud de onda. La luz azul se

dispersa cuatro veces más que la roja y la ultravioleta 16 veces más

que la roja.

Dispersión de Mie

Se produce en la baja atmósfera (0-5 Km) debido a los aerosoles

(polvo, polen, gotitas de agua).

Los aerosoles tienen un tamaño más o menos igual que la

longitud de onda que dispersan

Afecta especialmente a la luz visible

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Dispersión no selectiva

Se produce en la baja atmósfera

Las partículas son mayores que la radiación incidente

No depende de la longitud de onda

La luminosidad de la atmósfera es efecto de la dispersión. Los satélites

registran esta luminosidad además de la energía reflejada por los objetos

situados sobre la superficie terrestre. El resultado es:

Aumenta el brillo general de la imagen

Disminuye el contraste (los objetos brillantes aparecen más

oscuros y los oscuros más brillantes)

Se difuminan los bordes de los objetos

2.8. Refracción

Se trata de un cambio de dirección de la luz que ocurre cuando la luz

atraviesa dos medios con diferente densidad (diferentes capas de la

atmósfera por ejemplo). Causa espejismos en días cálidos y degrada

la signatura espectral de los objetos.

REFRACCIÓN, Fuente:

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/4f/Refracci%C3%B3n_y_reflexi%C3%B3n.svg/750px-

Refracci%C3%B3n_y_reflexi%C3%B3n.svg.png

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/4f/Refracci%C3%B3n_y_reflexi%C3%B3n.svg/

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REFLEXION REFRACCIÓN, Fuente: http://www.monografias.com/trabajos94/ultrasonido-

electromedicina/image003.jpg

2.9. Absorción

Cada uno de los gases atmosféricos tiene capacidad para absorber

radiación en diferentes longitudes de onda.

ABSORCIÓN ATMOSFÉRICA, Fuente: http://www.monografias.com/trabajos82/manejo-envi/image004.jpg

3. PLATAFORMAS, SENSORES Y CANALES

Se entiende por plataforma los satélites (LANDSAT, METEOSAT, NOAA, SPOT) o

aviones que transportan los aparatos necesarios para captar, almacenar y transmitir

imágenes a distancia. La resolución temporal indica el intervalo de tiempo entre

cada imagen obtenida por la plataforma (la que queramos en el caso de los

aviones) cada media hora en el caso de los satélites geosíncronos y variable

en el caso de los satélites heliosíncronos

http://www.monografias.com/trabajos94/ultrasonido-

http://www.monografias.com/trabajos82/manejo-envi/image004.jpg

24



Un sensor es el dispositivo que reúne la tecnología necesaria para captar

imágenes a distancia. Puede captar información para diferentes regiones del

espectro y cada una de estas regiones se denomina canal o banda. Los diferentes

canales se pueden caracterizar en función de variables:

Amplitud espectral (región del espectro para la cual capta datos)

Resolución radiométrica (número de intervalos de intensidad que puede

captar)

Resolución espacial (tamaño de pixel)

Resolución temporal (tiempo que tarda el satélite en pasar dos veces por el

mismo sitito)

TIPOS DE SENSORES, Fuente: http://cdn3.grupos.emagister.com/imagen/tipos_de_sensores_430139_t0.jpg

Otra característica que conviene distinguir en los sensores remotos es la manera como ellos

registran la información a medida que avanzan según su trayectoria u órbita. En general el

área barrida se extiende a ambos lados de la trayectoria (swath width) y su anchura queda

determinada por la óptica del sistema por ej. por el telescopio que debe llevar el sistema para

observaciones desde cientos de kilómetros de altura y determina el campo de visión (Field of

View o FOV) Las dos principales opciones de barrido se esquematizan en la Fig. 27. El modo

cruzado con la trayectoria (cross track o whiskbroom mode) normalmente utiliza un espejo

rotatorio u oscilante, es decir que constituye un sistema óptico-mecánico. Este barre la

escena a lo largo de una línea simple (o múltiple) transversal a la trayectoria. Esta línea es

muy larga (kilómetros) pero muy angosta (metros).

http://cdn3.grupos.emagister.com/imagen/tipos_de_sensores_430139_t0.jpg

25



TIPOS DE SENSORES, Fuente: http://cdn3.grupos.emagister.com/imagen/tipos_de_sensores_430139_t0.jpg

Cada línea se subdivide en una secuencia de elementos espaciales individuales cada una de

las cuales representa una pequeña área de la escena terrestre que se examina.

O sea que a lo largo de la línea existe un arreglo de celdas continuas, cada una de las cuales

refleja radiación y que son sensadas secuencialmente a lo largo de la línea. En el sensor

cada una de estas celdas está asociada a un pixel (o picture element) ligado a un detector

microelectrónico y se caracteriza por un dado valor de radiación que a través del efecto

fotoeléctrico genera una corriente electrónica.

El área cubierta por el píxel, es decir el área de la celda terrestre que se corresponde a dicho

píxel, queda determinada por el Campo de Visión Instantánea del sensor (Instantaneous

Field of View – IFOV).

http://cdn3.grupos.emagister.com/imagen/tipos_de_sensores_430139_t0.jpg

26



El diseño de los sensores de un satélite se hace teniendo en cuenta todas las

consideraciones hechas hasta ahora. Salvo excepciones, se va a trabajar con

ventanas atmosféricas y se va a seleccionar aquella combinación de regiones del

espectro que mayor información van a proporcionar acerca de los fenómenos que

se quieren estudiar y que mejor van a ayudar a discriminarlos. Los principales

satélites y sensores utilizados hoy en día en teledetección son:

METEOSAT

IMAGENES DE METEOSAT INFRAROJO BLANCO Y NEGRO, Fuente: http://www.meteosat.com/meteosat/

27



NOAA

IMAGENES NOAA, Fuente: http://www.goes.noaa.gov/ha1.html

http://www.goes.noaa.gov/ha1.html

28



LANDSAT

IMAGENES LANDSAT, Fuente: http://landsatlook.usgs.gov/viewer.html

IMAGENES LANDSAT, Fuente: http://landsatlook.usgs.gov/viewer.html

http://landsatlook.usgs.gov/viewer.html

http://landsatlook.usgs.gov/viewer.html

29



SPOT

IMAGENES SPOT

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IRS

IMAGENES IRS, Fuente: http://www.isro.com

IKONOS

IMAGENES IKONOS, Fuente: https:// www.satimagingcorp.es/gallery/ikonos-vatican-city-rome.html

http://www.isro.com/

31



Respecto a la resolución temporal, METEOSAT proporciona una imagen cada 30

minutos, NOAA cada 6 horas, Landsat cada 15-16 días y tanto SPOT como los de

más baja resolución hay que contratarlos previamente.

La resolución radiométrica depende del número de bits que sea capaz de almacenar

el sensor. Normalmente va a ser 2^b niveles. En el caso de landsat son

8 bits y por tanto 256 niveles de gris, de manera que se transforma la cantidad de

energía que llega al sensor números entre 0 y 255 que se denominan Niveles

Digitales (ND). Este paso implica también hacer un promedio de la cantidad de

radiación que llega dentro del rango de amplitud espectral del canal y del tamaño

del pixel.

4. APLICACIONES

Los avances tecnológicos de las últimas décadas en el campo de la percepción remota y

de sus cada vez más numerosas aplicaciones nos hacen desistir de intentar realizar

acerca de éstas una presentación sistemática y formal, sobre todo si queremos mantener

el carácter

Introductorio de este trabajo. Ya en los capítulos anteriores, al referirnos a

diversos aspectos y procedimientos de la Percepción Remota los hemos ilustrado con

algunos ejemplos de aplicación a casos de monitoreo de recursos terrestres. Para este

capítulo final hemos elegido algunos temas de aplicación puntuales que creemos pueden

ser de especial interés para quienes nos han acompañado hasta aquí.

con el utilizado con satélites es la distancia al objetivo, dado que estos equipos y

sensores son manipulables se aplica a diversas situaciones que ayudan al hombre

cosa que cambia exageradamente cuando se hace monitoreos desde el espacio

con la tierra como objetivo.

4.1. Monitoreo de áreas de desastre.

32



Las imágenes satelitales constituyen una valiosa herramienta para acceder rápidamente a

aquellas áreas sometidas a desastres ecológicos. Su amplia área de cobertura, su

facilidad para visualizar rápidamente y evaluar la situación de aquellos lugares donde las

mismas consecuencias del desastre impiden o dificultan otros tipos de aproximación son

factores fundamentales en el manejo de las acciones de recuperación posteriores al

evento. Incluso en muchos casos la información satelital permite emitir alertas previos al

evento: en efecto, muchos tipos de desastres, como inundaciones, sequías, huracanes,

erupciones volcánicas, etc. poseen señales precursoras que un satélite pude detectar. El

alerta temprano permite reducir los riesgos potenciales y planificar las acciones a tomar

durante y luego del episodio. Cuando hablamos de desastres ecológicos lo hacemos en

un sentido amplio. En efecto, incluimos en dicho concepto no sólo los desastres naturales

sino también los debidos a la acción humana directa o bien inducida por la acción

humana. Algunos son de rápido desenlace y con resultados devastadores, otros son de

desarrollo lento pero con iguales o más serias repercusiones en el tiempo.

4.1.1 Algunos ejemplos típicos.

· Sequías e incendios. En el desarrollo de este trabajo ya nos referimos a casos de

aplicación de los métodos de percepción remota a eventos ecológicos cuando

presentamos ejemplos de seguimiento de sequías y monitoreo de incendios. En ciertas

regiones estos tipos de desastres son frecuentes y con graves consecuencias para las

poblaciones afectadas.

· Inundaciones. Las inundaciones constituyen otro caso cuyo seguimiento y evaluación es

fácilmente realizable desde el espacio. Utilizando imágenes multitemporales, es decir,

tomadas en diferentes fechas, es posible detectar y cuantificar cambios ocurridos en el

área afectada en el lapso transcurrido entre la adquisición de las imágenes. Las Figs. 117

a y b representan la misma escena: la confluencia de los ríos Missisipi y Missouri en las

proximidades de las ciudades de St.Charles y St.Louis antes y después de las

inundaciones del verano de 1993

IMAGENESATELITALES, Fuente: https:// www.teledet.com

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Las imágenes corresponden a la banda TM5 del LANDSAT que permite realzar los

cuerpos de agua por su color casi negro. Existe un procedimiento muy útil para evaluar

cambios: si entre las dos fechas no hubiera ocurrido ningún cambio de importancia en la

escena, las dos imágenes TM5 estarían fuertemente correlacionadas y un dispersograma

de ambas evidenciaría dicha correlación. El dispersograma real es el de la Fig. 118 b

donde el sector alargado horizontal en la parte inferior corresponde a los pixeles

inundados. Si pedimos a la computadora que los destaque en la imagen de la

inundación, Fig. 118 a, se evidenciarán (color azul) las zonas inundadas, pudiendo

medirse su área total, el área de las zonas urbanas inundadas, etc. Una combinación RGB

432 (falso infrarrojo, Fig. 119) complementa la anterior imagen y permite identificar la

naturaleza de algunas áreas emergentes de la inundación

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· Terremotos y tsunamis: La aplicación de las técnica de percepción remota a los

terremotos puede considerarse un complemento de los sistemas de monitoreo terrestre. El

concepto de alerta temprano por parte de la percepción remota en este tipo de eventos es

usualmente algo diferente que para otros tipos de desastres. En efecto, el aporte más útil

en este caso es fundamentalmente el rápido suministro de información post-desastre a las

autoridades que manejan la recuperación del área. Esta información se logra sobre todo a

través de imágenes de alta resolución tales como IKONOS o QUICKBIRD, como se

ejemplifica en las imágenes 120 a,b,c, correspondientes

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a un terremoto ocurrido en Algeria, región de Boumerdes en Mayo del 2003


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Rojo: áreas dañadas y escombros

Verde: asfalto y techos sin daños

Azul: suelo

Amarillo: vegetación

Cian: sombra

No obstante lo expresado anteriormente con carácter general respecto a los alertas

preterremoto, actualmente las técnicas de Percepción Remota pueden realizar su

contribución a éstas a través de detección de deformaciones del terreno previas al evento

sísmico. Esto se realiza mediante satélites con ciertos sensores que dado el alcance de

este trabajo no hemos considerado antes : son los sensores de radar interferométrico que

pueden llegar a detectar las deformaciones del orden de centímetros que pueden

manifestarse previamente a los terremotos.

4.2. Monitoreo de áreas de agricultura.

La percepción remota se ha convertido en una importante fuente de información en el

manejo de la producción agrícola, no sólo a escalas locales sino a nivel global,

particularmente para aquellas regiones en que el suministro de alimentos suele pasar por

períodos críticos. En estas aplicaciones la percepción remota es particularmente

empleada para la identificación de cultivos así como analizar el estado de éstos, jugando

para ello un papel primordial las características espectrales de las principales coberturas

terrestres a que ya nos hemos referido en el Capítulo 4 del presente trabajo.

Indices de vegetación.

Vamos a referirnos a ciertas operaciones algebraicas efectuadas sobre los valores

numéricos de los pixeles correspondientes sobre dos o más bandas pertenecientes a la

misma escena. Entre las más importantes figuran las que conducen a evaluar los índices

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de vegetación. Un índice de vegetación es un número generado por alguna combinación

de

bandas espectrales y que puede tener alguna relación con la cantidad de la vegetación

presente en un dado píxel de la imagen

El más conocido es el Indice Diferencial de Vegetación Normalizado (NDVI –

Normalized Difference Vegetation Index)

4.2.1 Seguimiento de una sequía.

Durante los meses de noviembre de 1999 a marzo de 2000 se produjo en Uruguay una

intensa sequía. Esta fue seguida desde nuestra estación de rastreo de El Pinar a través

de imágenes NOAA de 1 km de resolución y calculando los índices de vegetación.

IMAGENESATELITALES, Fuente: http://edcimswww.cr.usgs.gov./pub/imswelcome/

4.2.2 Seguimiento de cultivos

Las Figs. 89 a 91 de la pág. 82 muestran una secuencia de imágenes temporales de

algunas arroceras a lo largo de un pequeño sector del Río Cuareim cerca y al NNW de

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la ciudad de Artigas. Las imágenes cubren aproximadamente 14 km x 14 km y

fueron extraídas de una imagen Landsat standard de 185 km x 185 km. Junto a cada

imagen se muestra la foto del estado de desarrollo de una pequeña arrocera cuya

posición se indica en la imagen (ensayo de La Escuela Agraria de Artigas).

La Fig. 89, corresponde al 30-11-98, y la arrocera de referencia posee un NDVI de 0.1 0.2.

Se observan otras áreas (blancas) cuyos índices son prácticamente cero y con menores

desarrollo que la de referencia.

En la Fig. 90 se muestra la situación al 01-01-99 y puede observarse cómo el NDVI de

la referencia ha aumentado a aprox. 0.7, observándose que algunas áreas blancas

han elevado su NDVI, algunas notoriamente. Obviamente se trata de otras arroceras

en diferentes estados de evolución. En la Fig. 91 el NDVI de referencia a aumentado a

0.8-0.9 y también otras arroceras han aumentado notoriamente sus índices.

Vemos cómo la percepción remota ofrece la posibilidad de monitorear el estado de

los cultivos y, estando las imágenes georreferenciadas también permitirá calcular las

áreas cultivadas.

. IMAGENESATELITALES, Fuente: http://edcimswww.cr.usgs.gov./pub/imswelcome/

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4.3 Monitoreo a nivel global

Los ejemplos anteriores son de carácter localizado. Sin embargo existen actualmente

satélites como los de la serie NOAA y TERRA (Ver en la página 17 de este trabajo

nuestros comentarios sobre Satélites Meteorológicos y Agrometeorológicos así como

acerca de Los Nuevos Satélites Para la Observación de la Tierra) que en el marco de

programas de monitoreo permanente de la superficie terrestre como por ejemplo el

programa EOS (Earth Observation System) de la NASA, suministran información

permanente sobre cambios en las coberturas terrestres. Entre los productos que estos

programas suministran se encuentra el NDVI a nivel global. Estos productos están

disponibles en Internet en resoluciones espaciales de 250m a 1 km por pixel. Uno de los

sitios más apropiados para bajarlos es el

Earth Observing System Data Gateway

IMAGENESATELITALES, Fuente: http://edcimswww.cr.usgs.gov./pub/imswelcome/

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5. CONCLUSIONES

La percepción remota está en la vida de los seres humanos desde que se tiene

conciencia. El uso efectivo de los datos provenientes de sensores

remotos depende entonces de la habilidad del intérprete para describir,

captar, analizar y aclarar de manera correcta las estadísticas,

fotografías, imágenes y gráficos que se obtienen como resultado, para

poder guiar a los usuarios no especializados y entregarles buenos

argumentos para la toma de decisiones.

Actualmente la percepción remota es una herramienta que se requiere gran

capacidad técnica de conocimiento y experiencia en la aplicación, interpretación, y

el manejo de sus componentes por esta razón se hace necesario contar con

personal especializado en la materia con el fin de optimizar las múltiples ventajas

que ofrece la planificación sobre todo la identificación de fenómenos naturales en

la realización de perfiles de terreno en la obtención de características físicas de los

objetos, médica, medio ambiente y seguridad nacional entre otros.

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6. BIBLIOGRAFIA

ITC - IGAC. Curso básico de cartografía para tecnólogos. Bogotá, 1988.

CHUVIECO, Emilio. Fundamentos de teledetección espacial. Realpe. Madrid, 1990.

Documento extraido de internet 19 de Noviembre de 2015 http://edcimswww.cr.usgs.gov./pub/imswelcome/

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