Tema 3. HACIA UN DESARROLLO SOSTENIBLE 5. SISTEMAS DE TELEDETECCIÓN

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1 Tema 3. HACIA UN DESARROLLO SOSTENIBLE 5. SISTEMAS DE TELEDETECCIÓN

2 5. SISTEMAS DE TELEDETECCIÓN
Técnica que permite la observación a distancia y la obtención de imágenes de la superficie terrestre desde sensores instalados en aviones o satélites artificiales. Técnica de adquisición de datos de la superficie terrestre desde sensores instalados en plataformas espaciales (IGN; Instituto Geográfico Nacional)

3 5. SISTEMAS DE TELEDETECCIÓN
El primer satélite de observación de la Tierra fue lanzado al espacio por EEUU en el año 1972, iniciándose entonces las técnicas de Teledetección, poco utilizadas hasta hace unos años debido al alto coste que suponía trabajar con imágenes de satélite (IGN; Instituto Geográfico Nacional).

4 5.1. APLICACIONES MEDIOAMBIENTALES DE LA TELEDETECCIÓN
Cartografías del relieve (mapas topográficos) y sus formas. Predicciones meteorológicas y climáticas (Meteosat, etc.) Seguimiento del cambio climático: agujero de ozono, El Niño, avance y retroceso de los glaciares o los desiertos, etc. Ordenación del territorio (planificación de usos del suelo). Predicción y prevención de riesgos naturales (volcánico, etc.) Evaluación del estado de los recursos naturales (hídricos, forestales, pesqueros, minerales, etc.) Agricultura: Evaluar el grado de deterioro del suelo, erosión/desertificación; daños en cultivos por plagas o granizo; predicción de sequías o incendios. Detección de impactos medioambientales (suelo, aire, agua, etc.)

5 5.5. TIPOS DE ORBITAS DE LOS SATÉLITES
Geoestacionaria: El satélite está situado a gran altitud, siempre sobre el mismo punto, en el plano ecuatorial, moviéndose de forma sincronizada con la rotación de la Tierra: Meteosat, GOES (Geostationary Operational Environmental Satellite). Órbita polar: El satélite rota de forma circular pasando por los polos a baja altura: Landsat, NOAA (National Oceanographic and Atmospheric Administration)

6 5.3. COMPONENTES DE UN SISTEMA DE TELEDETECCIÓN
FUENTE DE ENERGÍA (captada por los sensores) → radiación electromagnética. SENSOR (Cámaras IR, visible, microondas) situadas en satélites: TRANSMISIÓN (envio de información digital al receptor en la Tierra) RECEPCIÓN (recibe la información digital) CENTRO DE RECEPCIÓN, ANÁLISIS Y PROCESAMIENTO DE IMÁGENES: La información digital recibida se procesa por medios informáticos . DISTRIBUCIÓN Y APLICACIÓN (predicción meteorológica, etc.)

7 5.6. TIPOS DE SENSORES En función de la energía detectada pueden ser de dos tipos: RGB o de barrido multiespectral: - Los sensores hacen un barrido de la superficie de forma perpendicular al movimiento del satélite. - Las radiaciones (visible, IR) son separadas según su longitud de onda (bandas) y convertidas en una señal digital. Sensores de microondas: - Pasivos : captan la radiación emitida por el Sol, nieve o hielo (cuerpos fríos). - Activos → Radar. Emite energía (pulso de microondas) y capta o recoge el reflejo producido por la superficie terrestre. La señal de microondas se distorsiona por la diferente reflexión de la cubiertas terrestres.

8 5.2. RADIACIONES ELECTROMAGNÉTICAS
La interacción electromagnética entre el terreno y el sensor, genera una serie de datos que son procesados posteriormente para obtener información interpretable de la Tierra (IGN). La atmósfera es un filtro para las radiaciones → En Teledetección sólo se utilizan aquellas radiaciones electromagnéticas que atraviesan la atmósfera (ventanas atmosféricas): UV, luz (visible), IR, microondas.

9 5.2. RADIACIONES ELECTROMAGNÉTICAS
Zona visible. El ojo humano solo percibe tres colores primarios: - Azul: (de 0,424-0,491 µm) – B - Verde: (0,491-0,575 µm) – G - Rojo: (0,647-0,710 µm) – R Infrarrojo (IR) - (IRP) infrarrojo próximo (0,71-1,3 µm) Detecta masas vegetales - (IRM) infrarrojo medio (1,3-8 µm) detecta humedad de los diferentes medios (ej. Nubes, suelo, atmosfera, bosques, etc.) - (IRT) infrarrojo lejano o térmico (8-14 µm) detecta calor producido por el Sol → detección de cambios de temperatura del suelo y el agua; estudios globales de cambio climático; detección de seres vivos y de incendios. Microondas (1mm-1m) - Utilizadas para tomar imágenes nocturnas o cubiertas con nubes.

10 5.6. TIPOS DE SENSORES RGB o de barrido multiespectral → imágenes en color: Mediante sensores digitales, sensibles a diferentes bandas o longitudes de onda, las radiaciones son separadas en bandas, y convertidas en una señal digital. Combinando tres de esas bandas y asignándolas un color a cada una: - Color natural o RGB=321 - Falso color o RGB=432 → útiles para detectar el vigor de masas vegetales (mayor cuanto más intenso sea el rojo), cultivos (rojo pálido), zonas ocupadas por agua (negro), rocas volcánicas (gris) y zonas urbanizadas (gris azulado) - Otras como: RGB=754 → útiles para discriminar zonas quemadas RGB=742 → para destacar zonas urbanizadas y cultivos RGB=743 → zonas encharcadas (inundaciones) y regadíos

11 5.2. RADIACIONES ELECTROMAGNÉTICAS
Zona visible.

12 5.2. RADIACIONES ELECTROMAGNÉTICAS
Infrarrojo (IR)

13 5.2. RADIACIONES ELECTROMAGNÉTICAS
Infrarrojo (IR) - (IRP) infrarrojo próximo(0,71-1,3 ) Detecta masas vegetales - (IRM) infrarrojo medio (1,3-8) detecta humedad. - (IRT) infrarrojo lejano o térmico (8-14) detecta calor.

14 5.2. RADIACIONES ELECTROMAGNÉTICAS
Infrarrojo (IR) Composición de las imágenes globales del canal infrarrojo de los satélites geoestacionarios Meteosat-9, Meteosat-7, MTSAT2, GOES-15 y GOES-13.

15 5.2. RADIACIONES ELECTROMAGNÉTICAS
Infrarrojo (IR) Imagen global del canal infrarrojo (10.8 μm) del satélite Meteosat-9

16 5.2. RADIACIONES ELECTROMAGNÉTICAS
Infrarrojo (IR) - (IRT) infrarrojo lejano o térmico (8-14) detecta calor. Imagen obtenida con una combinación de los datos de los canales infrarrojos del satélite NOAA-19, que nos da la temperatura de la superficie del mar.

17 5.2. RADIACIONES ELECTROMAGNÉTICAS
Visible e infrarrojo (IR) Esta imagen se realiza con una combinación de los datos del canal visible y del infrarrojo cercano del satélite NOAA-19, que nos da una idea del desarrollo de la vegetación. Esto es así debido a que la vegetación absorbe fuertemente la radiación del canal visible, pero refleja fuertemente la del infrarrojo cercano.

18 5.2. RADIACIONES ELECTROMAGNÉTICAS
Microondas (1mm-1m) - Radar Imágenes de reflectividad correspondientes a la elevación más baja de la exploración radar (0,5° sobre el plano horizontal).

19 5.2. RADIACIONES ELECTROMAGNÉTICAS
Microondas (1mm-1m) - Radar Imagen radar del Envisat del derrame de crudo del Prestige

20 5.6. TIPOS DE SENSORES Composición RGB en la que se mezclan varios canales del satélite Meteosat-9, que nos da una idea de las características de las masas de aire y de la nubosidad.

21 5.6. TIPOS DE SENSORES (321, 341, 432, 543)

22 5.6. TIPOS DE SENSORES Composición RGB=754: tres bandas del sensor (7, 5, 4 → IRM, IRM e IRP)

23 PRINCIPALES BANDAS EN LAS QUE OPERAN LOS SATÉLITES
5.6. TIPOS DE SENSORES PRINCIPALES BANDAS EN LAS QUE OPERAN LOS SATÉLITES Dos imágenes en color obtenidas a partir de la superposición de tres bandas de grises →

24 5.6. TIPOS DE SENSORES (Río Misisipi)

25 5.6. TIPOS DE SENSORES Microondas (1mm-1m) – Sensores activos: el radar Imágenes de reflectividad correspondientes a la elevación más baja de la exploración radar (0,5° sobre el plano horizontal).

26 5.6. TIPOS DE SENSORES Microondas (1mm-1m) – Sensores activos: el radar Imagen radar del volcán Pinatubo la sensación de color se logra combinando 3 señales recogidas (total, vertical y horizontal) y asignándoles 3 colores.

27 5.6. TIPOS DE SENSORES El satélite Terra, puesto en órbita por la NASA el 18 de diciembre de 1999, es el primero del programa Earth Observing System (EOS; Sistema de Observación de la Tierra). Terra forma parte de un proyecto multinacional y multidisciplinario con la participación de las agencias espaciales de EEUU, Canadá y Japón. El objetivo científico de la misión de Terra es el de efectuar el primer chequeo completo de la salud del planeta Tierra. En particular, la misión está diseñada para estudiar el funcionamiento de los ciclos del carbono y de la energía.Terra permite nuevas investigaciones sobre las formas en que las tierras, los océanos, el aire, el hielo y la vida funcionan como un sistema ambiental global.

28 5.6. TIPOS DE SENSORES Terra dispone de varios sensores:
ASTER: para obtener mapas detallados de la temperatura, reflectancia y elevación de la superficie terrestre. CERES: para medir el balance global de radiación de la Tierra. MISR (Multi-angle Imaging Spectro-Radiometer): instrumento que explora la superficie terrestre con nueve cámaras, cada una de ellas apuntando a un ángulo de observación diferentes. Las imágenes que toman son en cuatro bandas: azul, verde, rojo, e infrarrojo próximo. Este modelo de captación permite al MISR distinguir los diferentes tipos de nubes, los aerosoles y las cubiertas de la superficie terrestre. MODIS: escanea cada punto del planeta cada 1-2 días en 36 bandas espectrales. MOPITT: capta datos de la baja atmósfera y observa su interacción con la biosfera marina y terrestre.

29 5.6. TIPOS DE SENSORES Terra dispone de varios sensores:

30 5.6. TIPOS DE SENSORES MISR (SpectroRadiometer de imágenes de ángulo múltiple)

31 MISR (SpectroRadiometer de imágenes de ángulo múltiple)
5.6. TIPOS DE SENSORES MISR (SpectroRadiometer de imágenes de ángulo múltiple)