LAS NUEVAS TECNOLOGÍAS EN INVESTIGACIÓN DEL MEDIO AMBIENTE

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1 LAS NUEVAS TECNOLOGÍAS EN INVESTIGACIÓN DEL MEDIO AMBIENTE

2 SISTEMAS INFORMÁTICOS Y SIMULACIÓN MEDIOAMBIENTAL
WORLD-2 (Jay Forrester-MIT) Variables: población, recursos naturales no renovables, alimentos producidos, contaminación y capital invertido. Los límites del planeta se alcanzarán dentro de los próximos cien años tras lo cual sucederá un declive súbito e incontrolable

3 Los límites del crecimiento (1972)
Reducciones: 50% la tasa de natalidad 75% tasa de consumo de recursos naturales 25% cantidad de alimentos producidos 50% tasa de contaminación 40% tasa de inversión de capital

4 WORLD-3 (Meadows, Meadows y otros)
Se simulan diferentes escenarios en función de decisiones políticas respecto al consumo de recursos naturales: Crecimiento continuo o limitado Aproximación al equilibrio Soperpasamiento y oscilación Sobrepasamiento y colapso

5 Más allá de los límites del crecimiento (1991)
Si se continua con la tendencia actual de crecimiento de la población mundial, la industrialización, contaminación, producción de alimentos y consumo de recursos, los límites del planeta se alcanzarán en 100 años. Es posible modificar las tendencias de crecimiento y establecer unas normas de estabilidad ecológica y económica, que puedan ser mantenidos por mucho tiempo de cara al futuro. Si los pueblos de la Tierra se deciden por esta segunda alternativa, cuanto antes se comience a trabajar sobre ella, mayores serán las probabilidades de éxito.

6 CRÍTICAS AL MODELO Modelo maltusiano: la culpa es del incremento poblacional. Afecta más a los países del sur que del norte, cuando son estos los que consumen más recursos y generan más contaminación. Son modelos y por lo tanto no representan la realidad

7 SISTEMAS DE TELEDETECCIÓN
Detección remota a través de sensores. Teledetección: técnica que permite la observación a distancia y la obtención de imágenes de la superficie desde sensores en aviones o satélites.

8 COMPONENTES DE UN SISTEMA DE TELEDETECCIÓN
SENSOR Cámara situada en un avión o satélite, capaz de captar, codificar y transmitir las imágenes de la superficie terrestre. 2. FLUJO DE ENERGÍA Sensores pasivos: utilizan un flujo de energía externo a ellos: Energía solar Energía de la superficie terrestre b) Activos: Sensores que emiten un tipo de radiación y captan el reflejo de la misma por parte de la superficie terrestre.

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10 3. CENTRO DE RECEPCIÓN: La imagen tomada por los sensores se transmite a Tierra en forma de información digital. 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 intermediario que lo transmitirá a la Tierra. En el centro de recepción la información se procesa y se corrige la información. 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 la información recogida para interpretarla.

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12 EMPLEO DE LA TELEDETECCIÓN
ESTRATÉGICO Y MILITAR (GLOBOS, PALOMAS MENSAJERAS, AVIONES Y SATÉLITES) METEOROLÓGICO (SATELITE TIROS-NASA) RECURSOS NATURALES (SATELITE LANSDSAT) AVANCE Y RETROCESO DE LOS HIELOS, DESIERTOS. CAMBIO CLIMÁTICO AGUJERO DE OZONO. EL FENÓMENO DE EL NIÑO. DAÑOS EN CULTIVOS (PLAGAS O GRANIZO). DETECTAR MAREAS NEGRAS RIEGOS DE SEQUÍA O DE INCEDIOS DETECTAR IMPACTOS DE EXPLOTACIÓN MINERA. LOCALIZACIÓN DE FRACTURAS (SEISMOS)

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14 RADIACIONES ELECTROMAGNÉTICAS
No toda la energía emitida por el Sol puede atravesar la atmósfera terrestre

15 VENTANAS ATMOSFÉRICAS
1. Zona visible (V) región central. - Azul: (de 0,4-0,5) – B - Verde: (0,5-0,6) – G - Rojo: (0,6-0,7) – R 2. Infrarrojo (IR) - (IRP) infrarrojo próximo(0,7μm-1,3μm) Detecta masas vegetales - (IRM) infrarrojo medio (1,3μm-8μm) detecta humedad. - (IRT) infrarrojo lejano o térmico (8μm-14μm) detecta calor producido por el Sol, seres vivos, incendios. 3. Microondas (1mm-1m.) - Utilizadas para tomar imágenes sin iluminación o con nubes.

16 CARACTERÍSTICAS DE LAS IMÁGENES DIGITALES
Píxeles de diferentes tamaños de color gris Cuanto más intensa sea la señal más intenso el color gris 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.

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19 Resolución de un Sensor
Medida de su capacidad para discriminar los detalles a) Resolución espacial: hace referencia al tamaño del pixel LANDSAT-TM: 30m x 30m SPOT. 10m x 10m b) Resolución temporal: frecuencia con la que se actualizan los datos de un sensor. METEOSAT: 15 min LANDSAT-TM: 16 días 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. 64 niveles de gris = resolución radiométrica de 6 bits por pixel (26=64)

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

21 Los LandSat 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 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 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 Landsat son establecer una estrategia de captura periódica de imágenes de la superficie terrestre, cuya aplicación principal es el análisis multitemporal. Los sensores principales instalados a bordo de los Landsat son MSS, TM y ETM+.

23 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 (Land Satellite) Landsat Thematic Mapper (TM) es un radiómetro multiespectral colocado en los satélites Landsat 4 y 5.  Los sensores TM adquieren imágenes continuamente desde Julio de 1982 hasta hoy. LANDSAT ETM+ (Land Satellite) El Landsat Enhanced Thematic Mapper (ETM) está a bordo del satélite Landsat 7. El sensor ETM cubre los rangos del visible, infrarrojo cercano, infrarrojo medio, e infrarrojo térmico. El proyecto Landsat es una iniciativa por parte de  U.S. Geological Survey (USGS) y la NASA.

24 OBTENCIÓN DE IMÁGENES EN COLOR
- Color natural o RGB= 3 2 1

25 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 urbanizados.

26 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 Evaluación de zonas encharcadas durante las inundaciones o para detectar los cultivos de regadío

27 Mecanismos de la teledetección
Órbitas de los satélites: Geoestacionaria: El satélite está situado a gran altitud, siempre sobre el mismo punto, moviéndose de forma sincronizada con la rotación de la Tierra. Órbita polar: El satélite rota de forma circular pasando por los polos a baja altura.

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 : captan la radiación emitida por nieve o hielo (cuerpos fríos). Activos: RADAR .(radio detection and ranging) 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 puntos. Se ve una imagen tridimensional.

31 Radarmetría: se basa en aprovechar las ventajas de los altímetros que poseen los sensores radar para la representación topográfica del terreno. A partir de estas imágenes se pueden generar Modelos Digitales de Elevaciones o DEM

32 Imágenes anaglíficas Anaglifo: superposición de imágenes, una en rojo y otra en azul que al ser miradas con una lente especial se forma una imagen tridimensional. Son una variante de las estereoscopia.

33 Sensor Lídar Se basa en un sensor que emite un pulso de láser, ondas visibles o infrarrojos que choca contra los contaminantes o el polvo atmosférico dispersándose y volviendo de nuevo al sensor. Se emplea en la detección de contaminantes. Se puede colocar en un vehículo

34 GPS : Sistema de posicionamiento global
Sistema formado por pequeños aparatos que captan las señales emitidas desde satélites específicamente diseñados para la localización exacta de cualquier punto geográfico de la superficie terrestre. Hay 28 satélites situados a km de altitud.

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37 SIG : sistemas de información geográfica.
Programas informáticos que contienen una gran cantidad de datos de una zona organizados en capas. Base de datos con información geográfica. Se puede gestionar fácilmente toda la información sobre un territorio. Utlización de los SIG Realizar simulaciones Prevención de riesgos (SIG de riesgos) Ordenación del territorio Gestión de recursos Detección de impactos

38 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 Equipos de teledetección por satélite Estaciones meteorológicas terrestres y marinas. Centros meteorológicos Nacionales. Constan de: Sensor de barrido multiespectral que opera en bandas visibles. Imágenes en infrarrojos permiten detectar la humedad 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: Página de búsqueda imágenes de cualquier lugar del mundo: Agencia europea del medio ambiente: Instituto Geográfico Nacional Otras páginas: