Aunque cada vez más frecuentes en los medios de comunicación... satélite aún son poco exploradas como recurso didáctico, aún con...

Imágenes del Satélite CBERS en la Confección de Bloques Diagramas
Utilizando solamente Insumos Gratuitos en una Contribución a la Enseñanza de Geografía
Aunque cada vez más frecuentes en los medios de comunicación visual, las imágenes de
satélite aún son poco exploradas como recurso didáctico, aún con la indicación de los nuevos
parámetros curriculares para la importancia del uso de nuevas tecnologías.
La escuela y la geografía en especial, deben estar vueltas hacia el estudio de conocimientos
cotidianos traídos por los alumnos y para su enfrentamiento con el saber sistematizado que
estructura el raciocinio geográfico (Cavalcante, 1998). Esta constatación viene a reforzar la
necesidad no solamente de incentivar nuevas publicaciones, pero de diseminar el uso de las
geotecnologías entre un público no experto y vuelto hacia la educación.
Esta metodología se definió a partir de la selección de un área de trabajo.
Nuevas estrategias didácticas, como por ejemplo, la introducción de las geotecnologías en los
niveles de educación fundamental y medio e incluso en cursos de graduación auxilian en la
“alfabetización cartográfica” de los alumnos, visto que hoy vivimos en la llamada “era de la
información”, con tecnologías de punta cada vez más accesibles vía web. La reformulación en
el ambiente de aula en lo que se refiere a la enseñanza aprendizaje, a reciclaje de viejos
conceptos, el estrechamiento de la relación entre investigación y enseñanza, así como la
posibilidad de profesores y alumnos produzcan sus propios materiales didácticos deben ser
considerados al pensarse en la mejoría de la calidad de enseñanza.
Sin embargo tales tecnologías carecen de una metodología de fácil adopción y, principalmente,
de un costo factible para la educación. En este sentido, el producto final de este trabajo es
justamente la elaboración y la disponibilización gratuita, en medio digital, de una cartilla que
auxilie el profesor en el uso de algunas de las llamadas geotecnologías, posibilitando su
empleo en nuevas estrategias para la enseñanza de geografía. Esta guía estaría comprometido
con el lenguaje simple y didáctico, pues el público blanco de esta publicación son usuarios
ajenos a esas geotecnologías. Para major comprensión de esa metodología elegimos una área
de trabajo de gran importancia y significado para Río de Janeiro (Hoya Hidrográfica de la Bahía
de Guanabara) y adoptamos los pasos que la cartilla propone en su contenido.
De esta forma confeccionamos un modelo tridimensional del terreno, con imágenes y cartas
topográficas sobrepuestas, posibilitando una visualización más próxima de la realidad y de
mejor comprensión para los alumnos. Se entiende aquí que estos productos pueden
constituirse en un atractivo para la clase de geografía, posibilitando una mejor absorción de los
contenidos propuestos y de su representación cartográfica.
La preocupación con nuevos abordajes en el aula, con uso de nuevas tecnologías tiene
traducido cada vez más en esfuerzos – aunque más personales que institucionales – teniendo
no sólo capacitar los profesionales conectados a la enseñanza, pero también evaluar el
resultado de la inserción de los nuevos recursos en el aula, como en (Carvalho et al. 2003) y
(Carvalho et al. 2004).
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Como resultado de esta postura, parece ocurrir una ampliación del espacio conectado a la
educación en eventos técnico-científicos, como los Simposios Brasileños de Sensores
Remotos y en los propios Congresos Brasileños de Cartografía.
2.- Objetivos
El presente trabajo pretende contribuir para difusión del uso de productos oriundos de los
sensores remotos y del geoprocesamiento para auxiliar profesionales del área de educación,
en general, en la mejoría de la relación enseñanza/aprendizaje, llevándose en cuenta siempre
la preocupación con la aproximación con la realidad de los alumnos. De esta forma se propone
la producción de instrumentos didácticos, para auxilio en las clases de geografía del
bachillerato, con el uso de esas herramientas de información aplicadas a contenidos
específicos.
Específicamente su objetivo:
• Difusión de las geotecnologías gratuitas para mejoría de la relación enseñanza/aprendizaje;
La generación de bloques diagramas, a partir de DEMs SRTM con imágenes CBERS y cartas
topográficas digitales sobrepuestas;
• Desarrollar y disponibilizar una cartilla de adquisición y uso de esos recursos de manera
simple, clara y objetiva, gratuitamente en internet.
3.- Área de estudio
La Bahía de Guanabara (figura1) es un ecosistema de extrema importancia para la población
en su entorno.
Según cálculos basados en el Censo de 1991, considerándose la población total de los 15
municipios constituyentes de la Bacia de la Guanabara (9,6 millones de personas, se estima en
7,3 millones el número de personas que viven en la región de la hoya (Zee, 2000), utilizando la
bahía para diversas actividades, tales como pesca, ocio, transporte, eliminación de
alcantarillado, actividades portuarias. De estos 15 municipios, 9 están totalmente insertados en
su hoya hidrográfica (Dique de cajas, São João de Meriti, Belford Roxo, Nilópolis, São Gonçalo,
Magé, Guapimirim, Nilópolis, São Gonçalo, Magé, Guapimirim, Itaboraí y Tanguá) y 6
participantes (Río de Janeiro, Niterói, Nova Iguaçu, Cachoeiras de Macacu, Rio Bonito y
Petrópolis) (Nasser, 2001).
Situada entre las latitudes de 22° 40’ y 23° 00’ S y las longitudes de 43° 00’ y 43° 18’ W, la
bahía Guanabara presenta una hoya hidrográfica que ocupa una área total de 4.600 km2
(Mayr, 1998), contando con su espejo longitudes de 430 00’ y 430 18’ W, la Bahía de
Guanabara presenta una hoya hidrográfica que ocupa una área total de agua, y en la cual
existen aproximadamente 55 ríos.
Amador (1997) considera como límites de la bahía las puntas de Copacabana (puesto 6) y de
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de Itaipu, pasando por las isles Padre, Madre y Niña, y totalizando una área de
aproximadamente 400 km2 para el espejo de agua. La Bahía de Guanabara se extiende por 28
km en el sentido norte-sur y hasta 27 km de anchura (este-oeste), teniendo un perímetro de
130 km.
Un canal céntrico con más de 20 Km de largopor 4 Km de ancho se extiende la entrada de la
bahía hasta su interior, con profundidad variando entre 15 y 20 metros.
Tal como puede ser vista hoy, la Bahía de Guanabara es resultado de un proceso evolutivo que
tuvo origen en la Transgresión Guanabarina, iniciada hace aproximadamente 18.000 años,
entre el Pleistoceno y el Holceno (Amador, op. cit), relacionada al calentamiento global y
responsable por el ahogamiento del paleo-río – Guanabara. El resultado de este trabajo al
largo del tiempo geológico fue la construcción de la Bahía y de la Bahía de Guanabara donde
se destaca un sistema estuarino magnífico que presenta un complejo y varios ecosistemas que
incluía a mata atlántica, campos de altitud manguezais, pantanos, inundados, pantanos,
lagunas, restingas, dunas, playas, ensenadas, sacos, gamboas, isles, lajes, coronas, costões y
pontones rocosos, acantilados y formas parecidas a escombros (Amador, op. cit.).
Denominada por autores, como Zee (2000), de Bajada de la Guanabara esta región está
totalmente localizada en la zona intertropical, presentando un clima actual predominantemente
caliente y lluvioso, poseyendo aún hoy una gran variedad de especies de fauna y flora, con
destaque para los manguezais y Mata Atlántica. De forma general la Bahía de Guanabara ha
sido privilegiada con el desarrollo de diversos estudios viendo su conocimiento y la generación
de una base de datos que permitan el establecimiento de acciones que recogen la
recuperación de su área degradada, eso hace el estudio de esta área muy estimulante.
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Figura
1 – localización de la Bahía de Guanabara
4.- Imágenes CBERS
El CBERS (China Brazilian Earth Resources Satellite) forma parte de un programa, blanco de
un consorcio entre China y Brasil, componiendo un modelo de cooperación e intercambio
tecnológico entre países en desarrollo, cuyo satélite se encuentra en su version 2 (octubre de
2003).
Ya se encuentran previstos los lanzamientos de los satélites CBERS-2B y CBERS-3, marcados
para 2006 y 2008 respectivamente. Esas versiones prometen mejorías e innovaciones relativas
a los productos actuales.
Sus imágenes varían de resolución, dependiendo del sensor, de 20 a 260m, pudiendo atender
las diferentes aplicaciones, sensor, de 20 a 260m, pudiendo atender la diferentes consorciando
detalle y abrangencia de acuerdo con la necesidad de estudio. Atendiendo la esta variabilidad,
el CBERS posee tres sensores – WFI (Cámara de Amplio Campo de Visualización), IRMSS
(Imageador por Barredora de Media Resolución) y el C.C.D (Cámara Imageadora de Alta
resolución) – cada cual poseyendo características propias que lo hacen más adecuados la
ciertas categorías de aplicaciones.
En este trabajo, se utilizó 4 escenas del sensor C.C.D (20m de resolución nominal en recortes
de 113km) para abrangência total de la hoya hidrográfica de la Bahía de Guanabara.
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La adquisición de imágenes puede ser hecha básicamente de dos modos: por la Internet, en
que el usuario hace el download gratuito de las imágenes a partir de la dirección del propio
catálogo; y por correo, en que el usuario recibe los datos grabados en Disco, a un pequeño
costo de manoseo y transporte, a través de la dirección: http://www.dgi.inpe.br. Los usuarios
pueden tener acceso al Catálogo de Imágenes recolectadas por el CBERS-2 en la dirección
http://www.obt.inpe.br/catalogo/.
El satélite CBERS puede adquirir imágenes cada 26 días (desde que no haya cobertura de
nubes en la hora de la adquisición de la imagen) en cinco bandas espectrales (bandas
referentes al azul, verde, rojo, infrarrojo cercano y pancromática), considerándose sólo el
sensor C.C.D, que fue el utilizado en este trabajo.
5.- SRTM
El SRTM no es el nombre de un satélite, pero de una misión espacial liderada por NASA con
asosiación de las agencias espaciales de Alemania (DLR) e Italia (ASID), realizada durante 11
días del mes de febrero de 2000 pudiendo generar un modelo digital de elevación.
Corresponde a un radar (SAR) a bordo del autobús espacial Endeavour, que adquirió datos
sobre más del 80% de la superficie terrestre, en las bandas C y X, hacienda uso de la técnica
de interferometria. En esta técnica la altitud es obtenida a través de la medición de la diferencia
de fase entre dos imágenes radar sobre un mismo local en la Tierra (CCRS, 2004).
El sistema SRTM contaba con 2 antenas de recepción separadas por un mástil de 60 metros
(figura 2), lo que posibilitó la adquisición de los datos en una misma órbita, garantizando la
mejor calidad de los mismos. Los datos, adquiridos con resolución de 1 arco de un Segundo, o
aproximadamente 30 metros, en el ecuador, están siendo procesados, generándose los DEMs
del área cubierta. Los DEMs relativos a la banda C están siendo distribuidos por la NASA, ya
encontrándose disponibles gratuitamente para América del Sur y del Norte, con resolución
espacial de aproximadamente 90 x 90 metros.
Los datos relativos a la banda X están siendo procesados y distribuidos por el DLR – Centro
Aeroespacial Alemán (JPL, 2004). Al iniciarse la misión, se esperaba alcanzar precisiones de la
orden de 16 metros en la altimetria (Duren et al., 1998).
Los datos disponibles del SRTM pueden tener una gran aplicabilidad pues los DEMs de toda
América del Sur ya se encuentran disponibles. Un punto a su favor – además de la gratuidad
para la resolución de 90 x 90 metros – es el uso de la interferometria para el cálculo de la
altitud, que posee una mayor precisión comparada con la técnica de la estereoscopia (CCRS,
2004). Algunos trabajos indican que pueden ser alcanzadas precisiones mejores de lo que las
estimadas antes de lo inicio de la misión, como por ejemplo en Heipke et al. (2002), que
estiman en hasta 6 metros el error vertical. Para alcanzar tales metas, los datos deben ser
procesados a fin de eliminarse imperfecciones del sistema, tales como valores espúrios
próximos al litoral y algunos vacíos en el continente, referentes a áreas de sombra a la señal.
Rao (2004) en experimentos de campo encontró errores menores que 5 metros en la vertical y
de 2 a 3 pixels en la horizontal, lo que llama la atención para la necesidad de validación
también para desplazamientos del dato.
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Los DEMs generados están siendo disponibilizados vía ftp en la siguiente dirección:
ftp://y0mss21u.ecs.nasa.gov/srtm/South_#America, en archivos con extensión HGT
compactados, cubriendo áreas de 1° por 1° en el terreno, siendo las mismas referencadas por
un canto inferior izquierdo en coordenadas geográficas (ex: S23W043.hgt.zip). Cada archivo
tiene aproximadamente una línea y una columna de sobreposición con los archivos
correspondientes a áreas de su vecindad. El sistema de proyección utilizado es llamado
cotidianamente de geográfico y el datum considerado, el WGS84, siendo las altitudes dadas en
metros.
A pesar de todos los puntos positivos presentados, los datos SRTM presentan algunos
problemas, tales como: valores espúrios (positivos y negativos) en las proximidades del mar y
áreas donde no son encontrados valores. Estas últimas áreas reciben el valor -32768,
indicando que no hay dato disponible.
Son diversas las posibilidades de corrección de esos problemas, desde sustitución de tales
áreas por datos oriundos de otros productos – el GTOPO30 aparece como propuesta para
sustitución en diversos textos – incluso el uso de programas que buscan disminuir tales
incorrecciones a través de edición de datos. Algunos de estos programas son gratuitos y
pueden ser encontrados en internet. Esta última opción fue la escogida en este trabajo.
Figura 2: Esquema de la adquisición de datos del SRTM – detalle para el mástil que permitió la
interferometria en la misma órbita.
Fuente:
http://erg.usgs.gov/isb/pubs/factsheets/fs07103.html
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Fuente:
Nilton de Assis Costa Júnior - Universidade do Estado do Rio de Janeiro
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