Intro Sensores Remotos

Ciampagna & Asociados
GDSIG - GRUPO PARA EL DESARROLLO DE LOS SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA
Algunas Preguntas y Respuestas Básicas sobre
Sensores Remotos.
¿Cómo surgieron los sensores remotos?
Volar ha sido, desde épocas muy remotas, uno de los sueños más intensamente
anhelados por la Humanidad. Uno de los principales objetivos de la aventura aérea fue la
búsqueda de una nueva visión de los paisajes terrestres. El afán de remontar la limitada
perspectiva de la visión humana es evidente desde principios de la aeronáutica, siendo hoy en día
un instrumento clave en un gran número de las áreas de estudio.
Esa observación de la superficie terrestre por medio de sensores remotos, del término
inglés remote sensing, es también llamado teledetección. Estos términos fueron ideados a
principios de los 60 para designar cualquier medio de observación remota, si bien se comenzó
aplicando a la fotografía aérea, principal sensor de aquel momento.
Es en la segunda guerra mundial cuando se produce un notable desarrollo de las técnicas
de teledetección, debido a la importancia estratégica de ésta tecnología, posteriormente todas
éstas innovaciones se aplican a usos civiles.
¿Cuál es la interacción entre los sensores y la superficie terrestre?
Si hemos definido la teledetección espacial como aquella técnica que permite adquirir
imágenes de la superficie terrestre desde sensores instalados en plataformas espaciales
(satélites), estamos suponiendo que entre la tierra y el sensor existe una interacción energética, ya
sea por reflexión de la energía solar o de un haz energético artificial, emisión propia. A su vez, es
necesario que ese haz energético recibido por el sensor sea trasmitido a la tierra para que la señal
pueda interpretarse y almacenarse.
Se denomina banda a la porción de radiación electromagnética que presenta un
comportamiento similar. Las siguientes bandas espectrales son las más frecuentes
empleadas en teledetección:
!
!
!
!
Espectro visible (0.4 a 0.6 µm)
Espectro visible (0.4 a 0.6 µm)
Infrarrojo medio (1.3 a 8 µm)
Micro ondas (a partir de un mm)
Hay bandas del espectro que permiten distinguir mejor a cada elemento de su entorno.
¿Qué tipos de sistemas existen?
La principal forma de clasificar los sensores remotos es la que considera el procedimiento
de recibir la energía procedente de las cubiertas. En este sentido tenemos dos tipos de sensores:
•
Activos: cuando son capases de emitir su propio haz de energía, que posteriormente recogen
tras su reflexión sobre la superficie que pretende observar. El equipo más común es el radar,
éste trabaja en la región de las microondas y su importancia radica en que no es afectado por
las condiciones climáticas.
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Tel/Fax: (0351) 425-9096 – E-Mail: [email protected] - Web: www.gdsig.com.ar
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•
Pasivos: se limitan a recoger la energía electromagnética procedente de las cubiertas
terrestres ya sea ésta reflejada de los rayos solares, o emitida en virtud de su propia
temperatura. Dentro de ésta categoría cabe una segunda clasificación:
-
De barrido (scanners): donde un espejo móvil permite explorar una franja del terreno
a ambos lados de la traza del satélite. La radiancia recibida por éste componente
óptico, se dirige a una serie de detectores que la amplifican y la convierten en una
señal digital. Los más utilizados han sido los incluidos en los programas LANSAT
(MSS, Multispectral Scanner y TM, Thematic Mapper), y TIROS-NOAA (AVHRR,
Advanced Very High Resolution Radiometer).
-
De empuje (pushbroom): se elimina el espejo oscilante gracias a disponer de una
cadena de detectores que cubre todo el campo de visión del sensor. Están
incorporados a varios proyectos como en el caso del satélite francés SPOT y del indio
IRS-1.
¿A qué se denomina resolución de un sistema sensor?
Es la capacidad de registrar, discriminando información en detalle. La resolución de un
sensor depende del efecto combinado de todas sus partes. El concepto de resolución implica al
menos cuatro manifestaciones:
•
•
•
•
Resolución Espacial: designa al objeto más pequeño que puede detectarse sobre una
imagen que se denomina pixel. Tiene un papel protagonista en la interpretación de la
imagen ya que marca el nivel de detalle que ofrece.
Resolución Espectral: Indica el número y ancho de las bandas que puede discriminar el
sensor.
Resolución Radiométrica: Se refiere a la sensibilidad del sensor, a su capacidad para
detectar variaciones en la radiancia espectral que recibe.
Resolución Temporal: Es la frecuencia de cobertura del sensor, en otras palabras, la
periodicidad con la que éste adquiere imágenes de la misma porción de superficie.
¿Cuáles son los principales satélites usados en teledetección?
Satélite
Sensor
Resol. Espacial
Resol. Espectral
Resol. Temporal
MSS
LANSAT TM
80 m
30m
4 bandas
7 bandas
16 días
16 días
SPOT
XS
P
20m
10m
3 bandas
1 banda
26 días
26 días
NOAA
AVHRR
1.1 Km
4 Km
5 bandas
2 bandas
12 horas
12 horas
1m
4 bandas
2 días
IKONOS
¿Qué es una imagen y que cualidades tiene?
Es la representación gráfica de un objeto producida por un aparato óptico o electrónico.
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La cualidad fundamental de las imágenes es la rapidez con que se trasmite una elevada cantidad
y variedad de datos. Síntesis y velocidad son las características principales.
¿Cómo está estructurada una imagen?
Está formada por un conjunto de puntos llamados pixels, de un mismo tamaño que dentro de un
gran rectángulo definen una imagen. Esta estructura tiene incluidas coordenadas geográficas para
cada pixel.
¿En qué áreas y aplicaciones me puede ser útil la información de imágenes?
Agricultura
Cartografía de la cobertura vegetal del suelo y uso del mismo.
Rápida evaluación de las condiciones de estrés hídrico de los cultivos, nivel de infección o
daño tanto de malezas como insectos.
! Determinación de superficies sembradas y pronóstico de rendimientos.
!
!
!
!
Medio ambiente
Inventario regional del medio ambiente para estudios de impactos ambientales.
Control de emisiones tanto de fluidos como gases, evaluación de dispersión y daños.
!
!
!
Ambito urbano
Desarrollo y planeamiento urbano.
Localización de espacios y planeamiento estratégico.
Control impositivo.
Recursos naturales
Inventario del agua superficial. Verificación y control de la calidad física del agua, turbidez y
contenido de algas.
! Realización de inventarios forestales y seguimiento de los ritmos de repoblación natural de
áreas quemadas
!
!
!
Minería
Cartografía geológica para la exploración mineral.
Desastres naturales
Delimitación de áreas afectadas, evaluación de daños, obtención de información general para
la determinación de acciones; (inundaciones, sequías, tornados, granizadas, etc.)
¿Cuándo debería pensar en incorporar el procesamiento de imágenes en mi
actividad?
!
!
!
Cuando la problemática demande un seguimiento del fenómeno.
Cuando necesite extraer y utilizar valiosa información de diferentes fuentes de datos.
Cuando para poder entender el problema, sea necesario tomar distancia para verlo
panorámicamente y estudiar sus partes en relación al contexto y no dejar fuera del análisis lo
importante.
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¿Por qué optar por el uso de ésta tecnología?
! Fundamentalmente porque es una herramienta que me ayudará a tomar decisiones correctas
y oportunas.
! Haciendo una evaluación de costo beneficio, en la mayoría de los casos, es económicamente
más rentable que el uso de técnicas tradicionales.
¿Quién podría asesorarme sobre la conveniencia de ésta herramienta en mi
situación particular?
!
!
Ciampagna y Asociados – GDSIG (Grupo para el Desarrollo de Sistemas de Información
Geográfica)
Somos una empresa de jóvenes profesionales con diez años de trayectoria en Sistemas de
Información Geográfica, incorporando el último año el procesamiento de imágenes y GPS.
Estamos a su disposición para asesorarlo en Pasaje Santo Tomás 341 – Córdoba
(X5000LAA).
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La visualización de los datos de la superficie es posible gracias a la energía reflejada y
emitida por la misma. Parte de la energía que emite el sol es interceptada por la atmósfera y el
resto de la señal que impacta sobre la tierra, parte es absorbida, parte emitida y parte reflejada.
La reflectancia de los cuerpos responden según sus características físico químicas, lo que se
denomina “firma espectral” que es propia para cada elemento y permite distinguirlos. La señal
lumínica detectada por nuestros sensores es la energía reflejada, energía electromagnética.
Podemos describir cualquier tipo de energía radiante en función de su longitud de onda o
frecuencia. Se denomina banda a la porción de radiación electromagnética que presenta un
comportamiento similar, y a la organización de estas bandas de longitudes de onda o frecuencia
se llama espectro electromagnético. Las siguientes bandas espectrales son las más frecuentes
empleadas en teledetección:
- Espectro visible (0.4 a 0.6 µm) Se llama así por ser la única radiación que pueden
percibir nuestros ojos. Dentro de éste rango suelen distinguirse 3 bandas elementales,
azul, verde y rojo, por los colores asociados a esas longitudes de onda.
- Infrarrojo cercano (0.7 a 1.3 µm). Es de gran importancia por su capacidad de
discriminar masas vegetales y concentraciones de humedad.
- Infrarrojo medio (1.3 a 8 µm) Donde se entremezclan los procesos de reflexión de la
luz solar y de emisión de la superficie terrestre.
- Infrarrojo lejano o térmico (8 a 14 µm) Incluye la fracción emisiva del espectro.
- Micro ondas (a partir de un mm) De gran interés por ser un tipo de energía trasparente
a la cubierta nubosa.
Hay bandas del espectro que permiten distinguir mejor a cada elemento de su entorno. La
firma espectral es uno de los elementos cuyo análisis conduce a la interpretación de la información
de las imágenes.
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