CENS 453 – CONSCRIPTO BERNARDI TERCER AÑO TELEDETECCIÓN BACHILLERATO ORIENTADO EN CIENCICAS SOCIALES ESPECIALIZADO EN CARTOGRAFIA Introducción Espero que a partir de aquí le resulte importante, o al menos interesante, el tratamiento de las distintas unidades que se estudiarán. Se le aconseja la lectura pausada y comprensiva de todos los contenidos, como así también la realización de las actividades de autoevaluación y la concurrencia a las clases de consulta con el profesor de la asignatura. Los objetivos específicos que se pretenden alcanzar son: Comprender los principios básicos que fundamentan las técnicas de teledetección. Conocer las etapas de la interpretación visual, comprendiendo el alcance de la utilización de esta información. Valorar y potenciar la teledetección y sus aplicaciones especialmente en el campo militar. La organización de los contenidos de la materia se realizó en función de módulos y unidades. Ellos son: Módulo I Unidad Temática Nº 1: Teledetección Unidad Temática Nº 2: Fundamentos físicos Unidad Temática Nº 3: Sensores y plataformas Módulo II Unidad Temática Nº 4: Fotografías aéreas Unidad Temática Nº 5: Imágenes satelitales Unidad temática: Teledetección Objetivos: 1- Conocer la evolución de la teledetección espacial. 2- Interpretar las aplicaciones de la teledetección. 3- Valorar la teledetección como una técnica importante dentro del ámbito militar. Contenidos conceptuales: * Teledetección * Sistema de teledetección espacial * Evolución histórica de la teledetección * Espacio exterior Contenidos procedimentales: * Lectura de bibliografía específica. * Interpretación de dibujos esquemáticos. Contenidos actitudinales: * Valorar el contexto de la teledetección dentro del campo militar. Bibliografía: * Chuvieco E., 1990; Fundamentos de teledetección espacial. Ed. Rialp. Madrid. 1- ¿Qué es la teledetección? “La teledetección es la técnica que permite adquirir imágenes de la superficie terrestre desde sensores instalados en plataformas espaciales.” (Chuvieco E.,1990: 27) Teniendo en cuenta la definición, se supone 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, o por emisión propia. Una vez que el sensor recibe ese flujo de energía, la transmite a la superficie terrestre, donde la señal detectada pueda almacenarse y por último, ser interpretada para una determinada aplicación. Para poder entender este proceso, la visión humana constituiría un ejemplo del mismo. El ojo humano recibe un haz energético procedente de los objetos que visualiza, por reflejo de la luz solar. Esa señal se transmite al cerebro, donde se registran una serie de imágenes sobre el mundo real que lo rodea. El individuo que observa es a la vez intérprete y usuario final de la imagen detectada, lo que le permite tomar decisiones sobre su comportamiento. En definitiva, la visión humana constituye un sistema de teledetección muy sofisticado, que permite caracterizar con gran detalle los objetos de la realidad. De esta manera, se puede decir que un sistema de teledetección espacial incluye los siguientes elementos: Fuente de energía: es el origen del flujo energético detectado por el sensor. La energía solar es la fuente más importante. Superficie o cubierta terrestre: constituida por vegetación, suelos, agua y construcciones humanas que reciben la señal energética y la reflejan o emiten de acuerdo a sus características físicas. Sensor remoto o sistema sensor: es el conjunto formado por el sensor propiamente dicho y la plataforma que lo sustenta. El sensor remoto es un instrumento que tiene la habilidad de captar información espacial sin entrar en contacto con el objeto de estudio, captando la energía del mismo, para codificarla y grabarla o enviarla directamente al sistema de recepción. Sistema de recepción: se recibe la información transmitida por la plataforma, se graba en un formato apropiado y luego de realizadas las correcciones, se distribuye a los intérpretes. Intérprete: es el que analiza la información, a través de un tratamiento visual o digital, convirtiéndola en un resultado temático o cuantitativo, orientado a facilitar la evaluación del problema en estudio. Usuario final: es el que recibe el documento luego de ser interpretado. Actividad: Completa el esquema del sistema de teledetección. Componentes de un sistema de teledetección (Chuvieco E., 1990. Fundamentos de teledetección espacial. Ed. Rialp. Madrid) El creciente empleo de distintos sensores de observación terrestre no sólo origina una enorme cantidad de información, sino también una nueva forma de estudiar la superficie terrestre. Concretamente, las aplicaciones de esta técnica en las diversas ciencias del medio ambiente son: Cartografía de la cobertura del suelo. Control de la calidad del agua. Seguimiento del movimiento de glaciares en zonas polares. Evolución de la cobertura nival. Inventario regional del medio ambiente para realizar estudios de impactos ambientales. Control de la erosión y la escorrentía. Cartografía térmica de la superficie del mar. Análisis en tiempo real de masas nubosas. Inventario del agua superficial. Cartografía geológica para la exploración mineral y petrolífera. Cartografía de recursos agrícolas. Verificación de contenidos de salinidad en las principales corrientes de agua. Cartografía de nuevos depósitos volcánicos. (Chuvieco E., 1990. Fundamentos de teledetección espacial. Ed. Rialp. Madrid) La mayor parte de las aplicaciones arriba señaladas no son exclusivas de la teledetección espacial, sino que comparten su empleo con la fotografía aérea y los trabajos de campo. Sin embargo, el uso de la teledetección espacial facilita un apoyo muy conveniente para reducir los costos y el tiempo invertido en obtener resultados. Se puede decir que esta técnica aporta las siguientes ventajas con respecto a la fotografía aérea: Cobertura global y periódica de la superficie terrestre: por las características orbitales de los satélites se pueden obtener imágenes repetitivas de la mayor parte de la Tierra, incluso de áreas inaccesibles por otros medios (zonas polares o desérticas) Visión panorámica: la altura orbital del satélite le permite detectar grandes espacios. Homogeneidad en la toma de datos. Recepción de información sobre regiones no visibles del espectro: los sensores ópticoelectrónicos facilitan imágenes sobre áreas no accesibles con la fotografía convencional: infrarrojo medio y térmico, micro-ondas. 2- Evolución histórica de la teledetección Esta es una técnica aplicada y por ello, depende del estado de desarrollo tecnológico de cada momento. Hay que considerar que en ella se conjugan aspectos muy variados, como óptica, detectores del sensor, vehículo que lo sustenta, sistemas de transmisión, dando lugar a una gran variedad de formas de teledetección a lo largo de los años. Las primeras experiencias de teledetección se remontan a 1859, cuando Gaspar de Tournachón obtiene las primeras fotografías aéreas desde un globo. En 1909, gracias a los importantes progresos realizados en óptica y emulsiones, Wilbur Wright obtiene la primera fotografía aérea, abriendo el camino a una larga historia de observación desde plataformas remotas. La primera cámara aérea propiamente dicha se desarrolla durante la 1º Guerra Mundial. Evolución histórica de los sistemas de teledetección (Chuvieco E., 1990. Fundamentos de teledetección espacial. Ed. Rialp. Madrid) Sin embargo, durante la 2º Guerra Mundial es cuando se produce un notable desarrollo de las técnicas de teledetección aérea. El progreso se orienta a mejorar la óptica de las cámaras de reconocimiento y las emulsiones utilizadas. En esta época, surgieron las primeras películas en el infrarrojo, desarrolladas por Kodak Research Laboratories. También se incorporan nuevos sensores como el radar y se mejoran los sistemas de comunicación. A su vez, la aeronáutica prospera notablemente, otorgando mayor estabilidad a las plataformas de observación. Durante la época de la denominada “guerra fría”, el espacio es uno de los objetivos principales de las fuerzas soviéticas y estadounidenses, realizando las primeras misiones civiles y militares con el propósito de explorar la Tierra, la luna y los planetas vecinos. Luego de esto, comienza a surgir el interés de usar las plataformas para adquirir datos de la superficie y atmósfera terrestre. En 1960, la NASA coloca en órbita el primer satélite de la serie TIROS, pionero de múltiples misiones de observación meteorológica. También se lanzaron otros satélites que aportaron valiosas imágenes de la superficie terrestre, que fueron muy útiles para planear proyectos dedicados exclusivamente a esta finalidad. En la década del 70, la NASA pone en funcionamiento el proyecto ERTS (Earth Resources Technollogy Satellite) luego, denominado Landsat, utilizado para aplicaciones civiles de la teledetección. A partir de este momento, el interés de la comunidad científica internacional por esta técnica creció exponencialmente, al haber una gran cantidad de estudios desarrollados sobre las imágenes proporcionadas por estos satélites. 3- Comité de Naciones Unidas para el Uso del Espacio Exterior Como ya se señaló, la teledetección supone la observación exterior de la superficie terrestre. Pero el satélite no ajusta su órbita a las fronteras nacionales, sino que adquiere imágenes de todo el planeta. Esta adquisición de datos sobre un territorio soberano, puede implicar una violación de su espacio aéreo, además de poner en evidencia recursos de un país que podrían ser explotados abusivamente por terceros. Por esta razón, se puso de manifiesto la necesidad de regular jurídicamente las actividades de teledetección espacial. El Comité de Naciones Unidas para el Uso Pacífico del Espacio Exterior intentó desarrollar unos principios legales que salven las tensiones entre estados observados y observadores. El mismo estableció una doble idea: libertad de exploración y uso del espacio exterior, y empleo en provecho común, sin posibilidad de apropiación por ningún estado. Es decir, que al espacio exterior se lo define como un patrimonio común de la Humanidad, no sujeto a intereses nacionales. (Chuvieco E.,1990:38) Unidad temática: Fundamentos físicos Objetivos: 1- Comprender los principios básicos de los fenómenos electromagnéticos. 2-Valorar la importancia de los fundamentos físicos como base para comprender el proceso de teledetección. Contenidos conceptuales: * Espectro electromagnético * Interacción energía-atmósfera: refracción, reflexión, dispersión y absorción * Ventanas atmosféricas * Firmas espectrales * Adquisición e interpretación de datos Contenidos procedimentales: * Lectura de bibliografía específica * Interpretación de esquemas * Confección de cuadros Contenidos actitudinales: * Valorar la física como ciencia auxiliar de la percepción remota. Bibliografía: * Chuvieco E., 1990; Fundamentos de teledetección espacial. Editorial Rialp. Madrid. * CIAF, 1983; Percepción remota desde el espacio ultraterrestre. Bogotá. * CNIE, 1980; Manual de Sensores Remotos. Buenos Aires. * García Ferré. Atlas satelital de la República Argentina. Buenos Aires. * Gonima G., 1990; Fundamentos físicos de la percepción remota. Bogotá. 1- El espectro electromagnético Teniendo en cuenta la teoría ondulatoria, la energía electromagnética se transmite de un lugar a otro siguiendo un modelo armónico y continuo, a la velocidad de la luz y conteniendo dos campos de fuerzas ortogonales entre sí, eléctrico y magnético. Las características de este flujo energético pueden describirse por dos elementos: longitud de onda (L): es la distancia entre dos picos sucesivos de una onda. frecuencia (F): es el número de ciclos que pasan por un punto fijo en una unidad de tiempo. Estos elementos están inversamente relacionados, como lo expresa la siguiente fórmula: c: L*F c: velocidad de la luz De esta forma, se puede afirmar que a mayor longitud de onda, la frecuencia es menor y viceversa. Esquema de una onda electromagnética (Chuvieco E., 1990. Fundamentos de teledetección espacial. Ed. Rialp. Madrid) Así, se puede describir cualquier tipo de energía radiante en función de su longitud de onda o frecuencia. Aunque la sucesión de valores de longitud de onda es continua, extendiéndose desde las más cortas (rayos gamma y X) hasta las kilométricas (telecomunicaciones), suelen establecerse una serie de bandas en donde la radiación electromagnética manifiesta un comportamiento similar. Se denomina espectro electromagnético a la organización de la energía en bandas según la longitud de onda o frecuencia. (Chuvieco E., 1990:48) Desde el punto de vista de la teledetección, conviene destacar una serie de bandas espectrales: Espectro visible (0,4 a 0,7 micrones): lleva ese nombre porque es la única radiación electromagnética que puede percibir la visión humana. Se distinguen tres bandas elementales, la azul (0,4 a 0,5 micrones), verde (0,5 a 0,6 micrones) y la roja (0,6 a 0,7 micrones). Infrarrojo próximo o cercano (0,7 a 1,3 micrones): también se denomina infrarrojo reflejado y fotográfico, ya que puede detectarse a partir de cintas dotadas de emulsiones especiales. Esta banda resulta importante por su capacidad de detectar masas vegetales y concentraciones de humedad. Infrarrojo medio (1,3 a 8 micrones): en esta banda se entremezclan los procesos de reflexión de la luz solar y de emisión de la superficie terrestre. Infrarrojo lejano o térmico (8 a 14 micrones): incluye la porción emisiva del espectro terrestre. Espectro electromagnético (Chuvieco E., 1990. Fundamentos de teledetección espacial. Ed. Rialp. Madrid) 2- Interacciones de la energía electromagnética con la atmósfera Entre el sensor remoto y la superficie terrestre se interpone un medio gaseoso, la atmósfera, que interfiere de distintas maneras con el flujo radiante que emite la superficie terrestre. La atmósfera es la envoltura de aire que rodea la Tierra y está compuesta en su mayor parte por nitrógeno, oxígeno, ozono, dióxido de carbono, vapor de agua y contaminantes. Justamente estos componentes atmosféricos son los que interaccionan con la energía electromagnética de las siguientes formas: Refracción: se produce cuando la energía electromagnética atraviesa capas de la atmósfera de distinta densidad, lo que motiva que la misma no se propague en línea recta sino que lo haga con una leve curvatura. Reflexión: sucede cuando la energía solar interactúa con las capas de la atmósfera con un ángulo muy pequeño, produciendo su refracción hacia el espacio. Generalmente esto ocurre en horas del amanecer y atardecer, de allí que las fotografías aéreas se tomen durante el mediodía, es decir cuando los rayos del sol son perpendiculares a la superficie terrestre. Dispersión: se produce debido a las partículas en suspensión y gases presentes en la atmósfera. Los principales causantes son los aerosoles y el vapor de agua. Los primeros son partículas en suspensión de origen oceánico o continental, polvo atmosférico o pequeños restos emitidos por combustión. Existen diferentes tipos de dispersión si se tiene en cuenta el tamaño de las partículas que interactúan con la energía electromagnética: dispersión Rayleigh: se produce entre los 10.000 y 5.000 metros de altura y cuando el tamaño de las partículas es menor a la longitud de onda. Esta es la más conocida y de mayor influencia en teledetección, afecta a las longitudes de onda más cortas y por ejemplo es la causante del color azul del cielo. dispersión Mie: se produce debajo de los 5.000 metros de altura y cuando el tamaño de las partículas es mayor a la longitud de onda. dispersión no selectiva: se produce a cualquier altura y cuando las partículas interactúan con cualquier longitud de onda. Absorción: este concepto hace referencia a la Actividad: Teniendo en cuenta los conceptos absorción de la energía por anteriores, completa parte de los gases que se este esquema. encuentran presentes en la atmósfera, haciendo referencia principalmente al ozono, vapor de agua y anhídrido carbónico. Estos componentes al absor ber cier tas longitudes de onda de energía hacen que la observación espacial se reduzca a determinadas bandas del espectr o, denomi nadas venta nas atmosféricas, en donde la tr ansmisividad de la atmósfera es suficientemente alta. Los sistemas de sensores r emotos son dis eñados par a que funcionen exclusivamente en los rangos espectrales de estas ventanas atmosféricas. Un ejemplo de ella es la parte visible del espectro que permite pasar todas las radiaciones comprendidas entre 0,4 y 0,7 micrones. A partir de esta última medida existe una sucesión de sectores cerrados y abiertos que se ubican en las regiones del infrarrojo, que son detectados únicamente por equipos diseñados para trabajar en el infrarrojo. 2-1- Firmas espectrales De la interacción de la energía electromagnética con los cuerpos que se encuentran sobre la superficie terrestre surgen las denominadas curvas, signaturas o firmas espectrales. Las firmas espectrales se obtienen del reflejo o emisión de energía a distintas longitudes de onda de una determinada cubierta. (Chuvieco E., 1990: 61) Estas curvas van a adoptar distintas formas en función de las características físicas y químicas de los objetos que las originan al reflejar o absorber en menor o mayor medida esa energía. En principio, se asume que cada cuerpo u objeto va a poseer una única signatura que lo caracterizará. Es decir, que la vegetación va a estar representada de una manera, el suelo de otra y así sucesivamente. Sin embargo, hay que tener cuidado con esta idea porque existen ciertos factores que van a modificar esa firma espectral. Ellos son: Angulo de iluminación solar, dependiente de la fecha del año y del momento de paso del satélite. Modificaciones que el relieve introduce en el ángulo de iluminación, como las pendiente de las laderas. Influencia de la atmósfera, especialmente en lo que se refiere a la dispersión selectiva en distintas longitudes de onda. Angulo de observación, relacionado con la órbita del satélite y con las características del sensor. De esta manera, se puede decir que cada cubierta presenta una cierta variabilidad espectral, debido a los factores mencionados. 2-1-1- Curva espectral de la vegetación Una de las tareas más interesantes en teledetección es la caracterización espectral de las masas vegetales. Sin embargo, aún ofrece notables dificultades como consecuencia de los múltiples factores que influyen en la radiancia final detectada por el sensor. Ellos son los siguientes: la propia reflectividad de la hoja en función de su forma y contenido de humedad. las características morfológicas de la planta, como altura, grado de cobertura del suelo, que provocan una notable modificación en su comportamiento reflectivo. la situación geográfica de la planta, como pendiente, orientación, asociación con otras especies. Firma espectral de la vegetación (Chuvieco E., 1990. Fundamentos de teledetección espacial. Ed. Rialp. Madrid) El comportamiento típico de la vegetación muestra una reducida reflectividad en las bandas visibles, con un máximo relativo en la porción verde del espectro (en torno a 0,5 micrones). En el infrarrojo cercano presenta una elevada radiancia, reduciéndose paulatinamente hacia el infrarrojo medio. La baja reflectividad en la porción visible del espectro se debe al efecto absorbente de la clorofila de las hojas. Dentro de la parte visible aparece una banda intermedia, efecto absorbente es menor, por eso aparece un pico relativo de reflectividad que coincide con la banda verde del visible y causa el color con el que la visión humana percibe la vegetación. Unidad temática: Sensores y plataformas Objetivos: 1- Reconocer las características y cualidades de los diferentes sensores. 2- Valorar la utilización de estos instrumentos para obtener información. Contenidos conceptuales: * Sensor remoto * Resolución de un sistema sensor: espacial, espectral, radiométrica y temporal * Sensores pasivos y activos * Sensores fotográficos * Cámaras fotogramétricas, de barrido y multiespectral * Sensores óptico-electrónicos * ILR * Sensor térmico * Explorador de barrido multiespectral * Explorador de empuje * Cámara de vidicón * Radiómetro de micro-ondas * Visor nocturno de primera generación * Radar: SLAR y SAR * Lídar * Plataforma Contenidos procedimentales: * Lectura de bibliografía específica. * Interpretación de dibujos esquemáticos. Contenidos actitudinales: * Valorar la utilización de estos elementos dentro del campo militar. Bibliografía: * Chuvieco E., 1990; Fundamentos de teledetección espacial. Ed. Rialp. Madrid. * CIAF, 1983; Percepción remota desde el espacio ultraterrestre. Bogotá. 1- Sensores Un sensor remoto es un instrumento que tiene la habilidad de captar información sin entrar en contacto con el objeto. En la vida cotidiana se emplean en forma constante sensores, como por ejemplo el ojo humano, que detecta emisiones en el espectro visible, el oído es un sensor que capta emisiones sonoras y la piel detecta emisiones calóricas. 1-1- Resolución de un sistema sensor Teniendo en cuenta diferentes autores, la resolución de un sistema sensor se puede definir como “la habilidad para registrar información de detalle”. (Chuvieco E.,1990: 90) Este concepto se refiere al trabajo en conjunto de las partes del equipo, y no a cada una de las mismas por separado. Es decir, que la resolución de un sensor depende del efecto combinado de todos sus componentes. Por ejemplo: una mejora en la lente, no supone necesariamente adquirir fotografías con mayor resolución, si no se acompaña de una película de mayor sensibilidad, o no se modifican las condiciones de exposición. Esta definición engloba varios aspectos o manifestaciones, que son las siguientes: Resolución espacial: se refiere al objeto más pequeño que puede ser distinguido en una imagen. Tiene un papel protagonista en la interpretación de la imagen porque indica el nivel de detalle que ésta ofrece. La resolución espacial de un sensor óptico-electrónico depende de la altura orbital y la velocidad de exploración. Y la de un sensor de antena depende de la altura de la plataforma y la longitud de onda a la que trabajen. Por ejemplo, el sensor MSS tiene una resolución de 80 m. Es decir, que todo objeto cuyas dimensiones sean menores a esa medida, no va a ser registrado en la imagen. Resolución espectral: es la cantidad de bandas o regiones espectrales en las cuales el sensor puede registrar información. Teniendo en cuenta este concepto, se puede decir que un sensor es más idóneo cuanto mayor número de bandas proporcione, ya que facilita la caracterización espectral de las distintas cubiertas. Entre los sensores espaciales, el radar y los sistemas fotográficos son los de menor resolución espectral y los óptico-electrónicos son los que ofrecen un amplio rango de bandas. La elección de la cantidad de bandas en las que trabaje un sensor está estrechamente relacionada con los objetivos de su diseño. Por ejemplo, un sensor destinado a fines meteorológicos tiene que contar con una banda en el visible porque no existen diferencias cromáticas en las nubes, dos en el térmico que le permitan conocer la temperatura de dichas nubes y otra en el infrarrojo medio para observar el contenido de humedad en la atmósfera. Esta información la recoge el satélite europeo Meteosat. Resolución radiométrica: es la cantidad de energía que puede captar un sensor. En el caso de los sistemas fotográficos se la puede definir como la cantidad de tonos de grises que pueden registrar los mismos. Hay que destacar que cuanto mayor sea la precisión radiométrica, mejor será la interpretación de una imagen. Si esta es visual hay que considerar que el ojo humano difícilmente pueda percibir más de 64 niveles de gris y no más de 200.000 tonalidades. Resolución temporal: es la frecuencia con la que el sensor adquiere imágenes de la misma porción de la superficie terrestre, pudiendo conformar la evolución del área registrada. El ciclo de cobertura está en función de las características orbitales de la plataforma (altura, velocidad, inclinación), así como del diseño del sensor. Por ejemplo, los satélites meteorológicos están obligados a facilitar una información muy frecuente, ya que se dedican a observar un fenómeno de gran dinamismo. Estos cuatro aspectos de la resolución están íntimamente relacionados. A mayor resolución espacial, disminuye habitualmente la temporal, y es previsible que se reduzca también la espectral y radiométrica. El principal problema se encuentra en la transmisión de las imágenes a la superficie terrestre. El aumento en cualquiera de los cuatro tipos de resolución, también significa un incremento en el volumen de datos que, tanto el sensor como la estación receptora tienen que procesar, y a veces no es factible. 2- Clasificación de los sensores Uno de los criterios que se tienen en cuenta para clasificar los sensores remotos es la forma de recibir la energía procedente de las distintas cubiertas. En este sentido, existen dos tipos de sensores: Pasivos: son aquellos que pueden registrar información a través de la energía emitida o reflejada por los distintos objetos, siendo el origen de esta energía una fuente ajena al sensor. Activos: son aquellos que pueden registrar información a través de la energía reflejada por los distintos objetos, siendo el origen de esta energía el propio sensor. Es decir, que es capaz de emitir su propio haz de energía. Estos son más flexibles que los primeros porque casi no dependen de las condiciones exteriores al sistema sensor-Tierra. 2-1- Sensores pasivos De acuerdo al procedimiento que emplean para recibir la radiación procedente de los objetos, se pueden clasificar en: sensores fotográficos, óptico-electrónicos y de antena. 2-1-1- Sensores fotográficos En teledetección, el medio más utilizado continúa siendo la cámara fotográfica desde plataformas aéreas. Su funcionamiento se basa en la impresión de un objeto sobre películas fotosensibles, con el apoyo de un sistema óptico que permite controlar las condiciones de exposición. Las cámaras que se utilizan para obtener fotografías se denominan: Fotogramétricas: son cámaras especiales que tratan de minimizar las deformaciones en las fotografías. Esta cámara va acompañada de un equipo auxiliar utilizado por el operador de cámara, constituido por un: controlador: que sincroniza la toma de imágenes con la velocidad del avión, con el objetivo de lograr la cobertura total del área. periscopio: que controla el rumbo del avión evitando que se desvíe del área que debe fotografiar. Estas cámaras están conectadas a satélites de posicionamiento global, que le indican en el momento de sacar la fotografía, la posición geográfica de la misma. De barrido: en estas el lente efectúa un movimiento sincronizado de barrido con la velocidad del avión. El producto final es una fotografía rectangular alargada, distinta al de la cámara fotogramétrica que es una fotografía cuadrada. Multiespectral: esta puede obtener seis fotos de un mismo objeto pero en distintas regiones del espectro electromagnético y el estudio comparativo de esas fotografías permite precisar detalles que de otro modo pasarían desapercibidos. 2-1-2- Sensores óptico-electrónicos Estos combinan una óptica más o menos similar a las cámaras fotográficas, pero poseen un sistema de detección electrónica, que les permite transmitir a distancia las imágenes captadas, en tiempo real. Los más habituales son los intensificadores de luz residual, sensor térmico, exploradores de barrido, de empuje y cámara de vidicón. 2-1-2-1- Intensificador de luz residual (ILR) Consiste en un tubo que contiene un sistema multiplicador de electrones, con un dispositivo de observación en un extremo y una lente en el otro. El tubo recoge la luz y la amplía hasta 50.000 veces. Estos sistemas trabajan entre los 0,7 y 1,2 micrones de longitud de onda. Los ILR de primera generación amplían las imágenes en etapas y se los denomina tubos en cascada. Los de segunda generación mejoran ese sistema de cascada y se los denomina placa de microcanales, empleando fibra óptica para acelerar el proceso. Los que se utilizan en Infantería de Marina, pueden distinguir con luz de luna a un hombre a 600 m y a un vehículo a 1000 m. 2-1-2-2- Sensor térmico Capta la energía emitida por los cuerpos, desde los 2.525ºC hasta –175ºC, que se distribuyen en las regiones del infrarrojo medio y lejano. Estos sensores son de uso habitual en las miras infrarrojas que emplean las aeronaves de ataque. 2-1-2-3- Exploradores de barrido Estos se denominan exploradores o rastreadores de barrido (scanners). Constan de un espejo móvil, que oscila perpendicularmente a la dirección de la trayectoria, que les permite explorar una franja de terreno a ambos lados de la traza del satélite. La radiancia recibida por este componente óptico, se dirige a una serie de detectores, que la amplifican y convierten en una señal eléctrica. Esta, a su vez, se transforma en un valor numérico, que puede almacenarse a bordo o transmitirse a la red de antenas receptoras. La información recibida por éstas se graba en cintas compatibles con ordenador, para su posterior proceso. En definitiva, el sensor convierte una señal analógica (la radiancia recibida) en un valor digital, por lo que no se puede hablar propiamente de fotografías, sino de imágenes digitales, en razón de su estructura interna. Estos valores numéricos se pueden traducir nuevamente en niveles de radiancia. Es decir, que es posible realizar la conversión contraria, digital-analógica, para obtener los valores de radiancia originales, lo que implica que este tipo de sensor no sólo facilita una imagen, sino también una medición de la superficie que observa. Diagrama de un explorador de barrido (Chuvieco E., 1990. Fundamentos de teledetección espacial. Ed. Rialp. Madrid) En muchos equipos de exploración por barrido, la señal recibida se descompone en varias longitudes de onda, cada una de las cuales se envía a un tipo especial de detectores, sensibles a ese tipo de energía. En este caso, se habla de exploradores de barrido multiespectral, ya que detectan la misma superficie de terreno en distintas bandas del espectro. Las ventajas que poseen estos equipos de barrido multiespectral con respecto a los sensores fotográficos son: Permiten ampliar la banda del espectro detectada a longitudes de onda mayores del visible. Abarcan el infrarrojo medio y el térmico. Posibilidad de realizar coberturas sistemáticas, y de grandes espacios, gracias a su capacidad de transmitir datos en tiempo real. Grabación digital de la información, que asegura su fiabilidad y permite su tratamiento asistido por ordenador. A este tipo de sensor corresponden el MSS y TM de los satélites Landsat. 2-1-2-4- Exploradores de empuje En estos equipos el espejo oscilante es reemplazado por una cadena de detectores que cubre todo el campo de visión del sensor. Esos detectores van funcionando con el movimiento orbital del satélite, de ahí el nombre de explorador de empuje, ya que se explora en cada momento, una línea completa, desplazándos e ésta simultáneamente con la plataforma. Los detectores sólidos que forman un explorador por empuje se denominan dispositivos de acoplamiento por carga. Diagrama de un explorador por empuje (Chuvieco E., Fundamentos de teledetección A este tipo corresponde el HRV (Haute Resolution Visible= Alta Resolución Visible) del satélite Spot. espacial. Ed. Rialp. Madrid) 2-1-2-5- Cámara de vidicón Es un sistema muy parecido a la cámara de tel evisión, que puede tr abajar en for ma pancromática o multibanda. La imagen es enfocada sobre un foto-conductor, construyéndose una réplica electrónica de la imagen original, que se mantiene en esa superficie hasta que el haz de electrones la barre de nuevo, restaurando así su equilibrio. El RBV de los satélites Landsat corresponde a uno de éstos, pero mejorado. Diagrama de un sensor vidicón (Chuvieco E., 1990. Fundamentos de teledetección espacial. Ed. Rialp. Madrid.) 2-1-3- Sensores de antena En este grupo se encuentra el radiómetro de micro-ondas, que es un sensor que opera en el rango del espectro correspondiente a longitudes de onda largas, normalmente entre 1 y 100 mm. Por esto, no está afectado por la situación atmosférica ni por las condiciones de iluminación. El radiómetro está compuesto por un elemento direccional, un receptor, que permite la recepción y amplificación de las micro-ondas, y un detector. Su gran desventaja es la pobre resolución espacial que proporciona, ya que, al tratarse de un sensor de apertura circular, la resolución es inversamente proporcional al diámetro de apertura y directamente a la longitud de onda. En consecuencia, para poseer una adecuada resolución sería preciso contar con una antena de enormes dimensiones. Sin embargo, este sensor es utilizado para realizar cartografía de hielo y nieve, por ser muy sensible a las bajas temperaturas. 2-2- Sensores activos Existen distintos tipos de sensores remotos activos entre los que se destacan el visor nocturno de primera generación, el radar y el lídar. 2-2-1- Visor nocturno de primera generación Este dispositivo emplea un emisor de luz infrarroja. Surgió durante la 2º Guerra Mundial con el propósito de distinguir blancos enmascarados. Pero, desde el punto de vista militar se ha dejado de utilizar por ser fácilmente detectable. Además, al emplear un elemento refrigerante gaseoso, ocupa un lugar importante, y su peso y volumen lo hacían poco práctico para ser usado en infantería. 2-2-2- Radar Esta sigla proviene de Radio Detection And Ranging, que en castellano significa Detección y Medición de Distancias por Radio. Este dispositivo emite una onda electromagnética, que al rebotar en el objeto regresa al emisor, dando además de las formas, la distancia al mismo. Trabaja en la región de las micro-ondas (0,1 cm y 1 m), cuyas bandas fueron denominadas con letras. Como el radar es un sensor que puede emitir su propia energía, de esa manera es posible conocer con exactitud los parámetros de emisión de la misma, como longitud de onda, intensidad y duración del impulso energético. Existen dos tipos de radares: SLAR (Side Looking Airborne Radar) o Radar de Apertura Real: se inventó en 1974, pero en la actualidad ya no tiene más utilidad. SAR (Synthetic Aperture Radar) o Radar de Apertura Sintética: surgió después del anterior, debido a la necesidad de conseguir una mayor resolución espacial (30 m) sin aumentar el tamaño de la antena del radar. Se emplea, entre otros usos, para la navegación, la meteorología y la cartografía. Gracias a su flexibilidad puede trabajar en cualquier condición atmosférica. Ultimamente, está siendo utilizado en países ecuatoriales, en donde resulta casi persistente la cobertura de nubes. Su uso militar es restringido en el campo de combate por su indiscreción. 2-2-3- Lídar Significa Light-wave Detection and Ranging que en castellano quiere decir Detección y Medición por Ondas Luminosas. Emite pulsos de luz polarizada entre el ultravioleta y el infrarrojo cercano. Dentro del campo militar permite guiar misiles y bombas inteligentes desde el lanzador al blanco. Desde tierra o desde una aeronave, se ilumina el blanco y el lídar analiza la señal de retorno, guiando el arma al blanco. Este dispositivo fue empleado por las fuerzas británicas durante la Guerra de Malvinas y en la Guerra del Golfo Pérsico. En lo que se refiere a la teledetección de cubiertas terrestres, a este equipo se lo utiliza para detectar manchas de aceite, algas, contaminantes del agua y condiciones de humedad en la vegetación. 3- Plataformas Son los medios donde se ubican los sensores para obtener la información necesaria. Pueden ser trípodes para las cámaras fotográficas, globos aerostáticos para los sensores meteorológicos, aviones para las cámaras fotográficas aéreas, satélites para los barredores multiespectrales, etc.
