Fundamentos de la teledetección

Al igual que en el primer post de este blog se comentaron los fundamentos de los SIG, en esta ocasión le toca el turno a los de la teledetección, la cual se puede definir como la obtención de información sobre un objeto a distancia, es decir, no habiendo contacto material entre ente o sistema observado y el sistema observador (López y Caselles, 1991).

En la teledetección existen tres elementos fundamentales a tener en cuenta, el sensor, los cuerpos observados presentes en la superficie terrestre y el flujo energético (energía electromagnética). Dicho flujo energético es el modo de contacto entre el sensor y la superficie observada, y puede tratarse de la energía electromagnética enviada por el sol y reflejada por la tierra, la emitida por los cuerpos terrestres o bien la radiación enviada por el propio sensor hacia el territorio terrestre y posteriormente captada por el mismo sensor una vez rebotada (Castaño, Reyes y Vela, 1996).

Los sensores se tratan de instrumentos capaces de detectar la energía electromagnética y convertirla en una magnitud física que pueda ser tratada y grabada, pudiéndola transformar en un formato analógico (fotografía) o digital (imagen) (Sobrino, 2001). Además, dichos sensores se suelen acoplar a una plataforma, la cual puede ser o bien aérea (avión, dron, helicóptero) o espacial (satélite). En base a todo esto, existen dos tipos de sensores, los cuales se diferencian fundamentalmente por la procedencia de la energía electromagnética que captan:

- Sensores pasivos: Se basan en la captura de la energía electromagnética proveniente del sol que se refleja en los elementos de la superficie terrestre, así como también de la energía emitida por los cuerpos terrestres en distintas longitudes de onda (figura 1) (Di Bella, Posse, Beget, Fischer, Mari et al., 2008). Dentro de este grupo destacan las cámaras fotográficas y de video, y los sensores electro-ópticos. Se pueden destacar varios de nombre propio, como por ejemplo los satélites Landsat, Quickbird o Spot.

                                                          Figura 1. Captación de radiación de un sensor 

                                                                           pasivo. Fuente: INEGI

- Sensores activos: Se caracterizan por no utilizar la energía electromagnética procedente del sol ni de la energía reflejada por la tierra, ya que generan ellos mismos una determinada señal (ondas electromagnéticas) que posteriormente registran una vez que esta interaccione con el sistema observado en la superficie terrestre y vuelva al sensor (figura 2) (Arozarena y Del Bosque, 2000). Cabe mencionar el RADAR, radiómetro activo de micro-ondas, y la tecnología LiDAR (Light Detection and Ranging) que se encuentra actualmente muy en auge.

                                                        Figura 2. Captación de radiación de un sensor 

                                                                         activo. Fuente: INEGI

En cuanto a los cuerpos observados en la superficie terrestre, no todos ellos emiten o reflejan la misma energía electromagnética (ya que esta básicamente depende de la temperatura de los cuerpos), si no que cada uno posee una respuesta espectral propia, denominada firma espectral (Castaño et al., 1996). Dicha firma espectral se crea a partir de la señal registrada por los sensores en las diferentes porciones del espectro electromagnético (Karszenbaum y Barrazza, n.d.). Gracias a ella se pueden identificar diferentes superficies en la naturaleza como la tierra desnuda, la vegetación o el agua.

En relación con esto, el espectro electromagnético (figura 3) se basa en una distribución continua de longitudes de onda (expresadas en Angstrom, micrón, nanómetro o milimicra, centímetros, etc) y frecuencias (expresadas en mega herzios), en donde se recogen todas las clases posibles de radiación electromagnética que existen en el universo. En teledetección se utilizan principalmente cuatro intervalos de longitudes de onda (también llamadas regiones) denominados visible, infrarrojo próximo, infrarrojo medio e infrarrojo térmico o lejano, denominándose el conjunto de estas regiones la región óptica del espectro (Villajos, 2006). El espectro visible se trata de la luz que pude percibir el ojo del ser humano, siendo una diminutiva porción del espectro total (de 0,4 micras a 0,7 micras).

Figura 3. Espectro electromagnético.

Fuente: Di Bella, Fischer y Mari, 2008.

Finalmente, mediante los diferentes sensores que se suelen usar en teledetección (cámaras fotográficas, sensores óptico-electrónicos, radares y láseres) se generan imágenes gracias al análisis de la radiación emitida o reflejada por elementos terrestres en las longitudes de onda en las cuales son sensibles (ultravioleta, visible, infrarrojo próximo, infrarrojo técnico e hiperfrecuencias) con el objetivo de poder reconocer dichos elementos en la propia imagen generada (Sacristán, 2006).

Generalmente la información que se pretende adquirir se trata de datos e imágenes referentes a diferentes elementos del territorio terrestre, los cuales sirven como base o complemento para la realización de trabajos y estudios relacionados especialmente con el medio natural.

Como principales ventajas que se obtienen con el uso de la teledetección, destacan la visión global, exhaustiva, sinóptica y repetitiva de la superficie terrestre, cobertura global del territorio, observación directa y a diferentes escalas, homogeneidad en la toma de datos y un tratamiento digital de las imágenes recibidas, lo que permite integrar los resultados con otro tipo de información geográfica (Casterad, 2006).

Bibliografía empleada:

- Arozarena, A., y Del Bosque, I. (2000). Base de Datos Geográficos de Ocupación                          del Suelo en el Litoral de Marruecos mediante Teledetección. Instituto             Geográfico              Nacional. Madrid.

- Casterad, M. A. (2009). Introducción a la teledetección. Centro de Investigación             y tecnología Agroalimentaria de Aragón. Gobierno de Aragón.

- Cataño, S., Reyes, y J., Vela, A. (1996). La Teledetección. Sus Bases. Sección de             Teledetección y Sistemas de Información Geográfica. Instituto de Desarrollo             Regional. Universidad de Castilla La mancha.

- Di Bella, C. M., Posse, G., Beget, M. E., Fischer, M. D. L. A., Mari, N., y Verón, S.             (2008). La teledetección como herramienta para la prevención, seguimiento y             evaluación de incendios e inundaciones. Revista Ecosistemas, 17(3).

- Di Bella, C. M., Fischer, M., & Mari, N. A. (2008). Teledetección   satelital y             fuego en áreas naturales. Ciencia Hoy, 18, 104.

- INEGI (n.d.). Instituto Nacional de Estadística y Geografía. México.

- Karszenbaum, H., y Barrazza, V. (n.d.). Introducción a la Teledetección             Cuantitativa. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. Consejo Nacional de             Investigaciones Científicas y Técnicas. Universidad de Buenos Aires.

- López, M. J., y Casielles, V. (1991). Introducción a la Teledetección. La             Teledetección en el seguimiento de los fenómenos naturales. Recursos             renovables: agricultura, 19. Universidad de Valencia.

- Romero, F.S. (2016). La Teledetección satelital y los sistemas de protección             ambiental. Revista AquaTIC, (24).

- Sobrino, J. A. (2001). Teledetección. Universitat de valència.

- Villajos, S. O. (1993). Teledetección fundamental. Escuela Universitaria de             Ingeniería Técnica Topográfica. Universidad Politécnica de Madrid.