Observación Remota de la Tierra: Principios y Aplicaciones
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Observación Remota de la Tierra: Principios y Aplicaciones
¿Qué es la Teledetección?
La teledetección se define como la ciencia y el arte de obtener información acerca de la superficie de la Tierra sin entrar en contacto con ella. Esto se realiza detectando y grabando la energía emitida o reflejada, para luego procesar, analizar y aplicar esa información.
Elementos de un Proceso de Teledetección
- A) Fuente de energía o iluminación: Una fuente de energía que ilumine o provea energía electromagnética al objeto de interés.
- B) Radiación y atmósfera: La energía viaja desde la fuente al objeto, entrando en contacto e interactuando con la atmósfera.
- C) Interacción con el objeto: La energía interactúa con el objeto dependiendo de las propiedades del objeto y de la radiación.
- D) Detección de energía por el sensor: Se necesita un sensor remoto que recoja y grabe la radiación electromagnética reflejada o emitida por el objeto y la atmósfera.
- E) Transmisión, recepción y procesamiento: La energía grabada por el sensor debe ser transmitida, normalmente en forma electrónica, a una estación de recepción y procesamiento donde los datos son convertidos a imágenes digitales.
- F) Interpretación y análisis: La imagen procesada se interpreta, visual y digitalmente, para extraer información acerca del objeto que fue iluminado.
- G) Aplicación: Es el paso final en el que se utiliza la información obtenida para resolver un problema particular.
Fundamentos Físicos de la Teledetección
La teledetección es la técnica que permite obtener información a distancia de objetos sin que exista un contacto material. En nuestro caso, se trata de objetos situados sobre la superficie terrestre. Para que esta observación sea posible, es necesario que exista algún tipo de interacción entre los objetos y el sensor. En este caso, la interacción va a ser un flujo de radiación que parte de los objetos y se dirige hasta el sensor.
Tipos de Flujo de Radiación
Este flujo puede ser de tres tipos:
- Radiación solar reflejada por los objetos (luz visible e infrarrojo reflejado).
- Radiación terrestre emitida por los objetos (infrarrojo térmico).
- Radiación emitida por el sensor y reflejada por los objetos (radar).
Las técnicas basadas en los dos primeros tipos se conocen como teledetección pasiva, y la última como teledetección activa.
Naturaleza de la Radiación Electromagnética
La radiación electromagnética es una forma de energía que se propaga mediante ondas que se desplazan por el espacio a la velocidad de la luz, transportando cantidades discretas de energía. Estas ondas se caracterizan por tener longitudes muy diferentes. El conjunto de todas las longitudes de onda se denomina espectro electromagnético. Dentro del espectro electromagnético, se distinguen una serie de regiones en función de la longitud de onda. Las regiones más utilizadas por las diferentes técnicas de teledetección son: luz visible, infrarrojo reflejado, infrarrojo térmico y radar.
Firma Espectral
Conocida comúnmente como percepción remota, la teledetección es la técnica que permite obtener información sobre un objeto, superficie o fenómeno a través del análisis de los datos adquiridos por un instrumento que no está en contacto con él. Se basa en que cada objeto, área o fenómeno emite un espectro electromagnético específico. La reflectancia de ese espectro electromagnético se denomina firma espectral, la cual hace distinguible a ese objeto, superficie o fenómeno de los demás. Por lo general, los datos son recogidos a través de sensores, los cuales captan la radiación emitida o reflejada, obteniéndose una imagen, habitualmente en falso color, con una banda para cada una de estas regiones del espectro.
Sistemas de Coordenadas
- Latitud: Ángulo que, con el plano del Ecuador, forma la normal al elipsoide considerado (a todos los puntos situados en un mismo paralelo les corresponde una misma latitud).
- Longitud: Ángulo diedro que forma el plano meridiano de ese punto con un plano meridiano de referencia (Greenwich).
- Altitud o cota: Una vez determinada la posición del punto sobre el elipsoide a través de su longitud y de su latitud, necesitamos situarlo sobre la superficie terrestre.
Tipos de Altura
- Altura elipsoidal (h): Distancia medida sobre la vertical desde el elipsoide al punto considerado.
- Altura ortométrica (H): Distancia medida sobre la vertical desde el geoide al punto considerado.
- Ondulación del Geoide (N): Desviaciones del geoide con respecto al elipsoide de referencia.
Se cumple que: h = H + N
Altitud topográfica o cota (Z): Distancia medida sobre la vertical desde el geoide, sin considerar las variaciones de la fuerza gravitatoria.
Coordenadas Geográficas (Geodésicas)
Se definen como h, λ, φ, donde λ, φ están definidas sobre el elipsoide y h está definida sobre el geoide.
Coordenadas Cartesianas Planas
En topografía, se utilizan coordenadas cartesianas planas (x, y, z).