Teledectección espacial

Elaborado por:

Francisco Eugenio Gonzlez

Javier Marcello Ruiz

Ferran Marqus Acosta
http://www.google.es/imgres?q=logos+ULPGC&sa=X&biw=968&bih=444&tbm=isch&tbnid=RVjv93R8opp9SM:&imgrefurl=http://www.ffp.ulpgc.es/old/nuestra_historia_ffp.html&docid=ATnX22RDVZbmNM&imgurl=http://www.ffp.ulpgc.es/old/logo_ulpgc_sobre_mancheta_azul_rgb.jpg&w=2397&h=1345&ei=ue26UY7VJoGGhQfi9YDQDQ&zoom=1&ved=1t:3588,r:3,s:0,i:92&iact=rc&page=1&tbnh=151&tbnw=256&start=0&ndsp=17&tx=142&ty=65

2

Tutorial TELECAN

Introduccin

PRLOGO

En el marco de la II Convocatoria del Programa de Cooperacin

Transnacional Madeira-Azores-Canarias (MAC) 2007/2013, dentro del Eje

3 - Cooperacin con Terceros Pases y articulacin de la Gran Vecindad -

se aprob el proyecto Programa para el desarrollo de redes tecnolgicas

y de aplicacin de datos de teledeteccin en frica Occidental, con

acrnimo TELECAN y cdigo MAC/3/C181, promovido por la Universidad

de Las Palmas de Gran Canaria (ULPGC) y la Sociedad de Promocin

Econmica de Gran Canaria (SPEGC), y cofinanciado por el Fondo

Europeo de Desarrollo Regional en un 85%.

El proyecto TELECAN es un proyecto a tres aos, liderado por la

Universidad de Las Palmas de Gran Canaria y que tiene como objetivo

general el desarrollo de productos y servicios de teledeteccin en sectores

de actividad estratgica en la regin de Canarias y frica Occidental, a

travs de un trabajo colaborativo entre instituciones universitarias de

Canarias, Marruecos, Mauritania, Senegal y Cabo Verde.

El presente Tutorial de Formacin y Capacitacin es una de las lneas

estratgicas de accin que el proyecto TELECAN quiere poner a

disposicin de todos aquellos organismos, empresas o usuarios

particulares interesados en la teledeteccin, con objeto de fomentar su uso

para mejorar la calidad y competitividad de los productos generados y para

estimular la consolidacin o creacin de empresas de base tecnolgica.

3

Tutorial TELECAN

Introduccin

Este Tutorial de Teledeteccin Espacial tiene una orientacin tcnica y

empresarial, siendo su objetivo global, adems de mejorar la formacin y

las capacidades de los socios del proyecto y del tejido investigador y

empresarial canario en materia de teledeteccin, el estimular el uso de la

teledeteccin y la generacin de productos y servicios de valor

aadido. Los objetivos especficos son los siguientes:

Dotar de conocimientos sobre la teledeteccin espacial, los

fundamentos fsicos, los sensores y misiones existentes y los

productos terrestres, atmosfricos y marinos que pueden obtenerse.

Adquirir conocimientos sobre las tcnicas de tratamiento digital de

imgenes de teledeteccin orientadas a la mejora y extraccin de la

informacin de inters para cada aplicacin.

Conocer las diversas fuentes de datos disponibles para la obtencin

de imgenes.

Conocer y manejar adecuadamente las principales herramientas

software existentes.

Adquirir las capacidades y habilidades para la generacin de

productos y servicios de teledeteccin y para la extraccin de la

mayor cantidad de informacin de las imgenes procedentes de

satlites de observacin de la Tierra.

4

Tutorial TELECAN

Introduccin

Centrndonos en las necesidades formativas y desglosando el objetivo

fundamental de este Tutorial, podemos agrupar las necesidades en:

Fomentar el uso de la teledeteccin.

Facilitar el intercambio de los recursos y conocimientos de la

materia.

Cubrir las necesidades formativas de los usuarios (formacin

continua).

Extender el uso a nuevos usuarios (empresas y corporaciones).

Establecer objetivos docentes comunes.

Finalmente, resaltar que este TUTORIAL TELECAN, que se presenta a

continuacin, contiene las iniciativas y aportaciones de las instituciones

universitarias de Canarias, Marruecos, Mauritania, Senegal y Cabo Verde,

en las diferentes reuniones presenciales de seguimiento del proyecto que

se han celebrado en Gran Canaria (2010), Senegal (2011) y Agadir (2012),

as como de instituciones pblicas y empresas vinculadas al sector de la

teledeteccin del Archipilago Canario.

5

Tutorial TELECAN

Introduccin

ESTRUCTURA

El presente documento denominado "TUTORIAL DE TELEDETECCIN

TELECAN", elaborado conjuntamente por los responsables cientficos del

proyecto Telecan (Francisco Eugenio/Javier Marcello, ULPGC y Ferran

Marqus, UPC) segn acuerdo de la Comisin de Seguimiento del

Telecan, se estructura en dos partes diferenciadas: Formacin

(fundamentos tericos) y Capacitacin (fundamentos prcticos).

FORMACIN:

1.- Fundamentos de Teledeteccin Espacial

2.- Sensores y Misiones Espaciales de Teledeteccin

3.- Aplicaciones de la Teledeteccin

4.- Modelado Radiomtrico, Atmosfrico y Geomtrico

5.- Procesado de Imgenes de Teledeteccin

CAPACITACIN:

1.- Obtencin y Anlisis de Imgenes Teledeteccin

2.- Herramientas Software de Procesado de Imgenes

3.- Modelado y Procesado de Imgenes de Teledeteccin

PLAN DE FORMACIN

1. Fundamentos de

Teledeteccin Espacial

1.2

Tutorial TELECAN

Fundamentos de Teledeteccin Espacial

Introduccin

La teledeteccin o percepcin remota (Remote Sensing) es una disciplina cientfica

que integra un amplio conjunto de conocimientos y tecnologas utilizadas para la

observacin, el anlisis y la interpretacin de fenmenos terrestres y atmosfricos. Sus

principales fuentes de informacin son las medidas y las imgenes obtenidas con la

ayuda de plataformas areas y espaciales.

Como su nombre indica, la teledeteccin supone la adquisicin de informacin a

distancia, sin contacto directo con el objeto estudiado. T mismo, al leer estas lneas,

ests efectuando un acto de percepcin remota: un ente fsico, la luz que emana de la

fuente emisora, en este caso la pantalla de su PC, atraviesa cierta distancia hasta que

es capturada por un sensor, los ojos, que la envan a un procesador, t cerebro.

La adquisicin de informacin a distancia implica la existencia de un flujo de

informacin entre el objeto observado y el captador. El portador de esta informacin es

la radiacin electromagntica, esta puede ser emitida por el objeto o proceder de otro

cuerpo y haber sido reflejada por este. Todos los cuerpos (planetas, seres vivos,

objetos inanimados) emiten radiacin electromagntica; la cantidad y tipo de esta

radiacin emitida depende fundamentalmente de su temperatura.

Los actuales sistemas de teledeteccin, a diferencia de los existentes en los inicios del

desarrollo de estas tecnologas, han experimentado un vertiginoso desarrollo,

especialmente en la ltima dcada, siendo una tecnologa imprescindible en el

seguimiento de mltiples procesos que afectan a la superficie terrestre y atmsfera

circundante, de gran impacto, especialmente, para nuestro planeta, como puede ser el

cambio climtico, la deforestacin, la desertificacin, etc.

As, existen sistemas de satlites operacionales que muestrean prcticamente todas

las regiones del espectro electromagntico, con resoluciones espaciales desde 0.5 a

5.000 m. El gran inters por parte de la comunidad cientfica en estudios espacio

temporales de cambios globales, monitorizaciones del entorno y los efectos humanos

sobre el mismo, conlleva necesariamente la utilizacin de datos de teledeteccin.

1.3

Tutorial TELECAN


Los sistemas de teledeteccin, particularmente aquellos ubicados sobre satlites,

proporcionan una visin repetitiva y sinptica de la Tierra de inestimable valor en su

monitorizacin y anlisis del efecto de las actividades humanas sobre la misma como

puede ser la evaluacin y monitorizacin del entorno (crecimiento urbano, residuos

peligrosos), deteccin y monitorizacin de cambios globales (reduccin del ozono

atmosfrico, deforestacin, calentamiento global), exploracin, tanto de recursos no

renovables (minerales, petrleo, gas natural) como de recursos naturales renovables

(ocanos, bosques, terrenos), meteorologa (prediccin meteorolgica, procesos

dinmicos atmosfricos), mapeado (topografa, utilizacin de tierras, ingeniera civil),

etc.

Los objetivos de este captulo son:

Estudiar los principios bsicos, ventajas, limitaciones y elementos de un sistema

de teledeteccin espacial;

Conocer la evolucin de la observacin espacial de la Tierra;

Conocer y entender los principios fsicos de la teledeteccin espacial;

Discriminar la informacin espectral procedente de las distintas cubiertas

terrestres;

Estudiar las rbitas de los satlites y las leyes fsicas que las rigen;

Observar e identificar los satlites visibles desde la Tierra.

CONTENIDOS


A. Fundamentos de Teledeteccin

1.1. CONCEPTOS BSICOS: DEFINICIN Y OBJETIVOS.

1.2. EVOLUCIN HISTRICA.

1.3. FUNDAMENTOS FSICOS DE LA TELEDETECCIN: RESPUESTA ESPECTRAL

CUBIERTAS TERRESTRES.

1.4. AGENCIAS Y ORGANISMOS PBLICOS DE TELEDETECCIN.

1.4

Tutorial TELECAN


1.1. CONCEPTOS BSICOS: DEFINICIN Y OBJETIVOS

En un mundo globalizado, los ciudadanos estn informados, a diario, sobre la presencia y los efectos de diversos fenmenos

naturales tales como los terremotos, tsunamis, erupciones volcnicas, incendios forestales o inundaciones,

Adems, el ser humano siempre ha tenido un inters especial en contemplar la naturaleza y observar los rasgos del territorio

La teledeteccin constituye una herramienta fundamental al proporcionar imgenes de satlites de

observacin de la Tierra, adecuadas para las mltiples aplicaciones deseadas.

1.5

Tutorial TELECAN


TELEDETECCIN: Tcnica aeroespacial que utiliza la energa electromagntica para la captacin de datos de la

superficie terrestre y atmsfera circundante, mediante sistemas sensores remotos

ISPRS: Medida o adquisicin de informacin de ciertas propiedades de un objeto o fenmeno, segn un sistema de registro que no est en contacto fsico con el objeto o

fenmeno estudiado

TELEDETECCIN ACTIVA TELEDETECCIN PASIVA TELEDETECCIN ACTIVA

1.6

Tutorial TELECAN


Ampliar notablemente nuestro conocimiento del medio que nos rodea, facilitando la

interpretacin de los mltiples procesos que afectan al planeta

OBJETIVO FUNDAMENTAL DE LA TELEDETECCIN:

1.7

Tutorial TELECAN


TELEDETECCIN: ESQUEMA GENERAL FUNCIONAMIENTO

1.- Fuente de energa.

2.- Cubierta terrestre.

3.- Atmsfera.

4.- Sistema sensor.

5.- Sistema de recepcin.

6.- Procesado Imgenes.

7.- Intrprete y/o usuario.

1.8

Tutorial TELECAN


TELEDETECCIN: HERRAMIENTA DE INFORMACIN ESPACIAL

Ventajas Cobertura global y peridica de extensas zonas de la Tierra.

Observacin multiescala.

1.9

Tutorial TELECAN


Informacin sobre regiones no visibles del espectro.

Tratamiento digital de las imgenes recibidas.

1.10

Tutorial TELECAN


Limitaciones No se obtienen modelos con elevada precisin comparativamente con

observaciones in situ o fotografa area.

TELEDETECCIN: TECNOLOGAS COMPLEMENTARIAS

Observaciones in-situ

Fotografa area Daedalus 1268 (INTA)

1.11

Tutorial TELECAN


1.2. EVOLUCIN HISTRICA

ACONTECIMIENTOS RELEVANTES

El invento de la fotografa hizo posible la teledeteccin.

La teledeteccin tuvo su origen en 1860 con la fotografa de la superficie

terrestre tomada desde un globo por Tournachin.

Primer satlite de observacin de la Tierra en 1960 (TIROS-I).

Actualmente existen mltiples Agencias Pblicas y Privadas y Centros de

Enseanza e Investigacin que trabajan activamente en el campo de la

teledeteccin.

1.12

Tutorial TELECAN


1.13

Tutorial TELECAN


1.14

Tutorial TELECAN


1.3. FUNDAMENTOS FSICOS: RESPUESTA ESPECTRAL

CUBIERTAS TERRESTRES

ESPECTRO ELECTROMAGNTICO: FUENTES Y USOS DE LAS

BANDAS DE FRECUENCIAS.

1.15

Tutorial TELECAN


REGIONES ESPECTRALES UTILIZADAS PARA LA OBSERVACIN

REMOTA DE LA TIERRA

Espectro visible ( 0.4-0.7 m):Rango de frecuencias del ojo humano. Mxima

radiacin solar. Subdividido en tres bandas: R,G,B.

Infrarrojo cercano ( 0.7-1.1 m): Denominado IR fotogrfico o reflejado. Energa

solar que reflejan los cuerpos. Comportamiento similar al espectro visible.

Infrarrojo medio (1.1 8 m): Se entremezclan radiacin solar y emisin. La

atmsfera afecta sensiblemente: aprovechado para medir concentraciones de

vapor de agua, ozono, aerosoles...

Infrarrojo trmico (8-14 m): Radiaciones emitidas por los propios cuerpos. Se

puede determinar la Tp de un cuerpo (IR trmico). Se puede disponer de

imgenes a cualquier hora del da.

Microondas (1mm-1m): Inters creciente de la Teledeteccin en esta banda. Las

perturbaciones atmosfricas son menores y es transparente a las nubes. Se

suelen utilizar sensores activos.

1.16

Tutorial TELECAN


REGIONES ESPECTRALES UTILIZADAS PARA LA OBSERVACIN REMOTA

DE LA TIERRA: TRANSMISIVIDAD ATMOSFRICA

TIPOS DE EMISIN APROVECHADA POR LA TELEDETECCIN

1. Radiacin reflejada en la superficie terrestre emitida por el Sol: Depende de las

caractersticas de la superficie u objeto (Ej.: Visin humana y del entorno).

2. Todo cuerpo cuya Tp se superior al cero absoluto (0K: -273C) emite energa en

forma de radiacin (Ej.: Emisin de una hoguera).

1.17

Tutorial TELECAN


LEYES DE LA RADIACIN ELECTROMAGNTICA

Ley de Planck

Proporciona la radiancia espectral de un cuerpo negro en funcin de su temperatura.

Cualquier objeto con T > 0K radia energa.

T Energa (radiacin en )

Ley Desplazamiento de Wien

Para una temperatura dada, existe una para la que la energa electromagntica es

mxima.

Nos permite seleccionar la banda adecuada para la deteccin de un fenmeno si

conocemos su rango de temperatura.

1.18

Tutorial TELECAN


Ley de Stefan-Boltzman

Proporciona la energa total emitida por un cuerpo negro a travs de todo el espectro.

Relacin directa entre la temperatura y la cantidad de energa electromagntica

que emite.

Cuanto ms caliente est el objeto, ms energa genera.

Pequeas variaciones en la temperatura Grandes variaciones en la energa

emitida (T4).

Los cuerpos reales no son cuerpos negros.

Factor de emisividad

1.19

Tutorial TELECAN


Reflectividad Espectral

Un cuerpo real tiene una emisividad y una reflectividad que vara con la longitud de

onda FIRMA ESPECTRAL

Interacciones de la Atmsfera

La atmsfera es una mezcla de gases. Tiene diferentes capas.

La primera 80 kilmetros contiene ms de 99% de la masa total de la atmsfera de

la Tierra.

1.20

Tutorial TELECAN


Cuando la radiacin EM viaja a travs de la atmsfera: absorbida o dispersada

por las partculas de la atmsfera.

La atmsfera tambin emiteIR trmico.

1.21

Tutorial TELECAN


1.4. AGENCIAS Y ORGANISMOS PBLICOS DE

TELEDETECCIN

PRINCIPALES AGENCIAS Y ORGANISMOS

A nivel regional (PET), nacional (PNOT-PNT), europeo (ESA) y mundial (NASA), las

diferentes agencias espaciales siguen apostando por la teledeteccin con nuevas

misiones, permitiendo su aplicacin en infinidad de sectores estratgicos.

1.22

Tutorial TELECAN


INTERNACIONAL

1. ESA: European Space Agency

Del pasado al presente

1.23

Tutorial TELECAN


Misiones de Observacin de la Tierra controladas por la ESA

Misiones cientficas: Earth Explorers

1.24

Tutorial TELECAN


GMES: El sistema europeo de monitorizacin de la Tierra

GMES es una iniciativa conjunta de la Comisin Europea y de la Agencia Espacial

Europea.

El sistema GMES es una red de recogida y difusin de datos sobre el medio ambiente

y la seguridad basada en observaciones espaciales e in situ de la Tierra.

Este sistema servir de apoyo a la toma de decisiones por las autoridades pblicas y

privadas en Europa y respaldar la investigacin.

GMES desarrolla servicios operativos, siguiendo el ejemplo de la meteorologa, pero

en otros mbitos como:

1. Gestin de emergencias.

2. Monitorizacin de la calidad del aire.

3. Monitorizacin del suelo.

4. Monitorizacin del ocano, etc

Esquema General

1.25

Tutorial TELECAN


Segmento Espacial

Misiones que pueden contribuir a GMES

1.26

Tutorial TELECAN


Misiones dedicadas a GMES

Sentinel1: Misin SAR en banda C

Aplicaciones: Monitorizacin del hielo marino y del ambiente

rtico. Vigilancia marina Monitorizacin de los riesgos debidos a

desplazamiento del suelo Mapas para organizar ayudas humanitarias en

situaciones de crisis

4 modos nominales de operacin: strip map (80 km swath, 5x5 m res.) interferometric wide swath (250 km swath, 5x20m extra wide swath (400 km swath, 20x40 m res.) wave (5X5 m res, imgenes de 20x20 km)

rbita helio-sincrnica a 693 Km de altitud

12 das de periodo nominal de revisita

7 aos de vida media, carburante para 12 aos

1.27

Tutorial TELECAN


Sentinel2: Misin super-espectral

Aplicaciones: Mapas de cobertura del suelo Mapas de riesgos y coberturas rpidas en caso de emergencias Mapas de vegetacin y clorofila

Super-espectrmetro con 13 bandas (VNIR & SWIR)

Resolucin espacial: 10, 20 y 60 m Swath: 290 km

Masa de satlite: 1200 kg

Periodo de revisita: 5 das (sin nubes) con 2 satlites rbita helio-sincrnica a 786 Km de altitud


1.28

Tutorial TELECAN


Sentinel3: Misin global ocenica y del suelo terrestre

Aplicaciones: Color y temperatura de la superficie del mar y del suelo Topografa de la superficie del mar y de los glaciares Topografa de las zonas costera, lagos y hielo marino. Mapas de vegetacin

Masa de satlite: 1250 kg

rbita helio-sincrnica a 814.5 Km de altitud

periodo de revisita: 27 das


1.29

Tutorial TELECAN


Acceso a datos espaciales

1.30

Tutorial TELECAN


2. NASA

1.31

Tutorial TELECAN


NACIONAL

PNOT: Programa Nacional de Observacin de la Tierra

por Satlite

1.32

Tutorial TELECAN


Prestaciones Satlite INGENIO

Imgenes pticas multiespectrales de alta resolucin

1 canal pancromtico y 4 canales multiespectrales (R, G, B, NIR) Ancho de barrido: 60 Km. PAN resolucin: 2.5 m MX resolucin: 10m

> 600 imgenes/da (2.5 millones km2/da)

Mnimo 6 coberturas anuales completas del territorio espaol (mx. 5)

Acceso lateral: 40

Min. tiempo de revisita: 3 das (40 ngulo de visin)

Vida til: 7 aos

Masa: 750 Kg.

Orbita helio sncrona. Altura: ~670 Km.

LTDN 10:30h

1.33

Tutorial TELECAN


Segmento Terreno

Diferencia entre imgenes ptica y radar

1.34

Tutorial TELECAN


CANARIAS

El objetivo central del PET es estimular el desarrollo en Canarias de

servicios basados en el uso de datos de teledeteccin y que sirva de motor

para el desarrollo de aplicaciones y servicios operacionales integrando las

capacidades existentes

Integrar a todos los grupos de investigacin, organismos y empresas de

Canarias relacionados con el uso de la teledeteccin.

Estimular la comparticin y optimizacin de los recursos de teledeteccin disponibles en la Comunidad Autnoma de Canarias.

Aumentar la competitividad y la excelencia de la I+D+i vinculados a la

teledeteccin.

Servir de elemento motor para el desarrollo de nuevas aplicaciones y servicios operacionales basados en el uso de las imgenes de teledeteccin.

Potenciar el desarrollo y creacin de empresas de base tecnolgica.

Con todo esto se pretende consolidar la capacidad cientfica, tecnolgica e industrial en el mbito de la

teledeteccin en Canarias

1.35

Tutorial TELECAN


reas prioritarias

1.36

Tutorial TELECAN


1.37

Tutorial TELECAN


Actividades de difusin

Volcn submarino de El Hierro

1.38

Tutorial TELECAN


NASA MODIS RGB multitemporal images monitoring El Hierro submarine volcano

(October, 2011)

Monitoring and diffusion of submarine volcano information via web:

http://www.teledeteccioncanarias.es

1.39

Tutorial TELECAN


Instituciones:

American Society of Photogrammetry and Remote Sensing.

Centros de la NASA: Gooddard Space Flight Center, Ames Research

Center, Jet Propulsion Laboratory (JPL).

NOAA National Oceanographic Administration Agency-.

Canadian Center for Remote Sensing.

Remote Sensing Society: NRSC, Reino Unido.

Centre National dEstudes Spatiales: CNES, Francia.

Institute for Aerospace Survey and Earth Sciencies: ITC, Holanda.

Institute for Remote Sensing Applications, Ispra, U.E.

Asociacin Espaola de Teledeteccin,

Departamentos Universitarios:

Environmental Research Institute of Michigan.

Laboratory for Applicatios of Remote Sensing, Univ. de Purdue, Indiana.

Remote Sensing Unit, Univ. de California, ...

Revistas Especializadas:

IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing.

International Journal of Remote Sensing.

Photogrammetric Engineering and Remote Sensing.

Remote Sensing of Environment.

Remote Sensing Reviews, ...

Congresos Internacionales:

IGARSS.

American Society of Photogrammetry and Remote Sensing.

Remote Sensing Society.

European Signal Processing.

IASTED, ...

Pginas WEB interesantes:

http://www.itn.nl/~bakker/noaa.html (NOAA).

http://www.gsfc.nasa.gov/SEAWIFS.html (NASA-SEAWIFS).

http://www.sat.dundee.ac.nk/ (Est. de Dundee, Escocia).

http://www.eumetsat.de/eu/ (Eumetsat)

http://www.eurimage.it/ (Eurimage), ...

2.Sensores y Misiones

Espaciales de Teledeteccin

2.2

Tutorial TELECAN

Sensores y Misiones Espaciales de Teledeteccin

Introduccin

Para atender las necesidades de los diferentes usuarios de datos coexisten muchos

sistemas de teledeteccin, ofreciendo un amplio rango de parmetros espaciales,

espectrales y temporales. Algunos usuarios pueden requerir coberturas frecuentes, con

resoluciones espaciales relativamente bajas (meteorologa). Otros usuarios pueden

desear la mayor resolucin espacial posible con coberturas repetidas slo

infrecuentemente (mapeado); mientras que algunos usuarios necesitan muy alta

resolucin espacial y cobertura frecuente, adems de la disposicin rpida de las

imgenes (vigilancia militar). Tambin los datos de teledeteccin pueden utilizarse para

inicializar y validar grandes modelos computacionales, como los modelos climticos

globales (GCMs), con el objetivo de simular y predecir cambios en el entorno de la

Tierra. En este caso, puede no ser necesaria una alta resolucin espacial debido a los

requerimientos computacionales, siendo esencial una calibracin del sensor, en

espacio y tiempo, precisa y consistente.

Amplio rango de parmetros espaciales, espectrales y temporales.

El inevitable e imparable avance tecnolgico a lo largo de estos ltimos aos ha

provocado la aparicin y el continuo perfeccionamiento de los sensores embarcados en

plataformas espaciales, mejorando sus resoluciones espaciales, espectrales,

radiomtricas y temporales, lo que redunda en un mayor nivel de detalle, precisin y

cantidad de informacin que permite la utilizacin de estas imgenes en nuevas reas

de aplicacin.

As, cada da la Tierra es observada por una constelacin de satlites. Son nuestros

ojos en el espacio. Construidos y puestos en rbita por Agencias Espaciales y

Organismos Internacionales, cada uno de estos satlites aporta informacin muy

valiosa para ayudarnos a conocer mejor nuestro planeta y estudiar los efectos de la

accin humana sobre el medio ambiente. Con estos datos podremos mejorar las

condiciones de vida sobre la Tierra.

2.3

Tutorial TELECAN


En este tema se estudia el funcionamiento de los dispositivos que permiten captar las

imgenes de teledeteccin y las plataformas que los soportan. Se dedica una especial

atencin a los distintos tipos de satlites de teledeteccin. La ltima parte de este

captulo se dedica a revisar las caractersticas de las misiones espaciales de

teledeteccin ms interesantes en este momento para el contexto de este proyecto

TELECAN. Con la rapidez con la que se disean y ponen en rbita las misiones de

teledeteccin espacial, necesariamente este TUTORIAL TELECAN debe irse

actualizando mediante la informacin disponible de las diferentes Agencias Espaciales.


Distinguir entre sensores y plataformas espaciales;

Conocer los principales tipos de sensores usados en teledeteccin;

Discriminar la informacin espacial, espectral, radiomtrica y temporal a partir de

las caractersticas espacio-temporales de los sensores y plataformas espaciales;

Entender el funcionamiento de los satlites;

Estudiar las rbitas de los satlites y las leyes fsicas que las rigen;

Conocer las caractersticas de las principales misiones espaciales de

observacin de la Tierra.

CONTENIDOS

Sensores y Sistemas Espaciales de Teledeteccin


2.1. SENSORES Y PLATAFORMAS 2.2. RESOLUCIN SENSORES 2.3. SISTEMAS ESPACIALES TELEDETECCIN 2.4. PARMETROS ORBITALES: TIPOS DE RBITAS 2.5. MISIONES ESPACIALES:

METEOSAT SEGUNDA GENERACIN

NOAA-METOP

LANDSAT / SPOT

GEOEYE

WORLDVIEW

2.4

Tutorial TELECAN


2.1. SENSORES Y PLATAFORMAS

SENSORES

Sistemas utilizados para la adquisicin de la radiacin emitida o reflejada. Carga de pago en los sistemas de teledeteccin espacial.

Conversin de radiancia en niveles digitales.

Clasificacin

1. Segn la fuente de radiacin:

Sensores pasivos: No iluminan al blanco, limitndose a recibir la energa emitida o dispersada por dicho blanco.

Sensores activos: Proporcionan su propia fuente de radiacin electromagntica

2.5

Tutorial TELECAN


Formas de Teledeteccin Formas de adquisicin de informacin por el sensor remoto:

Por reflexin (a).

Por emisin (b).

Por emisin-reflexin (c).

2. Segn la regin del espectro utilizada:

2.6

Tutorial TELECAN


Sensores electro-pticos: Visible e IR

Tecnologas de Escaneo

Line scanner

Wiskbroom scanner

Pushbroom scanner

AVHRR

SPOT

IKONOS

QUICKBIRD

MODIS

TM/ETM+

MSS

2.7

Tutorial TELECAN


Sensores de microondas

Pasivo: Radimetro de Microondas

Activo:

SAR

Altmetro Radar

Escatermetro de viento

2.8

Tutorial TELECAN


PLATAFORMAS

Plataformas a distancias cortas

Radares de instrumentacin: miden la reflectividad de objetos y superficies.

Sistemas tomogrficos: aplicaciones biomdicas e industriales.

Plataformas a grandes distancias: satlites, aviones/helicpteros.

Consideraciones:

Los aviones tienen mayor resolucin espacial.

Los satlites tienen mayor resolucin temporal y de cobertura.

Factores para la seleccin de una plataforma:

La extensin del rea a cubrir.

La velocidad de desarrollo de los fenmenos a observar.

Las caractersticas funcionales de los instrumentos y sensores.

La disponibilidad y coste de los datos.

2.9

Tutorial TELECAN


Paralelismo

Satlites describiendo una rbita polar (500-1000 Km) o de baja altitud y satlites

geoestacionarios (36000 Km.).

Imgenes de diferentes tipos de plataformas de teledeteccin

2.10

Tutorial TELECAN


2.2. RESOLUCIN SENSORES

RESOLUCIN ESPACIAL

Especifica el tamao del pixel de la imagen de teledeteccin.

Menor separacin entre objetos que puede ser resuelta por el sensor.

Alta resolucin espacial: 0.5 - 4 m

Media resolucin espacial: 4 - 30 m

Baja resolucin espacial: 30 - 1000 m

2.11

Tutorial TELECAN


Escalas de resolucin espacial: Disminucin de la resolucin con la altura del

sensor de exploracin.
http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=resolucion+espacial+sensores+teledeteccion&source=images&cd=&cad=rja&docid=x5bWN51FYxHu9M&tbnid=pe6ZUl-QWHQ6WM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.juntadeandalucia.es/medioambiente/vgn-ext-templating/v/index.jsp?vgnextoid=6c4f06e4b0fec210VgnVCM1000001325e50aRCRD&vgnextchannel=1bff7d087270f210VgnVCM1000001325e50aRCRD&vgnextfmt=rediam&ei=lJ5_UeLwHIjP0AWWrIHACg&bvm=bv.45645796,d.d2k&psig=AFQjCNHkQ_Bx_fXXJS8U9mqcvTRXd9CMOw&ust=1367404556015719

2.12

Tutorial TELECAN


Variacin resolucin espacial con el ngulo de observacin del sensor:

Tamao efectivo del pixel sobre la Tierra (GIFOV) es mayor en las extremidades

del campo de visin que en el nadir.

2.13

Tutorial TELECAN


RESOLUCIN ESPECTRAL

Especifica el nmero de bandas espectrales en el que el sensor puede captar

radiacin.

El nmero de bandas no es el nico aspecto importante de la resolucin

espectral: La posicin de las bandas en el espectro electromagntico es un

aspecto clave.

2.14

Tutorial TELECAN


RESOLUCIN RADIOMTRICA

Es la sensibilidad de un detector a las variaciones en la intensidad de la energa electromagntica emitida, reflejada o dispersada que est siendo detectada.

Diferentes niveles de intensidad que pueden ser discriminados por el sensor dentro de una banda.

2.15

Tutorial TELECAN


RESOLUCIN TEMPORAL

La resolucin temporal especfica la frecuencia de revisita de un satlite para

una ubicacin especfica (depende de la latitud y la anchura del swath).

El factor tiempo es importante cuando:

Nubes persistentes ofrecen vistas directas limitadas de la superficie de la

Tierra.

Fenmenos de corta duracin (inundaciones, mareas negras, etc).

Fenmenos que cambian rpidamente (atmosfrica).

Alta resolucin temporal: < 1 da - 3 das

Media resolucin temporal: 4 - 16 das

Baja resolucin temporal: > 16 das

2.16

Tutorial TELECAN


Relacin entre todos los tipos de resoluciones: Compromiso

2.17

Tutorial TELECAN


2.3. SISTEMAS ESPACIALES TELEDETECCIN

Elementos Sistema Espacial Teledeteccin

Segmento espacial

Segmento terreno

2.18

Tutorial TELECAN


SEGMENTO ESPACIAL

Satlite: Sistema colocado en rbita para proporcionar una determinada

aplicacin.

Plataforma espacial:

- Control de actitud

- Propulsin

- Energa Elctrica

- TT&C (Tracking, Telemetry & Command)

- Control trmico

- Mecnico

Subsistemas Satlite Teledeteccin

2.19

Tutorial TELECAN


Diferentes Subsistemas Plataforma Espacial

Estructura

2.20

Tutorial TELECAN


Carga de pago: Equipamiento destinado a cumplir la aplicacin especfica.

2.21

Tutorial TELECAN


SEGMENTO TERRENO

Arquitecturas

Flight Operation Segment Satlite

- Estaciones terrenas TT&C. - Centros de Control.

Payload Data Segment Datos - Estaciones de Recepcin. - Centros de Procesado y Archivo. - Centros Temticos.

2.22

Tutorial TELECAN


Diagrama de bloques estacin terrena y TTC

Estaciones Programas Espaciales Landsat 5 & 7

CENTRO

DE

CONTROL

TRANSMISIN

RECEPCIN

BANDA

BASE

TRACKING

SEGUIMIENTO

PROGRAMADO

SEGUIMIENTO

AUTOMATICO

MONITOREO

Y CONTROL

FRECUENCIA

Y TIEMPO

TEST E. ELCTRICA AIRE ACONDICIONADO

BANDA

BASE

SISTEMA DE

COMUNICACIONES

ESTACIN TERRENA

ESTACIN

TERRENA

ESTACIN

TERRENA

D

2.23

Tutorial TELECAN


Ejemplos Estaciones Terrenas

2.24

Tutorial TELECAN


2.4. PARMETROS ORBITALES: TIPOS DE RBITAS

MECNICA ORBITAL

rbita es la trayectoria que describe un cuerpo espacial alrededor de la

Tierra.

El movimiento del satlite alrededor de nuestro planeta est

principalmente determinado por la fuerza de atraccin entre ambos

cuerpos.

Newton postul que esa fuerza de atraccin era proporcional a las masas e inversamente proporcional al cuadrado de las distancias entre ambos.

donde:

G = 6.672 10-11 m3Kg-1s-2 (Costante universal gravitatoria).

M= 5.974 1024 Kg (masa de la Tierra).

2

mF GM

r

2.25

Tutorial TELECAN


Parmetros Cartesianos

Describe el movimiento por la rbita usando los vectores de posicin y velocidad

en un instante dado (epoch).Queda completamente definido con 6 parmetros: 3

posicin y 3 velocidad.

Parmetros Kepplerianos.

Informacin del tamao, forma y orientacin de la rbita en un instante de

tiempo especfico.

SSppaaccee SShhuuttttllee SSTTSS6666 EPOCH 11/09/94 13:00:06.210 GMT X : -410.1438489632090 Km Vx: -6.009935717301647 Km/s Y : 333.6855095962104 Km Vy: -1.961230487490145 Km/s Z : -406.9395999999989 Km Vz: 4.448585999999987 Km/s

2.26

Tutorial TELECAN


Tipos de rbitas

Cada MISIN espacial requiere una rbita especfica

Misin Tipo de rbita Altitud Periodo Inclinacin

Comunicaciones Meteorolgicos

Geoestacionaria 35.786 Km (GEO) 24 horas 0

Recursos Terrestres

Polar- heliosncrona 150 900 Km (LEO) 90 minutos 95

Navegacin (GPS)

Semi-sncrona 20.230 Km (MEO) 12 horas 55

Transbordador espacial

Baja rbita 300 Km 90 minutos 28.5 57

Comunicacin Inteligencia

Molniya Perigeo: 7971 Km

Apogeo: 45.170 Km 12 horas 63.4

2.27

Tutorial TELECAN


Circulares: LEO, MEO, GEO

Elpticas

2.28

Tutorial TELECAN


2.5. MISIONES ESPACIALES

METEOSAT SEGUNDA GENERACIN

Programa MSG

El Programa MSG incluye 4 satlites, asegurando servicios hasta 2018.

MSG-1 (Meteosat-8) se lanz en 2002 y MSG-2 (Meteosat-9) en 2005.

MSG-3 se ha lanzado en julio 2012.

2.29

Tutorial TELECAN


Segmento Espacial

Channels Central wavelength (m) Spectral band (m)

VIS 0.6 0.635 0.56 - 0.71

VIS 0.8 0.81 0.74 - 0.88

IR 1.6 1.64 1.50 - 1.78

IR 3.9 3.92 3.48 - 4.36

IR 8.7 8.70 8.30 - 9.10

IR 10.8 10.8 9.80 - 11.80

IR 12.0 12.0 11.00 - 13.00

WV 6.2 6.25 5.35 - 7.15

WV 7.3 7.35 6.85 - 7.85

IR 9.7 9.66 9.38 - 9.94

IR 13.4 13.40 12.40 - 14.40

HRV

0.5 - 0.9

2.30

Tutorial TELECAN


Segmento Terreno

2.31

Tutorial TELECAN


LNBBanda kuuniversal Antena

Banda kuD = 3m

Recepcin EumetCastCable RF

Tarjeta DVB SkyStar

Adquisicin de datos

PC

Recepcin de datos

PC

Procesado de datos

Cable de red

Backup

Disco Duro

LNBBanda kuuniversal Antena

Banda kuD = 3m

Recepcin EumetCastCable RF

Tarjeta DVB SkyStar

Adquisicin de datos

PC

Recepcin de datos

PC

Procesado de datos

Cable de red

Backup

Disco Duro

2.32

Tutorial TELECAN


Productos

2.33

Tutorial TELECAN


NOAA-METOP

EUMETSAT Polar System (EPS) proporciona datos de las misiones METOP y

NOAA

Segmento Espacial

2.34

Tutorial TELECAN


Segmento Terreno

2.35

Tutorial TELECAN


Productos

2.36

Tutorial TELECAN


LANDSAT / SPOT

Satlites NASA-USGCS.

LANDSAT 1 (1972)

LANDSAT 2 (1975)

LANDSAT 3 (1978)

LANDSAT 4 (1982)

LANDSAT 5 (1985)

LANDSAT 6 (1993)

LANDSAT 7 (1999)

LDCM (LANDSAT 8) 2013

2.37

Tutorial TELECAN


Satlite Landsat 8

Spacecraft: Landsat Data Continuity Mission (LDCM).

Launch Vehicle: Atlas V-401

Launch Date: Feb. 11, 2013

2.38

Tutorial TELECAN


SPOT

SPOT (Satellite Pour l'Observation de la Terre) es un satlite ptico de

media/alta resolucin.

Operado por Spot Image (Toulouse, Francia). Iniciado por CNES (Centre

National d`Etudes Satiales) en los 70s.

Lanzados con los Ariane 2, 3 y 4.

SPOT 1 (1986) con 10 m PAN y 20 m MS.

SPOT 2 (1990)

SPOT 3 (1993)

SPOT 4 (1998)

SPOT 5 (2002) con 2.5 m/5 m PAN y 10 m MS.

2.39

Tutorial TELECAN


Imgenes LANDSAT/SPOT

2.40

Tutorial TELECAN


GEOEYE Y WORLDVIEW

Misiones alta resolucin: Los satlites de alta resolucin son instrumentos muy

complejos, con una demanda creciente por sus numerosas aplicaciones en campos

muy diversos como: la cartografa, la identificacin de recursos naturales, la gestin de

riesgos y la defensa. Los ms destacados son los siguientes:

2.41

Tutorial TELECAN


Geoeye

Segmento Espacial

2.42

Tutorial TELECAN


Caractersticas Sensor Exploracin

Imgenes

2.43

Tutorial TELECAN


Worldview 2

Segmento Espacial

2.44

Tutorial TELECAN


Caractersticas Sensor Exploracin

rbita heliosincrnica, 770 Km de altitud.

1 canal pancromtico (0.5 m), 8 multiespectrales (2m).

Periodo de revisita de 1.1 das (Max viewing angle 45).

Ancho de la escena 16.4 Km

Imgenes

3.Aplicaciones de la

Teledeteccin

3.2

Tutorial TELECAN

Aplicaciones de la Teledeteccin

Introduccin

La teledeteccin nos ofrece hoy un panorama radicalmente distinto al de sus orgenes.

Desde que en el ao 1858 el fotgrafo francs Gaspar-Flix Tournachon elev su globo

sobre Pars para obtener la primera fotografa area, la teledeteccin ha tenido un

desarrollo espectacular hasta alcanzar la moderna sofisticacin de sensores instalados

en satlites alrededor de la Tierra que muestrean, prcticamente, todas las regiones del

espectro electromagntico posibles, consiguiendo resoluciones espaciales inferiores al

metro. De esta manera, la teledeteccin espacial permite en la actualidad el estudio de

nuestro planeta al proporcionar una visin sinptica y repetitiva que posibilita la

obtencin de datos en un perodo corto de tiempo. Como contrapartida, las imgenes

de teledeteccin nicamente nos pueden aportar informacin de la capa ms

superficial.

En este contexto, la teledeteccin es aplicable tanto en el mbito marino, como

terrestre, como atmosfrico, permitiendo un anlisis sistemtico de multitud de

parmetros geofsicos de un elevado inters para investigadores, empresas,

administraciones y el pblico en general. Este captulo del presente tutorial se centra en

la descripcin de las principales aplicaciones de la teledeteccin de inters mayoritario

para la regin de Canarias y frica noroccidental, agrupadas en los tres mbitos

anteriores.

Respecto a las aplicaciones marinas hay que destacar que el ocano es el elemento

ms influyente en el control a largo plazo de la estabilidad del clima de nuestro planeta.

No en vano ocupa un 71% de la superficie terrestre e involucra un complejo entramado

de relaciones entre procesos fsicos, qumicos, biolgicos y geolgicos. Es por ello que

su estudio debe abordarse desde un punto de vista multidisciplinar. En este tutorial se

analizarn aspectos vinculados a la oceanografa, monitorizacin costera, productividad

marina, calidad de las aguas, etc. En concreto, se describirn parmetros como la

temperatura superficial del mar, nivel del mar, salinidad, vientos sobre la superficie de

los ocanos, corrientes marinas, color del ocano, calidad del agua, batimetra y

clasificacin bntica en zonas costeras.

Al referirnos al mbito terrestre nos centramos en la corteza continental, que est

formada por los continentes y sus plataformas continentales. Esta corteza tiene un

grosor promedio de 35 km, aunque mediante teledeteccin solo es posible extraer

informacin de las capas ms superficiales. Con respecto a las aplicaciones terrestres

de mayor importancia analizadas mediante teledeteccin, e incluidas en este tutorial, se

puede destacar la gestin y monitorizacin del suelo, de los espacios vegetales y

forestales, la cartografa, el urbanismo, la agricultura, el medioambiente, la prevencin

de riesgos, as como las aplicaciones relacionadas con la defensa y seguridad.

3.3

Tutorial TELECAN


La atmsfera terrestre es la parte gaseosa de la Tierra, siendo por tanto la capa ms

externa y menos densa del planeta. Est constituida por varios gases que varan en

cantidad segn la presin a diversas alturas, destacando principalmente el oxgeno

(21%) y el nitrgeno (78%). La teledeteccin, desde hace dcadas, es una herramienta

fundamental en el estudio y anlisis de las condiciones atmosfricas a nivel local y

regional. En este tutorial se presentarn los principales parmetros asociados a las

predicciones meteorolgicas, el estudio de los gases de la atmsfera y en especial los

de efecto invernadero, la prevencin de catstrofes, las energas renovables, la calidad

del aire, la concentracin de aerosoles, etc.


Presentar las aplicaciones marinas de la teledeteccin espacial, identificando los

parmetros fsicos, biolgicos, qumicos y geolgicos de mayor importancia y

analizar los principales sensores y productos disponibles para cada uno de ellos.

Describir las aplicaciones terrestres de la teledeteccin espacial, identificando

las reas de aplicacin de mayor inters y detallando los principales productos

disponibles y sus caractersticas fundamentales.

Estudiar las aplicaciones atmosfricas de la teledeteccin espacial, presentando,

tanto aquellos productos operacionales para la prediccin meteorolgica como

aquellos productos vinculados con la investigacin cientfica de la atmsfera.

CONTENIDOS



3.1 APLICACIONES MARINAS DE LA TELEDETECCIN.

3.2 APLICACIONES TERRESTRES DE LA TELEDETECCIN.

3.3 APLICACIONES ATMOSFRICAS DE LA TELEDETECCIN.

3.4

Tutorial TELECAN


3.1. APLICACIONES MARINAS DE LA TELEDETECCIN

INTRODUCCIN

Principales parmetros a estudiar con teledeteccin:

Oceanografa Biolgica Oceanografa Biolgica

Temperatura superficial del

mar (SST)

Altura del mar (SSH)

Salinidad (SSS)

Vientos en superficie

Corrientes marinas

Color del ocano

Calidad del agua

Blooms de algas

Sebadales

Oceanografa Qumica Oceanografa Geolgica

Calidad del agua

Salinidad (SSS)

pH, calcita, etc

Gestin costera

Batimetra (erosin,

sedimentacin, etc.)

A continuacin se describen los parmetros ms importantes:

3.5

Tutorial TELECAN


TEMPERATURA SUPERFICIAL DEL MAR (SST)

Es la temperatura del agua en la capa superficial del ocano.

Antes de 1980s las medidas se obtenan de instrumentos instalados en la costa, barcos

o boyas. A partir de 1980s la mayora de la informacin global de SST procede de

estimaciones de satlite.

El ocano emite radiacin en el IR trmico y en la banda de las microondas. El

nivel recibido vara con la temperatura del mar.

Hay radimetros trabajando en esas bandas para medir la SST.

La radiacin del IR trmico procede de la capa ms superficial (primeros 10 m).

La radiacin de microondas procede del primer milmetro (1 mm) superficial.

Sensores en el IR tienen mejor resolucin (1 km) que los de microondas (25 km)

pero se ven afectados por las nubes que absorben la radiacin emitida.

3.6

Tutorial TELECAN


Radimetros en el IR trmico

Mtodos multibanda para estimar SST

La combinacin lineal de las radiancias medidas en 2 bandas de la misma ventana

atmosfrica proporciona una buena estimacin de la radiacin emitida.

Obtencin de los coeficientes (ai):

- Terica: modelo de transferencia radiativa

- Regresin: datos in-situ y temperaturas de brillo

La gran variabilidad del ngulo de observacin supone un trmino adicional debido a

la diferencia de camino ptico para atravesar la atmsfera:

3.7

Tutorial TELECAN


Ejemplo de imgenes de temperatura superficial del mar a partir

de imgenes en el IR trmico

Radimetros de Microondas

Ventajas: La radiacin no se ve afectada por las nubes y es ms fcil de

corregir los efectos atmosfricos

Desventajas: Debido a la menor intensidad de la seal en la curva de radiacin

de Planck de la Tierra en la regin de las microondas, la precisin y la resolucin

es ms pobre para la SST estimada de las mediciones de microondas pasivas

en comparacin con la SST obtenida de las mediciones usando el infrarrojo

trmico. La rugosidad de la superficie del mar, generada por el viento y las

precipitaciones, tambin afectan a la seal de microondas.

Medidas de SST se hacen habitualmente usando el canal cercano a 7 GHz y con

una correccin de vapor de agua gracias a las observaciones a 21 GHz. Otras

frecuencias utilizadas para la correccin de la rugosidad del mar (incluyendo la

espuma), la precipitacin y el mnimo efecto que provocan las nubes sobre la

radiacin de microondas son 11, 18, y 37 GHz.

3.8

Tutorial TELECAN


Instrumentos de microondas pasivos utilizados para obtener SST:

- Scanning Multichannel Microwave Radiometer (SMMR en Nimbus-7 y

Seasat)

- Tropical Microondas Imager (TMI en el Tropical Rainfall Measuring Mission)

- Advanced Microwave Scanning Radiometer (AMSR en Aqua y II ADEOS)

- WindSat en la misin Coriolis.

Ejemplo de imagen de temperatura superficial del mar a partir de

radimetros de microondas

3.9

Tutorial TELECAN


ALTURA DE MAR

La topografa de la superficie marina es la altura de la superficie del ocano con

relacin a un nivel de no movimiento definida por el geoide (superficie geopotencial

constante que representa la forma de la superficie marina si el ocano no estuviera en

movimiento). Las variaciones de la topografa superficial del mar pueden ser de hasta 2

metros y se originan por la circulacin ocenica, la temperatura y salinidad.

La topografa proporciona informacin sobre las mareas, la circulacin y la distribucin

de calor y masa en el ocano global de la Tierra.

La altura de la superficie marina (Sea Surface Height SSH) se mide usando

maregrafos o usando altmetros embarcados en satlites. La altimetra combina la

determinacin precisa de la rbita con la medida de la distancia hasta la superficie del

ocano mediante pulsos de microondas. La medida fiable no es el parmetro absoluto

sino la Anomala en la Altura Superficial del Mar (SSHA).

Altmetros

Satlites de altimetra bsicamente determinan la distancia desde el satlite a la

superficie objetivo mediante la medicin del tiempo de ida-vuelta transcurrido en un

pulso de radar enviado a la superficie.

Los altmetros radar permanentemente transmiten seales a Tierra, y reciben el eco

de la superficie. La rbita de los satlites tiene que ser conocida con precisin

(sistema Doris) y su posicin se determina con relacin a una superficie de

referencia arbitrario, un elipsoide.

3.10

Tutorial TELECAN


Ku (13,6 GHz) es la banda de frecuencia ms utilizada (Topex/Poseidn, Jason-1,

Envisat, ERS, etc).

Geos-3 y Seasat sentaron las bases para una nueva generacin de satlites

ocenicos.

En la dcada de 1980, slo Geosat se puso en rbita, cuyos datos estaban

clasificados en un primer momento.

En la dcada de 1990, Topex/Poseidn, con un preciso sistema de orbitografa y

localizacin como Doris permiti una mejor precisin de la localizacin por satlite y

posibilit la monitorizacin de las variaciones de altura de la superficie del mar

Con ERS-1 (y ERS-2 despus), la altimetra comenz a proporcionar informacin

vital para una comunidad de usuarios mayor.

Jason-1 Y Jason-2, con un ciclo de repeticin relativamente corto (10 das),

permitieron observar el mismo punto en el ocano con mayor frecuencia. Ambos

satlites cuentan con un lapso de tiempo de 5 das.

Envisat, tuvo un ciclo ms largo (30 das a partir de noviembre de 2010), pero un

espaciado menor entre bandas de exploracin (90 kilmetros en el ecuador).

3.11

Tutorial TELECAN


3.12

Tutorial TELECAN


Anomalas en temperatura y Altura

Aplicacin combinando datos de temperatura y altura del mar: El Nio

El Nio es causado por la irrupcin ocasional de aguas superficiales clidas en el

Pacfico junto a las costas de Per y Ecuador. El Nio trae patrones climticos

severos, tales como las sequas, inundaciones y ciclones.

Ahora es posible predecir El Nio a partir de los datos ocenicos.

3.13

Tutorial TELECAN


El Nio La Nia

El Nio / La Nia son patrones cuasi peridicos que ocurren a travs de la zona

tropical del Ocano Pacfico aproximadamente cada cinco aos.

La Nia es un fenmeno ocano-atmsfera que es la contraparte de El Nio.

Durante un perodo de La Nia, la temperatura superficial del mar en la zona

ecuatorial del Ocano Pacfico Centro Oriental ser ms baja de lo normal entre

3-5 C

3.14

Tutorial TELECAN


SALINIDAD

Se define en el ocano como los gramos de sal por cada 1000 gramos de agua.

1 gramo de sal por cada 1000 gramos de agua se define como 1 PSU (unidad

prctica de salinidad). En mar abierto el intervalo de salinidad es generalmente

de 32 a 37 psu.

La salinidad vara debido a la evaporacin y la precipitacin sobre el ocano, as

como a las descargas fluviales y al deshielo.

Junto con la temperatura, es un factor importante en la contribucin a los

cambios en la densidad del agua de mar y, por lo tanto, en la circulacin del

ocano.

Mientras que la temperatura superficial del mar se ha medido desde el espacio

durante ms de 3 dcadas, la tecnologa para medir la salinidad superficial del

mar desde el espacio slo ha surgido recientemente. Dado que los ocanos

tienen 1.100 veces la capacidad calorfica de la atmsfera, la circulacin de los

ocanos se convierte en un aspecto crtico para la comprensin de la

transferencia de calor a travs de la Tierra y por lo tanto la comprensin del

cambio climtico

La Salinidad Superficial del Mar (SSS) puede ser medida por radimetros de

microondas pasivos trabajando en torno a 1,4 GHz.

La potencia recibida por el radimetro es proporcional a la emisividad de

microondas y a la temperatura de la superficie del ocano. La sal aumenta la

reflectividad y disminuye la emisividad del agua. As, si la temperatura del agua

se puede conseguir por otros medios, la salinidad puede deducirse de la

radiacin recibida.

La teledeteccin por satlite no poda medir la salinidad hasta el ao 2009 con el

lanzamiento de la plataforma de SMOS (ESA). SMOS Mide la SSS utilizando 24

radimetros de bajo de ruido en cada brazo de 4,5 m de la antena en forma de

Y. La precisin es de 0.1-0.2 psu y la resolucin de alrededor de 35 km.

3.15

Tutorial TELECAN


Aquarius (NASA) fue lanzado en 2011 e incluye un radimetro ms un

dispersmetro para medir la salinidad y tener en cuenta los efectos de la

rugosidad de la superficie del mar en la seal que llega al radimetro.

Misiones para medir Salinidad

1er Mapa global de Salinidad (SMOS)

3.16

Tutorial TELECAN


Mapas de Salinidad (AQUARIUS)

VIENTOS EN SUPERFICIE

El viento ocenico es el movimiento de la atmsfera relativo a la superficie del

ocano.

Tpicamente, los vientos sobre el ocano son medidos con anemmetros muy

cerca de la superficie e instalados en boyas, plataformas o barcos. Los vientos

tambin se pueden medir remotamente utilizando radares doppler que pueden

obtener el viento marino (el alcance se limita normalmente a varios cientos de

kilmetros debido a la atenuacin de la seal).

Ms recientemente, los avances en los satlites de teledeteccin han permitido

mediciones de viento casi superficiales mediante el uso de instrumentos pasivos

y activos.

3.17

Tutorial TELECAN


Instrumentos

Radimetros pasivos: La superficie del ocano responde rpidamente al

movimiento del aire por encima, que proporciona un patrn de rugosidad distinto

dependiendo de la velocidad relativa y de la direccin del viento con respecto a

la superficie del ocano. La rugosidad de la superficie del ocano proporciona un

"brillo" especfico que puede ser detectado utilizando radimetros de microondas

pasivos y que puede ser traducido con precisin a la velocidad del viento cerca

de la superficie.

Los radares activos: Longitudes de onda especficas en la banda de

microondas son sensibles a la dispersin de Bragg, que es un tipo caracterstico

de ondas superficiales, a escala centimtrica, conocidas como ondas capilares.

stas estn directamente influenciadas por cambios en los vientos cerca de la

superficie, y permiten a radares especializados, denominados dispersmetro,

observar estos cambios. Estos radares transmiten pulsos de microondas hacia la

superficie del ocano, que dispersa inmediatamente una parte de la energa de

vuelta al radar. Una vez que la seccin transversal de radar se normaliza, la

velocidad del viento cerca de la superficie puede ser calculada como una funcin

de la energa retrodispersada. A diferencia de los radimetros pasivos de

microondas, el sistema radar activo puede combinar las mediciones desde

diferentes ngulos de acimut para obtener la direccin aproximada del viento.

3.18

Tutorial TELECAN


Ejemplo de vientos en superficie

3.19

Tutorial TELECAN


3.20

Tutorial TELECAN


CORRIENTES MARINAS

Las corrientes marinas son el movimiento continuo y dirigido de las aguas ocenicas

generado por las fuerzas que actan sobre este medio. Las corrientes ocenicas

pueden fluir a grandes distancias, y juegan un papel dominante en la determinacin

del clima de muchas regiones de la Tierra.

Las corrientes pueden ser causadas por la presin del viento, por gradientes

termohalinos o por la fuerza de las mareas. Estas corrientes tambin se ven

influenciadas por la rotacin de la Tierra a travs de la deflexin de Coriolis.

Las corrientes ocenicas se pueden dividir a grandes rasgos en corrientes

superficiales (10%) y corrientes termohalinas (90%). Las corrientes de superficie son

principalmente impulsadas por el viento, mientras que la circulacin termohalina es

debido a las variaciones de temperatura y salinidad (estas corrientes son lentas en

comparacin con la circulacin de superficie).

Tipos de Corrientes

Circulacin a gran escala

En el hemisferio norte, las corrientes fluyen alrededor de las colinas en el sentido de

las agujas del reloj y en sentido antihorario entorno a los valles (ocurre lo contrario

en el hemisferio sur). Estas corrientes forman giros a ambos lados del ecuador. Otro

fenmeno circulatorio a gran escala son las ondas planetarias.

Circulacin a mesoescala

La circulacin a mesoescala se define como un fenmeno energtico a escalas

espaciales que van desde diez a varios cientos de kilmetros y escalas temporales

con rango desde unos pocos das hasta varios meses. Sus mecanismos de gnesis

son principalmente inestabilidades de la circulacin a gran escala, las interacciones

entre corrientes y la batimetra, y la presin ejercida por el viento.

3.21

Tutorial TELECAN


Las corrientes pueden ser estimadas mediante teledeteccin usando altmetros

(SSHA) o a partir del clculo del flujo ptico en secuencias de imgenes de

temperatura superficial del mar o concentracin de clorofila. Sin embargo, en este

caso las nubes son un problema y, slo se puede estimar el campo de vectores en

reas que no sean completamente uniformes (zonas con estructuras mesoscalares).

Altmetro

Las corrientes ocenicas pueden elevar la altura de la superficie del mar en hasta un

metro por encima de los alrededores. Por lo tanto, las corrientes se pueden calcular

mediante la medicin de las variaciones de altura usando satlites con altmetros.

3.22

Tutorial TELECAN


Secuencias de SST

Estimacin del movimiento en secuencias de imgenes, tpicamente usando tcnicas

de correspondencia de regiones.

3.23

Tutorial TELECAN


Remolinos: las tormentas ocenicas

Estas estructuras de forma circular o alargada, de 50 a 300 km de ancho, son la

analoga ocenica a las tormentas en la atmsfera, y se ven claramente en mapas

de anomala superficie del mar desde los altmetros o en imgenes de temperatura.

Los remolinos (eddies) son importantes tanto para la circulacin ocenica y el clima

(por el transporte de calor y cantidad de movimiento), como para la biologa marina y

la pesca, pues provocan la mezcla de diferentes tipos de aguas ocenicas que

influyen en las condiciones que permiten que la cadena alimentaria marina se

desarrolle.

El anlisis de las Anomalas del Nivel del Mar, a partir de ms de 10 aos de datos

de satlite, revela las zonas de alta actividad de giros o remolinos durante esos

aos. Se presentan los remolinos anticiclnicos (arriba) y los ciclnicos (abajo) con

tiempos de vida superiores a 18 semanas. Esta informacin ha sido proporcionada a

partir de datos altimtricos.

3.24

Tutorial TELECAN


Ambos tipos de remolinos se mueven hacia el oeste, y con una ligera tendencia

(menos de 10 ) hacia el ecuador o hacia los polos, respectivamente.

COLOR DEL OCANO

Es la medicin de la radiacin espectral obtenida a partir de la reflectancia en la banda

del visible.

Objetivo principal: extraer las concentraciones de fitoplancton marino.

El fitoplancton es el conjunto de los organismos acuticos auttrofos del plancton, que

tienen capacidad fotosinttica y que viven dispersos en el agua. Monitorizarlo es

importante pues:

Fija el dixido de carbono en materia orgnica

Juega un papel fundamental en el ciclo global del carbono y del clima

Responsable de la de la produccin primaria neta de aproximadamente la

mitad de la Tierra

3.25

Tutorial TELECAN


Forma la base de la cadena alimenticia marina

Afecta a diversas industrias, principalmente la pesquera

Monitorizar las aguas costeras y su calidad

Teledeteccin: Productos principales

Los principales productos obtenidos mediante satlite son:

Normalized water-leaving radiances (nLw)

Radiancia que emerge de la subsuperficie marina en cada banda espectral

analizada y que se propaga a travs del interfazmar-aire.

Unidades: W cm-2 sr-1 nm-1

Chlorophyll-a concentration (Chl)

Pigmento fotosinttico principal del fitoplancton, que se utiliza como ndice de la

biomasa de fitoplancton.

Unidades: mg m-3

3.26

Tutorial TELECAN


CONCENTRACIN DE CLOROFILA

Los algoritmos Open Oceans OC son los ms ampliamente utilizados.

Existen variantes segn el nmero de bandas disponibles en el rango del verde

y del azul.

Los algoritmos OC3 y OC4 son los ms actuales e implementados para los

sensores MODIS (NASA) y MERIS (ESA).

Expresin general del

algoritmo

log10(Ca) = (c0 + c1 R + c2 R2 + c3 R

3 + c4 R

4)

donde R es log10(max(Rrs 443, Rrs 489, Rrs 510 )/

Rrs 555)

Bandas usadas

OC4= 443 > 490 > 510 / 555

OC3 = 443 > 490 / 555

OC2 = 490 / 555

Clark = 490 / 555

Carder = 490 / 555

3.27

Tutorial TELECAN


Mapa mensual Febrero 2013 (MODIS-AQUA)

Escala Regional (aguas Caso 2)

Los anteriores algoritmos no valen en general para aguas costeras o continentales,

donde la dificultad es mucho mayor por:

Variabilidad temporal y espacial

Contaminacin por tierra o fondo marino

Aerosoles (polvo, contaminacin)

Sedimentos suspendidos y CDOM

Efectos atmosfricos y emisiones antropognicas

3.28

Tutorial TELECAN


CALIDAD DEL AGUA

La monitorizacin de la calidad del agua mediante teledeteccin se obtiene

normalmente mediante varios parmetros fundamentales: turbidez,

temperatura, clorofila, CDOM, etc.

La existencia de una relacin directa entre la variacin de la reflectividad de los

canales y la variacin de los parmetros de calidad de agua se ha estudiado

mediante sensores de resolucin espacial baja y media (SeaWiFS, MODIS,

MERIS, etc) para aguas abiertas.

Recientemente, el satlite WorldView2 de alta resolucin y con 8 bandas

espectrales ha sido lanzado y proporciona mediciones de la calidad del agua

en las zonas costeras o de aguas continentales con 2 m. de resolucin.

3.29

Tutorial TELECAN


Caractersticas espectrales

Materia Suspendida

La turbidez se define como la falta de transparencia de un lquido debida a la

presencia de partculas en suspensin. Cuantos ms slidos en suspensin

haya en el agua ms sucia parecer y ms alta ser la turbidez. La turbidez

es considerada una buena medida de la calidad del agua, cuanto ms turbia,

menor ser su calidad. La turbidez afecta al grado en el cual la luz es

dispersada y absorbida por las molculas y partculas

Las aguas costeras poco profundas a menudo se caracterizan por alta

turbidez generada por la re-suspensin de los sedimentos del fondo o

inducidos por el ser humano (obras, dragados, etc.).

Algoritmos que calculan la materia suspendida en el agua (Total

Suspended Mater TSM) se basan en el aumento de la reflectividad del agua

en la banda del rojo y del verde.

3.30

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No existe en la actualidad ningn algoritmo genrico preciso y fiable para

la cuantificacin de la TSM en las zonas costeras

Existen una gran variedad de algoritmos que calculan la turbidez

principalmente haciendo uso de varias bandas cercanas al rojo.

Los aalgoritmos que utilizan directamente la reflectividad de una banda (p.e.,

polinmico) estn ms expuestos al ruido.

MODIS proporciona 2 productos de materia particulada en suspensin: la

inorgnica (PIC) y la orgnica (POC)

Materia Disuelta

La materia orgnica disuelta coloreada (CDOM, yellow substance,

gelbstoff) es la componente pticamente visible de la materia orgnica

disuelta en el agua. Tiene un importante efecto en la actividad biolgica de los

ecosistemas acuticos.

CDOM absorbe las longitudes de onda cortas (ultravioleta, azul) mientras que

el agua limpia absorbe la longitudes de onda ms altas del visible. Por eso el

agua adquiere un tono amarillo-verdoso.

3.31

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Los algoritmos para estimar el CDOM se basan normalmente en la variacin

de la reflectividad de la banda del amarillo. Son poco robustos y ruidosos.

CDOM interfiere con la deteccin remota de las concentraciones de clorofila.

Por eso, los algoritmos para la deteccin de CDOM se utilizan para la

discriminacin de esta materia frente los pigmentos fotosintticos y de la

materia inorgnica suspendida.

Ejemplo de algoritmo para el clculo del CDOM:

Media - alta resolucin

El estudio de la calidad del agua usando datos de media y alta resolucin es uno de

los principales desafos en la actualidad.

3.32

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Vertidos de petrleo

Otro aspecto relacionado con la calidad del agua es la deteccin de vertidos de

petrleo. Para ello es posible usar datos de radares de apertura sinttica (SAR) que

detectan la rugosidad del mar y por tanto bajo ciertas condiciones de viento es

fcilmente detectable pues la retrodispersin es mucho menor en aquellas zonas

contaminadas por el vertido.

3.33

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Vertidos de petrleo: caso prctico

ERGOS (Grupo de Respuesta Ambiental para Mareas Negras)

WWF/Adena, ESA, INTA, Direccin General de Costas, Marina Mercante,

SASEMAR y el Gobierno de Canarias.

Periodo : Junio 2000 Octubre 2002

rea: Canarias (300.000 km2)

Detectabilidad depende bsicamente de la velocidad del viento (3-6 m/s),

estado del mar y antigedad de la mancha.

BATIMETRA

Una aplicacin muy reciente es la obtencin de la batimetra de zonas costeras de baja

profundidad (hasta 20 30 metros) a partir de datos de satlites de alta resolucin. Es

un tema muy complejo pues pocas bandas consiguen penetrar lo suficiente y hay que

evitar los efectos de la reflectividad del fondo marino.

3.34

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CLASIFICACIN BNTICA

La clasificacin del lecho marino es tambin un tema difcil a partir de datos de

teledeteccin. Slo es posible la clasificacin a bajas profundidades pues la

penetracin de la luz en aguas costeras es mucho menor que en mar abierto y

bsicamente solo penetran los canales azul y verde.

En este ejemplo de imagen worldview-2 se aprecia que solo las 3 4 primeras bandas

(hasta el amarillo) pueden usarse.

3.35

Tutorial TELECAN


Adems, slo pueden distinguirse clases homogneas que sean separables en esas

longitudes de onda. La presencia de turbidez impide la clasificacin del lecho marino.

Ejemplos de clasificacin bntica

3.36

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3.2 APLICACIONES TERRESTRES DE LA TELEDETECCIN.

VEGETACIN Y BOSQUES

Los sistemas vegetales terrestres proporcionan propiedades de reflectancia nicas de

la radiacin recibida permitiendo su caracterizacin mediante tcnicas de teledeteccin.

ndices de Vegetacin

ndices espectrales: son combinacin entre bandas para obtener el parmetro de

inters (vegetacin, agua, suelo desnudo, etc.)

Los ndices de vegetacin se calculan combinando la reflectividad a distintas

longitudes de onda para discriminar y extraer informacin sobre la vegetacin

minimizando la influencia de otros factores externos como el suelo, irradiancia solar,

geometra de iluminacin y observacin, etc.)

3.37

Tutorial TELECAN


Existen multitud de ndices para estimar la vegetacin.

Ejemplo de ndices ms usados:

NDVI y EVI (sensor MODIS/Aqua).

3.38

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Bosques

La teledeteccin es muy til en aplicaciones forestales. Entre otras, se pueden

destacar:

Cobertura forestal

Densidad forestal (crown closure)

Fenologa (estacionalidad)

Inventario de especies forestales

Estimacin de biomasa

Deforestacin

Proteccin bosques

Prevencin, seguimiento y evaluacin incendios

La deforestacin mundial entre 1990 y 2005 fue de 14.5 millones de Ha anuales.

Los resultados de la Evaluacin global de los bosques por teledeteccin muestran

que en 2005 la cubierta forestal del planeta era de 3 690 millones de hectreas, o el

30% de la superficie terrestre del planeta.

3.39

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Estos nuevos resultados indican que la tasa de deforestacin del mundo,

fundamentalmente la conversin de bosques tropicales en tierras agrcolas, fue en

promedio de 14,5 millones de hectreas al ao entre 1990 y 2005, dato que

concuerda con las estimaciones previas.

3.40

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AGRICULTURA

La agricultura es el pilar econmico de muchos pases. La teledeteccin puede aportar

mltiple informacin:

Extensin de cultivos

Inventario de cultivos

Produccin agrcola

Pronstico de cosechas.

Seleccin y vigilancia zonas agrcolas

Evaluacin de daos por sequa o inundaciones.

Control de plagas y enfermedades de los cultivos.

Deteccin de estrs metablico (hdrico o nutricional).

Agricultura de precisin

3.41

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Produccin agrcola

Ejemplo de aplicaciones:

Seleccin de parcelas adecuadas (mejor suelo, humedad, etc.)

Monitorizacin de la evolucin de los cultivos (fenologa, abonado, etc.)

Deteccin y evaluacin de daos

Ejemplo: recogida progresiva del trigo en Junio

MONITORIZACIN URBANA

Aplicaciones urbanas de la teledeteccin

Las aplicaciones de la teledeteccin en el mbito urbano dependern principalmente

del nmero de bandas disponibles y de la resolucin espacial del sensor.

3.42

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A continuacin se presentan diferentes ejemplos.

Extensin y crecimiento urbano a nivel global y regional

Mapear zonas urbanas

Entender proceso de urbanizacin

Analizar y prever tendencias de crecimiento y transformacin usos del

suelo

Prevenir la degradacin y polucin medioambiental

Anlisis econmico global (poblacin, prdida actividad agrcola, actividad

industrial, comercial, etc.)

Extensin urbana global- regional

rea edificada (ciudad)

Extensin y usos (global,

regional)

Cobertura y usos (ciudad)

Deteccin de materiales urbanos

Mapeado de estructuras

(geomtrico)

Mapeado de estructuras (espectral)

Una banda

Multiespectral

Hiperespectral

Moderada Alta Muy alta

Bandas

Resolucin espacial

Tiempo

3.43

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Extensin y crecimiento urbano y rural a nivel local

Mapear zonas urbanas a nivel de ciudad

Estimar poblacin

Entender proceso de urbanizacin (bloques, etc.)

Planificacin (puertos, aeropuertos, carreteras, etc.)

Deteccin construcciones clandestinas

Analizar vulnerabilidades y riesgos

Monitorizar desastres

Anlisis econmico regional (poblacin, prdida actividad agrcola,

actividad industrial, comercial, etc.)

3.44

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Usos del suelo e indicadores ambientales

Mapear coberturas del suelo a nivel regional, local o de ciudad

Cartografa de zonas verdes urbanas (parques, bosques, etc.)

Caracterizar y estimar zonas selladas y de drenaje (inundaciones, etc.)

Estudiar islas de calor urbano: el confort de las ciudades depende de la

estructura 3D de los edificios, su geometra, materiales de construccin,

reas verdes, etc.

3.45

Tutorial TELECAN


Vulnerabilidad ante desastres

Mapas de vulnerabilidad a nivel local

Usar sensores pticos hiperespectrales (se puede combinar con Lidar

(altura), SAR, etc.)

Evaluacin de daos tras catstrofes

Per: terremoto (7.9 grados)

Estudio de deteccin de cambios usando SPOT-5

3.46

Tutorial TELECAN


Teledeteccin urbana a muy alta resolucin

Anlisis a nivel de objeto (edificio, carretera, puente, etc.)

Deteccin y modelado de estructuras

Modelado 3D de edificios.

Catstrofes, etc.

COBERTURA Y USOS DEL SUELO

El desarrollo econmico, el crecimiento de poblacin y la variabilidad climtica

han provocado rpidos cambios en las ltimas dcadas.

Nuestra vida est ligada a las diferentes cubiertas terrestres (agua, bosques,

desiertos, etc.) que nos rodean. Cuando stas cambian, nuestra salud,

economa y medio ambiente pueden verse afectados.

La teledeteccin permite la obtencin de mapas de uso y coberturas terrestres

(LULC: Land Use Land Cover Maps), cada vez ms fiables y con mejor

resolucin espacial.

3.47

Tutorial TELECAN


Seleccin de Clases

No existe ningn estndar nico para mapas LULC a nivel global. Los ms

usados son: CORINE, LCCS (Globcover, GLC2000), Anderson, IGBP, etc.

Para anlisis regionales lo lgico es seleccionar las clases adecuadas para la

zona de estudio.

3.48

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CORINE LAND COVER

CORINE (Coordination of Information on the Environment) supuso la creacin de

una base de datos de ocupacin del suelo en la Unin Europea. Est dirigido por la

Agencia Europea de Medioambiente.

ANDERSON

Anderson desarroll en 1972 un sistema de clases multinivel de coberturas terrestre.

Es utilizado principalmente por el USGS usando datos Landsat.

3.49

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IGBP (International Geosphere-Biosphere Programme)

Programa internacional para coordinar las interacciones entre los procesos

biolgicos, qumicos y fsicos terrestres y los sistemas humanos, a nivel global y

regional (MODIS 500m).

3.50

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LCCS (Land Cover Classification System)

Desarrollado por la FAO y la UNEP (United Nations Environment Programme)

GLC2000

Mapa de cobertura terrestre global del ao 2000 generado por ms de 30

instituciones usando datos SPOT-Vegetation (1 km)

GLOBCOVER

Mapa de cobertura terrestre global de la ESA en colaboracin con EEA, FAO,

GOFC-GOLD, IGBP, JRC y UNEP y usando datos MERIS (300 m)

3.51

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SIOSE

Sistema de Informacin sobre Ocupacin del Suelo de Espaa, cuyo objetivo es

integrar la informacin de las Bases de datos de coberturas y usos del suelo de las

Comunidades Autnomas y de la Administracin General del Estado. Usa multitud

de fuentes de informacin, entre otras datos SPOT y Landsat.

3.52

Tutorial TELECAN


CARTOGRAFA Y SIG

Con el aumento de la resolucin espacial, la teledeteccin es muy til en aplicaciones

de cartografa y en los sistemas de informacin geogrfica.

Ejemplo de Google Earth.

TEMPERATURA SUPERFICIAL TERRESTRE

La Temperatura Superficial Terrestre (LST) es un parmetro que sirve como indicador

del balance de energa y agua en la superficie terrestre, para la deteccin del cambio

climtico, para supervisar el estado de salud de la vegetacin o el anlisis de los

procesos de desertizacin o como dato de entrada en modelo de prediccin numrica

del tiempo.

3.53

Tutorial TELECAN


DESASTRES NATURALES

La teledeteccin ha permitido a la humanidad comprender con ms claridad los peligros

que amenazan a nuestro planeta.

Su uso es fundamental para la gestin de los desastres: desde el diseo de modelos

del riesgo y anlisis de la vulnerabilidad, hasta la alerta temprana y la evaluacin de

daos:

Prevencin de catstrofes (vidas, recursos materiales y naturales)

Seguimiento en tiempo real del desastre

Anlisis de los efectos tras desastre natural

Seguimiento de las actividades de recuperacin

Tipos de desastres naturales:

Incendios

Inundaciones

Terremotos, fallas, etc.

Volcanes

Sequas

3.54

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Incendios

Mapas globales de incendios a partir de sensores de baja resolucin con bandas en

el IR trmico

Incendios en Canarias (verano 2007)

Las principales estrategias para detectar el rea quemada es usar:

1 imagen post-incendio: ndice NBR (Normalized Burnt Ratio) Tasseled-Caps

(Landsat)

Imgenes antes y despus del incendio: tcnicas de deteccin de cambios

(NDVI, NBR, PC, Clasificacin).

3.55

Tutorial TELECAN


Inundaciones y Terremotos

DEFENSA

La teledeteccin ha sido usada desde hace dcadas en reas como:

Seguridad e Inteligencia

Cartografa de alta resolucin

Verificacin de tratados internacionales

Control de fronteras

Gestin de emergencias

Monitorizacin de desastres naturales

3.56

Tutorial TELECAN


OTRAS APLICACIONES

Geologa (minerales, sedimentacin, erosin, etc.)

Humedad del terreno

Topografa (Modelos digitales de elevacin del terreno)

Arqueologa

Geodesia

3.57

Tutorial TELECAN


3.3 APLICACIONES ATMOSFRICAS DE LA TELEDETECCIN.

INTRODUCCIN

La atmsfera es una mezcla de gases.

Tiene diferentes capas.

Los primeros 80 kilmetros contienen ms de 99% de la masa total de la

atmsfera de la Tierra.

La circulacin atmosfrica es el movimiento a gran escala de aire a travs de la

troposfera, y es el mecanismo por el cual el calor se distribuye alrededor de la

Tierra.

La estructura a gran escala de la circulacin atmosfrica vara de ao en ao,

pero la estructura bsica se mantiene bastante constante, ya que est

determinada por la velocidad de rotacin de la Tierra y por la diferencia de

radiacin solar entre el ecuador y los polos

3.58

Tutorial TELECAN


Interacciones de la atmsfera

Cuando la radiacin EM viaja a travs de la atmsfera: absorbida o dispersada

por las partculas de la atmsfera.

La atmsfera tambin emite IR trmico

Las principales aplicaciones de la teledeteccin en el mbito atmosfrico son:

Prediccin meteorolgica

Estudio de los gases de la atmsfera

Prevencin de catstrofes (tormentas, vientos, etc.)

Energas renovables (elica, solar)

Calidad del aire: Contaminacin, aerosoles, calimas, etc.

Gases de efecto invernadero

Cambio climtico

3.59

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Las principales misiones de la teledeteccin en

Teledectección espacial

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