UD. 3.- les noves tecnologies en la

investigació del medi ambient

Sistemes informàtics i simulació mediambiental

Els principals sistemes informàtics

de simulació mediambiental són:• World-2

• World-3

Tots dos van ser desenvolupats pel mateix equip de treball i es basen en

diferents variables i tots dos fan prediccions de l’evolució possible dels

sistemes

Sistemes informàtics i simulació mediambiental

WORLD-2

Variables:

Població

recursos naturals no renovables

aliments produïts

contaminació

capital invertit

Dades d’inici de la simulació: els valors reals al 1900

Simulació o evolució futura: des del 1900 fins al 2100

Sistemes informàtics i simulació mediambiental

WORLD-2

Conclusions (Els límits del creixement, 1972):

No es pot mantenir el ritme actual de creixement poblacional i

econòmic.

Perquè el sistema s’estabilitzi cal:

Reduir en un 50% la natalitat

Reduir en un 75% la taxa de consum de recursos naturals,

en un 25% la quantitat d’aliments produïts

En un 50% la taxa de contaminació

En un 40% la taxa d’inversió de capital

Sistemes informàtics i simulació mediambiental

WORLD-3

Intenta millorar i enriquir el model anterior.

fa evolucionar la població en funció de les diferents

decisions polítiques respecte a la taxa de consum dels

recursos naturals, de manera que s’obtenen quatre

possibles situacions:

•Creixement continu o il·limitat

•Aproximació a l’equilibri

•Superació i oscil·lació.

•Superació i col·lapse.

Sistemes informàtics i simulació mediambientalWORLD-3

Conclusions (Més enllà dels límits del creixement, 1991):

1a conclusió:

Si es continua la tendència actual de creixement de la població mundial,

la industrialització, la contaminació, la producció d’aliments i el

consum de recursos, els límits del planeta s’assoliran dins dels pròxims

100 anys.

2a conclusió

És possible modificar les tendències de creixement i establir unes normes

d’estabilitat ecològica i econòmica, que poden ser mantingudes per

molt temps amb vista al futur.

3a conclusió

Si els pobles de la Terra es decideixen per aquesta segona alternativa,

com més aviat ens hi posam majors seran les possibilitats d’èxit.

Sistemes informàtics i simulació mediambiental

Crítiques a aquests models

Aquestes simulacions es basen en el model maltusià, cosa que es

tradueix en culpar als països del sud del creixement desmesurat de la

població i de tots els problemes ambientals, quan són els països rics els

que més recursos consumeixen per persona i més residus generen.

Els models representen la realitat de manera simplificada, de manera

que només mostren tendències.

Les tendències resultants poden variar segons les variables que es

tinguin en consideració i l’any d’inici de la simulació.

Sistemes de teledetecció

la teledetecció és la tècnica que permet l’observació a distància i l’obtenció d’imatges de la superfície terrestre des de sensors instal·lats en avions o en satèl·lits artificials.

Components d’un sistema de teledetecció

Sensor: cambra capaç de captar, codificar i transmetre les imatges

de la superfície terrestre.

Flux d’energia detectada pels sensors: diferenciem dos tipus de

sensors atenent si usen fonts d’energies externes o pròpies:

A) Passius: usen fonts d’energies externes, bé sigui del Sol o d’elements

situats a la superfície terrestre.

B) Actius: són sensors que emeten radiació i en capten el reflex de la

superfície terrestre.

C)Centre de recepció

D)Sistema de distribució

Radiacions electromagnètiques en la teledetecció

Espectre de radiació solar

Radiacions electromagnètiques en la teledetecció

Regió central o zona visible (V)

Situada entre 0,4μm i 0,7μm, on es troben els colors de l’arc de sant Martí.

Tanmateix les persones només en diferenciem tres de primaris:

(B) Blau de 0,4μm a 0,5μm

(V o G) Verd de 0,5μm a 0,6μm

(R) Roig de 0,6μm a 0,7μm

Regió d’infraroig (IR)

(IRP) infraroig pròxim al visible (des de 0,7μm a 1,3μm). Molt útil per detectar

masses vegetals.

(IRM) infraroig mitjà (d’1,3μm a 8μm). Són sensor que detecten l’energia tèrmica

emesa pels diferents mitjans quan es troben humits.

(IRT) infraroig llunyà o tèrmic (de 8μm a 14μm). Capat la calor emesa per la

superfície terrestre quan és escalfada pel Sol, és per això que se solen usar per fer

estudis globals sobre el canvi climàtic.

Microones

D’1mm a 1m, són captades per sensors de radar i s’usen per realitzar

mostres quan no és possible usar altres zones de l’espectre. Les microones

han permès obtenir imatges de zones amb núvols permanents o prendre

imatges nocturnes.

Radiacions electromagnètiques en la teledetecció

Imatges obtingudes mitjançant la teledetecció

Característiques de les imatges digitals

Les imatges digitals estan dividides en píxels,

parcel·les amb diferents tonalitats del gris, segons

sigui la intensitat del senyal, com més intens sigui,

més clar serà el gris del píxel.

Un píxel és la superfície mínima detectada per un

sensor i es correspon amb la unitat d’informació

mínima en què es divideix una imatge. Els píxels

tenen un valor numèric, que es correspon a

cadascuna de les tonalitats de gris.

Imatges obtingudes mitjançant la teledetecció

Existeixen diferents tipus de resolució

Resolució espacial. Fa referència a la mida del píxel i representa l’àrea mínima

que es pot distingir amb aquest sensor.

Resolució temporal. És la freqüència amb què s’actualitzen les dades d’un

sensor.

Resolució radiomètrica. És la capacitat de discriminar les variacions d’intensitat

de la radiació emesa pels objectes. Per tant, mesura la totalitat de tons de gris

diferents que té una imatge.

La resolució radiomètrica es mesura en bits per píxel. Així una imatge que tingui

6 bits per píxel, significa que el sensor pot discriminar 64 bandes de gris en cada

píxel (26=64).

Resolució espectral. Fa referència a les de bandes de longitud d’ona de

l’espectre en què treballa un sensor. La majoria dels satèl·lits són multibanda, ja

que operen en diferents bandes de longitud d’ona.

Resolució d’un sensor

La resolució d’un sensor és la mesura de la seva capacitat per discriminar els detalls

Imatges obtingudes mitjançant la teledeteccióEn funció de les bandes que escollim, podem obtenir:

Color natural o RGB=3 2 1. Es prenen les tres imatges en gris corresponents a

les bandes 3, 3, i 1 i se’ls aplica el color de la següent forma:

- A cada píxel de la imatge obtinguda a través de la banda 3, li atorguem

el color roig (R), la intensitat del qual està determinada pel seu to de

gris.

- A cada píxel de la imatge obtinguda a través de la banda 2, li atorguem

el color verd (G), la intensitat del qual està determinada pel seu to de

gris.

- A cada píxel de la imatge obtinguda a través de la banda 1, li atorguem

el color blau (B), la intensitat del qual està determinada pel seu to de

gris.

Imatges obtingudes mitjançant la teledetecció

Imatges obtingudes mitjançant la teledetecció

En funció de les bandes que escollim, podem obtenir:

Fals color. S’apliquen diferents bandes a les tonalitats, de manera que

aconseguim tenir fotografies amb colors diferents segons què es vulgui estudiar.