Nuevas tecnologías en investigación medioambiental

Ciencias de la Tierra y Medioambientales

Fuentes de información ambiental

Estaciones fijas de medida

Instrumentos de medida móviles

Instrumentos a bordo de satélites

SISTEMAS DE POSICIONAMIENTO POR SATÉLITE

Sistemas de posicionamiento

• Conjunto de satélites (constelación), enórbitas variadas, a distancias conocidas.

• Cada uno emite una señal de radiodiferente, que es identificada por un receptor.

Sistema de Posicionamiento Global (GPS)

• Pequeños aparatos que captan las señales emitidas por unos

satélites especialmente diseñados para ello

• Hay 27 satélites GPS a 20.200 km de altitud

• Cada aparato recibe señales de al menos tres satélites.

• Nos permite conocer datos sobre la latitud y la longitud de cualquier

punto geográfico, con +/- 1 m de precisión.

• Nos permiten determinar la velocidad y la dirección con que nos

movemos.

Sistema de Posicionamiento Global

Los satélites emiten señales

El receptor detecta la señal e identifica cada satélite

Uniendo las señales calcula la posición

Aplicaciones medioambientales

• Gestión ambiental

Aplicaciones medioambientales

• Posicionamiento preciso de cualquier puntode interés ambiental

Aplicaciones medioambientales

• Realización de tareas de seguimiento

Sistema Galileo

LA TELEDETECCIÓN

Elementos de la teledetección

• Emisor de energía: natural o pasivo, artificialo activo

• Sensor: recibe una forma de energía y latransmite como información

• Receptor: recibe la información digital y laprocesa

• Distribuidor: distribuye la información entrelos usuarios

Proceso de teledetecciónA. Fuente de energía oiluminación

B. Radiación y la atmósfera

C. Interacción con el objeto

D. Detección de energía por elsensor

E. Transmisión, Recepción yProcesamiento

F. Interpretación y análisis

G. Aplicación

Emisor

Radio

Microondas

Infrarrojo

Ultravioleta

Visible

Rayos X

Rayos gamma

Radiación electromagnética

Las radiaciones más utilizadas enteledetección son:

• Las microondas: Lasmicroondas, se usan en lossensores radar.

• La radiación infrarroja: Loscuerpos calientes emitenradiación infrarroja.

• El espectro visible

• La radiación ultravioleta: Laradiación ultravioleta es lacomponente principal de laradiación solar.

Tipos de sensores

Teledetección pasiva Teledetección activa

Foco emisor

Satélite: foco receptor

Radiación reflejada

Radiación emitida

Satélite: foco emisor y receptor

Radiación emitida

Radiación reflejada

Técnicas en teledetección

Captación de radiación de origennatural reflejada

Captación del reflejo de radiación emitida por el instrumento de radar

Captación de radiación infrarroja térmica

Captación del espectro de absorción

Firma espectral

• Es el conjunto deradiaciones que eseobjeto refleja, y escaracterística de cadatipo de superficie, yes característica decada tipo desuperficie.

Satélites meteorológicos

• Geoestacionario: permanecenfijos sobre la vertical de un puntode la superficie terrestre situadosobre el ecuador.

• De órbita polar: describen unaórbita que pasa por la vertical delos polos geográficos.

Satélite de órbita geoestacionaria

Satélite de órbita polar

METEOSAT

Luz visible InfrarrojoInfrarrojo térmico

APLICACIONES DE LA TELEDETECCIÓN RELACIONADAS CON EL MEDIO AMBIENTE

1. Estudios geológicos e hidrológicos

•Estudio de la erosión de playas yarenales.•Cartografía geológica para laexplotación de recursos mineralesy petroleros.•Estimación de modelos deescorrentía y erosión del suelo.•Inventario del agua superficial.•Verificación y control de lacalidad del agua, turbidez ycontenido de algas.

Proliferación de fitoplancton en Argentina

2. Estudios de BiodiversidadSeguimiento de especies y

poblaciones animalesCartografía de la cobertura

vegetal del suelo.Evaluación de condiciones de

estrés en la vegetación, por loefectos de la sequía o ladeforestación.

Cartografía e inventario de lacobertura y uso del suelo.

Cartografía e inventario decultivos por especies.

Agricultura de precisión:predicción del rendimiento decultivos y del momento óptimopara las cosechas

3. Desarrollo sostenible

Inventario regional del medioambiente para hacer estudios deimpacto ambiental.

Verificación y control de lacalidad del agua, turbidez ycontenido de algas.

Cartografía de áreas quemadas yseguimiento de los procesos derepoblación natural.

Selección de rutas óptimas paranuevas vías de comunicación.

Progreso de la deforestación

Seguimiento de la capa deOzono

4. Oceanografía

•El estudio de los océanos: alturade los mares, cartografía de lasuperficie, medición de lascorrientes, vientos y olas.

•La vigilancia de los océanos:seguimiento del nivelmedio, previsión del fenómeno deElNiño, batimetría, temperatura, color del agua.

5. Catástrofes naturales

Inundaciones en Pakistán

Tsunami en Indonesia

Incendios en el levante español

Marea negra del Prestige

Obtenida por el satélite ENVISAT 200

Avance y retroceso de hielos y desiertos

Cambio climático

Agujero de ozono

Fenómeno de El Niño

Usos y deterioro del suelo

Daños a cultivos por plagas o granizos

Predicciones de cosechas

Todo tipo de impactos

Otras aplicaciones de la teledetección relacionadas

con el medio ambiente

OTRAS APLICACIONES DE LA TELEDETECCIÓN

Catastro

• Información espacial y temática

– Espacial: límites, localización, superficie

– Temática: valor, cultivo o aprovechamiento, etc.

• Aplicación principal: gestión de impuestos

• Concepto genérico:

– Uso en toma de decisiones y planificación

– Problemas: volumen de datos / actualización

Parcelación de una urbanización

Transportes

Trazado de nuevas infraestructuras lineales

Mantenimiento de infraestructuras existentesGestión de actualizaciones periódicas. Accidentes

Sistemas de navegación para vehículosUso de un conjunto de mapas de soporte

Determinación de la posición: sensores, GPS

Operaciones: cálculo de rutas, sitios de interés

Posible actualización on-line (obras, tráfico, etc.)

Variante: control de flotasSupervisión de flotas de vehículos

Sistema de navegación + puesto de control

Protección Civil

• Prevención de riesgos y gestión de catástrofes

– Determinación de focos de riesgo potenciales

– Identificación de la población afectada

– Planificación de rutas de evacuación

• Posibles riesgos

– Naturales (inundaciones, incendios, terremotos)

– Factores humanos (nucleares, depósitos de gas)

• Determinación de “rutas seguras”

FOTOGRAFÍA AÉREA

Fotografía aérea

• Se realiza desde plataformas aéreas.

• Normalmente son cámaras fotográficas de luz visible.

• Pueden ser fotografías aéreas u oblicuas.

Fotografías aéreas oblicuasEl eje óptico no está situado demanera perpendicular a lasuperficie terrestre.

Usos:

-Evaluación de impactospaisajísticos.

- Seguimiento de explotacionesmineras y forestales.

- Seguimiento de incendios ycoordinación de tareas deextinción.

- Trabajos publicitarios.

Fotografías aéreas verticales

El eje óptico de la cámara estásituado de manera perpendiculara la superficie terrestre.

Usos:

-Ordenación del territoriorealizada por las administracioneslocales y autonómicas.

- Detectar construcciones ilegales.

- Controlar usos del suelo.

- Seguimiento de los cultivos.

Fotografía aérea estereoscópica

Reúne las ventajas de la fotografía oblicua y vertical.

Proporcionan la dimensión tridimensional y la panorámica. Fotografía 1

Área de solapamiento Fotografía 2

SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA (SIG)

Fundamento

• Un sistema telemático se basa en la interconexión entremúltiples ordenadores mediante una red de comunicacionesde intercambio de mensajes para la realización de una tareacomún

• Los datos se toman a través de sensores o GPS

• La información se digitaliza y se procesa a través de ordenador

• Después se puede transmitir mediante cables o satélites

SIG

• Es un programa de ordenador que contiene un conjunto dedatos espaciales de la misma porción de un territorioorganizados de forma geográfica

• Los datos se representan en capas superpuestas

• Los datos proceden de fotografías tomadas por teledeteccióno de mapas de todo tipo

• Los SIG están destinados a almacenar, representargráficamente, manipular y gestionar una información sobre elterritorio

Toponimia

Información integrada

Vías de comunicación

Red fluvial

Edificaciones

Base cartográfica

Modelo tridimensional

SIG

• Esta información se guarda en formato digital y se puedevisualizar en el ordenador

• Debe ser actualizada con frecuencia

• Nos permiten realizar simulaciones para ver qué puedeocurrir en un territorio si variamos algún parámetro de algunade las capas.

• Muy utilizados: prevención de riesgos, ordenaciónterritorial,…

1. Planificación territorial

1. Planificación territorial

2. Análisis de usos del suelo

3. Gestión de recursos naturales

4. Impacto ambiental

5. Riesgos