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Detección Remota con Imágenes Satelitales para Analizar la Calidad del
Aire en Centroamérica
Dr. Amy K. HuffBattelle Memorial Institute
Dr. Ana I. PradosUMBC/JCET
Betzy HernandezCATHALAC
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Reconocimientos • Programa de Ciencias Aplicadas de la NASA:
Lawrence A. Friedl, Daniel E. Irwin
• Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (U.S. EPA): Orlando Gonzales, Lourdes Morales
• Universidad Nacional: José Félix Rojas, Jorge Herrera
• CATHALAC: Emil Cherrington, Francisco Delgado, Africa Flores, Eric Anderson, Valerie Garrish
• Universidad de Panamá: Vasco Duke, Hipólito Guerra, Wilfredo Urriola
• Universidad de Maryland, Condado de Baltimore: Ray Hoff, Hai Zhang, Ruben Delgado, Nikisa Jordan
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Capítulo 1: Detección Remota de Condiciones en la Tierra con
Imágenes Satelitales
9:00 – 9:30
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¿Qué Es la Detección Remota?
La detección remota es un método para obtener información sobre las propiedades de un objeto sin tener contacto físico con él.
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¿Por qué utilizar satélites para estudiar la Tierra?
• Mediciones consistentes y rutinarias a escala global.
• Perspectiva general de información a escala hemisférica, regional, nacional y local (el ‘gran panorama’).
• Ofrecen información para aquellas áreas donde no existe medición terrestre de parámetros.
• Alerta temprana sobre eventos ambientales y desastres inminentes.
• Atractivo visual: ‘una foto vale mil palabras’.
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Los Satélites Ofrecen una Perspectiva Global
Los datos satelitales se utilizan para muchas aplicaciones, incluyendo el monitoreo meteorológico a nivel global, el análisis
del cambio climático, y la observación del medio ambiente.
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¡Una Foto Vale Mil Palabras!
Los satélites ofrecen cobertura consistente y rutinaria a escala global de eventos ambientales.
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Características Importantes de los Datos Satelitales: Resolución Espacial
• La resolución espacial se refiere al área más pequeña de la Tierra que un satélite puede observar– Depende del tipo de instrumento– Resolución espacial baja (p.ej., 10 km): se pueden apreciar
características regionales grandes (ciudades, bosques, lagos)– Resolución espacial alta (p.ej., 10 m):
se pueden apreciar objetos menores(edificios, caminos, árboles)
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• Resolución espacial baja (1 km):– Se pueden apreciar las principales características
regionales (ríos, centros urbanos, nubes)– ¡Los objetos menores NO son visibles!
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• Resolución espacial alta (10 m):– ¡Los objetos menores sí son visibles!– Normalmente las imágenes de alta
resolución espacial son caras!
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Características Importantes de los Datos Satelitales: Resolución Temporal
• La resolución temporal se refiere a la frecuencia con que un satélite observa la misma área de la Tierra.– Depende principalmente de la órbita del satélite– Resolución temporal alta (p.ej., 30 minutos):
observaciones muy seguidas– Resolución temporal baja (p.ej., un día):
solo una observación por día
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Satélites Geoestacionarios• Orbitan a gran altitud
(~35,800 km).• Período orbital igual a la
velocidad rotacional de la Tierra.
• Continuamente observan la misma área de la Tierra.
• Muy alta resolución temporal (minutos u horas).
• Generalmente se emplean para monitorear condiciones meteorológicas y el desa-rrollo de tormentas fuertes, incluyendo huracanes, tornados e inundaciones.
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Satélites Geoestacionarios de Observación Ambiental (GOES)
GOES-Oriente
GOES-Occidente
• Satélites meteorológicos geoestacionarios (EE.UU.).
• Resolución temporal de 30 minutos a 3 horas.
• Resolución espacial de 1 km, 4 km y 8 km.
• Múltiples productos, principalmente para el pronosticado meteorológico.
• 5 bandas:– Visible (0.55-0.75 m)– Onda Corta IR (3.80-4.00 m)– Vapor (6.50-7.00 m)– IR 1 (10.20-11.20 m)– IR 2 (11.50-12.50 m)
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Ejemplos de Satélites Geoestacionarios
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Satélites de Orbita Polar
• Orbitan a baja altitud (~700-800 km).• Su órbita cruza los Polos Norte y Sur.• La Tierra gira mientras orbita el saté-lite
de manera que el satélite observa un área nueva cada vez que pasa.
• Los satélites de órbita polar observan la misma área de la Tierra una vez por día (o con menor frecuencia).
• Baja resolución temporal.• ¡Cobertura global!• Se emplean para estudiar múltiples
parámetros, incluyendo la calidad del aire, el uso del suelo, la calidad del agua, y la vegetación.
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Satélites de Orbita Polar de la NASA
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Satélites de Orbita Polar de la NASA para Observar la Calidad del Aire
• Terra– Lanzado en 1999– Paso local a las 10:30 AM
• Aqua– Lanzado en 2002– Paso local a la 1:30 PM
• Aura– Lanzado en 2004– Paso local a la 1:30 PM
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Satélites de Orbita Polar que Pasan en Horas de la Tarde
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¿Cómo Toman Mediciones los Satélites?
• Los satélites no toman mediciones directas de los parámetros geofísicos de la Tierra.
• Los satélites miden la radiancia (luz) solar y/o terrestre en una columna vertical de la atmósfera.
• Los datos de radiancia se convierten en parámetros geofísicos con la aplicación de algoritmos científicos.
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Retos de la Detección Remota con Imágenes Satelitales
• Es muy costoso construir y lanzar un satélite.• Hay que convertir las mediciones de radiación
luminosa a valores geofísicos como tempera-tura o concentraciones de contaminantes.
• Relación inversa entre la resolución espacial y la relación temporal.
¡Las ventajas superan con mucho los retos!
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Actividad 1: Órbitas de los Satélites
• Cada participante recibirá una hoja de ejercicio sobre las órbitas de los satélites.
• Los participantes trabajarán en equipos de 3-4 personas para responder las preguntas.
• Después del análisis en equipo, se discutirán las respuestas entre todos los participantes.
• Meta: Familiarizarse con la terminología y las características
de los satélites.