Teledetección Espacial Fundamentos y Usos en los Recursos Naturales
Teledetección Espacial
Fundamentos y Usos en los Recursos Naturales
Procurando satisfacer distintas necesidades, la humanidad avanza sobre los ecosistemas naturales y los reemplaza por ciudades, por áreas destinadas a la agricultura, ganadería, forestaciones, industrias, caminos, etc.
A medida que estos cambios ocurren, en el territorio se van creando nuevas condiciones que afectan en grado variable a factores claves para el desarrollo de nuestras sociedades, como el abastecimiento de agua y la producción de alimentos.
La dedicación exclusiva de extensas superficies al cultivo de unas pocas especies determina, por ejemplo, una muy limitada capacidad de absorción de agua de los suelos, una alta predisposición a procesos erosivos y la necesidad de continuos aumentos en los subsidios de agroquímicos con la consecuente contaminación, disminución de la biodiversidad, entre tantos otros efectos.
Tarde o temprano, la falta de criterios basados en la sustentabilidad del sistema se observa en el grave deterioro del suelo, del aire y del agua.
A partir del análisis del cómo es y ha sido la explotación de los recursos naturales considerando los costos ambientales podemos obtener valiosa información para planificar el uso de nuestro territorio con una visión a largo plazo.
Esta necesidad se justifica aún más teniendo en cuenta las manifestaciones que se esperan producto del cambio climático global.
En el abordaje de esta temática deben participar todos los sectores que, involucrados en el territorio y los planteamientos relacionados con la conservación de la biodiversidad, tienen que ser centrales.
La teledetección espacial es una excelente herramienta para el desarrollo de estas actividades.
Fundamentos de la teledetección espacial
La teledetección es una técnica que permite adquirir información de los elementos de la superficie terrestre a distancia, es decir, sin tomar contacto con ellos.
En el caso de la teledetección espacial aplicada a la observación de la superficie terrestre, la adquisición se da a través de sensores montados sobre satélites que tienen un recorrido fijo sobre la tierra, en altitudes que varían entre los 400 y 900 kilómetros.
A medida que el satélite va circundando la tierra, los sensores que lleva a bordo registran la energía que los elementos de la superficie terrestre reflejan después de haber interaccionado con una fuente de energía.
En el caso de los sensores ópticos la fuente es el sol, que tiene la propiedad de emitir energía electromagnética en un amplio espectro, mientras que en el caso de los sensores radar la fuente de energía está en el mismo satélite y trabaja en el segmento de las microondas.
Uno de los principios de la teledetección está basado en el tipo de interacción que la energía electromagnética puede tener con los elementos: absorción, transmisión y reflexión.
Dependiendo de las propiedades químicas, físicas y biológicas de cada elemento y de la longitud de onda de la energía electromagnética que recibe, varía la proporción de energía que es reflejada (denominada firma espectral) y posteriormente captada por el sensor.
Este fenómeno se puede ejemplificar con el color que vemos en las hojas de las plantas y considerando a nuestros ojos como sensores: del total de la energía solar que incide sobre la hoja en el rango visible, ocurre una importante absorción en la parte del azul y del rojo por la presencia de los pigmentos fotosintéticos y una relativa reflexión en la parte del verde.
Los satélites de observación de la tierra poseen sensores calibrados para codificar en rango de valores de números enteros (comúnmente entre O y 255) la cantidad de energía que es reflejada por unidad de superficie (reflectancia) y traducirlos en una imagen digital.
Cada píxel (unidad mínima de muestra de la superficie) tiene un valor de reflectancia de acuerdo al elemento o elementos presentes dentro del mismo.
En cada pasada se obtienen imágenes de un mismo sitio en diferentes segmentos del espectro llamadas “bandas espectrales”, donde los valores bajos de reflectancia se corresponden con tonos oscuros y los valores altos con tonos claros.
De esta forma, vinculando la firma espectral con la captada por la banda (azul, verde, rojo, infrarrojo, etc.) es posible interpretar las imágenes e identificar los elementos de la cobertura terrestre.
Debido a su formato digital y a los valores de reflectancia almacenados, sobre las imágenes se pueden aplicar procedimientos matemáticos y estadísticos para la clasificación automática de grandes superficies.
Mediante el uso de programas especiales de computadora, las imágenes originales son procesadas a través de diversos procedimientos para asignar a cada pixel una categoría de uso y cobertura de la tierra.
En estas tareas, necesariamente, se deben realizar trabajos de campo para poder vincular correctamente los elementos de la superficie terrestre con los valores de reflectancia observados en la imagen y para determinar el grado de exactitud de la clasificación.
El resultado final es una imagen digital clasificada de la superficie terrestre que permite calcular las superficies y distribución de cada clase de imagen identificada.
Desde que la teledetección satelital aplicada al estudio de la superficie terrestre comenzó en la década de 1970, se han lanzado gran cantidad de satélites, cada uno con especificidades técnicas según sus objetivos.
A continuación se describen algunas de las características más importantes que determinan las potencialidades de un satélite para el estudio y monitoreo de los recursos naturales.
• Resolución espectral:
se refiere a la capacidad del sensor de definir estrechos rangos de longitud de onda.
Cuanto más pequeño es el rango y más bandas tenga el satélite, mayor cantidad de información se obtiene para un mismo lugar, para diferenciar mejor los elementos de la superficie.
• Resolución radiometría:
se refiere a la capacidad del sensor de registrar pequeñas variaciones de energía.
A mayor resolución radiométrica del sensor, mayor es la sensibilidad de éste para detectar diferencias en la energía reflejada o emitida.
Se traduce en el número de tonos de grises que puede tener la imagen (comúnmente son 256).
Resolución temporal:
es el período de tiempo transcurrido entre dos tomas consecutivas de una determinada zona de la superficie de tierra.
Esto es particularmente importante en regiones con alta persistencia de nubes (áreas tropicales) y para el seguimiento de fenómenos de corta duración (inundaciones, derrames de petróleo, erupciones volcánicas).
Resolución espacial:
se refiere al tamaño mínimo del objeto que el sensor puede captar y se traduce en el tamaño pixel.
Ventajas y posibilidades de la teledetección espacial:
La teledetección desde satélite cuenta con numerosas ventajas frente a otros medios de observación más convencionales, como la fotografía aérea y los trabajos de campo, aunque más que sustituirlos los complementa adecuadamente.
Se pueden destacar:
• Cobertura global y periódica de la superficie terrestre:
Debido a las características orbitales de los satélites se pueden obtener imágenes repetitivas de la mayor parte de la tierra, incluso de áreas inaccesibles por otros medios.
• Visión panorámica.
La altura orbital del satélite permite detectar grandes espacios, proporcionando una visión amplia de los hechos geográficos.
• Información sobre regiones no visibles del espectro.
Los sensores óptico-electrónicos facilitan imágenes sobre áreas no accesibles al ojo humano o la fotografía convencional, como es el caso del infrarrojo medio y térmico o las microondas.
Esto se aplica, por ejemplo, en la diferenciación de comunidades vegetales dominadas por especies distintas y a la localización de minerales.
• Formato digital.
El tratamiento digital de las imágenes agiliza el proceso de interpretación, permite generar modelos cuantitativos e integrar los resultados con otro tipo de información geográfica.
Contribuye además a resolver problemas vinculados con la entrada y actualización de datos en la implementación de SIG (también conocido con los acrónimos SIG en español o GIS en inglés), por la capacidad de obtener documentos temáticos, a bajo costo y en un período de tiempo bastante cercano a la obtención de la imagen utilizada, ofreciendo mayor accesibilidad temporal frente a otras técnicas convencionales.
• Aplicaciones en el manejo y conservación de los recursos naturales.
Utilizando la información espectral y visión panorámica mediante la interpretación de imágenes satelitales se puede conocer la superficie, forma y distribución de la cobertura vegetal y uso de la tierra de grandes áreas.
En el trabajo específico con vegetación son empleadas para describir grandes tipos de comunidades (incluso determinar presencia de especies invasoras), estimar su estado hídrico, fenología, niveles de degradación y tasas de productividad.
Basado en imágenes de satélites, en el año 2002 se presentó en Argentina el Primer Inventario de Bosques Nativos, que tuvo como objetivo obtener mapas temáticos de cobertura de uso de la tierra, del estado de los bosques (niveles de aprovechamiento y degradación), indicadores de factores ambientales responsables de la alteración de los recursos forestales, entre otros.
A partir de la repetición de la metodología en diferentes años, se consiguieron datos de deforestación para las distintas ecorregiones y provincias.
De la misma manera, el Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais de Brasil todos los años publica un informe de la deforestación y de las áreas quemadas en el Amazonas brasilero.
Aplicadas al trabajo con fauna, las unidades de vegetación y de uso de la tierra, son utilizadas para establecer esquemas de muestreos de poblaciones silvestres.
Además, en combinación con datos de rastros, encuestas o radiotelemetría se puede conocer, por ejemplo, por dónde se mueven los individuos, qué sitios prefieren o rechazan, estimar la cantidad de hábitat disponible y analizar la fragmentación y conectividad entre ambientes, información fundamental para orientar los planes de manejo de las especie estudiadas y de los ambientes dónde viven.
Fuente Consultada: Revista ECOLÓGICA Naturaleza-Conservación y Sociedad Nro.:12 Año 3 Autor: Andrés Bortoluzzi.
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