02-Nuevas tecnologías en investigación medioambiental

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), en órbitas variadas, a distancias conocidas.

• Cada uno emite una señal de radio diferente, 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 punto de interés ambiental

Aplicaciones medioambientales

• Realización de tareas de seguimiento

Sistema Galileo

LA TELEDETECCIÓN

Elementos de la teledetección

• Emisor de energía: natural o pasivo, artificial o activo

• Sensor: recibe una forma de energía y la transmite como información

• Receptor: recibe la información digital y la procesa

• Distribuidor: distribuye la información entre los usuarios

Proceso de teledetecciónA. Fuente de energía o iluminaciónB. Radiación y la atmósferaC. Interacción con el objetoD. Detección de energía por el sensorE. Transmisión, Recepción y ProcesamientoF. Interpretación y análisisG. Aplicación

Emisor

Radio

Microondas

Infrarrojo

Ultravioleta

Visible

Rayos X

Rayos gamma

Radiación electromagnética

Las radiaciones más utilizadas en teledetección son:

• Las microondas: Las microondas, se usan en los sensores radar.

• La radiación infrarroja: Los cuerpos calientes emiten radiación infrarroja.

• El espectro visible• La radiación ultravioleta: La

radiación ultravioleta es la componente principal de la radiación 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 de radiaciones que ese objeto refleja, y es característica de cada tipo de superficie, y es característica de cada tipo de superficie.

Satélites meteorológicos

• Geoestacionario: permanecen fijos sobre la vertical de un punto de la superficie terrestre situado sobre el ecuador.

• De órbita polar: describen una órbita que pasa por la vertical de los polos geográficos.

Satélite de órbita geoestacionaria

Satélite de órbita polar

METEOSAT

Luz visible Infrarrojo

Infrarrojo térmico

APLICACIONES DE LA TELEDETECCIÓN RELACIONADAS CON EL MEDIO AMBIENTE

1. Estudios geológicos e hidrológicos

•Estudio de la erosión de playas y arenales. •Cartografía geológica para la explotación de recursos minerales y petroleros. •Estimación de modelos de escorrentía y erosión del suelo. •Inventario del agua superficial. •Verificación y control de la calidad del agua, turbidez y contenido de algas.

Proliferación de fitoplancton en Argentina

2. Estudios de BiodiversidadSeguimiento de especies y poblaciones animales Cartografía de la cobertura vegetal del suelo. Evaluación de condiciones de estrés en la vegetación, por lo efectos de la sequía o la deforestación. Cartografía e inventario de la cobertura y uso del suelo. Cartografía e inventario de cultivos por especies. Agricultura de precisión: predicción del rendimiento de cultivos y del momento óptimo para las cosechas

3. Desarrollo sostenibleInventario regional del medio ambiente para hacer estudios de impacto ambiental. Verificación y control de la calidad del agua, turbidez y contenido de algas. Cartografía de áreas quemadas y seguimiento de los procesos de repoblación natural. Selección de rutas óptimas para nuevas vías de comunicación. Progreso de la deforestaciónSeguimiento de la capa de Ozono

4. Oceanografía

•El estudio de los océanos: altura de los mares, cartografía de la superficie, medición de las corrientes, vientos y olas. •La vigilancia de los océanos: seguimiento del nivel medio, previsión del fenómeno de El Niño, batimetría, temperatura, color del agua.

5. Catástrofes naturales

Inundaciones en Pakistán

Tsunami en Indonesia

Incendios en el levante español

Marea negra del PrestigeObtenida 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 linealesMantenimiento de infraestructuras existentes

Gestión de actualizaciones periódicas. Accidentes

Sistemas de navegación para vehículosUso de un conjunto de mapas de soporteDeterminación de la posición: sensores, GPSOperaciones: cálculo de rutas, sitios de interésPosible actualización on-line (obras, tráfico, etc.)

Variante: control de flotasSupervisión de flotas de vehículosSistema 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 de manera perpendicular a la superficie terrestre.

Usos:-Evaluación de impactos paisajísticos.- Seguimiento de explotaciones mineras y forestales.- Seguimiento de incendios y coordinación de tareas de extinción.- Trabajos publicitarios.

Fotografías aéreas verticales

El eje óptico de la cámara está situado de manera perpendicular a la superficie terrestre.

Usos:-Ordenación del territorio realizada por las administraciones locales 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 entre

múltiples ordenadores mediante una red de comunicaciones de intercambio de mensajes para la realización de una tarea común

• 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 de datos espaciales de la misma porción de un territorio organizados de forma geográfica

• Los datos se representan en capas superpuestas• Los datos proceden de fotografías tomadas por teledetección

o de mapas de todo tipo• Los SIG están destinados a almacenar, representar

gráficamente, manipular y gestionar una información sobre el territorio

Toponimia

Información integrada

Vías de comunicación

Red fluvial

Edificaciones

Base cartográfica

Modelo tridimensional

SIG

• Esta información se guarda en formato digital y se puede visualizar en el ordenador

• Debe ser actualizada con frecuencia• Nos permiten realizar simulaciones para ver qué puede

ocurrir en un territorio si variamos algún parámetro de alguna de las capas.

• Muy utilizados: prevención de riesgos, ordenación territorial,…

1. Planificación territorial

1. Planificación territorial

2. Análisis de usos del suelo

3. Gestión de recursos naturales

4. Impacto ambiental

5. Riesgos