02 nuevas tecnologías en investigación medioambiental
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Nuevas tecnologías en investigación medioambiental
Ciencias de la Tierra y Medioambientales
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Fuentes de información ambiental
Estaciones fijas de medida
Instrumentos de medida móviles
Instrumentos a bordo de satélites
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SISTEMAS DE POSICIONAMIENTO POR SATÉLITE
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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.
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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.
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Sistema de Posicionamiento Global
Los satélites emiten señales
El receptor detecta la señal e identifica cada satélite
Uniendo las señales calcula la posición
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Aplicaciones medioambientales
• Gestión ambiental
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Aplicaciones medioambientales
• Posicionamiento preciso de cualquier puntode interés ambiental
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Aplicaciones medioambientales
• Realización de tareas de seguimiento
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Sistema Galileo
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LA TELEDETECCIÓN
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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
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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
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Emisor
Radio
Microondas
Infrarrojo
Ultravioleta
Visible
Rayos X
Rayos gamma
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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.
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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
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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
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Firma espectral
• Es el conjunto deradiaciones que eseobjeto refleja, y escaracterística de cadatipo de superficie, yes característica decada tipo desuperficie.
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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
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METEOSAT
Luz visible InfrarrojoInfrarrojo térmico
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APLICACIONES DE LA TELEDETECCIÓN RELACIONADAS CON EL MEDIO AMBIENTE
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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.
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Proliferación de fitoplancton en Argentina
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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
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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
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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.
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5. Catástrofes naturales
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Inundaciones en Pakistán
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Tsunami en Indonesia
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Incendios en el levante español
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Marea negra del Prestige
Obtenida por el satélite ENVISAT 200
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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
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OTRAS APLICACIONES DE LA TELEDETECCIÓN
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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
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Parcelación de una urbanización
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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
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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”
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FOTOGRAFÍA AÉREA
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Fotografía aérea
• Se realiza desde plataformas aéreas.
• Normalmente son cámaras fotográficas de luz visible.
• Pueden ser fotografías aéreas u oblicuas.
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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.
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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.
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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
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SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA (SIG)
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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
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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
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Toponimia
Información integrada
Vías de comunicación
Red fluvial
Edificaciones
Base cartográfica
Modelo tridimensional
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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,…
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1. Planificación territorial
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1. Planificación territorial
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2. Análisis de usos del suelo
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3. Gestión de recursos naturales
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4. Impacto ambiental
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5. Riesgos