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Clasificación de sensores remotos y tecnologías para observación de la Tierra RESUMEN Existe una amplia variedad de sistemas sensores utilizados para la ob- servación de la Tierra, entre los que se encuentran los sensores pasivos, como es el caso de los sensores ópticos que miden la radiación electro- magnética emitida o reflejada por los objetos de la superficie terrestre. Además, se cuenta con los sensores activos, tales como las tecnologías de radar o de lidar, consistentes en sistemas capaces de emitir una señal y posteriormente captar la señal reflejada por los objetos. Gracias a las diversas características técnicas de los sensores se ha logrado capturar una gran cantidad y variedad de información, lo que ha conllevado al desarrollo de distintas aplicaciones en observación de la Tierra. Palabras claves: sensores ópticos, sensores activos, radar, lidar, observación de la Tierra ABSTRACT A considerable number of sensors for earth observation have been de- veloped. Basically, there are two kinds of technologies available: passive and active sensors. Passive sensors, like optical sensors, record the radia- tion emitted or reflected by the objects on Earth surface. On the other hand, active sensors are systems able to emit electromagnetic radiation and measure the intensity of the return signal, as in the case of radar and lidar technology. The diverse technical characteristics of the sensors have made possible to produce a large quantity and variety of informa- tion, and develop different applications for Earth Observation. Key words: optical sensors, active sensors, radar, lidar, earth observation

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Clasificación de sensores remotos y tecnologías para observación de la Tierra

RESUMENExiste una amplia variedad de sistemas sensores utilizados para la ob-servación de la Tierra, entre los que se encuentran los sensores pasivos, como es el caso de los sensores ópticos que miden la radiación electro-magnética emitida o reflejada por los objetos de la superficie terrestre. Además, se cuenta con los sensores activos, tales como las tecnologías de radar o de lidar, consistentes en sistemas capaces de emitir una señal y posteriormente captar la señal reflejada por los objetos. Gracias a las diversas características técnicas de los sensores se ha logrado capturar una gran cantidad y variedad de información, lo que ha conllevado al desarrollo de distintas aplicaciones en observación de la Tierra.

Palabras claves: sensores ópticos, sensores activos, radar, lidar, observación de la Tierra

ABSTRACT A considerable number of sensors for earth observation have been de-veloped. Basically, there are two kinds of technologies available: passive and active sensors. Passive sensors, like optical sensors, record the radia-tion emitted or reflected by the objects on Earth surface. On the other hand, active sensors are systems able to emit electromagnetic radiation and measure the intensity of the return signal, as in the case of radar and lidar technology. The diverse technical characteristics of the sensors have made possible to produce a large quantity and variety of informa-tion, and develop different applications for Earth Observation.

Key words: optical sensors, active sensors, radar, lidar, earth observation

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Introducción

En la teledetección espacial, técnica que permite adquirir imágenes de la superficie terrestre desde sensores instalados en plataformas espaciales, es posible diferenciar dos tipos de detección depen-diendo del sistema sensor empleado. En primer lugar se encuentran los sensores pasivos, los cua-les detectan la radiación que es emitida o refleja-da por los objetos bajo observación. Usualmente, la fuente de radiación más común medida por esta clase de sensores es la luz solar reflejada. En-tre los ejemplos de sensores remotos pasivos se incluyen los sistemas de escaneo óptico-mecáni-cos y los radiómetros, entre otros (Figura 1).

En segundo lugar se ubican los sensores activos, encargados de emitir energía con el propósito de escanear los objetos para posteriormente medir la radiación que es reflejada o retrodispersada desde el objetivo. La tecnología de radar es un ejemplo

Figura 1. Tipos de sensores a bordo de satélites de observación de la Tierra

SENSORES

ACTIVOS PASIVOS

ESCANEO

IMAGEN

ESCANEO PLANO DE

OBJETOS

RADAR DE

APERTURA REAL

RADAR DE

APERTURA SINTÉTICA

ESCANEO PLANO

DE IMÁGENES

RADAR DE ARREGLO

DE FASE PASIVA

ESCANEO PLANO DE

OBJETOS

ESCANEO ÓPTICO

MECÁNICO

ESCANEO PLANO

DE IMÁGENES

COLOR NATURAL

CÁMARA DE

VIDEO

ESCANER

SÓLIDO

IMAGEN

ESCANEONO ESCANEO

NO IMAGEN

ALTÍMETRO DE

MICROONDAS

SISTEMA LÁSER

(LIDAR)

RADIÓMETRO

DE MICROONDAS

INFRARROJO

RADIÓMETRO DE

MICROONDAS

SENSOR

MAGNÉTICO

GRAVÍMETRO

MONOCROMÁTICA

ESPECTRÓMETRO

DE FOURIER

IMAGEN

NO IMAGEN

NO ESCANEO

Adaptado de Maini y Agrawal, 2007

de un sensor remoto activo, la cual mide el retra-so en el tiempo entre la emisión y el retorno de la señal, estableciendo de esta forma la localización, altura, velocidad y dirección del objeto.

Tanto los sensores activos como los pasivos pue-den ser clasificados dependiendo de si utilizan o no un sistema de escáner, y a su vez si generan o no imágenes en el proceso de detección (Maini y Agrawal, 2007).

En este documento se hace una revisión de los diferentes sistemas sensores disponibles para observación de la Tierra y que son empleados en los sistemas satelitales. Para ello se presentan en primer lugar los sensores remotos pasivos y pos-teriormente los sistemas activos, a los que se les describen sus principales características y aplica-ciones, para luego clasificarlos teniendo como

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punto de partida la clasificación según el sistema de escaneo y si producen o no imágenes.

Sensores remotos pasivos

Los sensores pasivos están compuestos gene-ralmente por un arreglo de sensores o detec-tores, que registran la cantidad de radiación electromagnética reflejada y/o emitida desde la superficie terrestre y los objetos sobre ella. La radiación electromagnética reflejada está rela-cionada con la radiación solar reflejada por la superficie terrestre, mientras que la radiación electromagnética emitida está relacionada con la temperatura propia de la superficie terrestre y de los objetos sobre ella.

Los sensores pasivos tienen la capacidad de re-gistrar radiación electromagnética entre la región correspondiente al espectro visible, el infrarrojo cercano y el infrarrojo medio de onda corta. És-tos se pueden clasificar de acuerdo con la ma-nera en que exploran la superficie terrestre en dos clases: la primera está definida en función de la exploración del campo de la imagen en una sola toma, como es el caso de los sistemas que no utilizan escáner; y la segunda está definida por la exploración del campo de la imagen rea-lizando un escaneo secuencial hasta completar la imagen, proceso que se obtiene a través de la superposición de imágenes individuales.

• Sensores que no utilizan sistema de escáner

Los sensores pasivos que no utilizan sistema de escáner se pueden distinguir entre los que no generan imágenes y los que sí las generan.

• Sensores que no utilizan escáner y que no generan imágenes

Por las características propias de los datos que captan, este tipo de sensores no producen imá-genes pero los datos que proveen permiten generar información cartografiable a través de su tratamiento estadístico y otros análisis ma-temáticos. Estos sensores registran la radiación recibida de todos los puntos en el objetivo de-tectado sobre la superficie terrestre, siendo la

radiancia un atributo cuantitativo de los objetos presentes sobre ella. La información cuantitativa captada por estos sensores es tomada en una sola longitud de onda.

Entre los sensores de este tipo se encuentran los radiómetros de microondas, los sensores mag-néticos, los gravímetros y el espectrómetro de Fourier.

a. Radiómetro de microondas

Son sensores pasivos que registran la radiación electromagnética procedente de la superficie terrestre en el intervalo espectral de las micro-ondas, aproximadamente entre 1 mm y 30 cm. Este tipo de sensores aprovechan las propieda-des especiales de la radiación de onda larga, que no es afectada por la atenuación atmosfé-rica y tiene la capacidad de penetrar a través de las nubes, niebla, etc., a excepción de la lluvia de gran intensidad.

Dadas las características propias de la energía registrada por estos sensores, se obtiene una intensidad de señal baja en comparación con las longitudes de onda del rango óptico, razón por la cual el campo de visión debe ser suficien-temente amplio con miras a detectar suficiente energía para registrar una señal. Debido a ello, los sensores de microondas se caracterizan por su baja resolución espacial y son comúnmente utilizados en estudios a escala global.

La radiación que registra un sensor de micro-ondas procede conjuntamente de la emisión de la atmosfera, la reflexión de la superficie, la emisión de la superficie y la energía transmitida desde el subsuelo. Los sensores de microondas trabajan con una antena larga que recoge la se-ñal. Esta señal se compara con las fuentes de calibración a bordo del satélite, la diferencia de intensidad se relaciona con la temperatura y la señal se amplifica y se registra (Sobrino y Rais-souni, 2000).

Los radiómetros de microondas pasivos obser-van la radiación termal emitida por la superficie del mar en la porción de microondas del espec-tro. A esas longitudes de ondas largas no existe dispersión por aerosoles, niebla, polvo o peque-ñas partículas de agua en las nubes, por lo que son dispositivos para todo tipo de clima (CCCP, 2008).

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Los radiómetros de microondas siguen las mis-mas leyes que los sensores que miden emisividad en frecuencias ópticas (un cuerpo emite energía si está a más de 0ºK) y normalmente sirven para corregir los datos de los sensores ópticos.

Las aplicaciones de estos sensores son muy am-plias y se centran en el campo de la metereolo-gía, hidrología y oceanografía. La cartografía de la capa de hielo y nieve es uno de los usos prin-cipales, debido a que estos sensores son muy sensibles a las altas temperaturas y a que logran penetrar las capas nubosas.

Entre los satélites con este tipo de tecnologías se encuentra el satélite TRMM (Tropical Rainfall Measuring Mission) que cuenta con el sensor TMI (TRMM Microwave Imager), el cual es un radiómetro de microondas pasivo que contiene canales de baja frecuencia requeridos para recu-perar la TSM. La recuperación de la TSM a partir de microondas puede ser medida a través de las nubes, por ser transparentes en esta región del espectro.

Otro ejemplo es el satélite NIMBUS–7 (Figura 2), el cual tiene instalado un radiómetro de mi-croondas Barredor de Multicanales (SMRR). Este proporciona información de numerosos pará-metros, particularmente de la temperatura de la superficie del mar y de la cubierta de hielo del mar.

b. Sensores magnéticos

Este tipo de sensores permite determinar la in-tensidad del campo magnético terrestre en sus tres direcciones, realizando mediciones de la fuerza y de la dirección de los campos magné-ticos internos y externos de la tierra, con gran precisión y sensibilidad.

Existe otro tipo de sensores magnéticos, los cuales se disponen de forma conjunta con las cámaras, con el fin de garantizar que la cámara permanezca alineada con la superficie terrestre y se mantenga el ángulo de toma programado para la captura de las imágenes. Otro tipo de sensores magnéticos integran sistemas de nave-gación abordo y cumplen la función de contro-lar la actitud y órbita del satélite.

Dentro de las aplicaciones principales en mate-ria de observación de la Tierra para este tipo de sensores, se encuentran la medición del geoide, la determinación cuantitativa absoluta de las co-rrientes oceánicas, la estimación del grosor de las capas de hielo polar y sus variaciones, aparte de la investigación de los vínculos entre los terre-motos y las variaciones del campo magnético.

c. Gravímetros

Este tipo de instrumentos se ha desarrollado para obtener la medición de diferencias muy pequeñas en la gravedad terrestre, así como mediciones en las variaciones de la fuerza de gravedad. Igualmente, estos sensores detectan anomalías de gravedad que se traducen en dife-rencias de densidad del terreno.

Figura 2. Imagen del satélite NIMBUS-7 / SEASAT

Fuente: FAO, 2008

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El campo de aplicación de estos sensores es muy amplio dentro de las temáticas estudiadas en la geología y la geofísica, algo que en la actuali-dad es materia de investigación y desarrollo. Los estudios realizados hasta el momento han defi-nido que la utilización de estos sensores puede permitir la identificación de grandes cuerpos mineralizados debido a que estos pueden au-mentar la gravitación en una región determi-nada a causa de rocas de mayor densidad que aumentan la aceleración (Griem y Griem-Klee, 2007).

Por otra parte, la determinación de las diferen-cias de la fuerza de gravedad permite obte-ner datos muy importantes en la investigación de la dinámica y la estructura de la Tierra. Por ejemplo, un déficit de gravedad (baja densidad) puede corresponder a domos de sal e hidro-carburos, mientras que un exceso de gravedad (alta densidad) puede corresponder a un cuerpo altamente mineralizado. Además, a partir de di-ferencias de gravedad local es posible inferir la densidad y composición mineral, así como las formaciones geológicas.

d. Espectrómetro de Fourier

El espectrómetro de Fourier consiste en un mó-dulo óptico que posee dos sensores, uno de onda corta que realiza mediciones en el rango de los 1.2 a 5 micrones, y el sensor de onda larga que realiza mediciones en el rango entre 7 y 50 micrones.

Una de las principales características de este instrumento es que permite trabajar el espec-trómetro en el dominio del tiempo. En este do-minio las técnicas son altamente eficientes ya que todas las frecuencias de luz se detectan de forma simultánea. La señal es muy compleja y debe ser transformada mediante el análisis de Fourier al dominio de frecuencia para obtener el espectro normal.

Sus aplicaciones generales se encuentran en el campo de la meteorología y están basadas en mediciones de la atmósfera, sobre todo en el análisis de la radiación infrarroja emitida. Ade-más, este tipo de sensores tiene la capacidad particular de realizar mediciones verticales de presión y temperatura, aparte de perfiles de dióxido de carbono.

Asimismo, la Agencia Espacial Europea está usando este instrumento abordo del satélite “Mars Express” para la exploración de Marte, teniendo como objetivo la medición de com-puestos menores incluidos en la atmósfera como monóxido de carbono, metano, agua y formaldehído, entre otros.

El desarrollo de dichos sensores se está inves-tigando ampliamente para aplicaciones en as-tronomía, y observación de la Tierra y otros planetas.

• Sensores que no utilizan escáner y que generan imágenes

Estos sensores registran información cuantitati-va de la superficie terrestre y trabajan en varias longitudes de onda, produciendo la imagen a través de la excitación de los electrones sobre una sustancia específica sensible a la radiación que compone el sensor. En este tipo de sensores es posible diferenciar las cámaras métricas aná-logas de las digitales.

a. Cámaras métricas análogas

Las cámaras métricas análogas registran la ener-gía reflejada por los elementos en la superficie terrestre sobre emulsiones fotosensibles, las cuales han sido dispuestas en una película foto-gráfica de gran formato, y cuenta con el apoyo de un sistema óptico que permite controlar las condiciones de exposición. Esta configuración básica posibilita establecer numerosas variantes en función de cuatro elementos: tipo de pelícu-la, número de objetivos, ángulo de observación y altura de la plataforma.

Respecto a las cámaras digitales, las cámaras analógicas son más económicas, más robustas, tienen pocos componentes y son menos sensi-bles. De igual forma, poseen una elevada reso-lución geométrica (40-60 líneas/mm) que aún no ha sido igualada por las cámaras digitales, y tienen una geometría estándar y ampliamente conocida (MappingInteractivo, 2006).

Además, las cámaras análogas tienen un alto rango de escalas y cubren más superficie para la misma escala ya que tienen un FOV (Field

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of View) alto, es decir, gran ancho de banda. Los chasises (receptáculo para la película) son intercambiables y por tanto se pueden llevar en el avión películas de diferentes sensibilida-des. Los costos de almacenamiento de los ma-teriales sensibles son muy bajos y el sistema de almacenamiento es más duradero que el digital.

De acuerdo con el tipo de película, los obje-tivos, la óptica y filtros utilizados, se pueden obtener fotografías aéreas pancromáticas, a color natural, infrarrojas, o infrarrojas a color. Las pancromáticas recogen todo el espectro visible sobre una misma emulsión, de tipo blanco y negro. Las fotos a color natural em-plean un tipo de película en la cual se mezclan distintas capas foto-químicas, cada una de las cuales es sensible a una banda del espectro visible.

En el caso de las fotos infrarrojas, éstas uti-lizan un tipo de película infrarroja en blanco y negro sensible a las longitudes de onda del espectro visible comprendidas entre los 700 y los 1200 nanómetros. Además de una pelícu-la sensible se deben utilizar filtros infrarrojos con los que se excluye la radiación ultravioleta y la totalidad o gran parte del espectro visible, dejando pasar sólo el espectro infrarrojo a tra-vés del objetivo de la cámara.

Por último, en las fotos infrarrojas a color se desplaza la escala de color natural, situándo-se entre el verde e infrarrojo cercano. En vez de aplicar los colores azul verde y rojo a las respectivas bandas del espectro, en este tipo de imágenes se aplican a las bandas el verde, rojo y el infrarrojo cercano, respectivamente.

b. Cámaras métricas digitales

El término de cámara digital hace referencia a las cámaras fotográficas o de video de estado sóli-do, que ofrecen señales de salida digital (Figura 3). Una cámara digital es una cámara óptico-electrónica que realiza en su interior al menos la conversión de señal analógica a digital.

Estas cámaras se destacan por la precisión ra-diométrica del sensor, la captura de información multiespectral, la elevada resolución radiomé-trica como consecuencia de un mayor rango dinámico, así como la precisión espacial de la

imagen digital debida a la geometría de la ima-gen digital, la cual es muy estable y no se defor-ma con factores externos (Lerma, 2002).

En cuanto al factor tiempo, con las cámaras di-gitales el flujo de trabajo puede ser continuo, desaparece la digitalización de los fotogramas o de las fotografías y es posible lograr la au-tomatización del proceso productivo, con los consiguientes beneficios en ahorro de tiempo. En cuanto al factor económico, desaparecen los costos del material fotográfico y se eliminan los gastos relativos a la digitalización de fotogra-mas o fotografías.

Además, las cámaras digitales dinamizan la captura de imágenes y la mayoría permiten la visualización inmediata. Por consiguiente, el operador puede cotejar in situ la bondad de la toma y repetirla en caso de ser necesario.

Figura 3. Imagen de una cámara digital

Fuente: Cartesia, 2004

Sensores que utilizan sistema de escáner

• Sensores que utilizan escáner y generan imagen

Entre los sensores que utilizan sistema de escá-ner se pueden diferenciar aquellos que realizan un escaneo plano de la imagen y los que reali-zan un escaneo plano de los objetos.

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a. Escaneo plano de la imagen

Entre los sensores que realizan escaneo plano de la imagen es posible mencionar las cámaras de vídeo Vidicón, además de los escáneres só-lidos. Las cámaras de vídeo Vidicón son utiliza-das en misiones de larga duración, gracias a su tecnología que permite obtener fotografías en el intervalo espectral entre 0.35 y 1.1 micrones, sin necesidad de la utilización de película.

La radiación incidente es recogida en una placa fotoconductora donde se forma una réplica de la imagen óptica. Tan pronto como la imagen es tomada se registra en una banda magnética o se transmite a una estación receptora, y segui-damente es posible tomar una nueva imagen. Este tipo de cámaras se ha utilizado en la ma-yoría de misiones llevadas a cabo desde saté-lites, empleándose inicialmente en los satélites meteorológicos pioneros (Tiros – 1) y posterior-mente en la serie LANDSAT (1-3).

b. Escaneo plano de objetos

En este tipo de sensores es importante destacar los escáneres mecánico-ópticos, entre los que se encuentran los rastreadores de barrido y los rastreadores de empuje.

• Rastreadores de barrido

En este caso la imagen se obtiene mediante el barrido que realiza un espejo móvil (Figura 4). Tal espejo refleja la radiación de un área cua-drada de la superficie de la Tierra, dependien-do tanto el tamaño del área escaneada como la resolución espacial de las características ópticas del satélite (EDUSPACE, 2008). La radiancia me-

dida es convertida a señal eléctrica y posterior-mente digitalizada.

El escáner se emplea sobre la Tierra, en aviones o a bordo de satélites. Los detectores de cada escáner están diseñados para recibir radiaciones de canales específicos. El número de canales, su longitud y situación en el espectro electro-magnético varía para cada sensor, con lo que se obtienen características distintas de resolución espectral y espacial. Estas combinaciones de factores determinan los usos para los que van a ser adecuadas las imágenes del sensor.

Figura 4. Rastreador de barrido

Fuente: Chuvieco E, 2002

En comparación con el sensor fotográfico, el escáner multiespectral capta radiación en el in-frarrojo térmico, además de en el rango visible e infrarrojo cercano, como los sensores fotográfi-cos. Igualmente, los escáneres multiespectrales tienen gran facilidad de calibración y corrección radiométrica, permiten realizar coberturas siste-máticas y de grandes espacios, transmiten datos en tiempo real y la grabación digital de la infor-mación facilita su fiabilidad y el tratamiento por ordenador.

Un ejemplo de este tipo de sensores es el sen-sor MSS utilizado por los primeros satélites de la serie LANDSAT, los cuales incorporaron un escáner multiespectral consistente en un dispo-sitivo de barrido mecánico que tomaba datos de la superficie de la Tierra en cuatro bandas espectrales de manera simultánea, obteniendo la información por medio de un espejo oscilante

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plano que realizaba el rastreo en sentido Este – Oeste, perpendicular al movimiento del satélite. La energía captada era reflejada a un grupo de detectores que producía un voltaje de acuerdo con la cantidad de energía recibida.

• Rastreadores de empuje

Los exploradores de empuje no utilizan un es-pejo sino una cadena de detectores que permite registrar la energía de una línea de rastreo en forma simultánea. Las líneas están orientadas en forma perpendicular a la línea de vuelo o de trayectoria del satélite. Esta cadena de detecto-res son un conjunto de dispositivos de acopla-miento por carga (CCDs) que permiten registrar una línea en forma simultánea. Cada banda es-pectral requiere de su propia cadena de detec-tores, lo cual permite que cada detector pueda recibir durante más tiempo la energía reflejada por la superficie terrestre, y por lo tanto tenga una razón señal/ruido mayor. Esto se traduce en una mayor resolución espacial sin sacrificar la resolución espectral.

En comparación con el escáner de barrido, el sistema rastreador de empuje aumenta la re-solución espacial y disminuye los problemas geométricos por asincronismo entre espejo mó-vil y plataforma, si bien tiene como inconvenien-te la dificultad de calibración homogénea de la línea de detectores.

Sensores remotos activos

En el caso de los sensores activos, es posible diferenciar también entre los que utilizan y los que no utilizan escáner.

• Sensores remotos activos que no utilizan escáner

Entre los que no utilizan escáner se pueden mencionar el altímetro de microondas, la tec-nología Lidar y el radiómetro de microondas, entre otros.

• Altímetro de microondas

El altímetro de microondas transmite pulsos de microondas al objeto y mide el tiempo de vuel-ta de la señal para determinar la distancia del objeto al sensor. Este instrumento generalmente mira directamente en vertical, en el nadir, y así mide la altura o elevación del objeto, si la altitud de la plataforma se conoce de forma precisa.

Se ha utilizado en plataformas aéreas y a bordo de plataformas espaciales, en las que se utiliza para realizar perfiles topográficos paralelos a la trayectoria del satélite.

Hasta la fecha, la mayoría de los altímetros es-paciales son sistemas de apertura amplia que operan en órbitas bajas. Estos son útiles en su-perficies relativamente suaves como los océa-nos, pero no son efectivos sobre la superficie continental de acusado relieve. El éxito de las mediciones depende de determinar con preci-sión la altura orbital.

A partir de la información proporcionada por los altímetros se puede inferir una gran variedad de parámetros como la topografía del océano, la extensión de la capa de hielo marino y la altu-ra de los grandes icebergs sobre el nivel del mar, la topografía de la Tierra, de los mantos de hielo y de los fondos marinos, la velocidad del viento sobre la superficie del mar, la altura del oleaje, e incluso mediciones útiles para determinar con exactitud el geoide (Sobrino y Raissouni, 2000).

• Lidar

El LiDAR (Ligh Detection and Ranging) es un sis-tema activo destinado en principio al estudio de la atmósfera, el cual se vale de un emisor láser para emitir pulsos de luz polarizada entre el ul-travioleta y el infrarrojo próximo. El efecto pro-ducido por la interacción atmosférica se recoge a través de un sistema óptico en un detector que envía la señal al sistema de almacenamien-to para su posterior estudio informatizado.

Existen sistemas LiDAR específicos para cada tipo de dispersión atmosférica, pudiéndose ca-racterizar la composición en aerosoles de la at-mósfera y la cantidad de contaminantes sólidos, establecer medidas de la temperatura, humedad

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y presión del aire; así como una estimación de la velocidad del viento.

Sensores remotos activos que utilizan escáner

• Radar de Apertura Real (RAR)

Los RAR son equipos en los que el tamaño de la antena es controlado por la longitud física de la antena (Figura 5). También son conocidos como radares no coherentes (CIAT, 2008).

La ventaja de los equipos RAR radica en su di-seño simple y en el procesamiento de los datos. Sin embargo, su resolución es pobre para el ran-go cercano, misiones de baja altitud y longitu-des de onda baja. El uso de estos datos estaría limitado para longitudes de onda más corta y sería difícil aplicarlos a estudios atmosféricos o

de dispersión, debido a que las emisiones vue-lan a baja altitud y su cobertura es pequeña.

La resolución de la imagen es limitada por la longitud de la antena ya que ésta necesita tener varias veces el tamaño de la longitud de onda para reducir el ancho de banda de la señal emi-tida. Sin embargo, no es práctico diseñar una antena suficientemente grande como para pro-ducir datos de alta resolución.

• Radar de apertura sintética (SAR)

Es un radar activo que emite energía en el in-tervalo de frecuencias de microondas en un periodo pequeño de tiempo y recibe los ecos provenientes de reflexiones de la señal en los objetos dando lugar a una apertura sintética, hecho que ocurre debido a la gran velocidad de desplazamiento del vehículo espacial (7.5 Km/s aproximadamente), lo que convierte a la ante-

Figura 5. Radar de apertura real

Fuente: MinDefensa, 2008

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na del dispositivo SAR en una virtual de mayor tamaño.

El blanco permanece durante unos instantes en el haz de la antena y es observado por el ra-dar desde numerosos puntos a lo largo de la trayectoria de satélite, lo que es equivalente a prolongar la longitud real de la antena (Plato-nov, 2002).

El dispositivo SAR puede ser instalado a bordo de un avión o de un satélite. El procesamiento de datos obtenidos por SAR es complicado de-bido al gran volumen de información correspon-diente a cada imagen. Al final de este complejo procesamiento se obtienen imágenes en tonos de gris de 100*100 Km con una resolución de 25 m (ERS) o entre 12.5 m y 200 m (RADARSAT) por píxel, dependiendo del tipo de radar y de las necesidades de usuario.

Entre los problemas que presentan las imágenes SAR para su interpretación, se encuentran, en primer lugar la distorsión de la imagen debido al ángulo de incidencia oblicuo, ya que el sen-sor mide el “eco” de la distancia del punto al sensor; y segundo el efecto speckle o moteado, que corresponde al “eco” proveniente de cada píxel y es obtenido por la suma vectorial de los que proceden de cada punto perteneciente al píxel. Además, se generan problemas por el movimiento relativo de la escena observada, a razón del movimiento de rotación de la Tierra y movimiento de la escena respecto a la Tierra.

Conclusiones

El importante desarrollo tecnológico alcanzado por la teledetección espacial, ha conllevado un progreso notable tanto en la cantidad como en la variedad y calidad de la información disponi-ble para distintos campos de aplicación.

Las características de las tecnologías desarro-lladas han permitido la captura de información tanto en las regiones visibles del espectro como en las no visibles. Tal es el caso de los sensores ópticos-electrónicos, los cuales facilitan imáge-nes sobre tipos de energía que no son accesi-bles al ojo humano o la fotografía convencional, como es el caso de infrarrojo medio y térmico o las microondas.

Aunado a lo anterior, gracias a las características técnicas del desarrollo de sensores activos, se ha superado el problema de limitaciones atmosféri-cas como la presencia de nubes, principalmente.

La amplia variedad de tecnologías disponibles ofrece un rango bastante extenso de posibili-dades tanto en lo referente a la posibilidad de obtener información, como a las distintas apli-caciones que se pueden llegar a desarrollar con los datos adquiridos.

Las necesidades y requerimientos del usuario determinan entonces el tipo de tecnología para cumplir con sus actividades de observación de la Tierra.

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