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Las Tecnicas de
la Teledeteccion
en el Instituto Nacional
de Estadistica, Geografia
e Informatica
INSTITUTO NACIONAL DE ESTADISTICA
GEOGRAFIA E INFORMATICA
Las Tecnicas de
la Teledeteccion
en el Instituto Nacional
de Estadistica, Geografia
e Informatica
INSTITUTO NACIONAL DE ESTADISTICA
GEOGRAFIA E INFORMATICA
Secretari'a de Programacion y Presupuesto
Instituto Nacional de Estadi'stica, Geografi'a
e Informatica
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"Benito Juarez"
Local 65
15620 Mexico, D.F.
Las Tecnicas de la Teledeteccion en el
Instituto Nacional de Estadi'stica, Geografi'a
e Informatica
Primera Edicion: noviembre de 1981
Segunda Edicion: abril de 1985
Mexico, D.F. abril de 1985
ISBN 968-809-494-3
Presentaci6n
Debido al acelerado desarrollo tecnologico que se vive hoy en dfa, y con la cre-
ciente necesidad de que Mexico pueda aprovechar integralmente el potencial que
brindan las tecnicas de la teledeteccion, el Instituto Nacional de Estadfstica, Geo-
grafia e Informatica de la Secretari'a de Programacion y Presupuesto, a traves de
la Direccion General de Geografi'a, ha iniciado un programa de teledeteccion, ten-
dente a definir la aplicabilidad de los datos provenientes de los sensores remotos
que se encuentran a bordo de avionesy satelites, para satisfacer necesidades espe-
ci'ficas de informacion geografica, asi como para apoyar, potencialmente, a las
instituciones que tienen a su cargo la busqueda cuantitativa y cualitativa de los
recursos naturales.
El presente trabajo muestra, en t^rminos generales, los objetivos basicos, su
utilidad y la importancia de las tecnicas de teledeteccion para el desarrollo tecnolo-
gico del pa is.
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Indice General
Las Tecnicas de la Teledeteccion en ei
Instituto Nacional de Estadfstica Geografi'a e Informatica 7
Camara aerea convencional 13
Camara panoramica 13
Camara multibanda 14
Barredor optico-mecanico 14
El radar de vista lateral 16
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Indice de Figuras y Fotografias
Figura 1:
El espectro electromagnetico 9
Figura 2:
Zonas de transmision de la atmosfera 12
Figura 3:
Esquema de un barredor optico-mecanico 15
Fotograf fa 1:
Aeronave Lear-Jet 35-A 16
Figura 4:
Sistema deanalisis multiespectral Sidam-1 17
Figura 5:
Sistema digital de analisis multiespectral Sidam-2 18
Fotograf ia 2:
Cuantificacion de cultivos en la Unidad Celaya del
Distrito de Riego La Begona 19
Fotograf ia 3:
Estudio para determinar la Frontera Agri'cola 20
Fotograf fa 4:
Actualizacion de areas cultivadas en el estado de Nayarit,
a partir de la informacion proveniente del satelite LANDSAT 21
Fotograf fa 5:
Elaboracion de cartografta automatizada para areas urbanas 23
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Las Tecnicas de la Teledeteccion en el Instituto Nacional
de Estadistica, Geografia e Informatica
La presente publicacion se elaboro con base en la
conferencia sustentada el 17 de febrero de 1981 por ei Ing, Luis Abraham Ochoa Torres, Jefe del Depar-
tamento de Teledeteccion de la Direccion General
de Geografia dependiente del Instituto Nacional de
Estadistica, Geografia e Informatica.
Hasta 6pocas muy recientes el hombre solo podi'a estudiar el sisterna ecologico
local del que formaba parte, pero en la actualidad le es posible realizar estudios de
mayor envergadura abarcando el amplio marco regional con condiciones unifor-
mes de observaci6n y, por ende, correlacionar estrechamente los parametros fun-
damentales desu dinamica.
Los inventarios locales y regionales, levantados con rapidez y economfa, cons-
tituyen en la actualidad el punto de partida indispensable para el manejoy desa-
rrollo de los recursos naturales en forma adecuada y coordinada.
El advenimiento de la fotograffa aerea represento un gran paso adelante en
beneficio de esos propositos. En pocos anos, esas posibiIidades experimentaron un
progreso fundamental mediante la teledeteccion multiespectral y han alcanzado
en la actualidad un desarrollo sorprendente con el empleo de las naves espaciales
equipadas con instrumentos sensores para la teledeteccion.
En nuestros dias, el hombre no debe ya manejar sus recursos naturales y los
problemas vinculados con el medio ambiente basandose unicamente en las necesi-
dades economicas inmediatas; es fundamental bacer un balance entre las necesida-
des de corto plazo del desarrollo tecnologico-industrial, y susefectos de largo plazo
sob re los recursos naturales.
La adecuada planeacion del desarrollo y manejo de los recursos naturales, ba-
sada en una correcta y oportuna evaluacion de los mismos, constituye al presente
un desaffo sin precedentes en materia de adquisicion, seleccion y utiIizacion de la
informacion necesaria a tales efectos.
Las investigaciones y los trabajos relacionados con el conocimiento y evalua-
cion de los recursos, al ser orientados hacia el desarrollo, se caracterizan especial- 7
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mente por su Iimitaci6n en tiempo y fondos, asT como por la necesidad derapidez,
precision y economfa en la obtencion, evaluacion y difusion de los datos basicos.
Por ello, el desarrollo y manejo de los recursos debe ser una tarea constante que se
puede fundamentar en gran medida en las t^cnicas de la teledetecci6n.
El t^rmino teledeteccion fue empleado por primera vez en el ano de 1958 con
el objeto de describir las tecnicas de transmision aerea, cuya finalidad era reunir
informacion acerca de las propiedades de los objetos que se encontraran relativa-
mente distantes, sobre o cerca de la superficie de la Tierra.
La detecci6n remota no es en si una tecnica nueva, aunque solo en los ultimos
anos su capacidad y la diversificacion de sus aplicaciones pr^cticas han sido ace-
leradas, alcanzando resultados sorprendentes que muchas veces escapan a nuestro
conocimiento.
La percepci6n remota ha sido definida como la adquisicion de informacion
total o parcial, acerca de los objetos y sus propiedades, sin que exista contacto
ffsico entre 6stos y el aparato detector (sensor).
El ser humano nace provisto de sensores remotos (sentidos) que le suministran
informacion, mediante la cual conoce y percibe el mundo que le rodea; algunos de
esos sensores o sentidos requieren de un contacto ffsico con los objetos y otros
pueden percibirlos a distancia. Por ejemplo, para determinar la suavidad de la
tela, es necesario tocarla. Sin embargo, los ojos pueden detectar forma, color, ta-
mano y textura a distancia. En otras palabras, cuando estamos observando un ob-
jeto, lo estamos detectando remotamente; la distancia a la cual se encuentre el
objeto que se observa no tiene importancia, siempre y cuando se cumpla con la
condicion antes expresada de que no exista contacto ffsico con el objeto. Pero se
debe hacer notar que hay una gran cantidad de informacion que nuestra limitada
capacidad de percepcion y registro a distancia no puede detectar o conocer.
Por supuesto que, en el lenguaje t^cnico, el t6rmino sensor remoto se refiere
a un dispositivo mecanico y no a un sensor humano. En consecuencia, la percep-
cion remota como tecnica derivada de la tecnologi'a espacial, ha venidoa introdu-
ce la capacidad de registro electromagn^tico y su resolucion en grado aceptable
mediante una variedad de equipos e instrumentos denominados sensores remotos,
ubicados en plataformas que en la mayori'a de los casos son aviones y sat^lites.
La teledeteccion o percepcion remota aplicada a los recursos de la tierra, se
hace posible en virtud de que cada objeto de la superficie terrestre, cada porcion
del terreno, absorbe, refleja y emite energia electromagnetica en diferentes longi-
tudes de onda, la mayori'a de las cuales no estan en el campo visible, es decir, en
aquella pequena area que ocupa la porcion visible del espectro donde el ojo hu-
mano es capaz de percibir. Como resultado de poder observar un objeto en dife-
rentes porciones del espectro electromagn^tico, se obtiene lo que se denomina
firma espectral y en esta forma, podremos diferenciar un objeto de otro, y pro-
ducir la informacion relacionada con el tamano, la forma, la densidad y otras
propiedades f isicas.
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Existe una cantidad de ventajas que pueden lograrse recurriendo a las dis-
tintas porciones del espectro electromagnetico, ademas del visual (Fig. 1). Algunos
objetos apareceran claramente en una cierta longitud de onda pero no seran dis-
cern ibles en otra. Las imagenes simultaneas en distintas bandas espectrales pueden
ser cofnparadas, haciendo posible discriminar entre los objetos o fenomenos que
no muestran diferencias aparentes en el campo visual. Las imagenes de una region
espectral son susceptibles de reunirse en una simple imagen compuesta, la cual
puede resultar muy conveniente para ciertos propositos analfticos.
EL ESPECTRO
ELECTROMAGNETICO
Figura 1
10 12
10"
CO < cc
i106
z LU < o z o LU
o z o
10 -3
FRECUENCIAS ELECTRICAS
FRECUENCIAS DE RADIO DE ONDA LARGA
FRECUENCIAS DE RADIO NORMALES
FRECUENCIAS DE RADIO DE ONDA CORTA
•MICROONDAS
INFRARROJO
VISIBLE
ULTRAVIOLETA
RAYOS X
RAYOS GAMMA
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En segundo lugar, pueden proveerse nuevos tipos de informacion no obteni-
bles a partir de los datos visuales; por ejemplo, ios sensores infrarrojos son capa-
ces de producir mapas termales. Como todos los materiales emiten radiacion de
calor en distintas intensidades, los gradientes de temperatura pueden ser para-
metros muy importantes para ciertos estudios.
Las longitudes de onda tales como las microondas, no son oscurecidas por
las nubes, como ocurre con las imagenes visuales; y al igual que los infrarrojos, los
sensores de microondas pueden ser usados tanto de noche como de di'a, produ-
ciendo informacion en todo momento. Por contraste, las imagenes visuales de-
penden enteramente de la energia reflejada por el sol que es nuestra maxima
fuente de energia.
Se reconoce, desde luego, que queda mucho por aprender en cuanto a las
caracteri'sticas espectrales de distintos tipos de objetos sobre la superficie de la
Tierra. La absorcion, emision y reflexi6n de energia pueden variar ampliamente
con el clima y el tiempo, asi' como con las estaciones del ano. Un objeto dado, por
lo tanto, puede tener una variedad de firmas o respuestas espectrales.
Existen complejidades adicionales que se deben a diferentes factores; uno de
el los es el hecho de que la atmosfera de la Tierra por si' sola resulta absorbente,
variable, reflectora y dispersora de la energia a diferentes longitudes de onda. Lo
anterior constituye una severa limitacion sobre la capacidad de ciertos sensores
para observar los objetos del terreno.
Ahora bien, el espectro electromagn6tico consiste en la disposici6n ordenada
de la radiacion, de acuerdo con las longitudes de onda y se ha podido establecer,
tanto experimental como te6ricamente, que comprende ondas de todas las longi-
tudes, desde micrones hasta kilometros, y que van desde los rayos gamma hasta las
ondas de radio.
La radiaci6n electromagn^tica encontrada en el espectro esuna fuente ilimita-
da de energia capaz de transmitir y propagar informacion. Esto es, la percepcion
remota o teledeteccion se vale de la forma en que esta energia puede ser utilizada
por el hombre.
La energia es propagada por la radiacibn electromagn^tica desde la fuente de
energia, directamente a trav^s del espacio libre o indirectamente por reflexion o
emision al sensor remoto. La radiacion electromagn^tica es tambien uno de los
campos de fuerza mas utiles para la percepcion remota, ya que constituye un enla-
ce en las comunicaciones de alta velocidad entre el sensor y los objetos situados
remotamente. Por ello, numerosas tecnicas de percepcion remota utilizan las sena-
tes de las ondas para la deteccion e identificacion de objetos o fenomenos distantes.
La informacion que emplea la percepcibn remota se deriva de las mediciones
cuantitativas de las propiedades de la radiacion electromagnetica que llega al sen-
sor, cuya principal funcion es la de efectuar dichas mediciones. 10
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Dentro del espectro electromagnetico se consideran de gran interes las regio-
nes visibles, del infrarrojo cercano, medio y lejano, y las microondas.
Sin embargo, las regiones de rayos X y ultravioleta son utilizadas tambien en
importantes estudios acerca de los recursos naturales y atraen cada vez mas la
atencion de los investigadores.
Algunos tipos de la energi'a captada por el sensor remoto se ven afectados por
las condiciones atmosf6ricas, la topograf fa, las variaciones del angulo solar y la ho-
ra en que se efectua la captura de los datos. Sin embargo, existen modificaciones
que pueden aplicarse a los datos obtenidos con el objeto de corregir las distorsio-
nes causadas por los efectos antes mencionados.
De esta forma, el conocimiento de las propiedades del espectro electromag-
netico como una funcion de la longitud de onda y otras variables pertinentes, es
vital para el analisis de los datos que provienen del sensor remoto.
La energi'a emitida o reflejada por los cuerpos puede ser registrada electron i-
camente a traves de detectores que transforman esta energi'a en senates electroni-
cas, y que pueden ser registradas en cinta magnetica para su proceso y analisis pos-
terior. Como ejemplo podemos mencionar el satelite LANDSAT que cuenta con
una camara de television y un barredor multiespectral.
A fin de lograr un sistema de sensores remotos que opere efectivamente den-
tro de cualquier amplitud de longitud de onda especffica, deben estar presentes
las siguientes condiciones:
a) Una fuente de poder que proporcione fotones que posean la energi'a apropia-
da y la longitud de onda adecuada.
b) Una reunibn de materia (es decir, un objeto) que pueda interaccionar con los
fotones en dicho alcance.
c) Un detector de energi'a que sea sensible a los fotones dentro de ese alcance.
d) Un medio de propagacion (o tambien un vaci'o) entre el detector y el objeto,
que transmita los fotones dentro de este alcance.
e) Un filtro de energi'a que elimine los fotones indeseables a loscualesel sensor
sea sensible, mientras que transmita los deseables.
Ahora bien, por la naturaleza de la radiacion electromagnetica, no pueden es-
cogerse al azar las frecuencias de observaci6n (bandas de percepcion) en el espectro
electromagnetico. La naturaleza de la misma obliga a canalizar nuestra atencion
hacia aquellas regiones del espectro donde la atmosfera transmite suficiente radia-
cion hacia nuestros detectores (Fig. 2).
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