novastecnoloxiaspdf

As novas tecnoloxías e o medio ambiente

•Introdución•Simulacións•Teledetección•Outras tecnoloxías

As novas tecnoloxías e o medio ambiente: Aspectos positivos e negativos da tecnoloxía

AVANCES TECNOLÓXICOS Esgotamento dos

recursos

Impactos ambientais

Detección e valoración dos problemas ambientais

As novas tecnoloxías e o medio ambiente: revolución tecnolóxica

Melloras nas comunicacións

Facilita o traballo colaborativo

Cambios Sociais

Revolución da tecnoloxía da información

INTERNET

TELEFONÍA MÓBIL

ORDENADORES

SATÉLITES ESPACIAIS

Favorece o desenvolvemento humanoAcceso limitado a minorías

+

-

As novas tecnoloxías e o medio ambiente: simulacións con ordenadores aplicado a problemas ambientais

Evolución da erosión e avance da desertización

Comportamento do sistema climático(Cambio climático global, secas, etc.)

Crecemento dunha poboación

Simulacións coa axuda dos ordenadores

Evolución do sistema económico e ecolóxico mundial

(World–2, World-3)

Poden prever o comportamento de sistemas complexos

Evolución do burato de ozono


Modelos de simulación do sistema ecolóxico mundial: World (encargo do CLUB DE ROMA)

World 2 (Forrester, 1972)

Conclusións recollidas no informe “Os límites do crecemento”:• o actual ritmo de crecemento leva ao colapso• a estabilidade require reducións na natalidade, no consumo de recursos, na

contaminación, no gasto de capital, nos alimentos producidos

Datos a partir de 1900 e simulación ata 2100



World 3 (Discípulos de Forrester, 1991)

Conclusións recollidas no informe “Máis aló dos límites do crecemento”:• Se continua a tendencia actual o sistema ecolóxico mundial chegará ao colapso en 100 anos• Se consideramos posible que se dupliquen os recursos (novos xacementos, mellora do rendemento

agrícola, etc. ) o colapso tamén se produce e é aínda maior

Modelo actualizado e perfeccionado



World 3 (Discípulos de Forrester, 1991)

Conclusións recollidas no informe “Máis aló dos límites do crecemento”:• Aínda é posible acadar a estabilidade ecolóxica e económica cara ó futuro se se toman de forma

inmediata as medidas axeitadas (DESENVOLVEMENTO SOSTIBLE)• Canto antes comecemos a traballar máis probabilidades de éxito haberá

Modelo actualizado e perfeccionado

As novas tecnoloxías e o medio ambiente: simulacións con ordenadores aplicado aos problemas ambientais


Críticas aos modelos WORLD e ás súas previsións:• Modelo malthusiano que bota a principal culpa ao crecemento da poboación mundial• Son só modelos que simplifican a realidade• Foron os primeiros modelos elaborados a partir de datos reais• Son modelos útiles que lembran a necesidade de atallar os graves problemas ambientais dentro dun

enfoque global

SISTEMAS DE TELEDETECCIÓN

Aplicacións medioambientaisRadiacións electromagnéticasCompoñentes dun sistema de teledetecciónImaxes obtidasTipos de órbitasTipos de sensores


SISTEMAS DE TELEDETECCIÓN: APLICACIÓNS MEDIOAMBIENTAIS

Cartografías do relevo Pedicións meteorolóxicas e climáticas Planificación de usos do solo (Ordenación do territorio) Predición, prevención e valoración de desastres naturais Observación de procesos naturais (avance dos desertos, retroceso dos xeos, etc.) Detección de impactos ambientais Observación e avaliación do estado dos recursos naturais: agrícolas, forestais, minerais, hídricos, forestais


TELEDETECCIÓN: RADIACIÓNS EMPREGADAS


Banda azul (B)

Banda verde (G)

Banda vermella (R)

Cor

es p

rim

aria

s da

ban

da v

isib

le

MICROONDAS: captadas polo radar, imaxes nocturnas ou con

ceos nubradosIRM: percepción da humidade

e da vexetación

IRP: vigor da vexetación e concentración de humidade

IRT: Detección de cambios térmicos: cambio climático,

incendios


FONTE DE ENERXÍA: pode ser a solar reflictida polo terreo, infravermella que emite o terreo e a

vexetación (sensores pasivos) ou o reflexo da radiación que emite o propio satélite (sensores activos)

SENSOR: Compoñente capaz de captar , codificar e transmitir as

imaxes

TRANSMISIÓN: a información recollida polo sensor é transmitida á terra por ondas de radio (codificación dixital)

CENTRO DE RECEPCIÓN:

procesa, almacea e corrixe as

imaxes se é necesario

Receptor: lugar provisto de medios de captación (antenas) que reciben a información do satélite

TELEDETECCIÓN: COMPOÑENTES DUN SISTEMA

SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN: distribúe as imaxes para que os

usuarios dispoñan delas

APLICACIÓN: Diferentes usos polo usuario final que accede á información mediante internet

TELEDETECCIÓN: CARACTERÍSTICAS DAS IMAXESAs novas tecnoloxías e o medio ambiente

• As imaxes dixitais están divididas en pequenos recadros (píxeles) e o que nós vemos é o resultado da unión deles a modo dun mosaico

• Cada pixel pode ter só un ton de gris uniforme (as imaxes obtidas polos sensores dos satélites son monocromas)

• PIXEL = picture + element, unidade é a mínima información na que se divide unha imaxe

• A escala de grises pode variar entre sensores (valor habitual 256)

• A codificación dixital transforma os tons de gris en números

• Valor 0 indica mínima intensidade de luz, cor negra do pixel;

• Valor 255 indica máxima intensidade de luminosidade, cor branca do pixel.

• A CALIDADE ou detalle das imaxes dependen da RESOLUCIÓN

TELEDETECCIÓN: TIPOS DE RESOLUCIÓN DAS IMAXESAs novas tecnoloxías e o medio ambiente

A resolución é a capacidade para discriminar os detalles dunha imaxe Pódense considerar 4 tipos de resolución nas imaxes obtidas polos satélites:• Resolución espacial: tamaño do pixel, área máis pequena que pode distinguirse • Resolución temporal: tempo que transcorre entre a obtención de dúas imaxes semellantes• Resolución radiométrica: cantidade de tons de gris que pode captar o sensor• Resolución espectral: cantidade das diferentes bandas * nas que toma imaxes o sensor

* Banda do espectro = cada unha das lonxitudes de onda ás que o satélite pode tomar imaxes

TELEDETECCIÓN: A RESOLUCIÓN ESPACIAL DAS IMAXESAs novas tecnoloxías e o medio ambiente

A resolución espacial aumenta canto menor sexa o tamaño de pixel, sendo maior o número de píxeles na mesma imaxe ou área, o que leva a unha maior definición da imaxe.

A maior resolución maior calidade da imaxe, maior detalle, pero maior cantidade de datos almacenados polos sensores (CANTIDADE DE INFORMACIÓN OU BITS)

Maior tamaño de pixel implica menor nº de píxeles/imaxe, e menor resolución A menor resolución corresponde co satélite LANDSAT MSS

TELEDETECCIÓN: RESOLUCIÓN TEMPORAL DAS IMAXESAs novas tecnoloxías e o medio ambiente

Cando os sensores dos satélites teñen unha elevada resolución temporal pódense obter datos dunha zona en diferentes momentos e coñecer así a evolución de diferentes procesos, como os satélites meteorolóxicos (METEOSAT toma imaxes cada 15 minutos, da mesma zona).

TELEDETECCIÓN: A RESOLUCIÓN RADIOMÉTRICA DAS IMAXES


A elevada resolución radiométrica significa que o sensor do satélite pode captar unha grande cantidade de variacións de luminosidade, o que significa unha imaxe con moites niveis de gris e maior calidade.

TELEDETECCIÓN: A RESOLUCIÓN RADIOMÉTRICA DAS IMAXES


A maior resolución radiométrica implica maior calidade da imaxe pero máis información (nº de bits).

Unha imaxe de 256 niveis de grises equivale a 8 bits de información por pixel (28)O sensor MODIS ten 10 bits por pixel (210 = 1024 niveis de gris)

TELEDETECCIÓN: A RESOLUCIÓN ESPECTRAL DOS SENSORES


Cando os sensores dos satélites teñen unha elevada resolución espectral significa que son capaces de captar numerosas bandas de radiación (diferentes zonas de lonxitude de onda).O LANDSAT TM opera en 7 bandas e por iso considerase MULTIESPECTRAL.Cando opera en múltiples bandas,, un satélite denomínase HIPERESPECTRAL (MODIS opera en 36 bandas do espectro).

3 bandas no espectro visible

4 bandas no espectro

infravermello

As bandas do espectro en que opera LANDSAT TM

TELEDETECCIÓN: TIPOS DE ÓRBITAS As novas tecnoloxías e o medio ambiente

POLAR• Describen unha órbita paralela ao eixo de rotación terrestre • Son heliosíncronos• Toman datos de zonas diferentes do planeta. • Pouca altitude (1.000 Km) • Maior resolución espacial• Aplicacións cartográficas.

XEOESTACIONARIA • Orbitan de W a E no plano ecuatorial• Situados a unha grande altitude, (36.000 Km)• Xeosíncronos• Semellan estar fixos sobre a mesma zona.• Apropiados para a observación de fenómenos

cambiantes (gran resolución temporal.)

TELEDETECCIÓN: TIPOS DE SENSORES As novas tecnoloxías e o medio ambiente

• SENSORES RGB: Rastrean as radiacións visibles e infravermellas reflectidas polas superficies• SENSORES MICROONDAS: Rastrean as sinais de onda longa (microondas) emitidas pola

superficie terrestre (pasivos) ou emitidos polo propio sensor (RADAR)

TELEDETECCIÓN: TIPOS DE SENSORES (RGB , VARRIDO MULTIESPECTRALAs novas tecnoloxías e o medio ambiente

SENSORES RGB ou DE VARRIDO MULTIESPECTRAL: 1. As imaxes son captadas por un espello2. As imaxes pasan por un prisma óptico que as separa por lonxitudes de onda en diferentes sinais3. Cada sinal é enviada a un sensor que capta a lonxitude de onda correspondente4. No interior de cada sensor a sinal eléctrica é transformada nun valor numérico (dixitalización).5. As sinais son transmitidas cara a un centro de recepción que procesa e colorea as imaxes

TELEDETECCIÓN: IMAXES EN COR A PARTIR DE SENSORES RGB As novas tecnoloxías e o medio ambiente

Na fotografía dixital, unha imaxe en cor obténse da combinación das imaxes en gris tomadas en 3 bandas diferentes do espectro

TELEDETECCIÓN: IMAXES EN COR A PARTIR DE SENSORES RGB (COR NATURAL OU VERDADEIRA)


• A cada pixel da imaxe da banda 3, otorgámoslle a cor vermella, R.

• A cada pixel da imaxe da banda 2, otorgámoslle a cor verde, G.

• A cada pixel da imaxe da banda 1, otórgaselle a cor azul, B.

• As intensidades dos cores vermella, verde e azul están determinados polo ton de gris que posúan cada unha das imaxes.

• Combínanse as tres imaxes de cor para obter a imaxe de cor natural

TELEDETECCIÓN: IMAXES EN COR NATURAL RGB:321


Valores de intensidade lumínica nas diferentes bandas e cores resultantes (imaxes de cor natural RGB 321)

TELEDETECCIÓN: IMAXES EN COR A PARTIR DE SENSORES RGB (FALSA COR )As novas tecnoloxías e o medio ambiente

• Otórgase a cor vermella ás imaxes obtidas na banda 4 (Infravermello próximo)

• A cor verde otórgase ás imaxes obtidas na banda 3 (radiación visible vermella)

• A cor azul otórgase ás imaxes obtidas na banda 2 (radiación visible verde)

TELEDETECCIÓN: IMAXES EN FALSA COR


Imaxe de Nápoles en falsa cor RGB = 432

TELEDETECCIÓN: IMAXES EN FALSA COR (VARIACIÓNS E EXEMPLOS )As novas tecnoloxías e o medio ambiente

• RGB = 7 5 4

• RGB = 7 4 2

• RGB = 7 4 3

• Serve para discriminar zonas queimadas

• Discrimina zonas urbanizadas e cultivadas

• Detecta as zonas encharcadas

TELEDETECCIÓN: IMAXES EN FALSA COR (VARIACIÓNS E EXEMPLOS )As novas tecnoloxías e o medio ambiente

Delta do Ebro (imaxes en cor verdadeira e en falsa cor

TELEDETECCIÓN: SENSORES DE MICROONDASAs novas tecnoloxías e o medio ambiente

• Pasivos: captan os microondas que emiten os algúns obxectos da superficie terrestre (movementos do xeo, dos icebergs, desprazamentos de masas de neve)

• Activos: emiten microondas e recollen o sinal de retorno, coñecidos por RADAR (Radio Detection And Ranging).

• Realizan imaxes dixitais en tons de gris que se poden corear posteriormente.

• Poden tamén valorar o tempo de retorno do sinal, o que permite calcular distancias, altitudes, etc.

TELEDETECCIÓN: CARACTERÍSTICAS DOS SENSORES DE RADARAs novas tecnoloxías e o medio ambiente

• A partir da toma de imaxes do mesmo territorio con ángulos diferentes pódense crear imaxes estereoscópicas

• Captación independiente da situación de visibilidade: poden captar imaxes con ceo cuberto, sen luz solar, etc.

• Serven para representar o relevo: a radarmetría permite calcular a altitude de cada punto da superficie terrestre.

• Detectan movementos do terreo e das superficies de auga: a interferometría pode tomar diferentes imaxes e a partir de cores en bandas detectar variacións topográficas.

Par estereoscópico

TELEDETECCIÓN: CARACTERÍSTICAS DOS SENSORES DE RADARAs novas tecnoloxías e o medio ambiente

Imaxes de RADAR tomadas no episodio do Prestige (tomas nocturnas onde se ven as manchas de fuel)

TELEDETECCIÓN: RADARES E INTERFEROMETRÍA


A INTERFEROMETRÍA é unha técnica de teledetección na que se combinan varias imaxes de radar para detectar cambios na topografía: a partir de cores pódese mostrar cómo se eleva o descende o terreo.

Por exemplo, o volcán Mount Longonot en Kenia aumentou 9 cm no período 2004-2006.Esta técnica permite mostrar a actividad volcánica e sísmica e así predecir terremotos e erupcións.

SISTEMAS TELEMÁTICOS APOIADOS NA TELEDETECCIÓN


Un sistema telemático baseáse na interconexión entre ordenadores mediante unha rede de comunicacións co fin de realizar tareas comúns.

•GPS•GIS (Geographic Information Systema, SIG, SIX)•SISTEMAS DE COOPERACIÓN INTERNACIONAL

SISTEMAS TELEMÁTICOS APOIADOS NA TELEDETECCIÓN: GPS


GPS (GLOBAL POSITIONING SYSTEM) é un sistema formado por pequenos aparatos que captan as sinais emitidas desde satélites deseñados para tal fin.

• Para averiguar a posición o GPS debe recibir sinais de alomenos 4 satélites, 3 para triangular e outro para corrixir os desfases

• Na práctica o GPS recolle as sinais de 6 ou máis satélites. Hoxe hai 24 satélites movéndose continuamente en órbitas polares.

SISTEMAS TELEMÁTICOS APOIADOS NA TELEDETECCIÓN: GPS


GPS ten numerosas aplicacións:• Determinar a posición (datos de latitude e lonxitude) dun punto xeográfico• Determinar a velocidade e dirección dun obxecto en movemento• Útiles para a navegación tanto na terra como no mar• Rescate de persoas• Coordinación de traballos de extinción de incendios• Realización de mapas• Seguimento de animais en extinción• Detección de mareas negras e de tsunamis

SISTEMAS TELEMÁTICOS APOIADOS NA TELEDETECCIÓN: SIG


GIS (Geographic Information System) é un programa de ordenador (base de datos) que contén un conxunto organizado de datos xeográficos da mesma porción dun territorio.

• Os datos soen representarse en CAPAS SUPERPOSTAS (diferentes mapas temáticos que inclúen hidrografía, pendentes, xeoloxía, tipos de vexetación, cultivos, carreteras, tendidos eléctricos, etc.)

• Os SIX tamén poden incluir datos non representables en mapas: datos de catastro, de censo, de crecemento urbán, etc.

• Os SIX serven para almacenar, representar gráficamente, manipular e xestionar unha información sobre o territorio.

• A información gárdase en formato dixital que se pode transformar en visual, debendo de ser actualizada con frecuencia e estar dispoñible telemáticamente polos interesados.

SISTEMAS TELEMÁTICOS DE COOPERACIÓN INTERNACIONAL


A difusión e acceso á información favorece a cooperación internacional en temas de medio ambiente. Exemplos de colaboración son:

• Sistemas de información meteorolóxica: • WMO (World Meteorological

Organization) • TRMM pronostica os furacáns

• Sistemas de alerta por tsunamis:• NOAA é unha organización cun

programa de alerta para tsunamis para USA e Canadá.

• Existe un sistema mundial de predición de tsunamis, organizado a partir da catástrofe de 2004



• Sistemas de información meteorolóxica: • WMO (World Meteorological Organization) impulsó o sistema de Vixiancia Meteorolóxica Mundial que

analiza, coordina e envía a información que aportan os satélites e as estacións meteorolóxicas terrestres (de todo o mundo) aos diferentes CENTROS METEOROLÓXICOS NACIONAIS.

• TRMM é unha institución onde participan estadounidenses e xaponeses, que pronostica a intensidade e o alcance dos furacáns, ciclóns e tifóns.



• O sistema de predición e prevención de tsunamis mundial conta con numerosas boyas DART repartidas polo Pacífico e polo Índico, que captan os movementos do fondo do océano e transmiten a información ata o CENTRO DE CONTROL DE TSUNAMIS, onde se analiza; en caso de alerta avísase ás poboacións afectadas.

novastecnoloxiaspdf

Education