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investigación medioambiental
  Ciencias de la Tierra y
   Medioambientales
Fuentes de información ambiental




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Estaciones fijas   Instrumentos de
                                     bordo de
de medida          medida móviles
                                     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

                         El receptor detecta la señal
                          e identifica cada satélite




  Los satélites emiten                                  Uniendo las señales
        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 teledetección
 A. Fuente de energía o
 iluminación
 B. Radiación y la atmósfera
 C. Interacción con el objeto
 D. Detección de energía por el
 sensor
 E. Transmisión, Recepción y
 Procesamiento
 F. Interpretación y análisis
 G. Aplicación
Emisor
Radio


        Microondas



                     Infrarrojo



                                    Visible



                                              Ultravioleta

                                                             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

                                                                 Satélite:
                                                                 foco emisor
                     Satélite:                                   y receptor
                     foco receptor


              Radiación                            Radiación   Radiación
              emitida                              emitida     reflejada
                                     Radiación
Foco emisor
                                     reflejada
Técnicas en teledetección



Captación de radiación de origen                 Captación del reflejo de radiación   Captación de radiación
           natural reflejada                    emitida por el instrumento de radar     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
                             Satélite de      de la superficie terrestre situado
                             órbita polar
                                              sobre el ecuador.



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




                           Infrarrojo
Luz visible   Infrarrojo   térmico
02 nuevas tecnologías en investigación medioambiental
02 nuevas tecnologías en investigación medioambiental
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 Biodiversidad
 Seguimiento 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 sostenible
 Inventario 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 deforestación
 Seguimiento 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, col
or del agua.
5. Catástrofes naturales
Inundaciones en Pakistán
Tsunami en Indonesia
Incendios en el levante español
Marea negra del Prestige
Obtenida por el satélite ENVISAT 200
Avance y retroceso de hielos y desiertos


                                        Cambio climático


                                        Agujero de ozono


                                      Fenómeno de El Niño
  Otras aplicaciones de la
teledetección relacionadas
  con el medio ambiente            Usos y deterioro del suelo


                              Daños a cultivos por plagas o granizos


                                    Predicciones de cosechas


                                     Todo tipo de impactos
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 lineales
Mantenimiento de infraestructuras existentes
   Gestión de actualizaciones periódicas. Accidentes
Sistemas de navegación para vehículos
   Uso 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 flotas
   Supervisión de flotas de vehículos
   Sistema 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 oblicuas
El 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                      Área de

   panorámica.            Fotografía 1   solapamiento   Fotografía 2
02 nuevas tecnologías en investigación medioambiental
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
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• 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
Modelo tridimensional




Información integrada


           Toponimia


Vías de comunicación


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SIG
• Esta información se guarda en formato digital y se puede
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1. Planificación territorial
1. Planificación territorial
2. Análisis de usos del suelo
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  • 1. Nuevas tecnologías en investigación medioambiental Ciencias de la Tierra y Medioambientales
  • 2. Fuentes de información ambiental Instrumentos a Estaciones fijas Instrumentos de bordo de de medida medida móviles satélites
  • 4. 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.
  • 5. 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.
  • 6. Sistema de Posicionamiento Global El receptor detecta la señal e identifica cada satélite Los satélites emiten Uniendo las señales señales calcula la posición
  • 8. Aplicaciones medioambientales • Posicionamiento preciso de cualquier punto de interés ambiental
  • 12. 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
  • 13. Proceso de teledetección A. Fuente de energía o iluminación B. Radiación y la atmósfera C. Interacción con el objeto D. Detección de energía por el sensor E. Transmisión, Recepción y Procesamiento F. Interpretación y análisis G. Aplicación
  • 14. Emisor Radio Microondas Infrarrojo Visible Ultravioleta Rayos X Rayos gamma
  • 15. 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.
  • 16. Tipos de sensores Teledetección pasiva Teledetección activa Satélite: foco emisor Satélite: y receptor foco receptor Radiación Radiación Radiación emitida emitida reflejada Radiación Foco emisor reflejada
  • 17. Técnicas en teledetección Captación de radiación de origen Captación del reflejo de radiación Captación de radiación natural reflejada emitida por el instrumento de radar infrarroja térmica Captación del espectro de absorción
  • 18. 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.
  • 19. Satélites meteorológicos • Geoestacionario: permanecen fijos sobre la vertical de un punto Satélite de de la superficie terrestre situado órbita polar sobre el ecuador. • De órbita polar: describen una Satélite de órbita órbita que pasa por la vertical de geoestacionaria los polos geográficos.
  • 20. METEOSAT Infrarrojo Luz visible Infrarrojo térmico
  • 23. APLICACIONES DE LA TELEDETECCIÓN RELACIONADAS CON EL MEDIO AMBIENTE
  • 24. 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.
  • 26. 2. Estudios de Biodiversidad Seguimiento 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
  • 27. 3. Desarrollo sostenible Inventario 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 deforestación Seguimiento de la capa de Ozono
  • 28. 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, col or del agua.
  • 32. Incendios en el levante español
  • 33. Marea negra del Prestige Obtenida por el satélite ENVISAT 200
  • 34. Avance y retroceso de hielos y desiertos Cambio climático Agujero de ozono Fenómeno de El Niño Otras aplicaciones de la teledetección relacionadas con el medio ambiente Usos y deterioro del suelo Daños a cultivos por plagas o granizos Predicciones de cosechas Todo tipo de impactos
  • 35. OTRAS APLICACIONES DE LA TELEDETECCIÓN
  • 36. 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
  • 37. Parcelación de una urbanización
  • 38. Transportes Trazado de nuevas infraestructuras lineales Mantenimiento de infraestructuras existentes Gestión de actualizaciones periódicas. Accidentes Sistemas de navegación para vehículos Uso 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 flotas Supervisión de flotas de vehículos Sistema de navegación + puesto de control
  • 39. 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”
  • 41. Fotografía aérea • Se realiza desde plataformas aéreas. • Normalmente son cámaras fotográficas de luz visible. • Pueden ser fotografías aéreas u oblicuas.
  • 42. Fotografías aéreas oblicuas El 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.
  • 43. 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.
  • 44. Fotografía aérea estereoscópica Reúne las ventajas de la fotografía oblicua y vertical. Proporcionan la dimensión tridimensional y la Área de panorámica. Fotografía 1 solapamiento Fotografía 2
  • 46. SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA (SIG)
  • 47. 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
  • 48. 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
  • 49. Modelo tridimensional Información integrada Toponimia Vías de comunicación Red fluvial Edificaciones Base cartográfica
  • 50. 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,…
  • 53. 2. Análisis de usos del suelo
  • 54. 3. Gestión de recursos naturales