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Teledetección. ¿Qué es? Imágenes de satélite vs fotografías aereas

Fundamentos de teledetección (sensores remotos, percepción remota)

Con este articulo iniciamos una serie que tratara sobre lo básico de temas de teledetección, SIG y Geomatica en general, por supuesto también seguiremos abarcando temas avanzados, metodologías, innovaciones, entre otros.

Hemos tratado bastante el tema de la revolución geoespacial, con ello me refiero a los cambios vertiginosos, su incorporación y apropiación por parte de la sociedad, sus avances, su impacto impacto en la vida diaria y actividades profesionales; como puntos destacables podemos nombrar los SIG, los SIG Online, la publicación de los mapas en la web, los drones, dispositivos móviles, avances en la tecnología GPS, los servidores de imágenes de alta resolución como google earth y otros, sin embargo, uno de los más relevantes y antiguos como la cartografía misma, y no tan comentado es la Teledetección

Fuente de la imagen: portada del emblemático libro de Emilio Chuvieco, Tele detección Ambiental

Debemos iniciar el tema aclarando que es la teledetección, ¿Qué tan importante es y porque? ¿Es algo nuevo, cuales son sus antecedentes?¿Como ha cambiado nuestra vida la teledetección? ¿Cuales son sus avances?

TELEDETECCION

La teledetección es antigua y muy amplia, nos referimos a ella con diferentes términos que podemos asumir como sinónimos, entre ellos: percepción remota, observación remota o sensoramiento remoto.

La Teledetección, la definición de esta palabra compuesta puede ser deducida de sus partes, es el proceso mediante el cual obtenemos información de un objeto de interés, fenómeno, material, sin estar en contacto físico directo con el, utilizando para ello un dispositivo de registro (sensor) que nos permite captar la interacción del objeto de interés con una fuente de energía.

Como podemos ver es una definición muy amplia y es aplicable a todas las disciplinas de la ciencia, de esta forma las comunes fotografías son un tipo de teledetección, al igual que la detección de sismos (movimientos subsuperficiales como los terremotos) por medio de sismografos, el uso de sonares en los submarinos y barcos, el uso de instrumentos de detección con laser, radar. Un ejemplo común es la medicina, se invierten ingentes recursos en métodos de evaluación remotos, no invasivos.

Las fotografías aéreas constituyen el primer tipo de teledetección de la superficie terrestre hasta la aparición y difusión de la observación espacial

Debido a lo amplio del tema, en este blog circunscribiremos el campo de la Teledetección al uso de sensores para captar información con fines cartográficos o de evaluación de recursos naturales, en su mayoría nos refiriéremos a imágenes de satélite. De esta manera podemos definir Teledetección como: El proceso de muestrear a distancia (sin estar en contacto físico) la radiación electromagnética de la tierra, buscando adquirir e interpretar los datos geoespaciales para desarrollar información sobre los rasgos, objetos y clases, principalmente de la parte continental de la superficie de la tierra, en menor medida del océano y de la atmósfera.

Un proceso análogo a la Teledetección es el que realizamos todos los días cuando miramos a nuestro alrededor. Nuestro sentido de la vista constituiría el "SENSOR", nuestro cuerpo la PLATAFORMA sobre la que esta dicho sensor, nuestros ojos captan datos utilizando una FUENTE DE ENERGÍA en este caso la luz visible, la cual es una forma de energía electromagnética, los datos son enviados a un PROCESADOR el cual es nuestro cerebro que genera la imagen.

Fotografías aéreas

Primero que todo es importante aclarar la relevancia, utilidad y vigencia de las fotografías aéreas para la generación y actualización cartográfica. En Venezuela por ejemplo nuestra cartografía oficial había sido en su totalidad generada mediante métodos fotogrametricos. El uso de fotografías aéreas aún es una opción en la busqueda de obtener información geoespacial precisa, lo que ha cambiado es que en la actualidad existe un mayor abanico de opciones, incluso alternativas sin costo, el dilema técnico entonces se reduce a decidir cual es la mejor alternativa para un determinado estudio.

Fotografía: es el proceso de proyectar imágenes y capturarlas, bien por medio del fijado en un medio sensible a la luz o por la conversión en señales electrónicas. Para capturar y guardar esta imagen, las cámaras fotográficas utilizan película sensible para la fotografía analógica, mientras que en la fotografía digital, se emplean sensores CCD, CMOS y memorias digitales (Fuente: wikipedia)

La Fotografía aérea: Fotografía de una amplia región obtenida a través del registro de la energía recogida por un sensor instalado en un avión o cualquier otro tipo de vehículo aéreo. Dependiendo del angulo de toma de la fotografía con respecto a la superficie, puede ser vertical u oblicua.

Sin embargo, para los que no conocen del tema debemos hacernos la siguiente interrogante ¿basta con tomar una foto desde un avión para ser utilizada para un proyecto cartográfico? evidentemente que no, no es tan simple, después de todo, existirá un angulo de toma, un angulo del lente de la cámara, un nivel de inclinación del avión. La fotogrametria es la ciencia a través de la cual se procesan esas fotografías "crudas" para generar un producto que pueda ser utilizado con fines cartográficos o incluso convertir una fotografía aérea en un producto exacto como un mapa (ortofotomapa)

Hay varias disciplinas y técnicas implicadas en la obtención y procesamiento de fotografías aéreas, es importante no confundirlas

Fotogrametria es la ciencia de realizar mediciones e interpretaciones confiables por medio de las fotografías, para de esta manera obtener características métricas y geométricas (dimensión, forma y posición) del objeto fotografiado (Fuente: Trigal L. 2015. Diccionario de geografía aplicada y profesional)

La fotogrametria puede ser aplicada a cualquier tipo de fotografía, tanto la fotogrametria aérea, cuya aplicación principal es la producción cartográfica que sustituye en gran medida los levantamientos topográficos de gran extensión, como la fotogrametria de rango corto, que es utilizada en restauración de patrimonio, arqueología o arquitectura.

Fotointerpretación Es el acto de examinar imágenes fotográficas con el objetivo de identificar objetos y determinar su significado. La fotointerpretación implica una serie de etapas consecutivas Durante este proceso, las variables deben ser primeramente detectadas, luego identificadas y, finalmente, analizadas para determinar su significado.

La fotointerpretación es solamente una etapa dentro de todo el proceso de preparación de mapas temáticos. (Fuente: Trigal L. 2015. Diccionario de geografía aplicada y profesional)

Imágenes de satélite vs Fotografías aéreas

Podemos intuir e imaginar que existen marcadas diferencias entre fotografías aéreas y las imágenes de satélite, como por ejemplo:

  • Los sensores o instrumentos de detección que se utilizan para captar la imagen
  • La plataforma, un avión y en el otro caso un satélite. Esta es una diferencia evidente pero fundamental, debemos considerar toda la inversión logística que requiere los vuelos aéreos. En el caso de los satélites en teoría la mayor inversión será la inicial, eso incluye la preparación, lanzamiento, calibración, seguimiento y control, luego tendremos imágenes periódicas durante la vida útil del satélite o hasta que se presente un desperfecto
  • El nivel de detalle de la imagen final, un avión esta mas cerca de la superficie u objeto de interés por lo tanto el producto final tendrá mayor resolución, mayor detalle.
  • Periodicidad o resolución temporal: un proyecto de toma de fotografías aéreas requiere una gran planificación e inversión, por lo cual no puede realizarse periódicamente. En el caso de un proyecto de satélite, luego de colocar en órbita la plataforma espacial tendremos imágenes cada 10 a 16 días, o menos.
  • La extensión que cubrirá la imagen, ciertamente el avión al estar más cerca cubrirá menos superficie en una toma que un satélite. El avión para cubrir la misma área necesita seguir una ruta de capturas consecutivas.
  • Los métodos de restitución y procesamiento

Sin embargo, estas diferencias no son necesariamente ciertas o constantes, por ejemplo, la primera imagen capturada por un satélite eran sencillamente fotografías. Otro aspecto es que en la actualidad podemos colocar en los aviones sensores multiespectrales por lo cual la imagen resultante se diferenciaría únicamente por la extensión, periodicidad y la plataforma.

PROXIMAMENTE

Este es un tema muy amplio, que iremos profundizando paulatinamente, próximamente aclararemos que relación existe entre la energía electromagnética y las imágenes de satélite, ¿que es una imagen de satélite multiespectral? ¿como se forma y cual es su estructura?; También un articulo reflexionando sobre el impacto de los avances de la teledetección y su socialización en la cartografía