Teledetección: ¿Qué es y cómo se utiliza?
Este artículo trata de la teledetección y sus aplicaciones. Explicaremos cuál es la diferencia entre teledetección activa y pasiva, y trataremos las distintas tecnologías y plataformas utilizadas para la teledetección. Por último, echaremos un vistazo a los avances recientes y futuros de la teledetección.
¿Qué es la Teledetección?
La teledetección consiste en obtener información sobre objetos o superficies a distancia. Como disciplina y ciencia geoespacial, la teledetección se ocupa de detectar y controlar las características físicas de una zona sin establecer contacto físico. Esto se hace con la tecnología de teledetección, que implica la tecnología de sensores basados en aviones y satélites que toman muestras de la radiación electromagnética de la Tierra.
La teledetección como disciplina existe desde 1800, cuando se realizaron los primeros estudios aéreos utilizando globos aerostáticos, palomas y cometas con las primeras cámaras de película. A partir de 1900, se utilizaron aviones para la fotografía aérea, mientras que la primera aparición de la tecnología de satélites para la teledetección se produjo en 1957. La cantidad de satélites de observación de la Tierra ha crecido rápidamente en las últimas décadas: en 2008, había más de 150 en órbita, pero en 2021 este número había aumentado a 950. Las nuevas tecnologías, como los drones y la robótica, aumentan las plataformas de teledetección existentes.
El término «teledetección» fue concebido por Evelyn Pruitt, geógrafa de la Oficina de Investigación Naval de EE.UU., junto con un compañero llamado Walter Bailey. A principios de la década de 1960, los nuevos avances en el procesamiento de imágenes por satélite le hicieron darse cuenta de que el término «fotografía aérea» no era adecuado para describir los flujos de datos generados por las nuevas tecnologías. Por lo tanto, se propuso un nuevo término.
La teledetección ha cambiado la forma en que los científicos estudian el planeta, y se utiliza en distintos sectores, como la agricultura, la planificación urbana, la vigilancia del clima y otros. La calidad de los datos de teledetección se mide en función de distintos tipos de resolución, como la espacial, la espectral, la radiométrica y la temporal.
Tipos de teledetección
Teledetección pasiva
Teledetección activa
Aplicaciones de la Teledetección
La teledetección se utiliza en muchos campos diferentes, como la previsión meteorológica, la cartografía forestal y las aplicaciones costeras y oceánicas. A continuación cubriremos algunas de las aplicaciones más populares de la teledetección hoy en día y describiremos cómo beneficia la teledetección a cada una de ellas:
Agricultura y Gestión de Recursos
La agricultura es un caso de uso popular de la teledetección, ya que permite a los agricultores controlar la salud y el vigor de sus cultivos, para que puedan tomar medidas cuando se necesite más riego, por ejemplo. Todo esto es posible porque los sensores multiespectrales captan la luz reflejada de plantas y cultivos. Los sensores multiespectrales son ejemplos de sensores pasivos, y captan datos de imagen dentro de rangos específicos de longitud de onda en todo el espectro electromagnético. El ejemplo más común de imágenes multiespectrales son las imágenes en color RGB convencionales, que contienen tres planos espectrales de imagen.
En zonas más extensas, la teledetección se utiliza para la gestión de los recursos naturales, con el fin de adquirir datos sobre el estado de estos recursos para protegerlos o evaluar el impacto de una política o cambio (natural). La teledetección se utiliza en este contexto para controlar la cubierta terrestre, la vegetación, el suelo y la geología. Por ejemplo, los satélites de observación de la Tierra del programa Landsat o el satélite IKONOS captan imágenes de varias longitudes de onda para diversos casos de uso, como la cubierta terrestre, detectar vegetación invasora, estimar la humedad del suelo a gran escala para modelizar la interacción entre la tierra y la atmósfera para la modelización meteorológica y climática. En las ciencias geológicas, la teledetección se utiliza como método de adquisición de datos complementario a la observación sobre el terreno para cartografiar las características geológicas
Vigilancia medioambiental
La teledetección desempeña un papel enorme en la vigilancia del medio ambiente, ya que los satélites permiten captar imágenes de grandes zonas con frecuencia. Esto facilita el seguimiento y la detección de cambios en el medio ambiente, así como la caracterización y descripción del estado del medio ambiente en la preparación de la evaluación del impacto ambiental. A menudo, estos cambios son el efecto de acciones humanas perjudiciales. Por ejemplo, la teledetección ayuda a localizar y vigilar los vertidos de petróleo, a proporcionar datos sobre la calidad del aire para rellenar las lagunas espaciales de los recursos de vigilancia terrestre y a vigilar la deforestación de la selva tropical a lo largo del tiempo. Las imágenes por satélite también ayudan a indicar múltiples parámetros de la calidad del agua, entre ellos Profundidad Secchiuna medida relacionada con la claridad del agua.
La vigilancia del medio ambiente mediante teledetección también se utiliza para actividades humanas que afectan al medio ambiente, como los proyectos de construcción civil, incluidas las autopistas, las vías férreas y las líneas de transmisión eléctrica. Las imágenes de satélite permiten estimar los efectos de esos cambios en el medio ambiente, por ejemplo creando múltiples escenarios de planificación espacial que pueden probarse y simularse mediante la tecnología SIG.
Urbanismo y Desarrollo
Los planificadores urbanos confían en los datos de teledetección para el seguimiento, la planificación y el desarrollo. Los datos aéreos y por satélite de grandes áreas muestran dónde pueden realizarse nuevos planes de desarrollo urbano y cómo pueden afectar al entorno natural. El seguimiento del desarrollo de nuevas construcciones también se realiza con datos de teledetección, que muestran el progreso a lo largo del tiempo y controlan el uso del suelo dentro de las zonas urbanas. Como los datos de teledetección se captan con regularidad, proporcionan a los planificadores urbanos los últimos datos disponibles, para que puedan basar sus planes en información actual y precisa del entorno.
Tecnologías y plataformas utilizadas
Existen diferentes plataformas que llevan multitud de sensores remotos para captar la radiación electromagnética de la Tierra:
● Satélites: Los satélites de teledetección terrestre están diseñados para la observación de la Tierra (OET) desde órbita, normalmente a altitudes superiores a 500 ó 600 kilómetros.
● Sensores aéreos: los proveedores comerciales utilizan plataformas aéreas tripuladas para captar imágenes aéreas y datos LiDAR desde el aire.
● Drones: los vehículos aéreos no tripulados (UAV) vuelan de forma autónoma y capturan tanto LiDAR como imágenes desde el aire.
Ventajas y limitaciones de la teledetección
Existen algunas ventajas e inconvenientes de la teledetección:
Ventajas
- Los satélites de observación de la Tierra tienen una gran cobertura de área combinada con tasas de adquisición frecuentes (también llamadas tiempos de revisita): por ejemplo, una sola escena Landsat cubre un área de 115×115 millas, mientras que el satélite Landsat 7 cubre toda la masa terrestre de la Tierra cada 16 días.
- La recogida de datos se produce de forma no intrusiva, con sensores situados a gran distancia de la Tierra;
- Recogida de datos en zonas de difícil acceso, por lo que no es necesario visitar la zona de interés con equipos de topografía tripulados;
- La teledetección reduce la necesidad de adquirir datos en tierra, como la topografía;
Limitaciones y retos
- Las condiciones atmosféricas, como la bruma, las nubes o los aerosoles, pueden distorsionar u oscurecer las imágenes de teledetección.
- El ángulo del sol puede crear sombras y distorsiones en los datos de teledetección, limitando la interpretación de los datos.
- Adquirir y procesar la teledetección conlleva costes elevados y requiere personal cualificado. Para zonas más pequeñas, podrían ser más económicos otros métodos de adquisición de datos, como la obtención de imágenes con drones y/o el escaneado láser.
- Incluso con revisitas frecuentes, es posible que los datos de teledetección no estén disponibles para una zona geográfica en una franja horaria concreta. Esto significa que los datos de teledetección pueden tener una utilidad limitada para un caso de uso específico.
Perspectivas futuras de la teledetección
En el futuro, las plataformas y sensores de teledetección experimentarán una mayor miniaturización. Muchos proveedores comerciales de imágenes de la Tierra ya utilizan flotas de «smallsats», también llamados nanosatélites o satélites miniaturizados, que a menudo pesan menos de 10 kg cada uno. Cuesta mucho menos desarrollar y lanzar satélites tan pequeños que los satélites tradicionales, lo que explica que haya tantos de ellos en órbita simultáneamente. Los satélites más pequeños tienen un impacto significativo en el consumo de combustible, la vida de la misión y el diseño del satélite.
Al mismo tiempo, los instrumentos de teledetección que llevan estos satélites son cada vez más pequeños, sin comprometer el potencial ni la calidad de los datos. Esto da lugar a nuevas plataformas para desplegar pequeños sensores remotos, como drones, vehículos submarinos no tripulados, pseudosatélites de gran altitud y otros.
El resultado de estos procesos de miniaturización es que cada vez se capturan y analizan más cantidades de datos espaciales, tanto imágenes fotogramétricas como nubes de puntos 3D. Por ejemplo, la nueva y más pequeña tecnología LiDAR monofotónica se utiliza para programas de cartografía aérea a muy gran escala que capturan imágenes aéreas y datos de nubes de puntos de países o continentes enteros. Esto facilita el análisis del cambio medioambiental en zonas más extensas, ya que existe un único conjunto de datos en lugar de muchos conjuntos de datos a pequeña escala o incompletos.
Los avances en Inteligencia Artificial (IA) tendrán un impacto significativo en la forma de procesar y analizar los datos de teledetección. Se pueden utilizar grandes cantidades de datos de imágenes y nubes de puntos como entrada para modelos de aprendizaje profundo para automatizar la detección, el reconocimiento y la extracción de características. Los llamados conductos de datos automatizan el proceso de convertir los datos de observación de la Tierra en ideas e información que puedan utilizar analistas, investigadores, planificadores espaciales y otras partes interesadas.
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Preguntas frecuentes
¿Qué es la teledetección?
La teledetección consiste en obtener información sobre objetos o superficies a distancia y sin contacto físico. Esto se hace con tecnología de sensores basados en aviones y satélites que toman muestras de la radiación electromagnética de la Tierra.
¿Quién inventó la teledetección?
El término «teledetección» fue concebido por Evelyn Pruitt, geógrafa de la Oficina de Investigación Naval de EE.UU., junto con un compañero llamado Walter Bailey a principios de la década de 1960.
¿Cuáles son las ventajas de la teledetección?
La teledetección permite la recogida sistemática de datos de grandes áreas geográficas sin ser molesta. La amplia cobertura permite a los científicos estudiar los cambios y pautas medioambientales a gran escala, como la previsión meteorológica o la contaminación ambiental.
¿Cuál es el uso más común de la teledetección?
El uso más común de la teledetección es la vigilancia del medio ambiente. Estos incluyen el análisis y seguimiento de los cambios a gran escala en el medio ambiente, como la deforestación, la urbanización y la agricultura.
