Este documento describe varias tecnologías nuevas utilizadas en la investigación ambiental, incluyendo el GPS, la teledetección vía satélite e imágenes, los sistemas de información geográfica, y la modelización informática. Explica cómo estas herramientas permiten medir con precisión la posición en el terreno, observar la Tierra de forma remota, almacenar y analizar datos geoespaciales, y simular escenarios ambientales futuros.

1. TEMA 3
NUEVAS TECNOLOGÍAS EN LA
INVESTIGACIÓN DEL MEDIO
AMBIENTE
IES Licenciado Francisco Cascales ( Murcia)
Departamento de Ciencias Naturales
Francisco Javier Zamora García

2. INTRODUCCIÓN
Si aumenta la tecnología, aumenta la explotación de los
recursos y por tanto aumentan los impactos ambientales.
En los últimos años la informática ha dado lugar a una gran
revolución en las costumbres sociales.
El acceso a internet, la telefonía móvil, los satélites
espaciales han permitido grandes avances, entre ellos la
posibilidad de entender mejor todo lo relativo al
funcionamiento del medio ambiente
Las principales tecnologías empleadas en los estudios
medioambientales son: sistemas
informáticos, teledetección, los GPS, los SIG y otros
sistemas telemáticos.

3. 1. SISTEMA DE POSICIONAMIENTO
GLOBAL
• Sistema formado por
unos aparatos que nos
permiten conocer
nuestra posición exacta
sobre la superficie
terrestre, gracias a la
triangulación de las
señales emitidas por
satélites.

4. 2. FUNDAMENTOS
Los satélites del Sistema de Posicionamiento Global (GPS) describen
órbitas a gran altura sobre la Tierra en ubicaciones precisas. Permiten
que el usuario de un receptor de GPS determine de forma exacta su
latitud, longitud y altitud. El receptor mide el tiempo que tardan en
llegar las señales enviadas desde los diferentes satélites (A, B y C). A
partir de esos datos, el receptor triangula la posición exacta. En todo
momento, cada punto de la Tierra recibe cobertura de varios satélites.
Se necesitan tres
satélites para
determinar la latitud y
la longitud, mientras
que un cuarto satélite
(D) es necesario para
determinar la altitud.

5. 2. APLICACIONES DEL SPS:
Control de tráfico, navegación, tráfico aéreo, rescate
de personas, coordinación en extinción de
incendios, realización de mapas, localización de
animales, bosques, hábitats, explotaciones
minerales, etc.
DISTINTOS SPS
GPS. Americano. 24 satélites
GLONASS. Ruso. 24 satélites
GALILEO. Europa. 30 satélites.

6. 3. SISTEMAS DE TELEDETECCIÓN
• Detección remota a través de sensores.
• Teledetección: técnica que permite la
detección, observación a distancia y la obtención
de imágenes de la superficie de
objetos, mediante el análisis de la radiación
electromagnética que emiten o reflejan recibida
por sensores en aviones o satélites

8. COMPONENTES DE UN SISTEMA DE
TELEDETECCIÓN
• SENSOR: Cámaras situadas en aviones o satélites
(+800km.)
• En función de la ENERGÍA DETECTADA:
- Pasivos: Capta energía externo al sensor, del sol o emitida por
elementos terrestres.
- Activos: Emite energía y capta el reflejo producido por la
superficie terrestre.
• CENTRO DE RECEPCIÓN: Se transmite información digital
a la tierra. Se corrige imperfecciones y se destacan
algunos elementos.
• SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN:

9. EMPLEO DE LA TELEDETECCIÓN.
Aporta datos sobre el territorio de manera exacta, rápida y
fiable.
Se obtienen gran cantidad de imágenes de amplias zonas
terrestres.
Permite la observación periódica y la comparación.
Actualmente se emplea para observar la dinámica de los
hielos o desiertos, el cambio climático, el agujero de
ozono, el fenómeno de El Niño, usos del
suelo, evaluaciones de daños en cultivos, para predecir
cosechas y sequías, para detectar impactos de
obras, mareas negras, para localizar fracturas, etc.

10. RADIACIONES ELECTROMAGNÉTICAS
• La atmósfera es un filtro para las radiaciones.
Sólo se utilizan aquellas radiaciones que atraviesan la
atmósfera : ventanas atmosféricas

12. Radiaciones utilizadas en teledetección
• Zona visible (V) región central. Fotos aéreas
- Azul: (de 0,4-0,5) – B
- Verde: (0,5-0,6) – G
- Rojo: (0,6-0,7) – R
• Infrarrojo (IR)
- (IRP) infrarrojo próximo(0,7-1,3) Detecta masas vegetales
- (IRM) infrarrojo medio (1,3-8) detecta humedad.
- (IRT) infrarrojo lejano o térmico (8-14) detecta calor producido
por el Sol, seres vivos, incendios.
• Microondas (1mm-1m.)
- Utilizadas para tomar imágenes sin iluminación o con nubes.

13. FOTOGRAFÍAS AÉREAS
• Utiliza la reflexión natural de los rayos solares y se
obtiene normalmente, desde un avión. Las
fotografías aéreas convencionales aportan imágenes
fácilmente interpretables, al corresponder con la
visión ocular normal. La fotografía, además del
espectro visible, puede recoger radiaciones
ultravioletas e infrarrojas cercanas, si se emplean
películas y filtros adecuados.

14. FOTOGRAFÍAS AÉREAS
• Las fotografías mas utilizadas son las verticales, pues
permiten visión estereoscópica (se ven
tridimensionales si se superponen dos fotografías
adyacentes que tengan al menos un 60% de
recubrimiento); por su parte, las fotografías oblicuas
son bastante usadas para obtener imágenes de
edificios y ciudades. Las fotografías aéreas verticales
consisten en sobrevolar el territorio con un avión y
tomar fotografías de eje vertical recubriendo el
territorio con fotogramas que se solapen tanto
longitudinal como transversalmente, obteniéndose el
recubrimiento necesario para verlas en el
estereoscopio.

15. • Imágenes estereoscópicas: son dos imágenes
realizadas del mismo punto, desde diferentes
puntos. Se ve una imagen tridimensional.

16. SATELITES METEOROLÓGICOS Y DE
INFORMACIÓN MEDIOAMBIENTAL

17. SATELITES METEOROLÓGICOS Y DE
INFORMACIÓN MEDIOAMBIENTAL
No son fotografías aéreas, las imágenes de satélite
representan una forma de captura indirecta (reciben las
ondas electromagnéticas que se reflejan o que emiten los
objetos, captando radiaciones recibidas fuera del
espectro visible) y se almacenan como matrices
numéricas.
Mediante diversos programas informáticos, estos valores
numéricos pueden visualizarse en forma de imágenes, ya
sea en escala de grises, en color verdadero o en falso
color.

18. Ver tabla 3.2
pag. 72

21. Ejercicio 5 pag. 72
Imágenes Landsat TM. ¿Cual es la resolución espacial
sabiendo que representa una superficie de 15x15 km.?
(pixel de 30x30m.) ¿Número de píxeles?

22. Los satélites meteorológicos recogen datos de la atmósfera, la
superficie terrestre y el mar, con los que elaboran la información
meteorológica y predicciones climáticas. Los principales satélites
meteorológicos son las series TIROS y GOES estadounidenses y la
serie METEOSAT europea.
Los satélites medioambientales recogen observaciones de gran
cantidad de variables físicas y químicas de la superficie terrestre y su
atmósfera, incluyendo el estado de la vegetación, los recursos y la
contaminación. Los principales son la serie LANDSAT y los satélites
TERRA y EO–1 que vigilan
aerosoles, temperatura, glaciares, contaminación, vegetación, incen
dios… y los satélites europeos ENVISAT y ERS en estudios
oceánicos, meteorológicos, medioambientales
(NOx, O3, O2…), exploraciones arqueológicas, análisis de desastres
naturales, vigilancia de icebergs…

23. Mecanismos de la teledetección
• Órbitas de los satélites:
- Geoestacionaria: El satélite
está situado a gran
altitud, siempre sobre el
mismo punto, moviéndose de
forma sincronizada con la
rotación de la Tierra.
- Órbita polar: El satélite rota
de forma circular pasando
por los polos a baja altura.

24. • Sensores de barrido
multiespectral:
- Los sensores hacen un barrido de la
superficie de forma perpendicular al
movimiento del satélite.
- Las radiaciones son separadas según su
longitud de onda y convertidas en
una señal digital.
• Sensores de microondas:
- Pasivos : captan la radiación emitida
por nieve o hielo (cuerpos fríos)
- Activos: RADAR. Se emite el pulso de
microondas y se recoge.
La señal de microondas se distorsiona
por la diferente reflexión de la
cubiertas terrestres.

25. • Imagen radar del Envisat del derrame de
crudo del Prestige

26. Imagen radar del volcán Pinatubo la sensación de color se logra combinando 3 señales
recogidas (total, vertical y horizontal) y asignándoles 3 colores.

27. IMAGEN DE TELEDETECCION SATELITE LANDSAT

28. Sistemas DE Información Geográfica
(SIG)
• Programas informáticos que
contienen una gran cantidad
de datos de una zona
organizados en capas. Base
de datos con información
geográfica.
Se puede gestionar
fácilmente toda la
información sobre un
territorio.

29. Caseta meteorológica
Sistema informático que graba, almacena y analiza la información
sobre los elementos que componen la superficie de la Tierra. Un
SIG puede generar imágenes de un área en dos o tres
dimensiones, representando elementos naturales como colinas o
ríos, junto a elementos artificiales como carreteras, tendidos
eléctricos, núcleos urbanos o estaciones de metro mediante
puntos, líneas, figuras geométricas u otras. Los expertos utilizan las
imágenes del SIG como modelos, realizan mediciones
precisas, recogen datos y corroboran sus teorías con la ayuda del
ordenador o computadora.

30. Proyecto Corine

31. http://dataservice.eea.europa.eu/atlas/default.asp?refid=2D511360-
4CD0-4F20-A817-B3A882ACE323

34. IMAGEN DEL NOAA-11

36. 5. RADIOMETRÍA Y SUS USOS
Una disciplina complementaria de la teledetección es la
radiometría, de radio (radiación) y metría (medición), que
comprende un conjunto de métodos, basados en los
fundamentos físicos de la radiación electromagnética, que
permiten obtener información de los objetos o fenómenos
estudiados.
Sus usos son los vistos en teledetección: estudios de
vegetación, contaminación, meteorología…
Imágenes anaglíficas: Imágenes estereoscopicas generadas
por una imagen roja y otra azul.

37. 6. SISTEMAS INFORMÁTICOS Y SIMULACIÓN
MEDIOAMBIENTAL
• WORLD-2:
• Desarrollado por Jay Forrester en el MIT.
• Modelo cuyas variables para determinar el
comportamiento del mundo son cinco:
población, recursos naturales no
renovables, alimentos producidos, contaminación y
capital invertido.

38. • La simulación de su comportamiento futuro se
expuso en el informe ”Los límites de
crecimiento” (El club de Roma 1972).
• Conclusión: no podemos mantener por un
tiempo indefinido nuestro actual ritmo de
crecimiento (poblacional y económico).

39. WORLD-3
• Desarrollado por D.L.Meadows y D.H.Meadows. .
Intentaron mejorar el modelo anterior.
• Se simulan diferentes escenarios en función de
decisiones políticas respecto al consumo de recursos
naturales.

41. CONCLUSIONES DE WORD-3: Informe más allá de
los límites de crecimiento.
• Si se continua con la tendencia actual:
– Crecimiento de la población.
– Industrialización.
– Contaminación.
– Producción de alimentos
– Consumo de recursos.
Los límites del planeta se alcanzarán dentro de
los próximos cien años tras lo cual sucederá un
declive súbito e incontrolable.

42. Ejemplos de escenarios simulados por World 3

43. • 2ª conclusión (W3): Es posible modificar las
tendencias de crecimiento y establecer unas
normas de estabilidad ecológica y
económica, que pueden ser mantenidas por
mucho tiempo de cara al futuro.
• 3ª conclusión(W3): Cuanto antes se empiece a
trabajar por esta 2º alternativa mayores
posibilidades de éxito.

44. Críticas a este modelo:
Modelo Maltusiano, que culpa al incremento de la
población de todos los problemas ambientales (Penaliza
a los países del “Sur”).
Visión simplificada de la realidad que representa
tendencias y no la realidad.
Aportaciones.
Precursor de los indicadores PER
Estos modelos han sido la base de otros
muchos estudios de temas relacionados