El documento describe las nuevas tecnologías que se utilizan para estudiar el medio ambiente. Explica que los sistemas de simulación ambiental como World-2 y World-3 permiten simular posibles escenarios futuros en función de los datos introducidos. También describe los sistemas de teledetección como los satélites, que permiten obtener imágenes de alta resolución de la Tierra para estudiar problemas ambientales.

1. TEMA 3: LOS NUEVAS
TECNOLOGÍAS EN LA
INVESTIGACIÓN DEL
MEDIO AMBIENTE

2.  Las nuevas tecnologías han
propiciado un aumento de los
problemas ambientales pero también
pueden ser útiles para estudiar y
paliar dichos problemas.
 Ej: satélites para frenar el avance de
un incendio forestal.

3. Introducción
 La revolución tecnológica ha conllevado una
revolución en las constumbres sociales
 Internet, los sms, los móviles han permitido:
 a) Reducción en el tiempo necesario
para comunicarnos
 b) Acercar a las personas
geográficamente (espacio) sin estar
físicamente juntas.
¿cómo?
c) Videoconferencias, teletrabajo…

4. c) Ejemplo: Nuevos métodos de
cooperación internacional
Es decir interconexión de grupos de trabajo
en países lejanos con gente que no se
conocen siquiera

5. Ej: Un ordenador en Nueva York que mide la
emisión de CO2, otro en Londres que mide el
aumento de temperatura y todos conectados
con Tokyo donde se relacionan los datos.

6. Brecha tecnológica
 Sinembargo en la actualidad solo
una minoría del planeta tiene
acceso a internet; es decir un 14
% que se corresponde a países
en vías de desarrollo.

7. Nuevas tecnologías
1. Sistemas de simulación
ambiental
2. Sistemas de teledetección
3. GPS
4. SIGs

8. Sistemas informáticos de
simulación ambiental
 Consiste en programas informáticos que
simulan determinadas situaciones
ambientales
 Introduces unos datos y te hacen una
simulación del futuro dándote una posible
evolución del problema.
 Dos tipos: World-2 y World_3

9. World-2
 Programa informático en el que introducías
datos como población, cantidad de recursos,
alimentos producidos…
 Se observó que con los datos actuales
llegaríamos al colapso; no se podía manterner el
ritmo.

10. World-2
 Se fueron probando distintos valores iniciales de
población, recursos…
 ….y se llegó a la conclusión de que era
necesario reducir el consumo de recursos
naturales un 75 %

11. World-3
 Perfección del modelo anterior
 Mirando a las gráficas se puede observar
que:
 A) Si se continúa el consumo de recursos
la población aumenta pero…
 B) Como consecuencia la producción
industrial y la población aumentan …y
también la contaminación
 C) Dentro de 100 años, al agotarse los
recursos, estos caen en la gráfica

12.  Al agotarse los recursos, la población, la
industria, los alimentos caen en picado .
 1º Conclusión: Podíamos pensar que
aumentando la cantidad de recursos
arreglaríamos la situación pero…sólo
conseguimos que el deterioro vaya más
rápido.

13. Conclusión
 2º Conclusión: Es posible modificar las
tendencias de crecimiento
y establecer unas normas de estabilidad
ecológica (gestionar bien los recursos,
reducir la contaminación y ahorrar)
que puedan ser mantenidas por mucho
tiempo de cara al futuro.

14. Conclusión
 3º Conclusión: ¿Cómo? Gestionando bien
los recursos. Estos se gastan pero no se
agotan y la población se mantiene.

15. CRÍTICAS
 A) Se culpabiliza en exceso al tamaño de
población algo que afecta a países en
vías de desarrollo cuando el mayor
consumo de recursos lo hacen los países
desarrolaldos
 B) Es sólo un módelo; no es real
 Sin embargo, no deja de ser una
aproximación a la realidad.

16. Sistemas de teledección
 Es la técnica que permite la observación y
la obtención de imágenes de la superficie
terrestre desde sensores en aviones o
satélites artificiales.

17. Ventajas de la teledección
 Permite obtener imágenes digitales para
su posterior tratamiento informático
 Permite la transmisión de información y
datos al instante

18. Componentes de un sistema de teledección
Pasos seguidos desde la realidad hasta la
información disponible al usuario
 1. Sensor. Especie de cámara
en un avión o satélite que es
capaz de captar, codificar,
y trasmitir las imágenes
de la superficie terrestre.

19. Flujo de energía detectada por el
sensor.
 A) Pasivo: Utilizan un flujo
externo al sensor, no proviene de
él.
 Esas energías pueden ser:
 *El Sol: los rayos solares
inciden sobre la superficie
terrestre y parte de ella se refleja.
Ej: ojo humano
 *De los elementos situados en
la superficie. Ej: calor (cámaras
de infrarrojo)

20.  B) Activo: Estos sensores emiten un tipo
de radiación y captan el reflejo de la
misma por parte de la superficie terrestre.
Ej: cámara con flash

21. 2) Centro de recepción: Suele ser una
gran antena que recoge la imagen
digital.
En el centro de recepción se puede:
• Eliminar imperfecciones
• Destacar elementos más
destacables y eliminar los que no se
estudian.
• La imagen puede pasar de:
* digital a analógica imprimiéndola
* análogica a digital escaneándola

22. 3) Distribución: Se trata de enviar
las imágenes desde el centro de
recepción a los usuarios finales:
universidad, científicos,
administraciones, laboratorios
para extraer las conclusiones
adecuadas.

23. Empleo de la teledetección
• Primero se utilizaron globos, palomas,
avión y luego satélites
• Al principio tuvo uso militar, luego
meteorológico, cartográficos y
observación de fenómenos
meteorológicos

24. Usos
 Avances y retroceso de hielos
 Plagas
 Incendios
 Inundaciones
 Erupciones volcánicas
 Variaciones de temperatura

25. Radiaciones electromagnéticas
empleadas en la
deletección
 Son el conjunto de ondas de energía que
constituye la radiación solar:
 Rayos gamma
 Rayos X
 Ultravioleta
 Luz visible
 Infrarrojos
 Microondas
 Radio y TV

26.  Sin embargo no todas estas radiaciones
llegan a la superficie terrestre porque
parte o son absorbidas, filtradas o
reflejadas al espacio.
 Ventanas atmosféricas: son las
radiaciones electromágneticas que no han
sido absorbidas y si son empleadas en la
teledetección
 Son: luz visible, infrarrojos, microondas

27. Región Zona visible (V)
REGIÓN ESPECTR CAPTACIÓ EJEMPLO
O N S
Azul (B)
CENTRAL Fotografía
Verde (G)
O ZONA Analógica Imágenes
VISIBLE (V) tanto en desde
blanco y aviones y
negro como satélites
Rojo (R) color
Sensores
digitales.

28. Región del infrarrojo (IR)
CAPTACIÓ EJEMPLO
REGIÓN ESPECTR N S
O
Infrarroja Películas
próxima fotográficas Masas
(IRP): de 0,7 especiales. vegetales
micras a 1, 3 Sensores
micras digitales
REGIÓN Infrarrojo Energía Medios
DEL medio (IM) térmica Húmedos:
INFRARROJ De 1,3 a 8 absorbida nubes
O micras por medios
(IR) húmedos
Infrarrojo Calor emitido Seres vivos,
lejano o por incendios,…
térmico (IT) superficies
calentadas
por el Sol

29. Microondas
Región Espectro Captación Ejemplos
Zonas
Radar: cubiertas por
Microondas De 1mm a 1 imágenes en nubes o de
m las que no noche:
hay otras aeropuertos,
ondas del zonas
espectro ecuatoriales

30. D. Imágenes obtenidos
mediante la teledetección
Mediante la teledetección se pueden
obtener imágenes tanto aviones y
satélites tanto de tipo analógicas como
digitales.
 Nos centraremos en las digitales.

31. Características de las imágenes
digitales.
 Estas imágenes están divididas en una
serie de pequeñas parcelas o recuadros
de diferentes tonos de grises, los pixeles.
 Los pixeles se diferencian entre sí por la
intensidad con las que se recibe la señal:
cuanto más intensa es esta, más claro
será el gris del pixel

32. Pixel: picture elements
 Superficie mínima detectada sobre el
terreno y se corresponde con cada una de
las celdillas o unidades mínimas en las
que se divide una imagen.
 La suma de los pixeles con sus diferentes
tonalidades y contrastes forma la imagen.

33. Resolución de un sensor
 Esla medida de su capacidad
para diferenciar los detalles es
decir la sensibilidad del sensor

34. Tipos de resolución
 1. Resolución temporal
 2. Resolución espacial
 3. Resolución espectral
 4. Resolución radiométrica

35. Resolución espacial
 Tamaño del pixel
 Representa el área menor que puede
distinguirse de su entorno.
 ¿Cuáles pixeles hay en una imagen de
1000x1000?
 Tamaño real de la imagen si cada pixel
tiene un tamaño de 20 m x 20 m?

36. Resolución temporal
 Frecuencia con que se actualizan
los datos
 Tiempo que transcurre desde que
el sensor toma una imagen hasta
que toma otra imagen de la
misma zona de la superficie.

37. Resolución radiométrica
 Capacidad para discriminar las
variaciones de intensidad de la radiación
emitida.
 Se mide por la cantidad total de niveles o
tonos diferentes de grises que posee la
imagen
 La resolución será mayor cuanto mayor
sea el número de grises

38.  La resolución se mide en número de bits
por pixel
 ¿Cuál es la resolución radiométrica si hay
64 niveles de grises?
 ¿Y si hay 256 niveles de grises?
 Si la resolución espacial es de 10 bits por
pixel, ¿Cuántos niveles de grises puede
haber por imagen?

39. Resolución espectral
 Es el número de bandas
electromagnéticas que el
sensor es capaz de detectar
 Existen sensores multibanda
capaces de detectar varias
bandas a la vez

40. Ejemplos de sensores multibanda
 El satélite LAMDSAT-TM utiliza las
siguientes bandas:
 Banda 1: Azul (B)
 Banda 2: Verde (G)
 Banda 3: Roja (R)
 Banda 4: Infrarrojo Próxima
 Banda 5: Infrarrojo Medio
 Banda 6: Infrarrojo Térmico
 Banda 7: Infrarrojo Medio

41.  Este satélite puede elegir en cada
momento qué bandas utilizas:
Bandas RGB=321 Color natural
Bandas RGB=754
En este caso a las bandas 7, 5 y 4, que no
podemos ver con nuestros ojos, le damos
colores que sí podemos ver obteniendo
fotos de “falso color” pero muy llamativas.

42. Obtención de imágenes a color
 Una imagen en color resulta de la
superposición o combinación de las
imágenes tomadas en tres bandas
espectrales.
 Existen múltiples combinaciones posibles
de las siete bandas que ya conocemos.

43. Se pueden obtener imágenes en color
natural (colores que detectan nuestros
ojos) o falso color (colores que nos
pueden parecer extraños porque no
detectan nuestros ojos pero que resaltan
los elementos a estudiar)

44. ¿Cómo se obtienen imágenes a color
natural?
 Son imágenes RGB=123
 1) Se toman tres imágenes de la misma
zona pero cada una en una banda distinta
 Imagen 1: Banda 1
 Imagen 2: Banda 2
 Imagen 3: Banda 3
 Pero todas en tonalidades de grises.

45.  2) Se les aplica el color de la siguiente
forma:
 A la imagen 3 se le aplica el color rojo. La
intensidad de rojo será proporcional a la
tonalidad de grises
 A la imagen 2 se le aplica el color verde. La
intensidad de verde será proporcional a la
tonalidad de gris.
 A la imagen 1 se le aplica el color azul. La
intensidad de azul será proporcional a la
tonalidad de azul.

46. 3) A continuación se superpone las tres
imágenes.
4) El color en la imagen final será la
combinación de las diferentes tonalidades
de colores de las tres imágenes
fusionadas
5) A cada pixel se el asocia tres números de
tonalidades (una por cada imagen).
6) Las diferenes tonalidaes darán multiples
colores.

47. Suponemos una resolución radiométrica de 8 bits por pixel (256 niveles de intensidad)
Rojo Verde Azul Resultado Comentario
0 0 0 Negro
La intensidad de la señal es nula es
decir 0. Por eso no se ve nada:
negro
0 0 255 Azul
Intensidad nula para rojo, verde.
Máxima para azul.
0 255 0 Verde
Intensidad nula para rojo, azul.
Máxima para verde
255 0 0 Rojo
Intensidad nula para verde azul.
Máxima para rojo
0 255 255 Cian
Si mezclas verde y azul obtienes
cian.
255 255 0 Amarillo
Si mezclas rojo y verde obtienes
amarillo
255 0 255 Magenta
Si mezclas rojo y azul obtienes
magenta.

48. Suponemos una resolución radiométrica de 8 bits por pixel (256 niveles de intensidad)
Rojo Verde Azul Resultado Comentario
255 255 255 Blanco
Si sumamos los tres colores
obtenemos el blanco. Es la suma
de todos los colores.
127 127 127 Gris
Si aplica la mitad de intensidad
para color obtienes el gris.
255 0 127 Rosa
140 127 125 Rojo claro
Intensidad nula para verde azul.
Máxima para rojo

49.  El total de colores diferentes que
podemos tener la imagen es de
 256 elevado a 3=
 167.777.216 colores distintos
 ….y eso con una resolución de 8 bits por
pixel…
 Imaginaos la Play station….

50. Imágenes en falso color
 Hay multiples combinaciones para
observar fenómenos que con nuestros
ojos no apreciaríamos bien
 Le damos colores que sí podemos ver
pero en una combinaciones muy extrañas
para nuestros ojos.
 La más habitual es la
 RGB=432

51.  Esta banda permite destacar
 Masas vegetales en rojo
 agua, océanos e inundaciones en
negro
 espacios urbanizables en gris.
 Pág. 72 ejercicio 6 y 7
 Ejercicio Selectividad

52. E. Adquisición de datos en
teledetección
 A) Órbitas de los satélites
 * Satélites geoestacionarios:
 - sincronizados con la rotación
 terrestre
 - Parecen inmóviles
 - Observan una misma zona
 - Para fenómenos globales

53.  b) Satélites de órbita polar
 - Perpendicular a la órbita terrestre
 - Se mueven de polo a polo
 - Áreas más pequeñas para mayor
detalle de fenómenos más locales

54. Sensores de barrido
multiespectral
 Teledetección más habitual
 Sensores pasivos que actúan como
escáner
 Realizan un rastreo sucesivo de cada
parcela del terreno
 Barre cada parcela de un extremo a otro
de forma sistemática

55. Sensores de microondas
 Operan en la zona del
espectro correspondiente a las
microondas
 Hay dos tipos:
 a) Pasivos
 b) Activos

56.  A) Sensores microondas pasivos.
 Capta las microondas emitidas por la
superficie terrestre
 Nieve y el hielo son especialmente
sensibles
 Se utiliza para movimientos de icebergs y
variaciones de hielos

58.  B) Sensores microondas activos.
 Son los sensores de radar
 Emite microondas y recoge su señal de
retorno
 La imagen obtenida suele estar muy
distorsionada ya que las microondas se
dispersan de forma distinta según la
superficie.

59. Cuanto mayor sea la
cantidad de la
radiación reflejada por
un objeto en varias
direcciones,
más posibilidad de
que la señal vuelva al
sensor, por lo que el
pixel resultante será
de un color más claro

60.  Superficies lisas se comportan como espejos
reflejando todas las radiaciones recibidas---------
Color negro----------------
 El color será negro porque el sensor no reciba
nada pero en la imagen se ve muy bien.
 Ejemplos: agua, edificios, autopistas.

61. Ventajas del radar
 Actúan en cualquier circunstancia (de
noche, con niebla…)
 Especialmente válido para representar el
relieve (ej: volcán)
 Detectan muy bien movimientos de aguas
(glaciares, mareas…) deslizamientos de
ladera
 Vigor de la vegetación: a más rojo, más
vegetación

62.  Mareas negras.
COPIAR: Pregunta Selectividad
 “Señale el tipo de imagen que se utiliza para
identificar en el mar la pluma de un efluente
líquido contaminante, no visible a simple vista y
su dirección
 Imagen digital captada por un sensor de
microondas tipo radar.

63. Imágenes estereoscópicas
 Se toman dos imágenes de una misma
foto desde dos ángulos distintas de forma
similar a cómo funcionan nuestros ojos.
 Se obtienen imágenes con cierto relieve

64. Radarmetría
 Se toman varias imágenes a distintas alturas de
una misma zona
 Cada imagen, a una altura distinta, se colorea
con un color distinto
 Se unen todas la imágenes en una: cada color
es una altura.

65. Imágenes anaglíficos
 Superposición de imágenes una en rojo y otra en
azul, que al ser miradas con lentes especiales,
producen una sensación de relieve tridimensional
 Es una variante de las estereoscópicas pero con
una imagen en azul y otra en roja.
 Es necesaria unas gafas especiales.

66. Interferometría
 Se basa en la realización de dos
imágenes distintas de un mismo lugar
pero en dos pasadas distintos realizadas
en días distintas.
 Se usa para estudiar movimientos del
terreno.

67. Sensores lídar
 Su funcionamiento se basa en que el
sensor emite un pulso de láser.
 El pulso choca contra los contaminantes
 Parte de la energía del láser es absorbida
por el contaminante y otra parte reflejada
hacia el sensor
 Cada contaminante absorbe una cantidad
de energía determinada
 Según la cantidad de energía que se
absorbe, será un contaminante u otro

68. Sistemas globales de
navegación por satélite
 Es un sistema de sensores colocados en
satélites que permite determinar la
posición (latitud y altitud) de cualquier
punto u objeto en la superficie de la tierra.

69.  Funciones (copiar)
 Calcular la velocidad y dirección
con la que nos movemos
 Determinar nuestra posición en la
superficie terrestre
 Indicarnos la dirección a seguir
para llegar a un determinado
lugar

70.  Útiles para:
* transporte de vehículos
* navegación de barcos,
* control de tráfico aéreo
* localización de animales,
* extinción de incendios
* localización de bosques, nacimiento de
ríos
* mareas negras

71.  El sistema más conocido es el
llamado GPS
 Global
 Position
 System
 Está formado por 27 satélites
sintonizados
 Este es americano pero hay otros rusos y
europeos (Galileo)

72. Funcionamiento de los GPS
 Para conocer la
latitud y longitud
de un punto es
necesario
conocer las
distancias de al
menos tres
satélites a dicho
punto.
 Este sistema se
basa en el
modelo
matemático de la

73.  La distancia se calcula calculando el
tiempo que tarda la señal en llegar al
receptor
 Conociendo el tiempo y sabiendo su
velocidad (la de la luz) obtenemos la
distancia entre receptor y satélite
 E=v * t
Ej: v=300.000 km/s
t=2 s
e=300.000 km * 2 s=600.000 km

74.  Imaginamos para
el primer satélite
una esfera virtual
cuyo centro es el
propio satélite
 El receptor se
encontrará en un
punto de la
superficie de la
esfera.
 La distancia será
la del radio de la
esfera.

75.  Obteniendo la
información de dos
satélites se nos
indicará que el
receptor se
encuentra sobre el
círculo que resulta
de la intersección
de las dos esferas

76.  Si obtenemos la misma
información de un tercer
satélite observamos que
la nueva esfera solo
corta al círculo anterior
en dos puntos.
 Uno es descartado
porque se encuentra en
el espacio y el punto
buscado debe
encontrarse en la
superficie terrestre.
 Este punto
corresponderá al
receptor y el aparato
GPS nos indicará latitud
y satélite

77.  Si
quisiéramos conocer la altitud
haría falta un cuarto satélite que
permitiría construir una cuarta
esfera
 Esta ya nos indicará un único
punto y así podremos obtener la
altura
 Ej. Selectividad

78. Sistemas telemáticos apoyados
en la teledetección
 Este sistema se basa en la interconexión
entre múltiples ordenadores mediante una
red de comunicaciones de intercambio de
mensajes para la realización de una tarea
común
 Ej: SIG y los sistemas de previsión
meteorológica

79.  Sistemas
 Informáticos
 Geográficos
 Es un programa de ordenador
que contiene un conjunto de
datos espaciales de la misma
porción de un territorio
organizados de forma geográfica

80.  Los datos se
representan en
capas superpuestas
en las que se
describe la
hidrografía,
pendientes, tipos de
roca, infraestructuras
 Estos datos pueden
proceder de
fotografías obtenidas
por teledetección o
mapas de
vegetación, de
ciudades, carreteras.

81.  También pueden contener otros
datos de tipo cualitativo y no solo
representables en mapas
 La información de un SIG se
distribuye dividiendo el espacio en
una serie de celdillas o teselas

82.  Cada tesela está determinada por unas
coordenadas geográficas, de forma que
cada punto del territorio contiene la
información correspondiente de todos los
datos anteriores, específicos de ese punto

83.  Los SIGs deben estar disponibles para
todos los interesados por lo que se trata
de un sistema telemático
 Es un sistema telemático porque está a
disposición de muchos usuarios y los
datos que se utilizan vienen de
ordenadores diferentes.

84. ¿Cuáles son las condiciones
que debe cumplir un SIG?
(SELECTIVIDAD, COPIAR9
 1. Guardar una información en
formato digital y poder transformarla
en visual
 2. Estar actualizada con frecuencia
 3. Disponible para todos los usuarios

85. USOS DE LOS SIGS
(SELECTIVIDAD, COPIAR9
 ¿Cuál es el uso de un SIG?
 Representar gráficamente y
manipular una información
sobre el terreno

86. Ejemplos de uso de los SIGs
 1. Estudios de medio ambiente
 2. Ordenación del territorio
 3. Gestión de recursos
 4. Impactos ambientales
 Ejemplos de SIGs
1. Google maps
2. Google earth
3. Instituto Nacional de meteorología
 Ej: Selectividad

87. Sistemas telemáticos de cooperación
internacional
 Los SIGs, el uso del ordenador, la
teledetección ha permitido una gran
cooperación internacional al trabajar en
un sistema telemático
 Ej: Organización mundial de Meteorología
conectados con las agencias estatales de
meteorología de cada país.