Este documento describe los conceptos fundamentales de la teledetección. Explica que la teledetección permite la observación a distancia de la superficie terrestre mediante sensores en satélites o aviones. Detalla los componentes de un sistema de teledetección, los tipos de sensores pasivos y activos, y las radiaciones electromagnéticas empleadas como el infrarrojo y las microondas. Además, explica conceptos como la resolución espacial, temporal y espectral de las imágenes digitales obtenidas.

1. TEMA 1
ESTUDIO DE LA TIERRA Y
DEL MEDIO AMBIENTE
(2º parte)
Curso 2023-2024

2. Teledetección

3. SISTEMAS DE TELEDETECCIÓN
• La teledetección es técnica que permite la observación a
distancia y la obtención de imágenes de la superficie desde
sensores en aviones o satélites.
• El ojo humano o cualquier cámara fotográfica son sistemas
de teledetección.

4. SISTEMAS DE TELEDETECCIÓN
• La teledetección es técnica que permite la observación a
distancia y la obtención de imágenes de la superficie desde
sensores en aviones o satélites.
TELEDETECCIÓN ACTIVA
TELEDETECCIÓN PASIVA

5. Componentes de un sistema de
teledetección
• Sensor: equipos capaces de detectar algún tipo de energía y
transmitirla a la Tierra.
En función de la ENERGÍA DETECTADA (radiación electromagnética)
pueden ser:
- Pasivos: captan la radiación del sol reflejada por la superficie
observada o emitida por elementos terrestres.
- Activos: emiten energía y captan el reflejo producido por la
superficie terrestre.
• Plataforma o vehículo de observación: situados en aviones o
satélites (+800km.)
• Centro de recepción. Recibe, procesa, corrige y genera imágenes o
gráficos que distribuye.

6. RADIACIONES DETECTADAS POR LOS
SENSORES
• Radiaciones reflejadas de origen natural (Sol)
• Radiaciones emitidas de forma natural
• Radiaciones emitidas por el sensor (sensores activos)
Radiación de origen
natural reflejada
Radiación infrarroja térmica de origen
natural
Teledetección activa
TELEDETECCIÓN ACTIVA
TELEDETECCIÓN PASIVA

7. Radiaciones electromagnéticas
• El espectro electromagnético es el conjunto de todas las ondas
electromagnéticas, es decir, todos los tipos de radiación que se
desplazan en ondas.
• La atmósfera es un filtro para las radiaciones.
• En teledetección sólo se utilizan aquellas radiaciones que atraviesan
la atmósfera.
• Las radiaciones
electromagnéticas utilizadas
en teledetección (ventanas
atmosféricas) son:
• Microondas
• Infrarrojos
• Radiación visible
• Ultravioleta (parte de ella)

8. Espectro electromagnético

9. Radiaciones empleadas en teledetección
• Zona visible, se suelen emplear 3 bandas que
corresponden con los colores primarios:
- Banda Azul (o blue): B
- Banda Verde (o green): G
- Banda Rojo (o red): R
• Infrarrojo
- Infrarrojo próximo (IRP) : útil para detectar masas vegetales y
humedad.
- Infrarrojo medio (IRM): útil para detectar humedad.
- Infrarrojo lejano o térmico (IRT): detecta calor producido por el Sol,
seres vivos, incendios.
• Microondas
- Utilizadas para tomar imágenes sin iluminación o con nubes.

10. Radiación infrarroja

11. Tipos de sensores
• Sensores de barrido multiespectral:
• Son sensores pasivos.
• Los sensores hacen un barrido de la superficie de forma perpendicular al
movimiento del satélite.
• Recogen radiaciones de diferentes bandas del espectro electromagnético.
• Las radiaciones son separadas según su longitud de onda y convertidas
en una señal digital.

12. Sensores de Barrido
Óptica
Dirección de
Barrido
Dirección
de la
trayectoria

13. Tipos de sensores
• 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 las
cubiertas terrestres.
• Los sensores de radar son útiles:
• En el estudio del relieve.
• Cuando el cielo está cubierto o
es de noche.
• Para detectar movimiento en la
superficie del mar o en la tierra.
• Para comprobar el vigor de la
vegetación, crecimiento de
cosechas, estado de bosques.
• Valoración del alcance de
mareas negras.
*RADAR es un acrónimo: Radio detecting and ranging, es decir, detección y medición de distancias
mediante ondas radioeléctricas.

14. Tipos de sensores
• Sensores LIDAR.
• LIDAR son las siglas de 'Laser Imaging Detection and Ranging’,
que puede traducirse por: sistema de medición y detección
de objetos mediante láser.
• Son sensores activos que emiten pulsos de luz laser.
• La luz laser es monocromática y apenas se dispersa por lo que
son más rápidos y precisos que los sensores de radar.
• Un LIDAR emite rayos de luz laser que "rebotan" sobre los
objetos y son detectados por la lente al volver reflejados.
*LASER es otro acrónimo: Light Amplification by Stimulated Emission of
Radiation, es decir. amplificación de la luz por emisión estimulada de
radiación.

15. • Los datos recogidos por los sensores son procesados y
transformados en imágenes digitales.
Imágenes de teledetección

16. • Son imágenes monocromas.
• Las imágenes digitales están
divididas en pequeños recuadros:
pixel que corresponden a la superficie
mínima detectada sobre el terreno.
• Cada pixel tiene un tono de gris
proporcional a la intensidad de
radiación captada y tiene asociado un
valor, cifra o dígito.
• El valor de cada pixel varía entre un
valor mínimo 0 (negro) y un valor
máximo 255 (blanco).
• En total 256 tonos diferentes.
Imágenes digitales

17. http://concurso.cnice.mec.es/cnice2006/material121/index.htm
Imagen modificada por mi

18. Resolución de una imagen digital
• Es una medida de su capacidad para discriminar los
detalles. Depende de varios factores:
- Resolución espacial. Representa el área menor que puede
distinguirse de su entorno. Se refiere al nivel de detalle.
- Resolución temporal. Es el tiempo transcurrido entre dos
tomas de imágenes de la misma zona.
- Resolución radiométrica. Capacidad para discriminar las
variaciones de intensidad y se mide por el número de tonos de
gris que posee una imagen.
- Resolución espectral. Longitudes de onda o bandas de
detección diferentes que se es capaz de medir el sensor.

19. Resolución espacial
Pixel
(picture element)

20. 2,4 m 4,8 m 9,6 m
0,3 m 0,6 m 1,2 m

21. Resolución de una imagen digital
• Es una medida de su capacidad para discriminar los
detalles. Depende de varios factores:
- Resolución espacial.
- Resolución temporal. Es el tiempo transcurrido entre dos
tomas de imágenes de la misma zona.
- Resolución radiométrica. Capacidad para discriminar las
variaciones de intensidad y se mide por el número de tonos de
gris que posee una imagen.
- Resolución espectral. Longitudes de onda o bandas de
detección diferentes que se es capaz de medir el sensor.

22. Resolución temporal
(Huracán Andrew, 1992).
Cortesía ESA

23. Órbitas de los satélites
• Geoestacionaria: El satélite
está situado a gran altitud,
siempre sobre el mismo
punto (baja cobertura
espacial), moviéndose de
forma sincronizada con la
rotación de la Tierra.
Tiempo de actualización bajo.
• Órbita polar: El satélite rota de forma circular pasando por los
polos a baja altura.
Alta cobertura espacial, pero frecuencia temporal baja.

24. Órbita geoestacionaria
Órbita polar

25. Satélites

26. Plataforma Sensores
Órbita
Satélite
Aviones
Pasivo
Activo
Polar (1 000 km-100 min)
Geoestacionaria (35 786 km)
En
el
suelo
Plataformas, órbitas y sensores

27. Resolución de una imagen digital
- Resolución espacial.
- Resolución temporal.
- Resolución radiométrica. Capacidad para
discriminar las variaciones de intensidad y se mide
por el número de tonos de gris que posee una
imagen.
- Resolución espectral. Longitudes de onda o
bandas de detección diferentes que se es capaz de
medir el sensor.

28. 2048 tonos de gris 256 tonos de gris
Resolución radiométrica

29. Resolución de una imagen digital
- Resolución espacial.
- Resolución temporal.
- Resolución radiométrica.
- Resolución espectral. Longitudes de onda o
bandas de detección que se es capaz de medir.

30. Resolución espectral
• Imagen tomada en la banda del infrarrojo.

31. Resolución espectral
• Imágenes obtenidas por el Meteosat (sensor multiespectral).
Luz visible Infrarrojo
Infrarrojo térmico

32. Imágenes digitales en color
• Las cámaras están compuestas por sensores
digitales que son sensibles a diferentes bandas o
longitudes de onda (multiespectrales)
• Combinando tres de esas bandas y asignándolas
un color a cada una podemos obtener diferentes
tipos de imágenes:
• Color natural o RGB=321
• Falso color o RGB=432
• Otras como RGB=754, RGB=742 . . .

33. Radiaciones empleadas en teledetección
• Zona visible, (RGB: 321)
- Banda Azul (o blue: B. Banda 1
- Banda Verde (o green): G. Banda 2
- Banda Rojo (o red): R. Banda 3
• Infrarrojo
- Infrarrojo próximo (IRP) : útil para detectar masas vegetales y
humedad. Banda 4
- Infrarrojo medio (IRM): útil para detectar humedad. Banda 5
- Infrarrojo lejano o térmico (IRT): detecta calor producido por el Sol,
seres vivos, incendios. Banda 6
• Microondas
- Utilizadas para tomar imágenes sin iluminación o con nubes.

34. A cada pixel de esta imagen se le da color verde.
Su intensidad viene determinada por el tono de
gris que tenga.
A cada pixel de esta imagen se le da color rojo.
Su intensidad viene determinada por el tono de
gris que tenga.
A cada pixel de esta imagen se le da color azul.
Su intensidad viene determinada por el tono de
gris que tenga.
Imagen en color real (RGB 321)

35. Color real RGB 321
• Los colores son el resultado de la
adición de los tres primarios.
• El total de colores diferentes es de 16
millones (2553)
• Cada pixel de esta imagen tendrá un
color definido por la combinación de
los tres anteriores y estará definido
por tres dígitos (de 0 a 255)
RGB 321

36. Imágenes en color real
R G B
RGB 321

37. Imágenes en falso color
• Se consiguen imágenes de la tierra que
corresponden a energías (reflejadas o emitidas), que
nuestros ojos no detectan.
• Proporcionan información sobre el tipo de
vegetación, composición de un suelo o tipo de
roca….
• Según la composición química y estructura física de
un objeto, se reflejará/emitirá energía en las distintas
regiones del espectro electromagnético.

38. Radiaciones empleadas en teledetección
• Zona visible (RGB: 321)
- Banda Azul (o blue): B. Banda 1
- Banda Verde (o green): G. Banda 2
- Banda Rojo (o red): R. Banda 3
• Infrarrojo
- Infrarrojo próximo (IRP) : útil para detectar masas vegetales y
humedad. Banda 4
- Infrarrojo medio (IRM): útil para detectar humedad. Banda 5
- Infrarrojo lejano o térmico (IRT): detecta calor producido por el Sol,
seres vivos, incendios. Banda 6
• Microondas
- Utilizadas para tomar imágenes sin iluminación o con nubes.

39. Imágenes en falso color
• RGB (432).
• A la imagen correspondiente a la banda 4 (infrarrojo
próximo) se le asigna color rojo,
• A la banda 3 (banda del rojo) el color verde, y
• A la banda 2 (banda del verde) el color azul.
◼ Este tipo de imágenes realza los detalles y facilita el
estudio de masas vegetales y su vigor, recursos mineros,
zonas ocupadas por el agua y espacios urbanizados.
• Existen otras como RGB=754, RGB=742, etc.

40. Azul
Rojo
Verde
Síntesis
coloreada
RGB: 432
Imágenes en falso color
Banda 4
Banda 3
Banda 2

41. Imágenes originales
Composición coloreada
RGB: 432
Banda 4
Banda 3
Banda 2

42. Imágenes en falso color
RGB: 432

44. • Calcula el número de píxeles de la imagen sabiendo que
representa una superficie de 15x15 km y que la resolución
espacial del sensor es de 30x30m.
Imágenes Landsat TM

45. Composiciones en falso color
RGB: 321
RGB: 471
RGB: 453
RGB: 432

46. Aplicaciones teledetección

47. Aplicaciones teledetección

48. Aplicaciones teledetección
• Meteorología y fenómenos atmosféricos.
• Cambio climático.
• Avance y retroceso de los glaciares.
• Detección de impactos ambientales.
• Usos del suelo. Seguimientos de cultivos y cosechas.
• Estudio estructuras geológicas. Mapas topográficos.
• Planificación de riesgos. Seguimiento de inundaciones.
• Cambios en línea de costa. Seguimiento vertidos y
contaminación marina.
• Control temperatura marina. Seguimiento corrientes.
• Control zonas urbanizadas.

49. Sistemas información geográfica
SIG
• Programas informáticos que
contienen bases de datos de una
zona con información geográfica
georeferenciada y organizadas
en capas.
• Permiten gestionar fácilmente
toda la información sobre un
territorio.

50. • Superposición de capas de un SIG
Toponimia
Información integrada
Vías de comunicación
Red fluvial
Edificaciones
Base cartográfica
Modelo tridimensional

51. • Google Earth es una aplicación informática que accede a
sistemas de información geográfica (SIG).
• El programa permite calcular rutas, acercar o alejar la imagen,
cambiar su orientación o inclinarla, etc.

52. Aplicaciones de los SIG
• Desarrollo de modelos, por ejemplo, los que relacionan
temperatura con altitud, orientación…
• Cartografía automática.
• Información pública, catastro.
• Planificación de espacios protegidos.
• Ordenación territorial.
• Planificación urbana.
• Estudios de impacto ambiental.
• Evaluación de recursos.
• Seguimiento de las consecuencias de determinadas actuaciones
(presas, diques, carreteras).

53. Sistemas de posicionamiento global
• Sistema formado por
unos dispositivos
que nos permiten
conocer nuestra
posición exacta
sobre la superficie
terrestre, gracias a la
triangulación de las
señales emitidas por
satélites.

55. Sistema GPS
• El sistema fue desarrollado con fines militares por EEUU.
• La llamada disponibilidad selectiva fue eliminada en 2002.
• Es el homólogo del GLONASS ruso y del Galileo europeo.

56. Sistema Galileo
• Es de gestión y uso civil.
• Previsto que estuviera disponible en 2008
• Primeros dos satélites lanzados en octubre 2011, está
disponible desde 2018/20 (10 años después de los previsto)

57. Aplicaciones de los SGPS
• Sistemas de navegación de todo tipo de vehículos y medios
de transporte.
• Cartografía y elaboración de mapas.
• Monitorizar todo tipo de fenómenos y movimientos:
migraciones, retroceso glaciares, impactos ambientales….