|  | Avion de reconocimiento | |
Historia de la observación terrestre
Fotografías aéreas
Durante la primera Guerra Mundial, aviones de reconocimiento volaban sobre las fuerzas enemigas para observar el movimiento de las tropas. Con el empleo de cámaras convencionales montadas en los aviones, se desarrollaron los precursores de los modernos sistemas de teledetección. Examinando las fotografías se podía observar la posición y la dotación de las fuerzas enemigas.
Durante la segunda Guerra Mundial, la técnica se desarrolló todavía más. Como parte de los preparativos del Desembarco de Normandía (el Día D) se usaron fotografías aéreas para confeccionar el mapa de las condiciones de la costa para identificar los lugares de desembarco más adecuados. Midiendo las olas cercanas a la costa se pudo determinar la longitud de onda y así calcular las profundidades del agua. Además se empleó película infrarroja para identificar la vegetación verde y distinguirla de las redes de camuflaje.
La década de los 60 presenció el desarrollo de la película sensible a distintas longitudes de onda, que podían utilizarse para representar cartográficamente aspectos como los distintos tipos de vegetación.
El desarrollo de otras tecnologías de teledetección siguió a buen ritmo. Se realizaron experimentos de cartografía con sistemas de radar aerotransportados. TIROS 1, el primer satélite meteorológico, fue puesto en órbita en 1960. Este satélite proporcionaba a la US Weather Bureau imágenes diarias de las formaciones de nubes y supuso un hito en la predicción meteorológica.
El desarrollo de la tecnología de teledetección no fotográfica avanzó rápidamente a partir de la puesta en órbita del primer satélite cartográfico, el LANDSAT1, en 1972. Estaba equipado con un nuevo tipo de sensor, un escáner multiespectral scanner (MSS). Con esta nueva tecnología, los datos se producían en forma de matrices corológicas, lo que supuso un avance considerable en el procesado de las imágenes.
| | | Satélite con escáner multiespectral |
Escáneres multiespectrales
En la actualidad, el escáner es un instrumento muy importante para la teledetección. Se emplea sobre la tierra, en aviones o a bordo de satélites. Los detectores de cada escáner están designados para recibir radiaciones de canales específicos. El número de canales, su longitud y situación en el espectro electromagnético varía para cada sensor, con lo que se obtienen características distintas de resolución espectral y espacial Estas combinaciones de factores determinan los usos para los cuales las imágenes del sensor van a ser más adecuadas.
Mira a la izquierda un diagrama de un escáner de un satélite giratorio. La radiación del área escaneada de la Tierra incide en un espejo, desde el que pasa a un filtro óptico que separa las distintas longitudes de onda. La radiación filtrada incide en varios detectores, cada uno de los cuales mide la cantidad de radiación de su sensibilidad particular (canal). El resultado de esta medición es un número que cuantifica la cantidad de radiación de cada canal, lo que significa que el escáner registra datos digitales. En cada área escaneada se da un número a cada canal, con lo que se obtiene una matriz corológica. Si todos los números de todos los canales se consideran en conjunto representan una firma espectral del área escaneada.
El espejo refleja la radiación de un área cuadrada de la superficie de la Tierra. Tanto el tamaño del área escaneada como la resolución espacial dependen de las características ópticas del satélite.
El satélite gira y avanza al mismo tiempo por su órbita. Cada vez que gira, escanea una nueva línea sobre la Tierra. Como el satélite se mueve sobre su rumbo, un mecanismo de apertura asegura que la luz se admita y se excluya siguiendo un patrón determinado, por lo que las líneas escaneadas se dividen en dos áreas de escaneado. De esta manera se recopilan los datos para realizar una matriz corológica. Los números de la matriz, los datos digitales, se transmiten a estaciones terrestres mediante radiocomunicación ordinaria.
En el escaneado de empuje (pushbroom), un grupo de detectores dispuestos en línea se orienta perpendicularmente a la dirección del movimiento. Los satélites que emplean el escaneado de empuje no giran y, por tanto, el grupo de detectores detecta la matriz corológica al desplazarse el satélite por su trayectoria.
Los satélites militares más avanzados pueden escanear áreas de 10 cm por 10 cm o menores. La resolución espacial verdadera se mantiene en secreto, aunque es suficiente para detectar detalles muy pequeños, como personas, vehículos y pequeñas instalaciones.
El satélite meteorológico Meteosat tiene una resolución de 5 por 5 km. Se ven menos detalles, aunque se puede obtener un estudio completo de un hemisferio con una sola imagen.
| | Imagen del glaciar Hubbard, sureste de Alaska | |
Sensores de radar
Un sistema de sensor de radar emite la radiación que acaba por registrarse, por lo que se clasifica como sensor activo. Los sensores pasivos, por otra parte, dependen de la recepción de la luz del sol reflejada o de emisiones térmicas de infrarrojos. Un ejemplo de estos sistemas pasivos serían los sensores multiespectrales mencionados en la sección anterior.
Básicamente, el sensor de radar envía pulsos de energía hacia la superficie de la Tierra. Parte de la energía se refleja y regresa como si fuera un eco. La fuerza del 'eco' devuelto dependerá de la rugosidad y del contenido de humedad de la superficie y del grado / orientación de la pendiente con relación al rayo del radar. La demora del 'eco' revela la distancia a la superficie reflejada.
La emisión de pulsos de radar requiere un consumo energético importante por parte del satélite, por lo que este proceso resulta muy caro y complicado. Sin embargo, el potencial de la tecnología de radar es tan grande que se están realizando cuantiosas inversiones para continuar su desarrollo.
Los sensores de radar emplean energía emitida a longitudes de onda más largas que pueden penetrar eficazmente en las nubes y la bruma y obtener imágenes de noche. Esto constituye una considerable ventaja para los sensores de radar frente a los satélites pasivos, que quedan obstaculizados por las nubes y precisan de la luz del sol para obtener imágenes detalladas.
Los sistemas de sensor de radar se usan tanto en aviones como en satélites. Sus imágenes pueden revelar detalles topográficos. Si una misma área se explora desde dos ángulos distintos, se puede calcular la distancia del objeto al satélite, deduciéndose su altura sobre el nivel del mar (interferometría). Estos datos pueden usarse para confeccionar mapas en tres dimensiones. Los modelos de terreno obtenidos se emplean, por ejemplo, en el sistema de control de misiles que pueden encontrar solos sus objetivos. El sistema de control de misiles puede comparar el paisaje sobre el que pasa con el modelo de terreno instalado y navegar automáticamente hasta su objetivo. Con los datos también se pueden realizar modelos para otros muchos usos, por ejemplo, para evaluar el impacto de inundaciones.
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