¿Qué es la percepción remota?

La percepción remota es la adquisición de información a distancia sobre un objeto o fenómeno, usando instrumentos (aviones, satélites, boyas, etc.) que no están en contacto directo con él. Esto implica la existencia de un flujo de información entre el objeto observado y el sistema captador de información. El portador de la información es la radiación electromagnética que emite el objeto estudiado o que procede de otro cuerpo y es reflejada por él. Todos los cuerpos (planetas, seres vivos, objetos inanimados) emiten radiación electromagnética; su cantidad y tipo depende fundamentalmente de su temperatura.

Actualmente, el término se refiere al uso de tecnologías para adquisición de imágenes, incluyendo instrumentos a bordo de satélites o aerotransportados, y difiere en otros campos relacionados con procesamiento de imágenes como por ejemplo en imagenología médica. La percepción remota engloba no sólo los procesos que permiten obtener información sobre el objeto o fenómeno dado, sino también el tratamiento posterior de tal información.

Principios de la percepción remota

El principal emisor de radiación en el Sistema Solar es el propio Sol cuya radiación, reflejada por la Tierra y los objetos situados en ella, es la que más comúnmente se utiliza en la percepción remota y nos permite ver los objetos situados a nuestro alrededor. Otra opción es que el sistema captador incorpore un emisor de radiación, por ejemplo un radar, cuyo reflejo en la superficie del planeta objeto de estudio recoge el propio sistema captador.

Uno de los objetivos fundamentales de la percepción remota es analizar las características de la radiación que abandona la superficie terrestre, y que un sensor situado en un satélite capta posteriormente.

El principio base de la percepción remota es similar al de la visión, ya que es resultado de la interacción entre tres elementos fundamentales:

• Objetivo o escena es la porción de la superficie terrestre observada por el satélite. Su dimensión varía, en función de la resolución del captador, de unos pocos km² a algunos miles de km².
• Captador o sensor de percepción remota mide la energía solar -es decir la radiación electromagnética- reflejada por el objetivo. El captador puede encontrarse en un satélite, sobrevolando el objetivo a una altura de hasta 36 000 kilómetros como ocurre en el caso de los satélites meteorológicos. Los captadores en los satélites miden la radiación electromagnética reflejada y posteriormente reenvían esta información a la Tierra mediante un emisor. En la Tierra una red de estaciones de recepción se encarga de recibir y almacenar estos datos.
• Fuente de energía Esta es la que "ilumina" el objetivo emitiendo una onda electromagnética (flujo de fotones). También es posible medir el calor que se desprende de la superficie del objetivo. En este caso, el propio objetivo es la fuente de energía aunque se trate de energía solar almacenada y reemitida.

La percepción remota pasiva implica que la fuente de energía es el Sol, y el captador sólo mide la radiación reflejada. En este caso sólo puede realizarse durantes las horas soleadas de día, ya que por la noche o cuando hay nubes que se interponen no es posible realizar observaciones. Por ejemplo, es difícil observar las regiones tropicales donde es frecuente la presencia de nubes. Lo mismo ocurre con los polos durante los periodos invernales, debido a la reducida iluminación solar que reciben.

La percepción remota activa se da en los casos en que el mismo satélite lleva una fuente emisora de energía, por ejemplo un radar, que envía hacia el objetivo y mide el eco producido. El radar atraviesa la cobertura de nubes lo que facilita la obtención de imágenes independientemente de las condiciones meteorológicas, tanto de día como de noche. Aunque las imágenes de radar son más difíciles de analizar, complementan los datos de la percepción remota pasiva y ofrecen información adicional sobre otros aspectos como la topografía del terreno.

A pesar de todo, los satélites tienen sus limitaciones: nos es claro que cuando un satélite se encuentra sobre Australia, no puede tomar una imagen de Europa. Si se necesita una imagen de Europa, existen dos soluciones: esperar a que el satélite pase sobre ese continente (lo que puede tardar varios días) o tener otro satélite. Éste es uno de los motivos por los que se necesitan tantos satélites para tener una cobertura más o menos completa de la Tierra.

En torno a nuestro planeta una gran cantidad de satélites se encuentra girando. Tienen diferentes usos y aplicaciones, que van desde los militares muy especializados y restringidos hasta los que utilizamos de forma civil, como en las comunicaciones por teléfono celular.

Existen dos tipos fundamentales de órbitas para satélites de percepción remota: las geoestacionarias y las órbitas polares. Las primeras se sitúan sobre el Ecuador en una órbita a 36 000 kilómetros de la Tierra y permanecen siempre en la vertical de un punto determinado acompañando a la Tierra en su movimiento de rotación. Las órbitas geoestacionarias aportan a la percepción remota la ventaja de que siempre ven a la Tierra desde la misma perspectiva, lo que significa que puede registrar la misma imagen a breves intervalos. Esto es particularmente útil para observar las condiciones meteorológicas.

El inconveniente de las órbitas geoestacionarias es la gran distancia a la Tierra, que reduce la resolución espacial que se puede lograr. Existen varios satélites meteorológicos distribuidos regularmente sobre las órbitas geoestacionarias, cubriendo todo el mundo y proporcionando una visión global.

En cambio, los satélites de órbitas polares tienen el plano de la órbita paralelo al eje de rotación de la Tierra. Estas órbitas sólo son posibles entre 300 y 1500 kilómetros de altitud. Al girar el satélite en su órbita, la Tierra gira sobre su eje. Cada vez que el satélite completa una vuelta se escanea una nueva franja de la superficie de la Tierra y, pasado un cierto número de vueltas, se habrá obtenido toda la superficie terrestre. Algunos satélites escanean una franja ancha cada vez y pueden de este modo cubrir la totalidad de la superficie de la Tierra en unas pocas órbitas.

Una vez que los satélites captan la información de la superficie terrestre, la envían a la Tierra donde se recibe en una estación receptora, que los envía a un centro de procesamiento de datos. Ahí se decodifican las señales recibidas y se someten a procesos de corrección por sistemas informáticos a nivel geométrico (debido a la curvatura de la Tierra) y radiométrico (para eliminar los efectos producidos por la atmósfera, la iluminación solar, o el relieve) y por último son georeferenciados.

La información que envían los satélites se basa en la radiación del espectro electromagnético, el cual comprende una amplia variedad de frecuencias o de longitudes de onda que abarcan desde los rayos gamma a las ondas de radio. Los satélites de percepción remota son sensibles a un rango amplio de longitudes de onda que captan: van desde el ultravioleta, el visible hasta las zonas infrarrojas, térmicas y las microondas. A partir de estas radiaciones, se generan las imágenes satelitales conformadas por una matriz de puntos elementales (pixeles). Los sensores miden la radiación reflejada por unidad de superficie para longitudes de onda determinadas. Una imagen de media resolución está compuesta por una matriz (como un gran tablero de ajedrez) de $6000 \times 6000$ pixeles cada uno de los cuales representa un cuadrado de $10 m \times 10 m$ de la superficie terrestre.

Aunque la imagen de satélite se parece a una fotografía de tonos continuos, en realidad está compuesta por una matriz de valores que son los elementos de la imagen o pixeles. Esta representación puede definirse por colores o diferentes niveles de gris. Las imágenes de satélites son digitales, pues se generan por un captador electrónico y su carácter digital permite su procesamiento informático, lo cual amplifica enormemente las posibilidades de análisis y tratamiento.

El río Ganges en la India

Entre las aplicaciones de la percepción remota más importantes se encuentran las relacionadas con las condiciones ambientales como el estudio de la erosión de playas y arenales, el estudio del medio ambiente para hacer estudios de impacto ambiental, la cartografía geológica para la explotación de recursos minerales y petroleros, el seguimiento del movimiento de icebergs en zonas polares, la caracterización de la temperatura de la superficie del mar, la cartografía de la cobertura vegetal del suelo así, como la evaluación de condiciones de la vegetación por los efectos de la sequía o la deforestación.

Otras aplicaciones están más relacionadas con las actividades económicas de la población como: la selección de rutas para vías de comunicación, el control de pastizales por exceso de pastoreo, la evaluación en el rendimiento de cultivos y del momento para las cosechas.

Uno de los campos que más utiliza la percepción remota es el pronóstico del estado del tiempo. Las imágenes meteorológicas proporcionan información de manera continua que nos permite conocer las condiciones actuales de la atmósfera y los fenómenos presentes en ella.

Autoevaluación

Selecciona verdadero o falso.