Aplicaciones de los Sensores Remotos a la Geología

Fundamentos de Sensores Remotos
Tarea N°1
Aplicaciones de los Sensores Remotos a la Geología
Alumno: Marcos Moreno Switt, Depto. Cs. de la Tierra.
mmorenos@udec.cl
Profesor:
Sr. Eligio Amthauer
Resumen.
La información obtenida por medio de los satélites da a los científicos una nueva forma de
analizar y comprender los fenómenos que dominan la dinámica terrestre. El avance de la carrera
espacial acompañado con la evolución computacional presentan la oportunidad de desarrollar una
geología moderna. Las técnicas digitales de compilación y tratamiento de imágenes nos permiten
crear productos fotográficos y cartográficos de gran utilidad en el proceso interpretativo de las
ciencias geológicas. La discriminación multiespectral, la observación multitemporal y la extensión
territorial son aportes que solo pueden ser conseguidos mediante los sensores satelitales.
En este trabajo se exponen las principales aplicaciones a la geología de los sensores
remotos, enfatizando las relaciones a la tectónica de placas, geología estructural y
geomorfología
de la superficie terrestre. Además se presentan Link con información en Internet sobre este tema.
Introducción.
El análisis de imágenes tomadas
parte
el
uso
de
tipo
“raster”
matrices
de
valores
desde el espacio va mucho más allá de la
constituidas
simple
información
numéricos y el explosivo desarrollo de la
obtenida a través de diferentes tipos de
computación, ha impulsado el uso creciente
sensores (bandas selectivas del espectro
de múltiples dispositivos matemáticos en el
visible, infrarrojo, ondas de radar) permite no
tratamiento digital de las imágenes que
solo analizar formas y texturas sino también
ayudan a resaltar aspectos poco evidentes
tener información indirecta respecto de la
en simples fotografías.
visión
fotográfica.
La
temperatura, y la composición química y
por
imágenes
El impacto de la observación de la
mineralógica del suelo observado. Por otra
tierra desde el espacio ha tenido resultados
1
más
reconocidos
en
el
campo
de
la
parte
de
la
Tierra,
incluso
de
áreas
meteorología
y las ciencias agronómicas y
inaccesibles por otros medios (zonas polares
ambientales,
sin
o desérticas, por ejemplo).
embargo,
en
geología
también se han desarrollo potentes técnicas
2- Visión panorámica. La altura orbital del
de
satélite le permite detectar grandes espacios,
interpretación
geológica,
prospección
minera y prospección hidrológica.
proporcionando una visión amplia de los
La utilización de imágenes satelitales
hechos geográficos. Una fotografía aérea,
permite realizar las tareas de exploración
escala 1:18.000 capta en una sola imagen
geológica de una manera más económica y
2
una superficie aproximada de 16 km , que
eficiente. De otra forma, este trabajo requiere
2
asciende a unos 49 km en el caso de
de una mayor inversión de horas-hombre en
fotografías de mayor altitud (1:30.000). Una
trabajo de campo y puede que relaciones
regionales
pasen
geólogo.
Sin
desapercibidas
embargo,
para
todo
el
estudio
geológico serio debe estar respaldado con
datos
de
terreno.
Visualizándose
los
sensores remotos como otra herramienta en
pero
tiene
que
Landsat
34.000
2
km
nos
en
cifrándose
en
abarcados
por
9
una
permite
contemplar
sola
adquisición,
millones
una
2
km
de
imagen
del
los
satélite
meteorológico NOAA.
la interpretación geológica, la que es de real
importancia
imagen
3- Homogeneidad en la toma de datos. Tan
ser
vasta superficie se detecta por el mismo
correlacionada con otras técnicas geológica
sensor, y en una fracción muy pequeña de
disponibles.
tiempo,
lo
que
asegura
la
necesaria
coherencia para abordar un estudio sobre
grandes espacios.
Ventajas de la observación espacial.
4- Información sobre regiones no visibles del
La mayor parte de las aplicaciones
geológicas
no
son
exclusivas
de
espectro. Los sensores ópticos - electrónicos
la
facilitan imágenes sobre áreas no accesibles
teledetección espacial, sino que comparten
con
características con la fotografía aérea y los
del
teledetección espacial facilita un apoyo muy
ambientales,
tiempo invertido en obtener resultados. En
superficie
terrestre.
periódica
Gracias
de
a
infrarrojo
proporcionan
para
una
estudios
registrando
valiosa
medio
problemas
5- Por último, el formato digital de las
la fotografía aérea- las siguientes ventajas:
y
convencional:
imperceptibles al ojo humano.
breves términos, esta técnica aporta -frente a
global
espectro
información
conveniente para reducir los costos o el
Cobertura
fotografía
medio y térmico, micro - ondas. Estas bandas
trabajos de campo. No obstante, el uso de la
1-
la
imágenes agiliza su tratamiento con la ayuda
la
de los equipos adecuados, y reduce costos
las
para integrar posteriormente los resultados
características orbitales del satélite podemos
con manejo de base de datos SIG.
obtener imágenes repetitivas de la mayor
2
Rango espectral Landsat TM
micrometros
Band 1
0.45-0.52
Band 2
0.52-0.60
Band 3
0.63-0.69
Band 4
0.76-0.90
Band 5
1.55-1.75
Band 6
10.40-12.50
Band 7
2.08-2.35
Como desventajas se señalan:
- Monto de inversión en equipo software y
datos, indispensables.
- Requiere de analistas entrenados en los
software utilizados.
-La resolución espacial puede aun ser
superada por la fotografía.
Se
define
la
signatura
espectral
como la respuesta espectral de un tipo de
cubierta en cada una de varios segmentos
Satélites LANDSAT.
del espectro. Ahora bien, si una cubierta
La mejor plataforma satelital
puede estar representada por una signatura
indiscutidamente para aplicaciones
espectral, otras cubiertas con características
geológicas es la serie Landsat. Estos se
similares, deberían tener la misma respuesta
pusieron en marcha a fines de los años 60
espectral. Así, la respuesta espectral de dos
dentro del programa observación para el
afloramientos de un cierto plutón o una
estudio de los recursos terrestres ERTS.
determinada formación geológica
(Earth Resource Technollogy Satellite). El
probablemente
primer satélite Landsat fue puesto en órbita
respuestas
tendrán
espectrales
afines.
por los Estados Unidos en julio de 1972.
A partir de 1984 se equipan con el sistema
Combinaciones de bandas en TM
TM(Thematic Mapper o Mapeador Temático).
Las combinaciones posibles entre
El TM produce imágenes en 7 bandas
bandas en el sistema TM alcanzan a 210.
espectrales: una para la región azul del
Cada una de ellas ha de tener sus
espectro, una en la verde y una en la roja;
particularidades y sus ventajas. Cada
una de la región IR cercana, dos en la IR y
empresa y cada usuario tiene sus
una en la IR termal. En geología, y en
preferencias y reconoce propiedades a
general, en cualquier aplicación de estudios
veces en forma subjetiva a algunas fórmulas
de la superficie terrestre, se utilizan
establecidas.
imágenes de falso color obtenidas por
diferentes combinaciones de estas bandas.
He aquí algunos ejemplos tomados
Las imágenes en las bandas infrarrojas del
de libros.
espectro, han despertado un gran interés en
las ciencias del agro y en geología ya que
han mostrado ser sensibles a fenómenos
biológicos y químicos que implican cambios
de humedad y calor.
3
Fórmula RGB
321
234
345
145
Propiedades
Aproximadamente color natural. Útil para ser usada en
presentación a personas no familiarizadas con falso
color, pero de mucho menor contenido de información
geológica que la presentación en falso color. No
recomendable para imágenes de invierno o pleno verano.
Imágenes de primavera u otoño en esta combinación pueden ser útiles.
Falso color infrarrojo.
Esta es la misma presentación de color que la película
infrarroja o la combinación en el sistema MSS
4,5,7. Es recomendable para todo uso especialmente de
por personas familiarizadas con película infrarrojo
color. Muestra variaciones en la cubierta vegetal,
caminos y carreteras, cuerpos de agua y roces. Es capaz
de penetrar la bruma.
Esta combinación, denominada RIS1 por rojo-infrarojoSWIR1 es apropiada para estudios de humedad del
suelo y clasificación de tipos de bosque.
Discrimina tipos de roca en suelos carentes de
vegetación. Recomendable para fines geológicos.
Con el tiempo el uso de la banda 7 ha ido ganando su espacio en la exploración geológica
especialmente en terrenos desérticos. Algunas de las combinaciones más usadas son 741, 753,
752 , 743, 742 donde representa bien a estructuras y diferentes unidades geológicas. En áreas con
vegetación se ha usado 432, 532, 732.
4
Aplicaciones de los sensores remotos.
Aplicaciones de Sensores Remotos a
Las principales aplicaciones de la
Tectónica de Placas, Geomorfología y
teledetección espacial a la geología, de
Geología Estructural.
acuerdo con la bibliografía, destacan las
La Tectónica de Placas es la ciencia
siguientes áreas de aplicación:
madre de la geología. Esta joven teoría
explica la Tierra como un ente dinámico,
-Estudio
de
la
erosión
de
playas
y
explicando cada uno de los mayores
arenales(Sedimentología).
procesos que afectan la superficie terrestre.
-Inventario regional del medio ambiente para
Relacionándose directamente a cada
preparar estudios de impactos ambientales.
ambiente tectónico, rasgos geológicos,
-Cartografía geológica para la exploración
mineralizaciones asociadas y características
mineral y petrolífera.
tanto geomorfológicas, petrográfica y
-Tectónica de placas.
geofísicas comunes.
-Geología Estructural.
Los estudios tectónicos, en la
-Geomorfología.
mayoría de los casos, tienen el propósito de
-Mapeo unidades geológicas.
modelar cinemática y dinámicamente las
-Cartografía
y
monitoreo
de
depósitos
estructuras geológicas de la zona. El uso de
volcánicos.
-Control
sensores remotos en esta disciplina es
de
la
acumulación
nival
y
básicamente para determinar las relaciones
movimiento de glaciares.
-Inventario
del
geométricas de discontinuidades
agua
superficial
estructurales en la superficie terrestre e
(Hidrogeología).
interpretar su significado tectónico. Las
-Análisis en tiempo real de masas nubosas
relaciones geométricas y geológicas entre
de escala media y pequeña(Climatología).
estructuras pueden permitir inferir
-Verificación de contenidos de salinidad en
contemporaneidad de eventos. Estos
las principales corrientes de agua.
estudios son complementados con datos
-Cartografía térmica de la superficie del
geofísicos y de terreno. Los datos de
mar.(Oceanografía).
sensores remotos son guía fundamental en la
-Control de los movimientos del Gulf-Stream
localización de blancos de exploración
y otras corrientes marinas.
geológica.
-Cartografía
de
la
cobertura
vegetal
del
Modelos de elevación digital (DEM)
suelo(Pedafología).
o
-Selección de rutas óptimas para nuevas vías
permiten visualizar de mejor manera las
de comunicación( Ordenamiento Territorial).
estructuras y relieves terrestres. El DEM se
-Geobotánica(
usa
características
de
modelos
digitales
de
terreno(DTM)
refiere a modelos de rasgos que contienen
reflectancia de cierta plantas asociadas a
datos de
minerales).
son
coordenadas (x,y,z). Donde (x,y)
generalmente
las
coordenadas
geográficas y z representa la cota con
5
respecto al nivel del mar o bien otros datos
topográfica 1:50.000 como base, la cúal se
como geofísicos o geoquímicos. En cambio
triangula por algún metódo como TIN o el
el
de
Krigging. Luego se sobrepone los pixeles de
interpolación es
una imagen Landsat TM, viéndose la imagen
DTM
es
un
modelo
topografía. El método de
crucial
para
la
creación
específico
de
un
DTM,
en 3D.
dependiendo esto de la calidad de los datos y
la escala de los productos. Se suele usar en
geología un tema de vectores de una carta
LINKS.
En Internet se pude encontrar gran número de páginas con información de aplicaciones de
sensores remotos a la geología. A continuación se enumeran algunas de ellas.
Link de Sensores Remotos:
http://wwwsgi.ursus.maine.edu/gisweb/spatdb/acsm/ac94005.html
http://www.research.umbc.edu/~tbenja1/
http://www.unn.ac.uk/~evgp1/eog/
http://rst.gsfc.nasa.gov/start.html
Imágenes Landsat:
http://geo.arc.nasa.gov/sge/landsat/landsat.html
http://academic.emporia.edu/aberjame/remote/landsat/landsat.htm#intro
http://www.csc.noaa.gov/products/nchaz/htm/ccap3.htm
http://edc.usgs.gov/glis/hyper/guide/landsat_tm
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Remote sensing y DEM:
http://www.spectranalysis.com/htm/dted.htm
http://www.bmva.ac.uk/apps/rs.html
Aplicaciones :
http://www.itc.nl/ilwis/applications/application14.asp
http://www.dola.wa.gov.au/home.nsf/faac4bf0812ce412482566e1002b3071/3dc0ece36397d09c482
5698a0031a6a8?OpenDocument
Otros (Institutos , trabajos y Universidades)
http://www.usgs.gov/
http://wwwsgi.ursus.maine.edu/gisweb/spatdb/acsm/ac94005.html
http://corona.eps.pitt.edu/www_GPS/facilities/gislab.html
http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/2255825.stm
http://corona.eps.pitt.edu/www_GPS/facilities/dynamic_earth.html
http://minerals.cr.usgs.gov/team/remotesens.html
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