Saltar al contenido principal

9  Fundamentos de teledetección

9.1 ¿Qué es la teledetección?

La teledetección (percepción remota) es la técnica que permite obtener información de la superficie terrestre sin contacto directo, a partir de la energía electromagnética reflejada o emitida por los objetos y captada por un sensor (Chuvieco, 2020; Lillesand et al., 2015).

Sus componentes son: una fuente de energía (el Sol o el propio sensor), la interacción con la atmósfera, la interacción con la superficie, el sensor, el sistema de recepción en tierra y el analista que interpreta los datos.

flowchart LR
  S[Fuente<br>Sol / antena radar] --> A1[Atmósfera]
  A1 --> T[Superficie<br>vegetación · agua · suelo]
  T --> A2[Atmósfera]
  A2 --> SE[Sensor<br>satélite · avión · dron]
  SE --> R[Estación terrena]
  R --> U[Procesamiento<br>e interpretación]

9.2 El espectro electromagnético

\[ c = \lambda \cdot \nu \qquad E = h \cdot \nu \tag{9.1}\]

Tabla 9.1: Regiones del espectro de interés en teledetección
Región Longitud de onda Aplicaciones
Visible (azul, verde, rojo) 0,4–0,7 µm Color natural, agua, vegetación
Infrarrojo cercano (NIR) 0,7–1,3 µm Vigor vegetal, biomasa
Infrarrojo de onda corta (SWIR) 1,3–3 µm Humedad, minerales, quemas
Infrarrojo térmico (TIR) 8–14 µm Temperatura superficial, islas de calor
Microondas 1 mm–1 m Radar (SAR): opera de día y de noche y atraviesa nubes

9.3 Interacción con la atmósfera

  • Dispersión (Rayleigh, Mie, no selectiva): afecta sobre todo al azul y produce neblina.
  • Absorción por vapor de agua, CO₂ y ozono: define las ventanas atmosféricas donde los sensores pueden observar.
  • Corrección atmosférica: convierte la radiancia del sensor en reflectancia de superficie (productos Level-2A de Sentinel-2 o Collection 2 Level-2 de Landsat).

9.4 Firmas espectrales

Cada cubierta refleja la energía de forma característica:

  • Vegetación sana: baja reflectancia en rojo (absorción por clorofila) y alta en NIR (estructura celular). Esta diferencia es la base del NDVI.
  • Agua: muy baja reflectancia en NIR y SWIR.
  • Suelo desnudo: reflectancia que crece de forma gradual hacia el SWIR, modulada por la humedad y los minerales.
  • Nieve: muy alta en visible y baja en SWIR (índice NDSI).
import matplotlib.pyplot as plt
bandas = [0.49, 0.56, 0.665, 0.842, 1.61, 2.19]   # µm, Sentinel-2
vegetacion = [0.04, 0.08, 0.04, 0.45, 0.25, 0.12]
agua       = [0.07, 0.06, 0.04, 0.02, 0.01, 0.01]
suelo      = [0.10, 0.14, 0.18, 0.24, 0.32, 0.30]
for y, n in [(vegetacion, "Vegetación"), (agua, "Agua"), (suelo, "Suelo")]:
    plt.plot(bandas, y, marker="o", label=n)
plt.xlabel("Longitud de onda (µm)"); plt.ylabel("Reflectancia"); plt.legend()
plt.title("Firmas espectrales típicas (valores ilustrativos)")
plt.show()

9.5 Las cuatro resoluciones

Tabla 9.2: Resoluciones de un sensor
Resolución Definición Ejemplo
Espacial Tamaño del píxel en el terreno Sentinel-2: 10 m; Landsat: 30 m; drones: 1–5 cm
Espectral Número y ancho de bandas Multiespectral (4–15 bandas) vs. hiperespectral (cientos)
Radiométrica Niveles digitales que distingue el sensor 12 bits = 4.096 niveles
Temporal Frecuencia de revisita Sentinel-2 (2A+2B+2C): 2–5 días; Landsat 8+9: 8 días
NotaCompromiso entre resoluciones

Ningún sensor maximiza todas las resoluciones a la vez. Un satélite con píxeles muy pequeños suele cubrir franjas angostas y revisitar con menos frecuencia. La elección depende de la pregunta: un catastro de piscinas exige resolución espacial; el monitoreo de una sequía, resolución temporal.

9.6 Sensores pasivos y activos

  • Pasivos: miden energía solar reflejada o emitida (ópticos y térmicos). Dependen de la luz del día y de la ausencia de nubes.
  • Activos: emiten su propia energía (radar SAR, LiDAR). Funcionan de noche y, el radar, también con nubes. Ver Capítulo 11.

9.7 Niveles de procesamiento

Tabla 9.3: Niveles de procesamiento
Nivel Contenido
L0 Datos crudos del sensor
L1 Radiancia o reflectancia en el tope de la atmósfera (TOA), ortorrectificada
L2 Reflectancia de superficie (BOA), corrección atmosférica aplicada
L3 Productos derivados y compuestos (mosaicos, índices)
L4 Productos modelados (biomasa, evapotranspiración)

9.8 Preguntas de repaso

  1. ¿Por qué la vegetación sana se ve roja en una composición NIR-R-G?
  2. Explica por qué el radar puede observar el sur de Chile durante el invierno y un sensor óptico no.
  3. ¿Qué resolución priorizarías para monitorear derrames en el lago Villarrica? Justifica.