Teledetección

La teledetección se refiere a la adquisición de datos e información sobre un fenómeno y un territorio, sin un contacto directo con él. Es una alternativa a la observación in situ. Las técnicas de teledetección se utilizan en numerosos campos, incluyendo geografía, hidrología, ecología, meteorología, oceanografía, glaciología, geología, así como para aplicaciones militares, de inteligencia, comerciales, económicas, de planificación y humanitarias.

Las tecnologías de teledetección pueden basarse en satélites o aeronaves y pueden detectar y clasificar objetos y características del sistema terrestre mediante señales propagadas (por ejemplo, radiación electromagnética). Además, está surgiendo el uso de drones debido a los datos de alta resolución que se pueden recopilar en poco tiempo para el monitoreo en tiempo real. Las técnicas de teledetección "activa" se refieren a una señal emitida directamente por un satélite o una aeronave, que es reflejada por un objeto y, a su vez, es detectada por el sensor (por ejemplo, RADAR y LiDAR), mientras que la teledetección "pasiva" se refiere a sensores capaces de detectar la radiación emitida o reflejada por un objeto o áreas circundantes (por ejemplo, fotografía de película, infrarrojos, dispositivos acoplados a la carga y radiómetros).

Recientemente, la teledetección se ha utilizado para mejorar la comprensión del sistema climático y sus cambios. Permite monitorear la superficie de la Tierra, el océano y la atmósfera a varias escalas espacio-temporales, lo que permite observaciones del sistema climático, así como investigar procesos relacionados con el clima o fenómenos a largo y corto plazo, como por ejemplo la deforestación o las tendencias de El Niño. Además, la teledetección es útil para recopilar información y datos en zonas peligrosas (por ejemplo, durante incendios) o inaccesibles (por ejemplo, zonas impermeables). Ejemplos específicos de usos de la teledetección también relacionados con las prácticas de adaptación al cambio climático incluyen: i) la gestión de los recursos naturales, ii) la gestión de las prácticas agrícolas, por ejemplo en relación con el uso de la tierra, la conservación de la tierra y las reservas de carbono del suelo, iii) las operaciones tácticas de lucha contra los incendios forestales en sistemas de apoyo a la toma de decisiones en tiempo real, iv) el seguimiento de la cubierta terrestre y sus cambios a diferentes escalas temporales y espaciales, incluso después de un desastre, v) una gestión forestal y hídrica mejor informada, vi) la evaluación de las reservas de carbono y la dinámica conexa, vii) la simulación de la dinámica del sistema climático, viii) la mejora de las proyecciones climáticas y los productos de reanálisis meteorológico, ampliamente utilizados para los estudios de investigación sobre el cambio climático.

Por último, la teledetección puede utilizarse para mejorar la alerta y la preparación, por lo que también es útil en la gestión del riesgo de desastres. Los sistemas de información geográfica (SIG) que utilizan tecnología satelital pueden utilizarse para desarrollar sistemas de alerta temprana y previsión para reducir y gestionar el riesgo de desastres relacionados con el clima (es decir, preparar una mejor predicción de las trayectorias de ciclones e inundaciones, los fenómenos de sequía y los incendios), así como para ayudar a prepararse para las acciones. La tecnología de teledetección también puede ser útil para la detección de daños después de un desastre, basada en el análisis comparativo de imágenes antes y después de un desastre. Los datos y la información de teledetección también son útiles para los trabajadores de emergencia.

Existen diversos programas e iniciativas en Europa y en todo el mundo para impulsar el uso y el intercambio de datos remotos. Copernicus es el Programa de Observación de la Tierra de la UE coordinado y gestionado por la Comisión Europea. Consiste en un complejo conjunto de sistemas que recopilan datos de múltiples fuentes: satélites de observación de la Tierra y sensores in situ, como estaciones terrestres, sensores aéreos y marítimos. Copernicus procesa estos datos y proporciona información a los usuarios a través de un conjunto de servicios que abordan seis áreas temáticas: tierra, mar, atmósfera, cambio climático, gestión de emergencias y seguridad. El Servicio de Cambio Climático de Copernicus (C3S) proporciona servicios de cambio climático que apoyan las políticas y acciones climáticas europeas, contribuyendo a construir una sociedad europea más resiliente en un clima cambiante inducido por el ser humano. El Sistema Mundial de Sistemas de Observación de la Tierra (GEOSS) es un conjunto de sistemas coordinados e independientes de observación, información y procesamiento de la Tierra que proporcionan acceso a la información a los sectores público y privado. El «Portal GEOSS» ofrece un único punto de acceso a Internet para los usuarios que buscan paquetes de software de datos, imágenes y análisis pertinentes para todas las partes del mundo.

La teledetección se utiliza para producir conocimientos o incluso sistemas de apoyo a la toma de decisiones para usuarios específicos (por ejemplo, profesionales que participan en la gestión del riesgo de desastres, planificadores urbanos, planificadores de tierras, agricultores, etc.). La participación de los usuarios finales como partes interesadas a lo largo de todo el proceso de diseño y creación de conocimientos y productos es esencial para producir productos que sean realmente utilizados y útiles, de acuerdo con el paradigma de la coproducción.

Las técnicas de teledetección, y específicamente las imágenes satelitales, ya se han utilizado con éxito en una amplia gama de campos del cambio climático, como por ejemplo para: i) investigar las tendencias de la temperatura mundial, tanto en la superficie del océano como en la atmósfera, ii) detectar cambios en la radiación solar que afecten al calentamiento global, iii) vigilar los aerosoles, la concentración de vapor de agua y los cambios en el régimen de precipitaciones, iv) estudiar la dinámica de la extensión de la nieve y la capa de hielo, v) vigilar los cambios en el nivel del mar y las modificaciones costeras, vi) vigilar el estado y el cambio de la vegetación, vii) vigilar los recursos hídricos y los efectos debidos a las sequías y los períodos secos, viii) vigilar los incendios y las emisiones de incendios, ix) predecir el riesgo de desastres, como los ciclones, las inundaciones y las sequías, y x) orientar los procesos de adopción de decisiones sobre la adaptación al cambio climático. El uso de datos detectados a distancia está evolucionando rápidamente, tanto en términos de técnicas disponibles como de resolución, y se espera que otros usos relevantes para la adaptación al cambio climático surjan en el próximo futuro.

Sin embargo, se han planteado algunas preocupaciones sobre el uso de la teledetección. El estudio y la vigilancia del cambio climático requieren series temporales de observaciones a largo plazo, mientras que los datos satelitales suelen estar disponibles a corto plazo. Además, algunas incertidumbres y distorsiones de los marcos de imagen recibidos debido a vibraciones y turbulencias pueden derivarse de sesgos en sensores y algoritmos de recuperación, por lo que el uso de observaciones satelitales en estudios de cambio climático requiere una identificación clara de tales limitaciones. Otras posibles limitaciones incluyen: a) i) el elevado costo de la adquisición de datos de alta resolución sobre aeronaves y drones; ii) en algunos casos, acceso limitado a las tecnologías necesarias debido a costes o limitaciones de capacidades; iii) discontinuidad temporal de los datos de aeronaves y satélites; mientras que el primero puede ser especialmente caro y, por lo tanto, estar disponible para un número limitado de encuestas, el segundo se recoge a intervalos fijos en función del tiempo de retorno del satélite.

Las observaciones terrestres directas suelen tener una cobertura espacial limitada, mientras que las técnicas de teledetección permiten realizar un seguimiento a mayor escala. Los datos satelitales tienen una amplia cobertura, capacidad multitemporal y multiespectral, proporcionando datos e información relacionados con el cambio climático para áreas extensas. Esto permite mejorar la comprensión del sistema climático, estudiar y predecir el efecto del cambio climático en los ecosistemas y monitorear la efectividad de las medidas de adaptación implementadas.

La detección remota también permite la recopilación de datos en áreas peligrosas o inaccesibles, sin perturbaciones para el sitio, y proporciona actualizaciones frecuentes. La adquisición de datos es a menudo menos costosa y más rápida que la recopilación directa de datos desde el suelo. Además, el uso de drones agrega flexibilidad en el monitoreo del tiempo y el espacio y la ventaja de no tener riesgos humanos.

El precio de las imágenes satelitales varía dependiendo de la resolución espacial. Las imágenes de archivo de baja resolución (> 10 m) suelen ser gratuitas, mientras que el precio aumenta de 1 a 8 $ por km ² pasando de una resolución de 5-10 m a una resolución de 0.3-1 m (precios de 2019; véase, por ejemplo, Geocento). Los costos son ligeramente más altos para las imágenes tomadas por aviones y drones; Este último puede llegar a una resolución < 0.05 m. Por supuesto, los precios aumentan si se requieren imágenes personalizadas. También se necesitan recursos para procesar datos y desarrollar aplicaciones. Finalmente, se requieren suficientes habilidades y capacidad para usar datos de teledetección.

El tiempo de implementación se refiere al procesamiento de datos y la entrega de conocimientos o productos finales. Depende en gran medida del alcance y el uso específicos de las técnicas de teledetección, el nivel de conocimientos disponibles, la disponibilidad de las herramientas necesarias y la colaboración entre las distintas partes interesadas.

El uso de técnicas de teledetección para estudiar el cambio climático y apoyar la definición de medidas de mitigación y adaptación al cambio climático puede llevarse a cabo tanto a corto como a largo plazo.