Sensores remotos: tipos y resoluciones espacial, espectral y radiométrica

Resumen

El documento explica qué es un sensor remoto y cómo transforma magnitudes físicas en señales eléctricas. Distingue entre sensores pasivos y activos, y describe los tipos de resolución (espacial, espectral y radiométrica) que determinan la capacidad de un sensor para detectar e identificar objetos. Un estudiante aprenderá a relacionar cada tipo de resolución con sus aplicaciones.

Puntos clave

Un sensor transforma magnitudes físicas o químicas en magnitudes eléctricas para su análisis.
Los sensores pasivos reciben energía de una fuente externa; los activos emiten su propio haz de energía.
La resolución espacial es la separación mínima entre dos objetos que el sensor puede distinguir y depende del tamaño de píxel.
La resolución espectral es la anchura y número de intervalos del espectro electromagnético a los que el sensor es sensible.
La resolución radiométrica es el número de niveles digitales que el sensor usa para expresar el brillo, determinado por el número de bits.

Ponte a prueba

Introducción a los Sensores Remotos

Un sensor es un dispositivo capaz de transformar magnitudes físicas o químicas en magnitudes eléctricas (variables de instrumentación que dependen del objetivo de diseño del sensor, como distancia o temperatura). Estas magnitudes eléctricas permiten la transmisión desde un punto de medición a un centro de control para su posterior análisis numérico (en formato eléctrico, digitalizado y analizado por computadoras).

Tipos de Sensores Remotos

Sensores Pasivos

Reciben energía de una fuente externa:

Fotografía: Técnicas como la fotografía tradicional tomadas desde plataformas elevadas.
Óptica-electrónica: Cámaras de video, escáneres.
Radiofrecuencia: Radiómetros de microondas.

Sensores Activos

Emiten su propio haz de energía (más flexible):

RADAR (Radiofrecuencia): En aplicaciones militares, vigilancia y control de tráfico aéreo y topología.
LIDAR: Espectro óptico y operación similar al RADAR.

Resolución de Sensores

Un sensor tiene una precisión finita. Las señales de entrada varían en tiempo y espacio, y el sensor tiene una función de respuesta espectral y espacial. La resolución es la capacidad para discriminar los detalles de información, es decir, la capacidad para distinguir un objeto de otro mediante:

Detección: Determinar lo que está presente.
Identificación: Delimitar con precisión su contorno.

Resolución Espacial

Es una medida de la separación angular o lineal más pequeña entre dos objetos que puede ser resuelta por el sensor. En otras palabras, es el objeto más pequeño que podría distinguirse dentro de una imagen. La resolución espacial fotográfica depende de la longitud focal de la cámara y la altura sobre la superficie. En sensores ópticos, se define por:

Campo de Visión Instantáneo (IFOV): Campo de visión angular del sensor que no depende de la altura.
Campo de Visión Angular Instantáneo por el Suelo (GIFOV): Depende de la altura de la aeronave.

La resolución espacial está relacionada con el tamaño de píxel: en espionaje, 1x1 m; recursos naturales, 6x6 o 120x120 m; aplicaciones globales, 200 a 1100 m; y meteorología, hasta 5 km. Es la característica básica para la interpretación de la imagen porque define su nivel de detalle y permite detectar los objetos. Está relacionada con la escala de trabajo y la validez de la interpretación.

Resolución Espectral

Se refiere a la anchura y número de intervalos espectrales en el espectro electromagnético (EM) al que un instrumento de teledetección es sensible. La información es multiespectral, es decir, el registro simultáneo de objetos en distintas bandas. Un sensor es más adecuado cuantas más bandas tenga, y estas tienen que ser suficientemente estrechas para obtener regiones coherentes del espectro. El mejor número y anchura de bandas depende del objetivo.

Resolución Radiométrica

Es el número de niveles digitales que un sensor puede usar para expresar la variabilidad del brillo de los datos. A más niveles, más detalle. Está determinado por el número de bits: 2², 2⁸, 2¹⁶.

Preguntas frecuentes

¿Qué diferencia hay entre sensores pasivos y activos?

Los sensores pasivos reciben energía de una fuente externa, como la fotografía o las cámaras de video. Los sensores activos emiten su propio haz de energía, como el RADAR y el LIDAR.

¿Qué es la resolución espacial de un sensor?

Es la medida de la separación angular o lineal más pequeña entre dos objetos que el sensor puede resolver. Es, en otras palabras, el objeto más pequeño que puede distinguirse dentro de una imagen.

¿Qué determina la resolución radiométrica?

Está determinada por el número de bits, que define cuántos niveles digitales puede usar el sensor para expresar la variabilidad del brillo. A más niveles, más detalle.