La percepción remota de un ambiente acuático puede realizarse desde una variedad de plataformas de observación. Dependiendo de la distancia entre el sensor y el objetivo, se puede identificar cuatro categorías de plataformas: barcos, globos, aviones y satélites.
Barcos, boyas, submarinos y otros sumergibles han estado en uso como plataformas de percepción remota por cincuenta años, fundamentalmente en conjunto con ecosondas y sonares. El sonar, que fué desarrollado en 1918, fue utilizado por primera vez en aplicaciones pesqueras en los años treintas. La mayoría de los barcos pesqueros modernos están equipados con ecosondas que utilizan cartas de papel o tubos de rayos catódicos (CRT) como unidades de despliegue. Ahora, sin embargo, el sonar con sistema de audio se está volviendo popular y es un método rápido y efectivo de transmitir información.
El uso de boyas y submarinos para detección visual o por eco de peces, ha sido fundamentalmente experimental. Las ecosondas o sonar han sido instaladas en sumergibles arratrados a una distancia desde el barco nodrisa para minimizar la interferencia de ruido del motor del barco sobre la especie objetivo. Sumergibles tales como RUFAS (Sistema de Percepción Subacuática para Evaluación de Pesquerías), equipado con cámaras de televisión sub-acuáticas han sido utilizados exitosamente en la evaluación de recursos de almeja.
Globos flotantes o anclados han sido utilizados de manera limitada para la fotografía aérea de cuerpos de agua tales como bahías y lagos para seguir o trazar la circulación del agua, la sedimentación, etc.
Los globos son de uso limitado para la percepción remota de superficies vastas del acéano debido a su inestabilidad y su baja velocidad.
Los aviones han sido utilizados extensivamente como plataformas de percepción remota para el mapeo de tierras y costas, estudios oceanográficos y para la detección de cardúmenes de peces. Este es uno de los métodos más eficientes de percepción remota de la superficie de la tierra a grandes escalas. Los aviones tienen la ventaja de optimizar la adquisición de datos al proveerle al operador acceso a la instrumentación de percepción remota y al permitir un amplio rango de parámetros de adquisición. Una misión de percepción remota puede realizarse sobre un área particular en un momento específico (permitido por las condiciones del tiempo) y puede ser repetido bajo condiciones controladas. Una altitud adecuada puede ser seleccionada para optimizar la resolución y el área de cobertura. Aviones comerciales disponibles pueden alcanzar una altitud de 15 kilómetros. Los aviones pueden ser equipados con equipo fotográfico blanco y negro, color o color infrarrojo (CIR), barredores multiespectrales o sensores activos tales como el radar.
La principales desventajas de la percepción remota desde un avión, son la inestabilidad de la plataforma, la cobertura geográfica limitada (debido a la relativamente baja altitud del avión), el alto costo y la dependencia de las condiciones ambientales. Este método, por lo tanto, es utillzado principalmente para misiones críticas en tiempo. Cuando la misión requiere imágenes repetitivas de la misma área, es generalmente preferido el significativamente más bajo costo de acceso a los datos de satélite.
Con el uso de satélites como plataformas de percepción remota, ha sido posible superar algunas de las dificultades enfrentadas en la percepción remota con aviones. Los satélites pueden monitorear el total de la superficie de la tierra sobre bases periódicas, cubriendo una sección suficientemente grande en cada revolución. Los satélites diseñados para percepción remota sobre bases operacionales son generalmente no tripulados. Sin embargo, algunos satélites tripulados han proporcionado información valiosa a pesar de la corta duración de sus misiones, por ejemplo, SKYLAB, SOYUZ y los trasbordadores espaciales.
La órbita teórica de un satélite es una elipse. En el caso de satélites ambientales, sin embargo, esta elipse es generalmente considerada como un círculo teniendo a la tierra como su centro. Las órbitas de los satélites se describen como sigue (referirse a la Figura 3.1):
i) ecuatorial - teniendo una órbita dentro del plano del ecuador;
ii) polar - teniendo una órbita dentro del plano de los ejes de la tierra;
iii) polar cercano - teniendo una órbita oblicua a los ejes de la tierra.
La mayoría de los satélites de comunicación tienen órbitas ecuatoriales, mientras que las series de satélites de observación de la tierra tales como TIROS, NOAA y NIMBUS tienen órbitas polares o polares cercanas. Las órbitas polares son preferidas para ver zonas longitudinales con luz del día o durante la noche.
La inclinación orbital “i” puede ser definida como el ángulo formado por el plano orbital y el plano ecuatorial (referirse a la Figura 3.1).
Los satélites orbitales polar cercano pueden ser de dos tipos:
i) progrado - los cuales se mueven en la misma dirección de la rotación de la tierra, esto es, “i” es menor que 90°;
ii) retrogrado - los cuales se mueven en dirección opuesta a la rotación de la tierra, “i” está entre 90° y 180°.
La ruta de un satélite cruza el ecuador en los puntos nodales. El nodo ascendente es el punto nodal en el cual la ruta hacia el norte del satélite cruza el plano ecuatorial, y el nodo descendiente es el punto nodal en el cual la ruta hacia el sur cruza el plano ecuatorial. Dos órbitas particulares son descritas por la casi completa cobertura de la tierra de los satélites ambientales: la órbita geosincrónica y la órbita heliosincrónica.
Figura 3.1 Orbitas de los satélites. (Después de E.C. Barrett y L.F. Curtis, 1982).
Las órbitas geosincrónicas tienen altitudes de hasta 3600 km. Los satélites en estas órbitas se mueven en la misma dirección de la rotación de la tierra (progrado) y sus velocidades son adjustadas para mantener la posición de los satélites sobre un punto designado sobre la superficie de la tierra. Cuando el satélite geosincrónico “fluctúa” en el plano ecuatorial (inclinación orbital “i” igual a cero), es llamado un satélite geoestacionario, por ejemplo, la série GEOS/ METEOSAT de satélites metereologicos. Los satélites geoestacionarios no pueden tomar imagenes de la tierra en latitudes mayores a 80°. Son generalmente capacos de tomar imágenes y leer- toda su área visible (1/3 de la superficie de la tierra) cada 30 minutos. El área visible grande y la repititividad de la adquisición de datos, han hecho este tipo de satélites muy populares para estudios meteorológicos y oceanográficos.
Las principales ventajas del satélite geosincrónico son:
i) la más frecuente observación posible de la región iluminada de la tierra desde un sistema orbitral;
ii) la posiblilidad de barrer el mismo punto de la tierra repetidamente, generando series de imágenes espacialmente coregistradas;
iii) la más grande cobertura de área posible desde un sistema orbitral;
iv) el uso efectivo de telecomunicaciones.
Las principales desventajas de un satélite geosincrónico son:
i) las dificultades ecónomicas y tecnólogicas de poner el sistema en una órbita tan alta y el obtener un adecuado comportamiento de los sensores llevados a bordo (una adecuada resolución espacial);
ii) la pobre cobertura polar.
Esta es un órbita mucho más baja (alrededor de 900 km) que la órbita geosiricrónica. La inclinación de la órbita relativa al ecuador es cercana a los 90° (polar o polar cercano) y los satélites (LANDSAT, NOAA, SPOT, etc.) cruzan el ecuador a la misma hora solar cada día. Esto significa que un punto particular de la tierra es visto regularmente (dependiendo del período del satélite) a la misma hora, lo cual es útil para análisis comparativo de datos multitemporal es. Al seleccionar una órbita particular es posible no sol.amente obtener una cobertura repetida de toda la superficie de la tierra, sino que permite seleccionar los intervalos entre observaciones de un sitio específico. Esto es logrado por satélites de bajo nivel con órbitas bel iosincrónicas polares o polares cercanas. Por ejemplo, LANDSAT-4 1 iene un ángulo de inclinación de 98.3° y una altitud de 687 km. Cruza el ecuador cada 98.5 mintos y, durante ese intervalo de tiempo, la tierra a rotado “s”:
R = radio de la tierra = 6400 km
T = períod de la tierra = 24 horas = 1440 minutos
El número de rotaciones por día está dado por el cociente:
El satélite sobrevuela un sitio dado cada 233 revoluciones (esto es, 16 días).
Las principales ventajas de los satélites heliosincrónicos son:
i) La factibiliësd ecónomica y tecnológica de poner un sistema de órbita baja y de obtener rendimiento o comportam:lento adecuado de los sensores llevados a bordo (alta resolución espacial en el orden de diez metros);
ii) la posibilidad de darle servicio al sistema orbital con sistemas espaciales tripuladas.
Las principales desventajas de los satélites heliosincrónicos son:
i) la baja repetitividad de su cobertura (po ejemplo, en el orden de semanas) este problema sin embargo puede ser superado con una apropiada combinación de parámetros orbitales y de caracteristicas de las imágenes a obtenerse con los sensores. El mismo sitio puede por lo tanto ser fotografiado frecuentemente, cada 1 a 3 días, dependiendo de la latitud, a pesar de que son requeridas correcciones para compensar la variabilidad del ángulo de incidencia;
ii) la pérdida de oportunidades de obtener imágenes debido a la cobertura de nubes, pequeña área de cobertura y baja repetitividad.
