La teledetección está basada, en sus principios tecnológicos, en propiedades de las ondas electromagnéticas definidas como la asociación de dos campos perpendiculares : El campo eléctrico y el campo magnético.

Las ondas electromagnéticas son definidas por tres características: La longitud de onda (l), la frecuencia (u) y la polarización; estas variables son unidas a la velocidad c con la relación: C = l u. La polarización de la onda es la función de la evolución del campo eléctrico sobre un plano; en estas condiciones, la onda es polarizada de una manera rectilínea, espiral o elíptica.

El desplazamiento de la onda en su plan de evolución posee una energía potencial (E) definida por un rayo electromagnético proporcional a la frecuencia de la onda electromagnética según E = h u (h: Constante de Planck = 6.626 10-34 J.s-1).

La teledetección está interesada de manera particular en los espectros electromagnéticos producto de la interacción de los rayos electromagnéticos generados durante el intercambio energético entre la Tierra y el Sol. En esta relación se destacan por su uso los espectros siguientes:

a). El dominio del visible, comprendido en el intervalo de onda del orden de 0.38 hasta 0.78 µm. En este intervalo se capta el canal pancromático utilizado en los estudios urbanos.

b). El dominio del infrarrojo cercano, comprendido en el intervalo de 0.78 hasta 3 µm; de gran uso en los estudios relacionados con la determinación de los contenidos en agua.

c). El dominio del infrarrojo medio, comprendido en el intervalo de 3 hasta 8 µm; toma como base de su emisión y reflexión la superficie terrestre. Este dominio es destinado a los estudios de los contenidos en humedad generados por la actividad clorofílica.

d). El dominio del infrarrojo térmico, comprendido en el intervalo de 8 hasta 15 µm; exclusivamente toma como base la emisión desde la superficie terrestre. Es destinado en general a los estudios relacionados con la meteorología.

Figura 1.

Estos cuatro dominios y otros del espectro magnético, delimitan el campo de la teledetección pasiva, es decir, en este caso, los sensores poseen solamente la propiedad de captar los rayos electromagnéticos emitidos y/o reflejados desde diferentes fuentes. Al contrario, en la teledetección activa, las fuentes de emisión están confundidas con los mismos sensores diseñados para captar la reflexión de los rayos electromagnéticos emitidos desde las mismas fuentes emisoras (radares, sonares, lasers).

En el campo de la teledección activa se destacan por su uso las hiperfrecuencias emitidas y captadas dentro del intervalo comprendido de entre 2 hasta 30 cm del espectro electromagnético. Es un campo de muy baja energía utilizado con gran frecuencia en los estudios oceanográficos.

Figura 2.

Dentro del dominio de las hiperfrecuencias también existe la posibilidad de usar la teledetección pasiva para fraccionar de una manera práctica los intervalos del espectro magnético reflejado o emitido por la superficie terrestre. Esta práctica genera un gran número de bandas, en donde cada una de ellas nos da acceso a una información segmentada y menos confusa como en el caso de los canales anchos.

Si tomamos en cuenta el principio de que cada cuerpo calentado a una temperatura superior a los 0° Kelvin (-273.15 °C), emite rayos en todas las direcciones de la energía recibida y que en las condiciones de un cuerpo negro el balance energético es nulo, tendremos que buscar las leyes que rijan los balances energéticos de los cuerpos geográficos que son sumamente diferentes de los cuerpos negros.

La iluminación solar, que es un dato estratégico para la teledetección, varía en función de la posición de la Tierra y las partículas presentes en el espacio. Estas variables determinan una constante solar (la iluminación) del orden de 1353 ± 21 W.m-2.

En las condiciones de un cuerpo negro, la emitancia de una superficie (M) = C T exp -4, con C: constante de Stefan Boltzman (5.6697. 10-8 W.m-2.K-4 ).

En condiciones de un cuerpo geográfico, la emisión E(l) es definida por la fracción M/Mn, en donde:

E(l): la emisión de un ancho de onda l;

M: emitancia de la superficie del objeto a una temperatura dada;

Mn: emitancia de un cuerpo negro a la misma temperatura.

La combinacion de las ecuaciones anteriores nos da como resultado la energía emitida para cualquier superficie: M = E(l) C T exp -4.

De acuerdo con esta relación, se destaca la idea de que los diferentes cuerpos geográficos son caracterizados por una emisión energética específica para cada uno de ellos, esta última depende de su composición química y su estructuración física. Son estas propiedades específicas las que aprovecha la teledetección para buscar una identificación de los objetos geográficos en su ambiente. Cabe mencionar que la interacción energética que se da entre los objetos geográficos y otras fuentes de energía, no se desarrolla en un ambiente exclusivo; en este sentido, la energía proveniente de un objeto geográfico, está sometida también a muchos factores que distorsionan su medida. En el marco de estos factores de distorsión enumeraremos los más importantes:

a). La intervención de la atmósfera: la energía emitida por los objetos geográficos de forma radiativa a los sensores, en su trayectoria, se encuentra con los componentes químicos de la atmósfera que rompen la pureza de la emisión. Estos componentes son de dos órdenes: los que son cuasi-constantes, como el oxígeno y el dióxido de carbono por una parte y, por otra, los componentes variables, como son las partículas de polvo u otros gases de producción industrial. Estos filtros atmosféricos caracterizan la noción de profundidad óptica que condiciona la calidad de la transferencia radiativa hasta los sensores. El conocimiento de la naturaleza y la dinámica de las suspensiones atmosféricas, permite en muchos casos sustraer su distorsión y operar así un ajuste a través de un modelo de transferencia radiativa.

b). La reflexión de los objetos geográficos. Depende de la forma de estos objetos, del ángulo de toma de la imagen y la elevación solar. Estos factores pueden maximizar o también minimizar la calidad de captación de la reflectancia (el producto de la fracción de la energía incidente sobre la energía reflejada).

c). La alta resolución espectral. Induce una dosis más importante de ruido en la calidad de la señal captada. Este inconveniente distorsiona también el reconocimiento de los objetos geográficos caracterizados por una vecindad radiométrica muy estrecha.

Figura 3.