La adecuación entre la escala gráfica y la escala de análisis constituye un compromiso entre el fenómeno estudiado y la posibilidad que tiene el objeto geográfico para ser claramente discriminado en una imagen satelital o una fotografía aérea.

Lo que se busca en una foto aérea o una imagen satelital seguramente no es el fenómeno urbano en sí mismo, pero sí su traducción desde los objetos geográficos que le dan consistencia. Estos objetos geográficos una vez registrados, se vuelven objetos gráficos de la imagen. A manera de ejemplo, en caso de que estemos interesados en el estudio de la marginación de los vecindarios urbanos, el fenómeno de la marginación (según nuestro conocimiento previo) puede identificarse a través de una baja densidad de los espacios verdes o una falta de pavimentación de las calles y caminos. Entonces lo que se busca en una imagen de satélite, son los espacios verdes o las calles y caminos sin pavimentación. Los objetos geográficos buscados (espacios verdes, calles y caminos) toman aquí el papel de objetos geográficos de aproximación del fenómeno urbano estudiado. En el fondo, una imagen de satélite o una foto aérea, en muchos casos son instrumentos para la resolución de los problemas espaciales desde el tercer grado, es decir, desde el objeto geográfico hacia el objeto gráfico en dirección del fenómeno espacial estudiado.

Al tener en cuenta estas prácticas, la adecuación entre la resolución espacial y los objetos buscados deberán estar en relación con la toma de origen. En el caso de que estemos interesados en estructuras urbanas de 400 m2, la adquisición de una imagen Liss no nos permitirá poner en relieve estas estructuras en pixeles puros, ya que son muy pequeñas frente al tamaño de un pixel. La adquisición de una imagen Spot-XS de 20 m de resolución (400 m2 en Tierra), en el caso de que en teoría nos permita identificar estas estructuras, en la realidad puede no alcanzar esta capacidad de discriminación, como lo veremos en el siguiente párrafo.

Confusión entre resolución espacial y resolución geométrica

La confusión entre resolución espacial y resolución geométrica es la causa de los errores al momento de comprar una imagen de satélite. En efecto, los números dados por las empresas corresponden en la realidad a la resolución geométrica sin tomar en cuenta las condiciones espectrales y geométricas de los objetos registrados ni tampoco las condiciones geométricas de la toma de la imagen.

La resolución espacial es una toma instantánea del campo. En el caso del satélite Spot, este campo es del orden de 0.024 mrad a 830 km de altura, lo que da un campo de observación en el suelo del orden de 3600 km2 correspondiente a unos pixeles de 20m x 20m. Sin embargo, el mismo satélite presenta un ángulo de toma entre 0 y 27º que produce una toma instantánea de campo variable.

Una segunda fuente de error es la mala calidad espectral de los sensores que obtienen la resolución de los objetos reales. Esta noción expresa el tamaño mínimo de un objeto para ser registrado por los sensores del satélite con una precisión espacial generalmente abajo de 5%. A manera de ejemplo, los sensores del satélite Landsat-Tm, con un margen de error de 5% sobre las dimensiones reales a registrar, solamente captan los objetos de más de 52m de lado, para en las mismas condiciones capturar objetos de 30 m de lado (la resolución oficial del satélite); es necesario aceptar un error del orden de 15%.

Figura 9.

Los fenómenos estudiados

Los fenómenos estudiados con el apoyo de la teledetección son de diferente tipo. Podemos encontrar miles de estos fenómenos en nuestro espacio urbano y que son dignos de investigación. Aquí vale aclarar que la teledetección no sólo sirve para tomar decisiones y resolver problemas científicos, sino también para satisfacer deseos de exploración y curiosidades de la persona común.

En nuestro caso la teledetección aplicada a los espacios urbanos y periurbanos, es un instrumento para la generación de datos con el objetivo de conformar un sistema de información y de análisis de los fenómenos urbanos desde un enfoque geográfico o espacial. La característica geográfica o espacial de los fenómenos estudiados, es una condición necesaria que justifica el uso de la teledetección y nos impone, por lo mismo, el estudio de las bases fundamentales de la geografía.

Una de estas bases fundamentales es la escala geográfica y espacial de los fenómenos estudiados. Según estos fenómenos, las escalas de análisis son variables y cada una de ellas puede aportar teóricamente un conocimiento adicional o contradictorio a otros acontecimientos generados en escalas diferentes.
La determinación de una escala adecuada al fenómeno estudiado, en caso que sea un consenso entre los deseos de cobertura y la disponibilidad de imágenes eficientes a estas escalas, constituye también un paso negociado dentro de un margen de confianza construido en el universo espacio-estadístico.

Los objetos geográficos

Los objetos geográficos son el paso intermedio entre los objetos gráficos presentes en la imagen satelital y los fenómenos a estudiar. Estos objetos geográficos constituyen por así decir, la "realidad geográfica" del fenómeno estudiado. Para poder alcanzar estos objetos geográficos, como lo hemos señalado anteriormente, es necesario tomar en cuenta los parámetros para asegurar el registro de los mismos en la imagen. En general se acostumbra a utilizar la fórmula siguiente como base de cálculo para identificar la resolución en el suelo de una numerización:

r = (E/R) x 1000

r: la resolución en el suelo (en m);
E: la escala de la toma de la foto o la imagen;
R: la resolución de los sensores o la emulsión fotográfica (en líneas/mm).

Figura 10.

Los objetos gráficos son una "abstracción de la realidad geográfica" dentro de una fotografía aérea o una imagen de satélite. Sabiendo que la unidad de impresión mínima en el ambiente imagen (raster) es el pixel cuyas dimensiones son dependientes de las características anteriormente vistas, aquí podemos afirmar que la correspondencia en el gráfico del objeto geográfico depende de su tamaño y puede ser contenido totalmente en un pixel o en varios pixeles. En este sentido, la unidad del objeto gráfico puede ser el mismo pixel o una celda constituida por varios pixeles.

El pixel es capaz (raramente en el medio urbano) de registrar la totalidad del objeto geográfico y de allí contener la totalidad del objeto gráfico materializado en un punto. El mismo pixel puede también compartir con otros el registro del mismo objeto geográfico y de allí contener una fracción del objeto gráfico en una geometría poligonal compartida con otros pixeles.

En los dos casos anteriores se parte del esquema en donde los pixeles contienen el registro del mismo objeto geográfico, lo que no es verdad todo el tiempo. La presencia de pequeños objetos geográficos adicionales a una baja resolución de los sensores puede generar pixeles mezclados (mixeles) con la información de varios objetos geográficos.

Figura 11.

Adecuación entre escalas gráficas y escalas de estudio

La adecuación entre escala gráfica y escala de estudio en la investigación urbana asume un papel de alta importancia. La aproximación a los fenómenos estudiados puede ser alcanzada globalmente desde tres enfoques separados o ligados unos a otros: La radiometría, la textura, la estructura y el contexto de los objetos geográficos buscados.

En el caso que admitamos como reglas de identificación que el reconocimiento de un objeto necesita alrededor de cuatro pixeles puros y la restitución cartográfica del mismo objeto, se debe hacer con un símbolo de más de 2 mm para que el ojo humano lo distinga. La curva de estos criterios es del tipo:

y = 0.002 x ; x = 500 y

x: Escala de análisis;
y: Dimensión del pixel.

En el marco de los mismos criterios, en el caso de que queramos estudiar un fenómeno urbano a una escala del 1:50 000, la dimensión máxima del pixel es de 50 000 x 0.002 = 100 m; por un pixel de 30 m de lado, la escala de análisis estrictamente mínima es de 500 x 30 = 15 000 (1:15 000). La representación sobre un mapa al 1:10 000 de un grupo de 4 pixeles de Landsat-Tm (30 m por cada lado) con una dimensión de conjunto de 120 m, alcanza una dimensión gráfica de 1.2 cm. La representación de la misma entidad a una escala de 1:50 000, toma sobre el papel una dimensión del orden de 2.4 mm: es decir, apenas visible para un profesional entrenado.

Tomar en consideración estos criterios ya sea en la identificación o en la restitución de resultados, es importante al momento de delimitar los marcos de estudio y en el proceso de adquisición de la imagen satelital o la fotografía aérea. Pero en este rubro, es necesario señalar que los criterios anteriores, en el caso que su toma en consideración sea necesaria, no son por sí solos suficientes para asegurar la búsqueda, la identificación y el análisis de los objetos geográficos. Podemos disponer de una dimensión de pixel adecuada al detectar un objeto, pero éste puede ser muy pequeño para identificarlo con certeza y mucho más pequeño si queremos analizar sus especificaciones y características propias. Dicho de otra manera, a una dimensión de pixel determinada sólo algunos objetos son detectables, identificables y analizables (el trinomio completo). Como criterio de trabajo se acostumbra usar una resolución de pixel tres veces más alta que la resolución necesaria a la detección del objeto a fin de identificarlo con certeza; y para pasar de la identificación al análisis del objeto, es necesario operar sobre una resolución diez veces más alta que la que sirvió a la identificación.