Imágenes del Satélite CBERS en la Confección de Bloques Diagramas

Utilizando solamente Insumos Gratuitos en una Contribución a la Enseñanza de Geografía

Aunque cada vez más frecuentes en los medios de comunicación visual, las imágenes de satélite aún son poco exploradas como recurso didáctico, aún con la indicación de los nuevos parámetros curriculares para la importancia del uso de nuevas tecnologías.


La escuela y la geografía en especial, deben estar vueltas hacia el estudio de conocimientos cotidianos traídos por los alumnos y para su enfrentamiento con el saber sistematizado que estructura el raciocinio geográfico (Cavalcante, 1998). Esta constatación viene a reforzar la necesidad no solamente de incentivar nuevas publicaciones, pero de diseminar el uso de las geotecnologías entre un público no experto y vuelto hacia la educación.
Esta metodología se definió a partir de la selección de un área de trabajo.

Nuevas estrategias didácticas, como por ejemplo, la introducción de las geotecnologías en los niveles de educación fundamental y medio e incluso en cursos de graduación auxilian en la “alfabetización cartográfica” de los alumnos, visto que hoy vivimos en la llamada “era de la información”, con tecnologías de punta cada vez más accesibles vía web. La reformulación en el ambiente de aula en lo que se refiere a la enseñanza aprendizaje, a reciclaje de viejos conceptos, el estrechamiento de la relación entre investigación y enseñanza, así como la posibilidad de profesores y alumnos produzcan sus propios materiales didácticos deben ser considerados al pensarse en la mejoría de la calidad de enseñanza.

Sin embargo tales tecnologías carecen de una metodología de fácil adopción y, principalmente, de un costo factible para la educación. En este sentido, el producto final de este trabajo es justamente la elaboración y la disponibilización gratuita, en medio digital, de una cartilla que auxilie el profesor en el uso de algunas de las llamadas geotecnologías, posibilitando su empleo en nuevas estrategias para la enseñanza de geografía. Esta guía estaría comprometido con el lenguaje simple y didáctico, pues el público blanco de esta publicación son usuarios ajenos a esas geotecnologías. Para major comprensión de esa metodología elegimos una área de trabajo de gran importancia y significado para Río de Janeiro (Hoya Hidrográfica de la Bahía de Guanabara) y adoptamos los pasos que la cartilla propone en su contenido.

De esta forma confeccionamos un modelo tridimensional del terreno, con imágenes y cartas topográficas sobrepuestas, posibilitando una visualización más próxima de la realidad y de mejor comprensión para los alumnos. Se entiende aquí que estos productos pueden constituirse en un atractivo para la clase de geografía, posibilitando una mejor absorción de los contenidos propuestos y de su representación cartográfica.

La preocupación con nuevos abordajes en el aula, con uso de nuevas tecnologías tiene traducido cada vez más en esfuerzos – aunque más personales que institucionales – teniendo no sólo capacitar los profesionales conectados a la enseñanza, pero también evaluar el resultado de la inserción de los nuevos recursos en el aula, como en (Carvalho et al. 2003) y (Carvalho et al. 2004).
Como resultado de esta postura, parece ocurrir una ampliación del espacio conectado a la educación en eventos técnico-científicos, como los Simposios Brasileños de Sensores Remotos y en los propios Congresos Brasileños de Cartografía.

2.- Objetivos

El presente trabajo pretende contribuir para difusión del uso de productos oriundos de los sensores remotos y del geoprocesamiento para auxiliar profesionales del área de educación, en general, en la mejoría de la relación enseñanza/aprendizaje, llevándose en cuenta siempre la preocupación con la aproximación con la realidad de los alumnos. De esta forma se propone la producción de instrumentos didácticos, para auxilio en las clases de geografía del bachillerato, con el uso de esas herramientas de información aplicadas a contenidos específicos.

Específicamente su objetivo:

• Difusión de las geotecnologías gratuitas para mejoría de la relación enseñanza/aprendizaje;
La generación de bloques diagramas, a partir de DEMs SRTM con imágenes CBERS y cartas topográficas digitales sobrepuestas;
• Desarrollar y disponibilizar una cartilla de adquisición y uso de esos recursos de manera simple, clara y objetiva, gratuitamente en internet.

3.- Área de estudio

La Bahía de Guanabara (figura1) es un ecosistema de extrema importancia para la población en su entorno.
Según cálculos basados en el Censo de 1991, considerándose la población total de los 15 municipios constituyentes de la Bacia de la Guanabara (9,6 millones de personas, se estima en 7,3 millones el número de personas que viven en la región de la hoya (Zee, 2000), utilizando la bahía para diversas actividades, tales como pesca, ocio, transporte, eliminación de alcantarillado, actividades portuarias. De estos 15 municipios, 9 están totalmente insertados en su hoya hidrográfica (Dique de cajas, São João de Meriti, Belford Roxo, Nilópolis, São Gonçalo, Magé, Guapimirim, Nilópolis, São Gonçalo, Magé, Guapimirim, Itaboraí y Tanguá) y 6 participantes (Río de Janeiro, Niterói, Nova Iguaçu, Cachoeiras de Macacu, Rio Bonito y Petrópolis) (Nasser, 2001).

Situada entre las latitudes de 22° 40’ y 23° 00’ S y las longitudes de 43° 00’ y 43° 18’ W, la bahía Guanabara presenta una hoya hidrográfica que ocupa una área total de 4.600 km2 (Mayr, 1998), contando con su espejo longitudes de 430 00’ y 430 18’ W, la Bahía de Guanabara presenta una hoya hidrográfica que ocupa una área total de agua, y en la cual existen aproximadamente 55 ríos.
Amador (1997) considera como límites de la bahía las puntas de Copacabana (puesto 6) y de de Itaipu, pasando por las isles Padre, Madre y Niña, y totalizando una área de aproximadamente 400 km2 para el espejo de agua. La Bahía de Guanabara se extiende por 28 km en el sentido norte-sur y hasta 27 km de anchura (este-oeste), teniendo un perímetro de 130 km.
Un canal céntrico con más de 20 Km de largopor 4 Km de ancho se extiende la entrada de la bahía hasta su interior, con profundidad variando entre 15 y 20 metros.

Tal como puede ser vista hoy, la Bahía de Guanabara es resultado de un proceso evolutivo que tuvo origen en la Transgresión Guanabarina, iniciada hace aproximadamente 18.000 años, entre el Pleistoceno y el Holceno (Amador, op. cit), relacionada al calentamiento global y responsable por el ahogamiento del paleo-río – Guanabara. El resultado de este trabajo al largo del tiempo geológico fue la construcción de la Bahía y de la Bahía de Guanabara donde se destaca un sistema estuarino magnífico que presenta un complejo y varios ecosistemas que incluía a mata atlántica, campos de altitud manguezais, pantanos, inundados, pantanos, lagunas, restingas, dunas, playas, ensenadas, sacos, gamboas, isles, lajes, coronas, costões y pontones rocosos, acantilados y formas parecidas a escombros (Amador, op. cit.).
Denominada por autores, como Zee (2000), de Bajada de la Guanabara esta región está totalmente localizada en la zona intertropical, presentando un clima actual predominantemente caliente y lluvioso, poseyendo aún hoy una gran variedad de especies de fauna y flora, con destaque para los manguezais y Mata Atlántica. De forma general la Bahía de Guanabara ha sido privilegiada con el desarrollo de diversos estudios viendo su conocimiento y la generación de una base de datos que permitan el establecimiento de acciones que recogen la recuperación de su área degradada, eso hace el estudio de esta área muy estimulante.

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Figura 1 – localización de la Bahía de Guanabara

4.- Imágenes CBERS

El CBERS (China Brazilian Earth Resources Satellite) forma parte de un programa, blanco de un consorcio entre China y Brasil, componiendo un modelo de cooperación e intercambio tecnológico entre países en desarrollo, cuyo satélite se encuentra en su version 2 (octubre de 2003).

Ya se encuentran previstos los lanzamientos de los satélites CBERS-2B y CBERS-3, marcados para 2006 y 2008 respectivamente. Esas versiones prometen mejorías e innovaciones relativas a los productos actuales.

Sus imágenes varían de resolución, dependiendo del sensor, de 20 a 260m, pudiendo atender las diferentes aplicaciones, sensor, de 20 a 260m, pudiendo atender la diferentes consorciando detalle y abrangencia de acuerdo con la necesidad de estudio. Atendiendo la esta variabilidad, el CBERS posee tres sensores – WFI (Cámara de Amplio Campo de Visualización), IRMSS (Imageador por Barredora de Media Resolución) y el C.C.D (Cámara Imageadora de Alta resolución) – cada cual poseyendo características propias que lo hacen más adecuados la ciertas categorías de aplicaciones.

En este trabajo, se utilizó 4 escenas del sensor C.C.D (20m de resolución nominal en recortes de 113km) para abrangência total de la hoya hidrográfica de la Bahía de Guanabara.

La adquisición de imágenes puede ser hecha básicamente de dos modos: por la Internet, en que el usuario hace el download gratuito de las imágenes a partir de la dirección del propio catálogo; y por correo, en que el usuario recibe los datos grabados en Disco, a un pequeño costo de manoseo y transporte, a través de la dirección: http://www.dgi.inpe.br. Los usuarios pueden tener acceso al Catálogo de Imágenes recolectadas por el CBERS-2 en la dirección http://www.obt.inpe.br/catalogo/.

El satélite CBERS puede adquirir imágenes cada 26 días (desde que no haya cobertura de nubes en la hora de la adquisición de la imagen) en cinco bandas espectrales (bandas referentes al azul, verde, rojo, infrarrojo cercano y pancromática), considerándose sólo el sensor C.C.D, que fue el utilizado en este trabajo.

5.- SRTM

El SRTM no es el nombre de un satélite, pero de una misión espacial liderada por NASA con asosiación de las agencias espaciales de Alemania (DLR) e Italia (ASID), realizada durante 11 días del mes de febrero de 2000 pudiendo generar un modelo digital de elevación.
Corresponde a un radar (SAR) a bordo del autobús espacial Endeavour, que adquirió datos sobre más del 80% de la superficie terrestre, en las bandas C y X, hacienda uso de la técnica de interferometria. En esta técnica la altitud es obtenida a través de la medición de la diferencia de fase entre dos imágenes radar sobre un mismo local en la Tierra (CCRS, 2004).

El sistema SRTM contaba con 2 antenas de recepción separadas por un mástil de 60 metros (figura 2), lo que posibilitó la adquisición de los datos en una misma órbita, garantizando la mejor calidad de los mismos. Los datos, adquiridos con resolución de 1 arco de un Segundo, o aproximadamente 30 metros, en el ecuador, están siendo procesados, generándose los DEMs del área cubierta. Los DEMs relativos a la banda C están siendo distribuidos por la NASA, ya encontrándose disponibles gratuitamente para América del Sur y del Norte, con resolución espacial de aproximadamente 90 x 90 metros.
Los datos relativos a la banda X están siendo procesados y distribuidos por el DLR – Centro Aeroespacial Alemán (JPL, 2004). Al iniciarse la misión, se esperaba alcanzar precisiones de la orden de 16 metros en la altimetria (Duren et al., 1998).

Los datos disponibles del SRTM pueden tener una gran aplicabilidad pues los DEMs de toda América del Sur ya se encuentran disponibles. Un punto a su favor – además de la gratuidad para la resolución de 90 x 90 metros – es el uso de la interferometria para el cálculo de la altitud, que posee una mayor precisión comparada con la técnica de la estereoscopia (CCRS, 2004). Algunos trabajos indican que pueden ser alcanzadas precisiones mejores de lo que las estimadas antes de lo inicio de la misión, como por ejemplo en Heipke et al. (2002), que estiman en hasta 6 metros el error vertical. Para alcanzar tales metas, los datos deben ser procesados a fin de eliminarse imperfecciones del sistema, tales como valores espúrios próximos al litoral y algunos vacíos en el continente, referentes a áreas de sombra a la señal. Rao (2004) en experimentos de campo encontró errores menores que 5 metros en la vertical y de 2 a 3 pixels en la horizontal, lo que llama la atención para la necesidad de validación también para desplazamientos del dato.

Los DEMs generados están siendo disponibilizados vía ftp en la siguiente dirección:
ftp://y0mss21u.ecs.nasa.gov/srtm/South_#America, en archivos con extensión HGT compactados, cubriendo áreas de 1° por 1° en el terreno, siendo las mismas referencadas por un canto inferior izquierdo en coordenadas geográficas (ex: S23W043.hgt.zip). Cada archivo tiene aproximadamente una línea y una columna de sobreposición con los archivos correspondientes a áreas de su vecindad. El sistema de proyección utilizado es llamado cotidianamente de geográfico y el datum considerado, el WGS84, siendo las altitudes dadas en metros.

A pesar de todos los puntos positivos presentados, los datos SRTM presentan algunos problemas, tales como: valores espúrios (positivos y negativos) en las proximidades del mar y áreas donde no son encontrados valores. Estas últimas áreas reciben el valor -32768, indicando que no hay dato disponible.

Son diversas las posibilidades de corrección de esos problemas, desde sustitución de tales áreas por datos oriundos de otros productos – el GTOPO30 aparece como propuesta para sustitución en diversos textos – incluso el uso de programas que buscan disminuir tales incorrecciones a través de edición de datos. Algunos de estos programas son gratuitos y pueden ser encontrados en internet. Esta última opción fue la escogida en este trabajo.

Figura 2: Esquema de la adquisición de datos del SRTM – detalle para el mástil que permitió la interferometria en la misma órbita.

Fuente:

http://erg.usgs.gov/isb/pubs/factsheets/fs07103.html

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Fuente:

Nilton de Assis Costa Júnior – Universidade do Estado do Rio de Janeiro

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