Sensores remotos y técnicas de teledetección para el monitoreo espaciotemporal de cuerpos de agua: una revisión sistemática
Remote sensing and remote sensing techniques for spatial-temporal monitoring of water bodies: a systematic review
Palabras clave:
imágenes satelitales, revisión sistemática, recursos hídricos, análisis espacial, teledetección, índices espectralesResumen
El agua representa uno de los recursos naturales más críticos para el desarrollo económico, productivo y social de los países; sin embargo, solo el 1% del agua del planeta se encuentra disponible en la superficie terrestre, lo que convierte su monitoreo en una prioridad global. El presente estudio tiene como objetivo evaluar los sensores remotos y técnicas de teledetección disponibles para determinar la disponibilidad y variabilidad espacio-temporal de los recursos hídricos superficiales y subterráneos. Se realizó una revisión sistemática de literatura a partir de 47 fuentes publicadas entre 2015 y 2024, consultadas en bases de datos como Scopus, Web of Science, Google Scholar y ScienceDirect. Los resultados indican que el 68% de los estudios emplean sensores ópticos multiespectrales, el 21% sensores de apertura sintética (SAR) y el 11% sensores gravitacionales. El sensor Sentinel-2 fue identificado como el de mejor equilibrio entre resolución espacial (10 m) y temporal (10 días) para el monitoreo regional. Los sensores SAR demostraron mayor eficacia en la detección de inundaciones bajo condiciones de nubosidad, mientras que la misión GRACE/FO constituye la principal herramienta para el seguimiento del almacenamiento de agua subterránea a escala global. Se concluye que la integración de estrategias multisensor y el uso de datos de acceso abierto representan la tendencia más prometedora para fortalecer la gestión sostenible de los recursos hídricos a nivel mundial.
Citas
Adams, K. H., Reager, J. T., Rosen, P., Wiese, D. N., Farr, T. G., Rao, S., & Rodell, M. (2022). Remote sensing of groundwater: current capabilities and future directions. Water Resources Research, 58(10), https://doi.org/10.1029/2022WR032219
Aguirre, M., Lassaga, G., & Tapia, G. (2023). El agua: factor estratégico para la preservación del planeta y los seres vivos. Revista Científica de la Universidad de Belgrano, 6(2), 82–94.
Alejandro, S., & Rivas, M. (2023). Análisis de cambios en superficie de cuerpos de agua e identificación de zonas propensas a inundación mediante procesamiento de imágenes de radar. Informe de Investigación. Universidad Doctor Andrés Bello, Dirección de Investigación.
Andrés, L., Bressers, H., & De Boer, C. (2018). A review of in-situ and remote sensing technologies to monitor water and sanitation interventions. Mortenson Center in Engineering for Developing Communities. University of Colorado at Boulder. https://doi.org/10.3390/w10060756
Bhaga, T. D., Dube, T., Shekede, M. D., & Shoko, C. (2020). Impacts of climate variability and drought on surface water resources in sub-Saharan Africa using remote sensing. A review. Remote Sensing, 12(24), 4184. https://doi.org/10.3390/rs12244184
Chawla, I., Karthikeyan, L., & Mishra, A. K. (2020). A review of remote sensing applications for water security: Quantity, quality, and extremes. Journal of Hydrology, 585, 124826. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2020.124826
Chuvieco, E. (2016). Fundamentals of satellite remote sensing: An environmental approach (2nd ed.). CRC Press.
Cobos, Y. (2022). Identificación de zonas con potencial de agua subterránea mediante técnicas de teledetección, SIG y PJA en el cantón Guamote, provincia de Chimborazo [Tesis de ingeniería]. Escuela Superior Politécnica de Chimborazo.
Díaz, S., & Martínez, P. (2019). Advances in groundwater potential mapping. Hydrogeology Journal, 27(7), 2307–2324. https://doi.org/10.1007/s10040-019-01977-2
FAO. (2022). Food security policy brief. Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación. Adoptada y proclamada por la Resolución de la Asamblea General, 217. www. upr-info.org
Ferguson, G., McIntosh, J. C., Warr, O., Sherwood Lollar, B., Ballentine, C. J., & Famiglietti, J. S. (2021). Crustal groundwater volumes greater than previously thought. Geophysical Research Letters, 48(16), e2021GL093549. https://doi.org/10.1029/2021GL0935
Fernández, J., & Gallegos, C. (2021). Automatic detection of water bodies of El Bajío using morphometric parameters obtained from satellite images. Pistas Educativas, 43(140). Tecnológico Nacional de México en Celaya.
García, J. M (2022). Uso de imágenes satelitales MODIS-MAIAC (AOD) como indicadores cualitativos de la concentración de material particulado (PM2.5) en Bogotá. Cuadernos de Geografía. Revista Colombiana de Geografía, 31(1), 211–221. https://doi.org/10.15446/rcdg.v31n1.87247
Giraldo, G. C. A., & Ventura, M. C. (2023). Fuentes de agua subterránea en zonas áridas de la cordillera negra mediante teledetección. Ciencia Latina Revista Científica Multidisciplinar, 7(3), 653–682.
Grill, G., Lehner, B., Thieme, M., et al. (2019). Mapping the world's free-flowing rivers. Nature, 569, 215–221. https://doi.org/10.1038/s41586-019-1111-9
Huang, C., Zhang, S., & Wu, J. (2018). Detección, extracción y monitoreo de agua superficial del espacio mediante sensores ópticos: Una revisión. Reviews of Geophysics, 56, 333–360. https://doi.org/10.1029/2018RG000598
Ibrahim, A., Wayayok, A., Shafri, H. Z. M., & Toridi, N. M. (2024). Remote sensing technologies for unlocking new groundwater insights: A comprehensive review. Journal of Hydrology: X, 23, 100175.
IPCC. (2023). Climate change 2023: Synthesis report. Intergovernmental Panel on Climate Change.
Iqbal, N., Hossain, F., Lee, H., & Akhter, G. (2017). Integrated groundwater resource management in Indus Basin using satellite gravimetry and physical modeling tools. Environmental Monitoring and Assessment, 189. https://doi.org/10.1007/s10661-017-5846-1
Jasechko, S., Seybold, H., Perrone, D., et al. (2024). Rapid groundwater declines in many aquifers globally but sustainable solutions exist. Nature, 625, 715–721. https://doi.org/10.1038/s41586-023-06879-8
Landerer, F. W., Flechtner, F., Save, H., Wen, H. Y., & Bettadpur, S. (2020). GRACE-FO: The Gravity Recovery and Climate Experiment Follow-On mission. AGU Fall Meeting Abstracts. G004-03.
Lioubimtseva, E. (2023). The Aral Sea disaster: Revisiting the past to plan a better future. En R. Sivanpillai & J. F. Shroder (Eds.), Biological and environmental hazards, risks, and disasters (2nd ed. pp 546). Elsevier.
Masood, A., Tariq, M. A., Hashmi, R., Waseem, M., Sarwar, M., & Ali, W. (2022). An overview of groundwater monitoring through point-to satellite-based techniques. Water, 14(4), 565. https://doi.org/10.3390/w14040565
Miguel, F. (2024). Evaluación de sequías meteorológicas en el acuífero Allende-Coahuila integrando datos climatológicos, niveles del agua subterránea y anomalías GRACE [Tesis]. Universidad Nacional Autónoma de México. URL: https://ru.dgb.unam.mx/items/37f53f0d-1a0b-49ac-8919-3f8cd7e56b06
Mohammad, H. (2016). A comprehensive review on water quality parameters estimation using remote sensing. Department of Civil Engineering, Florida International University.
Montesinos, S., Fernández, L., Mateo, B., & González, M. (2015). Cuantificación mediante teledetección de las extracciones de agua subterráneas en el acuífero de Aguascalientes (México). Revista de la Asociación Española de Teledetección, 4-7. Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación.
Muñoz, M. (2023). Cierre del balance hídrico por medio de teledetección y estimación de la evolución del almacenamiento de agua subterránea en el norte de Chile [Tesis de maestría]. Universidad de Chile.
NASA. (2024). NASA's Surface Water and Ocean Topography (SWOT) mission data release. Earthdata. https://www.earthdata.nasa.gov/news/feature-articles/nasas-surface-water-ocean-topography-swot-mission-data-release
Nick, C., Max, F., & Etienne, C. (2023). The extent and distribution of the world's wetlands. En P. A. Gell, N. C. Davidson & C. M. Finlayson (Eds.), Ramsar wetlands. Elsevier. Pp 91-114.https://doi.org/10.1016/B978-0-12-817803-4.00006-1
Normandin, C., Frappart, F., Bourrel, L., Diepkilé, A. T., Mougin, E., Zwarts, L., et al. (2024). Cuantificación de la extensión y el volumen de las aguas superficiales en el delta del Níger Interior durante el período 2000-2022. Geocarto International, 39, 2311203. https://doi.org/10.1080/10106049.2024.2311203
Ochoa, J. (2022). Participación en la gestión de recursos hídricos en Latinoamérica 2017-2022: Una revisión sistemática. Ciencia Latina Revista Científica Multidisciplinar, 6(3), 486–512. https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v6i3.2239
Olmos, C., Valdés, J., Díaz, J. P., Mateus, S. P., García, A. F., Cossio, O. E., Botero, B. A., & Parra, J. C. (2025). Una metodología para detectar cambios en cuerpos de agua mediante radar y fusión óptica de imágenes: Un estudio de caso del Cercano Oriente de Antioquia en Colombia. Ciencias Aplicadas, 15(23), 12559. https://doi.org/10.3390/app152312559
Papa, F., Francois, J., Grippa, M., Robert, E., & Trigg, M. (2022). Water resources in Africa under global change: Monitoring surface waters from space. Remote Sensing, 13, 4162. https://doi.org/10.3390/rs13204162
Pham, B., Prigent, C., Aires, F., & Papa, F. (2017). Comparaciones de conjuntos de datos globales de aguas superficiales terrestres a lo largo de 15 años. Journal of Hydrometeorology, 18(4), 993–1007. https://doi.org/10.1175/JHM-D-16-0206.1
Prigent, C., Jimenez, C., & Bousquet, P. (2020). Satellite-derived global surface water extent and dynamics over the last 25 years (GIEMS-2). Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 125(3), e2019JD030711.
Quini, V., Nicolas, E., & Geraldi, M. (2021). Synergy of Sentinel 1 and Sentinel 2A images for the delimitation of wetlands from an hydrogeomorphic approach. Cuadernos Geográficos, 60(3), 23–25.
Quiñones, M., Vissers, M., Pacheco-Pascaza, A. M., Flórez, C., Estupiñán-Suárez, L. M., Aponte, C., Jaramillo, Ú., Huertas, C., & Hoekman, D. (2016). Un enfoque ecosistémico para el análisis de imágenes ALOS PALSAR para el mapeo de zonas inundadas en Colombia. Biota Colombiana, 7(2), 304. https://doi.org/10.21068/C2016s01a04
Sarmiento, E., & Fonseca, O. (2023). Observaciones de la tierra aplicadas al análisis del balance hídrico mediante imágenes MODIS, IMERG, GRACE y GLDAS en la región de La Guajira, Colombia [Tesis de maestría]. Universidad Francisco José de Caldas.
Sheffield, J., Wood, E. F., Pan, M., Beck, H., Coccia, G., Serrat-Capdevila, A., & Verbist, K. (2018). Satellite remote sensing for water resources management: Potential for supporting sustainable development in data-poor regions. Water Resources Research. https://doi.org/10.1029/2017WR022437
Shen, X., Wang, D., Mao, K., Anagnostou, E., & Hong, Y. (2019). Mapeo de la extensión de las inundaciones mediante radar de apertura sintética: Una revisión. Remote Sensing, 11, 879. https://doi.org/10.3390/rs11070879
Shugar, H., & Burr, A. (2020). Rápido crecimiento mundial de lagos glaciares desde 1990. Nature Climate Change, 10, 939–945. https://doi.org/10.1038/s41558-020-0855-4
Tapley, D., Watkins, M., & Flechtner, F. (2019). Contributions of GRACE to understanding climate change. Nature Climate Change, 9, 358–369. https://doi.org/10.1038/s41558-019-0456-2
Torres Aguilera, J. A. (2024). Evaluación de la utilidad de los sensores remotos Landsat-8 y Sentinel-2 para el monitoreo de calidad de agua en la Laguna de Apoyo, 2021 [Tesis doctoral]. Universidad Nacional Agraria.
UNESCO. (2022). Informe mundial de las Naciones Unidas sobre el desarrollo de los recursos hídricos: Aguas subterráneas, hacer visible el recurso invisible. https://unesdoc.unesco.org/ark:/48223/pf0000380721
UNESCO. (2023). Informe mundial de las Naciones Unidas sobre el desarrollo de los recursos hídricos 2023: Alianzas y cooperación por el agua. UNESCO. https://uvadoc.uva.es/handle/10324/66290
Wang, S., García, M., Bauer-Gottwein, P., Jakobsen, J., Zarco-Tejada, P. J., Bandini, F., Paz, V. S., & Ibrom, A. (2019). High spatial resolution monitoring land surface energy, water and CO2 fluxes from an unmanned aerial system. Remote Sensing of Environment, 233. https://doi.org/10.1016/j.rse.2019.111343
World Water Assessment Programme & UN-Water. (2020). The United Nations world water development report 2020: Water and climate change. UNESCO. https://unesdoc.unesco.org/ark:/48223/pf0000372985
Zeiger, P., Frappart, F., Darrozes, J., Prigent, C., Jiménez, C., & Bourrel, L. (2023). Mapeo semanal de la extensión de las aguas superficiales en los humedales intertropicales utilizando reflectometría GNSS. Journal of Hydrology, 626, 130305. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2023.130305
Zhang, K., Li, X., Zheng, D., Zhang, L., & Zhu, G. (2022). Estimación del consumo global de agua para riego mediante la integración de múltiples observaciones satelitales. Water Resources Research, 58(3), e2021WR030031. https://doi.org/10.1029/2021WR030031
Descargas
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2026 Reynaldo de León-Valladares, María Inés Yáñez-Díaz, Luis Gerardo Cuéllar Rodríguez, José Israel Yerena-Yamallel
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0.
