3. ¿QUÉ ES TELEDETECCIÓN?
“Es la ciencia y arte de obtener información de un
objeto, área, o fenómeno por medio del análisis de
datos adquiridos por un instrumento que no esta en
contacto con el objeto, área, o fenómeno que se
estudia”
“Usando diferentes sensores, se puede colectar
datos de manera remota que pueden ser analizados
para obtener información” (Llillesand, 2000) ”
6. Las dos principales fuentes de energía capturable son:
•Energía “directa” del Sol
•Energía irradiada (o re-irradiada) por la Tierra
Toda la materia con temperatura superior a 0K (-273 C) emite
constantemente energía electromagnética
Energía electromagnética:
• Rayos X
• UV (ultravioleta)
• Visible
• IR (infrarojo)
• Térmica
• Micro-ondas
• Televisión-radio
7. La energía recorre un “trayecto” en la atmósfera afectado por:
• Magnitud de la energía
• Condiciones atmosféricas
• Longitudes de onda estudiadas
Por todo esto, los efectos de la atmósfera se consideran para
cada sensor por separado.
Los principales fenómenos son:
Difracción
Absorción
8. Difracción (scattering)
–“… es la difusión impredecible de la radiación por partículas en la atmosfera”
Rayleigh scatter:
–Partículas que interactúan tienen diámetros menores
aλ
–Produce un cielo azul
Debido a la difracción de λ <
–Al atardecer, la atm. absorbe el “azul”, pero no el
rojo/naranja
–Produce “neblina” en las imágenes:
• Falta de contraste
• Minimizado con filtros de λ pequeña (azul)
9. Mie scatter:
–Partículas que interactúan tienen diámetros ~ iguales a λ
–Vapor de agua y polvo son los principales causantes
Tiene efecto importante en condiciones de cielo “nublado”
–Afecta longitudes de onda mayores comparado al tipo de Raleigh
10. Difracción (scattering)
No-selectiva (non-selective)
– Es un fenómeno más problemático pues es más generalizado
–Partículas tienen diámetros mayores a λ
• Con diámetros de 5 a 100 μm
–Lo causan principalmente pequeñas gotas de agua
–Afecta el espectro electromagnético en
•Visible
•IR cercano-medio
–Es no-selectivo con respecto a λ
–Causa nubes “blancas” (RGB sufren difracción por igual)
11. – Causa pérdida real de energía al ser ésta absorbida
– Depende de λ
–Los elementos con más absorción son:
Vapor de agua
Dióxido de Carbono
Ozono
–Afectan que parte del Espectro EM se puede capturar
–”Ventana atmosférica”: son las λ donde se transmite bien la energía
por la atmósfera.
− Gráfico
Áreas, donde la atmósfera bloquea, están oscurecidas.
La parte visible coincide con una ventana y con λmax del Sol.
El “calor” emitido por la Tierra se transmite en 3-5 y 8-14 μm
12. Tres interacciones son posibles cuando la energía incide con objetos
– Reflexión
– Absorción
– Transmisión
Aplicando el principio de conservación de la energía:
Ei (λ) = ER(λ) + EA (λ) + ET(λ)
IMP.
–Las proporciones de estos componentes dependen del tipo de
material y condición del mismo, esto permite distinguir materiales
–Las proporciones dependen de la λ incidente
•Proporciones varían para cada material de acuerdo a λ
13. Dos objetos pueden NO ser distinguibles en un determinado rango espectral y
ser muy diferentes en otro.
En la parte visible del Espectro Electromagnético (EMM) esto se llama “color”
Un objeto “color azul”, refleja nas esta λ
Un objeto “color verde”, refleja más esta λ
¡¡¡Igual para todos los colores !!!
El ojo humano usa variaciones espectrales de energía reflejada.
14. – La curva es un grafico de Reflectancia Espectral en función de la λ
– Usualmente son valores de reflectancia PROMEDIO, calculados en base a
muchas observaciones.
– Muestra las características de un material.
Con un comportamiento de “banda”
– Sirve para escoger un sensor apropiado para una aplicación
La posibilidad de discriminar materiales determina cual sensor usar
– Se debe conocer bien el objeto a estudiar
– Se deben considerar factores que afectan esas características espectrales
– En general, la configuración de las curvas es un indicador del tipo y
condición de los objetos que representa. Los valores individuales
pueden variar considerablemente en ambos sentidos -/+.
18. Vegetación (verde y saludable):Comportamiento de “sube y baja”
– 0.45 y 0.67 μm hay absorción por la clorofila
– El color verde es reflejado
– Entre 0.7 y 1.3 μm
• Plantas saludables reflejan ~ 50%
• Depende de la estructura interna de las hojas
• Permite discriminar especies
• Permite determinar “stress” en las plantas
• Reflectancia aumenta con el número de capas de hojas
– Después de 1.3 μm
•Hay absorción debido al agua en las hojas en varias λ
•Reflexión ~ inversa al contenido de agua
19. Suelos: reflectancia afectada por
– Contenido de agua
• Hay absorción en 1.4, 1.9 y 2.7 μm
– Textura: proporción de arena, arcilla, cieno (silt)
•Arenoso y bien drenado: alta ref.
•Textura fina y mal drenado: baja ref.
•En ausencia de agua se revierten los efectos
– Aspereza superficial
– Presencia de oxido de hierro disminuye la reflectancia en la parte visible
– Contenido orgánico
– Estos factores son complejos, variables, interrelacionados
20. Agua
– La Energía es absorbida del IR cercano hacia mayores λ
• Ya sea en cuerpos de agua, o en materiales con mucha agua
• Es fácil distinguir el agua en estas λ
– Sin embargo, algunas condiciones del agua se capturan con la parte
visible del Espectro EM
–Interacción con:
Superficie (difracción especular)
Material suspendido en el agua: aumentan la ref.
Fondo de cuerpo de agua
–Contenido de clorofila: aumenta reflectancia del verde
–Estas características se usan para estudiar
•Contenido del algas
•Contenido de sedimentos producto de erosión
•Numero y tipos de contaminantes
–Aceite
–Desperdicios industriales
•Otras propiedades no se pueden estudiar de una manera certera por medio
de la teledetección
–PH
–Oxigeno
–Sales
21. Patrones de Respuesta Espectral = Firma espectral
Son cuantitativos, pero no son absolutos
Son distintivos, pero no son únicos
“Firma espectral” no es un término apropiado debido a que hay
variabilidad “Patrones de Respuesta” es más correcto
Variabilidad está presente
– Puede confundir diferentes materiales, o ayudar a separar objetos
del mismo tipo (eje. árboles)
Afectados por:
– Efectos temporales: como es el crecimiento de las plantas
– Efectos espaciales: causan que un mismo tipo de objeto en un
determinado momento, tenga diferentes características en
locaciones distintas
22. 1 Azul 2Verde 3 Rojo 4 IR Cercano
Note el rango del
valor espectral
23. Manipulaciones de Contraste
Nivel de Gris Base
Se usa para dividir una imagen en dos clases con base en un
nivel de gris definido por el analista
Se puede usar para preparar una “mascara binaria” para una imagen
con el fin de procesar cada clase por separado
División por Niveles o Clases
Los NDs son distribuidos a lo largo del eje X de un histograma y
luego son divididos en clases definidas por el analista
Todos los píxeles con NDs dentro de una clase se presentan con un
ND único para esa clase
Es usado ampliamente para presentar rangos de temperatura en
imágenes termales
26. Manipulación de Entidades Espaciales
Filtrado Espacial
A diferencia de los filtros espectrales que admiten o bloquean rangos espectrales
(NDs), los filtros espaciales enfatizan o no datos en diferentes “frecuencias
espaciales”
Las frecuencias espaciales se refieren a la “aspereza” de las variaciones tonales
(en el espacio) de la imagen
– Muy áspero (frecuencia espacial alta): valores de gris cambian mucho a
través de pocos píxeles enfatizados con “filtros de paso alto”
–Poco áspero (frecuencia espacial baja): valores de gris cambian poco a
través de muchos píxeles enfatizados con “filtros de paso bajo”
27. Filtrado Espacial
Es un proceso considerado como “local”
Los filtros de paso bajo son usados para eliminar ruido por medio de
asignar a cada pixel el valor del promedio de sus vecinos
– Se reducen las desviaciones de los valores promedio
– Se reduce el detalle y el rango de grises en la imagen
– Enfatiza patrones de brillo en áreas grandes
Un filtro de paso alto puede ser la resta de una imagen pasada por un
filtro de paso bajo a la imagen original
– Enfatiza el detalle de brillo y sacrifica los patrones de brillo en
áreas grandes
28. Filtrado Espacial:
La primera imagen es la escena
original
La segunda imagen sufrió un
proceso de filtrado usando un filtro
de “paso bajo”
29.
30. Archivos *.dat
y header
Importación
PROTOCOLO PARA EL PRE
Imágen en
DN (8 bits) PROCESAMIENTO DE
IMÁGENES SATELITALES
Corrección
Geométrica LANDSAT
Imagen
georreferenciada
Archivos *.dat y header
Calibración
Radiancia
(Float=32 bits)
Corrección ADVERTENCIA: Puede realizarse la
Conversión Geométrica corrección geométrica antes de la
corrección radiométrica únicamente
cuando se utilice como método de
Reflectancia sup. remuestreo el vecino más cercano.
Reflectancia TOA
(Float = 32 bits) (Float = 32 bits) En caso de utilizar otro método de
remuestreo debe realizarse primero,
Reescalada indefectiblemente, la corrección
radiométrica.
Reflectancia
sup. (Float = 8
bits)