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Curso de Teledetección aplicada
a exploraciones
PROFESOR: JORGE TAPIA ALBURQUENQUE.
GEÓLOGO DE PROYECTOS MINEROS
FECHA: 12/07/2023.
Tema 1: Introducción a la teledetección
Introducción.
El principio de la teledetección se basa en que cada área emite o
refleja una radiación específica, en función de su propia naturaleza, por
consiguiente el flujo energético es un factor indispensable en la
adquisición de información para conseguir como producto una imagen
o escena (Chuvieco, 2000). Hoy en día existe una gran diversidad de
imágenes satelitales, las cuales cuentan con una gran variedad de
subdivisiones en canales o bandas del espectro electromagnético en
que registran la información capturada por el satélite (ASTER, Landsat,
Hyperion, WoldView3).
Teledetección.
Dentro de las formas menos comunes de exploración mineral está la
teledetección. La teledetección es la práctica en que se obtiene
información acerca de la superficie terrestre usando imágenes
adquiridas desde una perspectiva aérea o espacial, usando radiación
electromagnética en una o más regiones de este espectro, reflejadas
o emitidas por la superficie terrestre (Campbell y Wynne, 2011).
Los elementos básicos de la
teledetección.
La teledetección necesita cuatro elementos fundamentales (Figura
1). Consideran una fuente de radiación (el sol o un radar), un
sensor que detecta la radiación que emite el objeto de estudio, un
centro de recepción al que envían y en el que recogen la
información, y por último una cobertura que puede incluir suelo,
vegetación, nieve, cuerpos de agua o cualquier superficie de
interés, que corresponderá al objeto de estudio (Chuvieco, 2000).
La cubierta terrestre puede estar formada por distintas coberturas que
reciben la señal energética y la reflejan o emiten de acuerdo a sus
características físicas. El sistema sensor se encarga de codificar y grabar o
enviar al sistema de recepción la energía procedente de la cubierta
terrestre. Mientras que el sistema de Recepción – Comercialización se
encarga de recibir, grabar y corregir la información trasmitida, para ser
distribuida a los intérpretes. Estos últimos son quienes analizan la
información y la conviertan para facilitar la evaluación por parte de los
usuarios finales quienes analizan el documento fruto de la interpretación, y
dictamina sobre las consecuencias que de él se deriven (Chuvieco, 2000).
Figura 1: Componentes de un sistema de Teledetección.
(Fuente: Bustos, 2014)
Espectro electromagnético.
El espectro electromagnético se presenta como una sucesión de estas
longitudes de onda, las que están divididas en regiones donde la
radiación electromagnética presenta un comportamiento similar. El
espectro electromagnético se extiende desde longitudes de onda cortas,
como los rayos gamma, a longitudes de onda largas, como las de la
región radioeléctrica y está dividido en regiones basadas en sus
longitudes de onda. Desde el punto de vista de la teledetección,
conviene destacar una serie de bandas espectrales, que son
frecuentemente empleadas por la tecnología actual (Chuvieco, 1996).
Tipler y Llewellyn, (2000) indica cinco divisiones del espectro electro magnético
como el espectro visible, infrarrojo próximo, infrarrojo medio, infrarrojo lejano o
térmico, micro-ondas (Figura 2). El espectro visible considera las longitudes de onda
de 0,4 a 0,7 µm. Suelen distinguirse tres bandas, que se denominan azul (0.4 a 0.5
µm); verde (0.5 a 0.6 µm), y rojo (0.6 a 0.7 µm), en razón de los colores elementales
asociados a esas longitudes de onda. El infrarrojo próximo con longitudes de onda
de 0,7 a 2 µm. El infrarrojo medio, con longitudes de onda de 2 a 8 µm. El infrarrojo
lejano o térmico, que considera longitudes de onda desde 8 a 16 µm. Que incluye la
porción emisora del espectro terrestre. Las micro-ondas (a partir de 1nm).
Figura 2: Espectro electromagnético
(Fuente: Tipler, 2000).
Mecanismos de Interacción.
La radiación que la superficie terrestre recibe puede ser reflejada, transmitida o
absorbida, (Figura 3). La energía que es transmitida pasa de un medio a otro de
diferente densidad, tal como sucede al pasar la luz del aire a agua, causando un
cambio en la velocidad de la radiación electromagnética. La radiación que es
absorbida, transforma su energía principalmente en el calentamiento de la materia. La
radiación emitida por una substancia, generalmente con grandes longitudes de onda,
como una función de su estructura y temperatura. La radiación reflejada esto es la
energía regresa desde la superficie de un material con el ángulo de reflexión igual y
opuesto al ángulo de incidencia. La reflexión es causada por superficies que son
relativamente planas a la longitud de onda de la energía incidente. Dispersada, esto
es, reflejada en todas direcciones (Chuvieco, 1996).
Figura 3: Interacciones básicas entre la energía electromagnética
y la superficie terrestre.
(Fuente: Chuvieco, 1990)
Sistema de teledetección.
La fuente de energía es donde se origina del flujo energético detectado
por el sensor. Puede tratarse de un foco exterior al sensor, en cuyo caso
se habla de teledetección pasiva, o de un haz energético emitido por
éste, correspondiendo a teledetección activa. La fuente de energía más
importante es la energía solar, creando sistemas de teledetección pasiva
(Chuvieco, 2000).
Resolución de un sistema de sensor.
De acuerdo con algunos autores, podemos definir la resolución de un
sistema de sensor como su habilidad para registrar, discriminándola,
información de detalle (Estes y Simonett, 1975). Esta definición engloba
varios aspectos que merecen un comentario mas detallado. Por un lado,
se habla de resolución de un sistema de sensor, indicando que este
concepto se refiere al conjunto de equipo, y no cada una de sus partes
(Chuvieco,1996).
Resolución espacial:
Es la distancia que corresponde a la unidad mínima de información
incluida en la imagen (píxel). Así, a menor tamaño del píxel mayor será la
resolución espacial, lo que implica que el sensor obtendrá más detalle de
los objetos (Figura 4).
Figura 4: Resolución espacial – Comparación de tamaño de pixel de una
imagen.
(Fuente: Bravo, 2017).
Resolución espectral:
Indica el número y anchura de las bandas espectrales que puede
discriminar el sensor. Entre mayor sea esta resolución se tendrá
información del comportamiento de una misma cobertura en diferentes
bandas espectrales (Figura 5).
Figura 5: Comparación de bandas ASTER y LANDSAT ETM+.
(Fuente: Bravo, 2017).
Resolución radiométrica:
En la Figura 6, nos indica la medida en bits (dígitos binarios), es la gama
de valores de brillo disponibles, que en la imagen se corresponden con el
alcance máximo de DN; por ejemplo, una imagen con una resolución de
8 bits tiene 256 niveles de brillo (RICHARDS Y JIA, 2006).
Figura 6: Resolución radiométrica: comparación en los niveles de grises o niveles digital
(ND) de una imagen.
(Fuente: Bravo, 2017).
Resolución temporal:
Para los sensores de satélites, también existe la resolución temporal, que es el
tiempo necesario para volver a visitar la misma zona de la Tierra (NASA, 2011). Se
refiere a la periodicidad con la que éste adquiere imágenes de la misma porción de
la superficie terrestre. El ciclo de cobertura está en función de las características
orbitales de la plataforma (altura, velocidad, inclinación), así como del diseño del
sensor.
Alta resolución temporal: < 1 día - 3 días
Media resolución temporal: 4 - 16 días
Baja resolución temporal: > 16 días
Tipo de imágenes de teledetección.
Imagen multiespectral (MS)
Imagen que lleva asociados varios valores numéricos a cada píxel,
tantos como bandas espectrales sea capaz de detectar el sensor. A
priori, es el tipo de producto más útil ya que nos proporciona, en
cierto modo, la firma espectral de los distintos elementos presentes
en la imagen.
Es captada mediante un sensor digital que mide la reflectancia en
muchas bandas (Figura 7).
Figura 7: Estructura de las imágenes multiespectrales.
(Fuente: Bravo, 2017)
Imagen pancromática (PAN)
Dispone de una sola banda espectral que abarca comúnmente gran
parte del visible y comienzo del infrarrojo, obteniendo como resultado
una imagen que habitualmente se representa en una escala de
grises (imagen en blanco y negro). Como contrapartida, tienen la
ventaja de poseer mayor resolución espacial que las
multiespectrales que proporciona el mismo satélite. Es por ello que
son muy interesantes para la detección de pequeños elementos de
la superficie terrestre que no son distinguibles en la imagen
multiespectral (Figura 8).
Figura 8: Imagen pancromática (PAN).
(Fuente: Bravo, 2017).
Imagen fusionada (PS)
Este tipo de imagen se obtiene mediante la fusión de una imagen
multiespectral con una pancromática. Las siglas PS provienen de pan-
sharpened, su denominación en inglés. Básicamente, consiste en
asignar a cada píxel de la imagen pancromática los valores procedentes
de un algoritmo que combina la imagen pancromática con la
multiespectral (Figura 9).
Figura 9: Imagen fusionada (PS).
(Fuente: Bravo, 2017).
Imagen estéreo
En realidad, se refiere a dos imágenes de una misma zona tomadas con
ángulos de visión distintos. Muchos satélites tienen la capacidad de
reorientar el sensor, lo que les permite tomar, en una o en sucesivas
pasadas, este tipo de imágenes (Figura 10).
Figura 10: Imagen estéreo.
(Fuente: Bravo, 2017).
Efectos atmosféricos.
La atmósfera está compuesta principalmente de gases como el oxígeno atómico
(O2), anhídrido carbónico, ozono (O3) y nitrógeno; los cuales afectan en la
interacción entre el flujo energético y el sensor teniendo como efecto la absorción
atmosférica, que consiste en la absorción de las diferentes radiaciones en
determinadas bandas del espectro en donde es menos intensa. Como
consecuencia se tiene las ventanas atmosféricas que son determinadas bandas
del espectro en las cuales la transmisividad es alta y son idóneas para realizar los
análisis espectrales (Sabins, 2000). Las principales ventanas atmosféricas son en
el espectro visible e infrarrojo cercano varias en el infrarrojo medio, infrarrojo
térmico y microondas en donde la atmósfera es prácticamente transparente
(Figura 11).
Figura 11: Ventanas atmosféricas.
Respuesta espectral reflectiva de elementos naturales.
La forma en que los objetos de la superficie reflejan la radiación
electromagnética constituye una de sus propiedades fundamentales y de
interés para la percepción remota. Trataremos en este apartado el
comportamiento de las coberturas principales de la tierra, como son la
vegetación, suelo y agua, en las tres regiones del espectro electromagnético de
mayor uso en teledetección. La energía, al llegar al objeto, interactúa de
diversas formas dependiendo de las características propias del objeto. De esta
forma, tenemos que la Energía Incidente (I), puede ser Reflejada (R), parte
Transmitida (T) y parte Absorbida (A) (Figura 12).
Figura 12: Terminología inglesa de aplicación en Sensores remotos.
Figura 13:. Interacción de Energía con la superficie terrestre (suelo-vegetación-agua)
El comportamiento teórico o la respuesta modelo de cada uno de los
objetos con la interacción con la energía, expresada en la resultante de
energía reflejada, en este caso, es lo que se llama FIRMAS
ESPECTRALES, las cuales ayudan a identificar cada uno de los objetos
de la superficie de la tierra, por cuanto cada uno de los objetos tiene una
respuesta espectral única. Las firmas espectrales (Figura 14) o curvas
características son entonces representación de la energía reflejada en
relación a las longitudes de onda, consideradas sin el efecto atmosférico
de la trayectoria objeto-sensor, y medida en condiciones ideales de
ángulo incidente.
Figura 14: Firmas Espectrales de diferentes Coberturas según su % de
Reflectividad
Interacciones entre la energía electromagnética y los cuerpos.
naturales
La superficie de la tierra está cubierta en su mayor parte por suelos, rocas, agua y
vegetación. El conocimiento de sus propiedades espectrales es muy importante
para la elección de las bandas en el Espectro Electromagnético para su estudio
mediante sensores remotos. El significado de los diferentes rangos de longitud de
onda depende de la interacción entre la radiación electromagnética y los
materiales. La Figura 16 del apartado anterior, muestra como reflejan la energía
en el espectro visible e infrarrojo, los tres materiales dominantes de la superficie
terrestre: suelo, vegetación y agua. Cada una de estas curvas es característica del
material o elemento indicado y representa su firma espectral. (Figura 15). Se
describen a continuación las clases de cobertura presentes en la superficie
terrestre, las cuáles se pueden generalizar en tres grandes grupos diferenciados:
vegetación, masas de agua y suelo desnudo.
Figura 15: Radiación solar de la Tierra y reflectividades de ozono, vapor de agua y CO2.
Figura 16: Curvas espectrales características de diferentes materiales.
Interacción de la radiación electromagnética con las rocas y minerales.
Los rasgos que caracterizan las respuestas espectrales de los minerales y/o rocas
dependen de procesos electrónicos y transiciones vibracionales, que ocurren en la
estructura atómica y molecular de los mismos. Las diferencias en las longitudes de
onda, entre estos pueden servir para discriminar materiales con distinta
composición mineralógica (Figura 17). Consideraremos los efectos de las rocas y
minerales en los tres mayores rangos de las longitudes de onda de la radiación
electromagnética, 0.4-2.5 um [visible, 0.4-0.7 um; very nearinfrared (VNIR) o
infrarrojo cercano, 0.7-1300 um; short-wave infrared (SWIR) o infrarrojo medio, 1.3-
3.0 um]; 8-14 um termal MIR; y las microondas (1 mm-30 cm). Los procesos
electrónicos dentro de un átomo, están asociados a intercambios de energía, por lo
que pueden ocupar orbitas específicas con determinados niveles de energía. Los
componentes más comunes de las rocas y minerales son oxígeno, silicio y
aluminio; con variables proporciones de hierro, magnesio, calcio, sodio y potasio; y
una pequeña cantidad de otros elementos.
Figura 17: Curvas espectrales de algunos minerales de interés.
Referencias bibliográficas.
Bustos, H. (2014). Introducción a los procesos markovianos en el análisis y
procesamiento de imágenes. Universidad Nacional de Córdoba, 1-45.
Bravo, N. (2017). TELEDETECCIÓN ESPACIAL LANDSAT, SENTINEL2, ASTER L1T
y MODIS. Universidad nacional agraria de la selva. Perú. GEOMATICA AMBIENTAL
SRL.
Chuvieco, E. (1990). Fundamentos de Teledetección espacial. Madrid: Ediciones
RIALP.
Chuvieco, E. (1996). Fundamentos de Teledetección Espacial. Madrid, Ediciones
RIALP.
Chuvieco, E. (2000). Fundamentos de Teledetección espacial. Madrid: Ediciones
RIALP.
Campbell, J. (2011). Introduction to Remote Sensing Fifth Edition.
London: The Guilford press.
Tipler, A. P. y Llewellyn, A. R. (2000). “Modern Physics”. USA:
Freeman.
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  • 1. Curso de Teledetección aplicada a exploraciones PROFESOR: JORGE TAPIA ALBURQUENQUE. GEÓLOGO DE PROYECTOS MINEROS FECHA: 12/07/2023. Tema 1: Introducción a la teledetección
  • 2. Introducción. El principio de la teledetección se basa en que cada área emite o refleja una radiación específica, en función de su propia naturaleza, por consiguiente el flujo energético es un factor indispensable en la adquisición de información para conseguir como producto una imagen o escena (Chuvieco, 2000). Hoy en día existe una gran diversidad de imágenes satelitales, las cuales cuentan con una gran variedad de subdivisiones en canales o bandas del espectro electromagnético en que registran la información capturada por el satélite (ASTER, Landsat, Hyperion, WoldView3).
  • 3. Teledetección. Dentro de las formas menos comunes de exploración mineral está la teledetección. La teledetección es la práctica en que se obtiene información acerca de la superficie terrestre usando imágenes adquiridas desde una perspectiva aérea o espacial, usando radiación electromagnética en una o más regiones de este espectro, reflejadas o emitidas por la superficie terrestre (Campbell y Wynne, 2011).
  • 4. Los elementos básicos de la teledetección. La teledetección necesita cuatro elementos fundamentales (Figura 1). Consideran una fuente de radiación (el sol o un radar), un sensor que detecta la radiación que emite el objeto de estudio, un centro de recepción al que envían y en el que recogen la información, y por último una cobertura que puede incluir suelo, vegetación, nieve, cuerpos de agua o cualquier superficie de interés, que corresponderá al objeto de estudio (Chuvieco, 2000).
  • 5. La cubierta terrestre puede estar formada por distintas coberturas que reciben la señal energética y la reflejan o emiten de acuerdo a sus características físicas. El sistema sensor se encarga de codificar y grabar o enviar al sistema de recepción la energía procedente de la cubierta terrestre. Mientras que el sistema de Recepción – Comercialización se encarga de recibir, grabar y corregir la información trasmitida, para ser distribuida a los intérpretes. Estos últimos son quienes analizan la información y la conviertan para facilitar la evaluación por parte de los usuarios finales quienes analizan el documento fruto de la interpretación, y dictamina sobre las consecuencias que de él se deriven (Chuvieco, 2000).
  • 6. Figura 1: Componentes de un sistema de Teledetección. (Fuente: Bustos, 2014)
  • 7. Espectro electromagnético. El espectro electromagnético se presenta como una sucesión de estas longitudes de onda, las que están divididas en regiones donde la radiación electromagnética presenta un comportamiento similar. El espectro electromagnético se extiende desde longitudes de onda cortas, como los rayos gamma, a longitudes de onda largas, como las de la región radioeléctrica y está dividido en regiones basadas en sus longitudes de onda. Desde el punto de vista de la teledetección, conviene destacar una serie de bandas espectrales, que son frecuentemente empleadas por la tecnología actual (Chuvieco, 1996).
  • 8. Tipler y Llewellyn, (2000) indica cinco divisiones del espectro electro magnético como el espectro visible, infrarrojo próximo, infrarrojo medio, infrarrojo lejano o térmico, micro-ondas (Figura 2). El espectro visible considera las longitudes de onda de 0,4 a 0,7 µm. Suelen distinguirse tres bandas, que se denominan azul (0.4 a 0.5 µm); verde (0.5 a 0.6 µm), y rojo (0.6 a 0.7 µm), en razón de los colores elementales asociados a esas longitudes de onda. El infrarrojo próximo con longitudes de onda de 0,7 a 2 µm. El infrarrojo medio, con longitudes de onda de 2 a 8 µm. El infrarrojo lejano o térmico, que considera longitudes de onda desde 8 a 16 µm. Que incluye la porción emisora del espectro terrestre. Las micro-ondas (a partir de 1nm).
  • 9. Figura 2: Espectro electromagnético (Fuente: Tipler, 2000).
  • 10. Mecanismos de Interacción. La radiación que la superficie terrestre recibe puede ser reflejada, transmitida o absorbida, (Figura 3). La energía que es transmitida pasa de un medio a otro de diferente densidad, tal como sucede al pasar la luz del aire a agua, causando un cambio en la velocidad de la radiación electromagnética. La radiación que es absorbida, transforma su energía principalmente en el calentamiento de la materia. La radiación emitida por una substancia, generalmente con grandes longitudes de onda, como una función de su estructura y temperatura. La radiación reflejada esto es la energía regresa desde la superficie de un material con el ángulo de reflexión igual y opuesto al ángulo de incidencia. La reflexión es causada por superficies que son relativamente planas a la longitud de onda de la energía incidente. Dispersada, esto es, reflejada en todas direcciones (Chuvieco, 1996).
  • 11. Figura 3: Interacciones básicas entre la energía electromagnética y la superficie terrestre. (Fuente: Chuvieco, 1990)
  • 12. Sistema de teledetección. La fuente de energía es donde se origina del flujo energético detectado por el sensor. Puede tratarse de un foco exterior al sensor, en cuyo caso se habla de teledetección pasiva, o de un haz energético emitido por éste, correspondiendo a teledetección activa. La fuente de energía más importante es la energía solar, creando sistemas de teledetección pasiva (Chuvieco, 2000).
  • 13. Resolución de un sistema de sensor. De acuerdo con algunos autores, podemos definir la resolución de un sistema de sensor como su habilidad para registrar, discriminándola, información de detalle (Estes y Simonett, 1975). Esta definición engloba varios aspectos que merecen un comentario mas detallado. Por un lado, se habla de resolución de un sistema de sensor, indicando que este concepto se refiere al conjunto de equipo, y no cada una de sus partes (Chuvieco,1996).
  • 14. Resolución espacial: Es la distancia que corresponde a la unidad mínima de información incluida en la imagen (píxel). Así, a menor tamaño del píxel mayor será la resolución espacial, lo que implica que el sensor obtendrá más detalle de los objetos (Figura 4).
  • 15. Figura 4: Resolución espacial – Comparación de tamaño de pixel de una imagen. (Fuente: Bravo, 2017).
  • 16. Resolución espectral: Indica el número y anchura de las bandas espectrales que puede discriminar el sensor. Entre mayor sea esta resolución se tendrá información del comportamiento de una misma cobertura en diferentes bandas espectrales (Figura 5).
  • 17. Figura 5: Comparación de bandas ASTER y LANDSAT ETM+. (Fuente: Bravo, 2017).
  • 18. Resolución radiométrica: En la Figura 6, nos indica la medida en bits (dígitos binarios), es la gama de valores de brillo disponibles, que en la imagen se corresponden con el alcance máximo de DN; por ejemplo, una imagen con una resolución de 8 bits tiene 256 niveles de brillo (RICHARDS Y JIA, 2006).
  • 19. Figura 6: Resolución radiométrica: comparación en los niveles de grises o niveles digital (ND) de una imagen. (Fuente: Bravo, 2017).
  • 20. Resolución temporal: Para los sensores de satélites, también existe la resolución temporal, que es el tiempo necesario para volver a visitar la misma zona de la Tierra (NASA, 2011). Se refiere a la periodicidad con la que éste adquiere imágenes de la misma porción de la superficie terrestre. El ciclo de cobertura está en función de las características orbitales de la plataforma (altura, velocidad, inclinación), así como del diseño del sensor. Alta resolución temporal: < 1 día - 3 días Media resolución temporal: 4 - 16 días Baja resolución temporal: > 16 días
  • 21. Tipo de imágenes de teledetección. Imagen multiespectral (MS) Imagen que lleva asociados varios valores numéricos a cada píxel, tantos como bandas espectrales sea capaz de detectar el sensor. A priori, es el tipo de producto más útil ya que nos proporciona, en cierto modo, la firma espectral de los distintos elementos presentes en la imagen. Es captada mediante un sensor digital que mide la reflectancia en muchas bandas (Figura 7).
  • 22. Figura 7: Estructura de las imágenes multiespectrales. (Fuente: Bravo, 2017)
  • 23. Imagen pancromática (PAN) Dispone de una sola banda espectral que abarca comúnmente gran parte del visible y comienzo del infrarrojo, obteniendo como resultado una imagen que habitualmente se representa en una escala de grises (imagen en blanco y negro). Como contrapartida, tienen la ventaja de poseer mayor resolución espacial que las multiespectrales que proporciona el mismo satélite. Es por ello que son muy interesantes para la detección de pequeños elementos de la superficie terrestre que no son distinguibles en la imagen multiespectral (Figura 8).
  • 24. Figura 8: Imagen pancromática (PAN). (Fuente: Bravo, 2017).
  • 25. Imagen fusionada (PS) Este tipo de imagen se obtiene mediante la fusión de una imagen multiespectral con una pancromática. Las siglas PS provienen de pan- sharpened, su denominación en inglés. Básicamente, consiste en asignar a cada píxel de la imagen pancromática los valores procedentes de un algoritmo que combina la imagen pancromática con la multiespectral (Figura 9).
  • 26. Figura 9: Imagen fusionada (PS). (Fuente: Bravo, 2017).
  • 27. Imagen estéreo En realidad, se refiere a dos imágenes de una misma zona tomadas con ángulos de visión distintos. Muchos satélites tienen la capacidad de reorientar el sensor, lo que les permite tomar, en una o en sucesivas pasadas, este tipo de imágenes (Figura 10).
  • 28. Figura 10: Imagen estéreo. (Fuente: Bravo, 2017).
  • 29. Efectos atmosféricos. La atmósfera está compuesta principalmente de gases como el oxígeno atómico (O2), anhídrido carbónico, ozono (O3) y nitrógeno; los cuales afectan en la interacción entre el flujo energético y el sensor teniendo como efecto la absorción atmosférica, que consiste en la absorción de las diferentes radiaciones en determinadas bandas del espectro en donde es menos intensa. Como consecuencia se tiene las ventanas atmosféricas que son determinadas bandas del espectro en las cuales la transmisividad es alta y son idóneas para realizar los análisis espectrales (Sabins, 2000). Las principales ventanas atmosféricas son en el espectro visible e infrarrojo cercano varias en el infrarrojo medio, infrarrojo térmico y microondas en donde la atmósfera es prácticamente transparente (Figura 11).
  • 30. Figura 11: Ventanas atmosféricas.
  • 31. Respuesta espectral reflectiva de elementos naturales. La forma en que los objetos de la superficie reflejan la radiación electromagnética constituye una de sus propiedades fundamentales y de interés para la percepción remota. Trataremos en este apartado el comportamiento de las coberturas principales de la tierra, como son la vegetación, suelo y agua, en las tres regiones del espectro electromagnético de mayor uso en teledetección. La energía, al llegar al objeto, interactúa de diversas formas dependiendo de las características propias del objeto. De esta forma, tenemos que la Energía Incidente (I), puede ser Reflejada (R), parte Transmitida (T) y parte Absorbida (A) (Figura 12).
  • 32. Figura 12: Terminología inglesa de aplicación en Sensores remotos.
  • 33. Figura 13:. Interacción de Energía con la superficie terrestre (suelo-vegetación-agua)
  • 34. El comportamiento teórico o la respuesta modelo de cada uno de los objetos con la interacción con la energía, expresada en la resultante de energía reflejada, en este caso, es lo que se llama FIRMAS ESPECTRALES, las cuales ayudan a identificar cada uno de los objetos de la superficie de la tierra, por cuanto cada uno de los objetos tiene una respuesta espectral única. Las firmas espectrales (Figura 14) o curvas características son entonces representación de la energía reflejada en relación a las longitudes de onda, consideradas sin el efecto atmosférico de la trayectoria objeto-sensor, y medida en condiciones ideales de ángulo incidente.
  • 35. Figura 14: Firmas Espectrales de diferentes Coberturas según su % de Reflectividad
  • 36. Interacciones entre la energía electromagnética y los cuerpos. naturales La superficie de la tierra está cubierta en su mayor parte por suelos, rocas, agua y vegetación. El conocimiento de sus propiedades espectrales es muy importante para la elección de las bandas en el Espectro Electromagnético para su estudio mediante sensores remotos. El significado de los diferentes rangos de longitud de onda depende de la interacción entre la radiación electromagnética y los materiales. La Figura 16 del apartado anterior, muestra como reflejan la energía en el espectro visible e infrarrojo, los tres materiales dominantes de la superficie terrestre: suelo, vegetación y agua. Cada una de estas curvas es característica del material o elemento indicado y representa su firma espectral. (Figura 15). Se describen a continuación las clases de cobertura presentes en la superficie terrestre, las cuáles se pueden generalizar en tres grandes grupos diferenciados: vegetación, masas de agua y suelo desnudo.
  • 37. Figura 15: Radiación solar de la Tierra y reflectividades de ozono, vapor de agua y CO2.
  • 38. Figura 16: Curvas espectrales características de diferentes materiales.
  • 39. Interacción de la radiación electromagnética con las rocas y minerales. Los rasgos que caracterizan las respuestas espectrales de los minerales y/o rocas dependen de procesos electrónicos y transiciones vibracionales, que ocurren en la estructura atómica y molecular de los mismos. Las diferencias en las longitudes de onda, entre estos pueden servir para discriminar materiales con distinta composición mineralógica (Figura 17). Consideraremos los efectos de las rocas y minerales en los tres mayores rangos de las longitudes de onda de la radiación electromagnética, 0.4-2.5 um [visible, 0.4-0.7 um; very nearinfrared (VNIR) o infrarrojo cercano, 0.7-1300 um; short-wave infrared (SWIR) o infrarrojo medio, 1.3- 3.0 um]; 8-14 um termal MIR; y las microondas (1 mm-30 cm). Los procesos electrónicos dentro de un átomo, están asociados a intercambios de energía, por lo que pueden ocupar orbitas específicas con determinados niveles de energía. Los componentes más comunes de las rocas y minerales son oxígeno, silicio y aluminio; con variables proporciones de hierro, magnesio, calcio, sodio y potasio; y una pequeña cantidad de otros elementos.
  • 40. Figura 17: Curvas espectrales de algunos minerales de interés.
  • 41. Referencias bibliográficas. Bustos, H. (2014). Introducción a los procesos markovianos en el análisis y procesamiento de imágenes. Universidad Nacional de Córdoba, 1-45. Bravo, N. (2017). TELEDETECCIÓN ESPACIAL LANDSAT, SENTINEL2, ASTER L1T y MODIS. Universidad nacional agraria de la selva. Perú. GEOMATICA AMBIENTAL SRL. Chuvieco, E. (1990). Fundamentos de Teledetección espacial. Madrid: Ediciones RIALP. Chuvieco, E. (1996). Fundamentos de Teledetección Espacial. Madrid, Ediciones RIALP. Chuvieco, E. (2000). Fundamentos de Teledetección espacial. Madrid: Ediciones RIALP.
  • 42. Campbell, J. (2011). Introduction to Remote Sensing Fifth Edition. London: The Guilford press. Tipler, A. P. y Llewellyn, A. R. (2000). “Modern Physics”. USA: Freeman.