TELEDETECCIÓN ISEM 2010

8/3/2019 TELEDETECCIN ISEM 2010

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TELEDETECCIN (1) CONCEPTOS Y FUNDAMENTOS DE

SENSORES REMOTOS

La teledeteccin se define como aquella tcnicaque nos permite obtener informacin adistancia de los objetos situados sobre lasuperficie terrestre (Chuvieco, 1990). Para estose necesita una interaccin entre los objetos y el

sensor. Por ejemplo, somos capaces de ver unrbolporquenuestros ojos reciben y traducenconvenientemente una energa luminosaprocedente del mismo. Esta seal no se originaen el rbol, sino de un foco energtico exterior

que le ilumina; de all, que no podamos verlo enla noche.


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TELEDETECCIN (2)

ELEMENTOS PRINCIPALES DE UNSISTEMA DE TELEDETECCIN

SENSOR OBJETO OBSERVADO FLUJO ENERGTICO

FORMAS DE ADQUIRIR INFORMACIN A

PARTIR DE UN SENSOR REMOTO POR REFLEXIN (Directamente del sol) POR EMISIN (Emitida por las cubiertas y

atmsfera).

POR EMISIN-REFLEXIN (Sensor quegenera su flujo energtico y recoge sureflexin sobre la superficie terrestre).


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TELEDETECCIN (3)

El flujo energtico entre la cubierta terrestre y el sensorconstituye una forma de radiacin electro-magntica.

La energa trmica se transmite por conduccin,conveccin y radiacin. Consideramos solamente laradiacin que es la base de los sistemas de teledeteccin. La radiacin electro-magntica se explica de acuerdo a

dos teoras: haz ondulatorio (Huygens, Maxwell) ysucesin de unidades discretas de energa, fotones ocuantos con masa igual a cero (Planck, Einstein).

Actualmente se ha descubierto que la luz se comporta deacuerdo a ambos planteamientos.c = F (1)

dondec es la vel de la luz (3x108 m/s), es la longitud deonda y F la frecuencia (Herzios, ciclos/s).

Q = h F (2)Q es la energa radiante de un fotn (julios), F es lafrecuencia y h la constante de Planck (6.6x10-34) J s).Sustituyendo (2) en (1) obtenemos:

Q = h (c /) (3)A mayor longitud de onda, el contenido energtico es

menor.


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TELEDETECCIN (3a) CONCEPTOS Y FUNDAMENTOS DE SENSORES REMOTOS


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TELEDETECCIN (3b) CONCEPTOS Y FUNDAMENTOS DE SENSORES REMOTOS

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TELEDETECCIN (4) CONCEPTOS Y FUNDAMENTOS DE SENSORES

REMOTOS

EL ESPECTRO ELECTRO-MAGNTICOPodemos describir cualquier tipo de energaradiante en funcin de su longitud de onda ofrecuencia. La sucesin de ondas es continua perose han establecido una serie de bandas en donde laradiacin electromagntica se comporta de manerasimilar: ESPECTRO ELECTRO-MAGNTICO.

El espectro comprende desde longitudes de ondams cortas (rayos X, rayos gamma) hasta laskilomtricas (telecomunicaciones). Las unidadesson micras (m = 10-6metros y GHz = 108 Hz) y encentmetros o metros.


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TELEDETECCIN (4)

CONCEPTOS Y FUNDAMENTOS DE SENSORESREMOTOS

BANDAS Espectro visible (0.40.7 m) Percibidas pornuestros ojos.Azul (0.4-0.5 m )Verde (0.5-0.6 m )

Rojo (0.6-0.7 m ) Infrarrojo prximo (0.7-0.13 m ) Discrimina

masas vegetales y concentraciones de humedad. Infrarrojo medio (1.3-8 m ) Entremezclan los

procesos de reflexin de la luz solar y de emisinde la superficie terrestre.

Infrarrojo lejano o trmico (8-14 m ) Porcinemisiva del espectro terrestre.

Micro-ondas ( partir de 1 mm) Tipo de energa

bastante transparente a la cubierta nubosa.


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TELEDETECCIN (4a)

CONCEPTOS Y FUNDAMENTOS DE SENSORES REMOTOS EL ESPECTRO ELECTRO-MAGNTICO


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TELEDETECCIN (4b) CONCEPTOS Y FUNDAMENTOS DE SENSORES REMOTOS

PROCESOS DE INTERACCIN EN SENSORES REMOTOS


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REMOTOSTRMINOS Y UNIDADES DE MEDIDA

ENERGA RADIANTE (Q). Indica el total deenerga radiada en todas las direcciones (Julios). DENSIDAD RADIANTE (W). Total de energa

radiada en todas las direcciones por unidad devolumen (J/m3).

FLUJO RADIANTE (). Total de energaradiada en todas las direcciones por unidad detiempo (W-vatios).

EMITANCIA O EXCITANCIA RADIANTE(M). Total de energa radiada en todas lasdirecciones desde una unidad de rea y porunidad de tiempo (W/m2).


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REMOTOSTRMINOS Y UNIDADES DE MEDIDA

IRRADIANCIA RADIANTE (E). Total deenerga radiada sobre una unidad de rea y porunidad de tiempo. Es equivalente a la emitanciaaunque sta se refiere a la energa a la incidente(W/m2).

INTENSIDAD RADIANTE (I). Total de energaradiada por unidad de tiempo y por nguloslido (). ngulo tridimensional que se refiere ala seccin completa de la energa transmitida yse mide en estereo-radianes. I tiene unidades de

W/sr.


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TELEDETECCIN (7)

RADIANCIA (L). Total de energa radiada porunidad de rea y por ngulo slido de medida.

Describe lo que mide el sensor (W/m2

sr). RADIANCIA ESPECTRAL (L). Total de energaradiada en una longitud de onda por unidad de reay ngulo slido de medida.

EMISIVIDAD (). Relacin entre la emitancia deuna superficie (M) y la que ofrecera un emisorperfecto, denominado cuerpo negro, a la mismatemperatura (Mn).

REFLECTIVIDAD (). Relacin entre flujoincidente y el reflejado por una superficie;

ABSORTIVIDAD (). Relacin entre el flujoincidente y el que absorbe una superficie;

TRANSMISIVIDAD (). Relacin entre el flujoincidente y el transmitido por una superficie.

SON TRMINOS ADIMENSIONALES Y SEEXPRESAN EN % O EN UNO.


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REMOTOSPRINCIPIOS Y LEYES DE LA RADIACIN

ELECTROMAGNTICA De acuerdo a la ecuacin (3) Q = h (c /) lacantidad de energa que contiene un flujo radiantees inversamente proporcional a su longitud de onda.Esta sepuede establecer con mayor rigor con la Leyde Planck:

Mn,= (2hc2)/5(exp (hc/kT)-1) (4) Donde Mn, indica la emitancia radiativa espectral

de un cuerpo negro a una determinada longitud deonda (); h es la constante de Planck (6.2626x10-34Ws2); k la constante de Boltzmann (1.38x10-34 Ws2/

K); c la velocidad de la luz; , la longitud de onda, yT, la temperatura absoluta de un cuerpo negro (enKelvin, K). Esta se puede simplificar sustituyendoalgunos trminos por constantes:

Mn,= c1/5(exp (c2 /T)-1) (5)


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ELECTROMAGNTICA Donde c1 puede sustituirse por 3.74 x 10-16 W m2 y c2por 1.44 x 10-16 m K

Esto significa que de acuerdo a la frmula dePlanck, cualquier objeto por encima del cero

absoluto (-273 C) radia energa y que sta seincrementa con la temperatura. Adems, a mayortemperatura, el cuerpo irradiar con msintensidad en longitudes de ondas ms cortas.Basada en esta frmula se construye la curva deemitancia de un cuerpo negro a distintas

temperaturas.


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TELEDETECCIN (9) Si conocemos la temperatura del cuerpo negro (T en

Kelvin) podemos calcular la longitud de onda a la que seproduce la mxima emitancia del mismo. Esto se conocecomo la ley de desplazamiento de Wien:

max = 2898 m K/T (6) que se utiliza para seleccionar la banda ms conveniente

para detectar un determinado fenmeno, siempre que seconozca su temperatura; p. ej. En caso de incendios

forestales en donde la temperatura de combustin estentre los 275 y 420C, esta ley nos permite situar entre5.28 y 4.30 m (infrarrojo medio) la banda espectral msadecuada para su deteccin. El sol con una temperaturaradiante de 5700C tiene su mxima emitancia en laregin del espectro visible (0.4 a 0.7 m ). Mientras mscaliente est el objeto emisor radiar a longitudes deondas ms cortas.


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TELEDETECCIN (10)

El total de energa que radia un cuerpopor unidad de superficie viene dado por la

ley de Stefan-Boltzmann: Mn= T4 (7) Donde es la constante de Stefan-

Boltzmann (5.67 x 10 -8 W m-2K-4 ) y K la

temperatura en Kelvin CONCEPTOS Y FUNDAMENTOS DESENSORES REMOTOSPRINCIPIOS Y LEYES DE LA

RADIACIN ELECTROMAGNTICA Hasta aqu hemos supuesto que las superficies naturalesse comportan como cuerpos negros, lo cual no es as, porello se requiere corregir las frmulas precedentes,aadiendo un nuevo parmetro, la emisividad, deacuerdo a la Ley de Kirchoff:

M = Mn(8)


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ELECTROMAGNTICA Con la emitancia se asume un emisor perfecto: objetoque absorbe y emite toda la energa que recibe. Existencuerpos blancos o reflectores perfectos que no absorbennada de la energa incidente sino que la reflejan porcompleto ( = 0). Otros cuerpos, llamados grises,absorben y emiten de forma constante en distintaslongitudes de onda y se conocen como radiadoresselectivos; son los ms frecuentes en la naturaleza ypueden discriminarse de otro tipo de superficies en elinfrarrojo trmico.

De la ecuacin (4) a la (8) podemos estimar la emitanciatotal y espectral de un objeto conociendo sutemperatura absoluta, siendo aquella tanto mayorcuanto ms alta sea la temperatura.

En resumen, las bandas del espectro en donde serealizan procesos de teledeteccin, son: longitudes deonda cortas (desde el visible al infrarrojo medio),medias (trmico) y largas (micro-ondas).


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TELEDETECCIN (12) CARACTERSTICAS DE LA RADIACIN ENERGTICA

EN EL ESPECTRO PTICO Se denomina dominio ptico del espectro a aquel grupo de

longitudes de onda directamente dependientes de la energasolar, incluye, adems, el infrarrojo medio. La mxima emitancia espectral del sol se produce a 0.48 m

siendo su temperatura radiante 6,000 K. Esta emitanciacoincide con el color verde apreciado por nuestros ojos.

La radiacin que la superficie terrestre recibe puede

descomponerse en tres trminos: i = r + a + t (9)el flujo incidente sobre una superficie es reflejado, trasmitido

o absorbido. Si dividimos todo por i nos queda:1 = + + (10)

La suma de la reflectividad, absortividad y transmisividad es

igual a uno. Esta relacin debe expresarse, en trminos msrigurosos, como:1 = + + (11)

La proporcin del flujo incidente que es reflejado, absorbido ytrasmitido depende de las caractersticas de la superficie quese observa.


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TELEDETECCIN (13) CONCEPTOS Y FUNDAMENTOS DE SENSORES REMOTOS

CARACTERSTICAS DE LA VEGETACIN EN ELESPECTRO PTICO

La caracterizacin espectral de las masas vegetales depende dealgunos factores que influyen en la radiancia final detectada por elsensor. Entre los factores estn: reflectividad de la hoja (funcin desu estado fenolgico), forma y contenido de humedad,caractersticas morfolgicas de la planta (altura, perfil, grado decobertura del suelo) y situacin geogrfica de la planta (pendiente,orientacin, asociacin con otras especies, geometra de plantacin).

De acuerdo a las curvas espectrales obtenidas en mediciones de

laboratorio (Jensen et al, 1983), la vegetacin vigorosa muestra unareducida reflectividad en las bandas visibles, con un mximo en laporcin verde del espectro (0.55 m). En el IR cercano presenta unaelevada reflectividad, reducindose hacia el IR medio. Estascaractersticas se relacionan, fundamentalmente, con la accin delos pigmentos foto-sintticos y del agua que almacenan las hojas. Labaja reflectividad en la porcin visible se debe al efecto absorbentede los pigmentos de la hoja: clorofilas, xantofilas y carotenos (65, 29y 6%).


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TELEDETECCIN (14)

Todos ellos absorben en la banda del espectrosituada en torno a los 0.445 m, mientras la clorofilapresenta una segunda banda de absorcin en torno alos 0.645 m. Entre ambas porciones del espectro,aparece una banda intermedia, alrededor de los 0.55m, en donde el efecto absorbente es menor. Por estacausa aparece un pico relativo de reflectividad quecoincide con la banda verde del espectro visible, y

causa el color con el que nuestros ojos perciben lavegetacin vigorosa. La elevada reflectividad en el IR cercano parece

deberse a la estructura interna de la hoja. Deacuerdo a Harris (1987), esto se debe a la capaesponjosa del mesfilo que con sus cavidades de aire

internas, ejerce un papel protagonista al difundir ydispersar la mayor parte de la radiacin incidente enesta parte del espectro.


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TELEDETECCIN (15)

A partir de 1.4 m el efecto absorbente del agua es muyclaro, por lo que la reflectividad de la vegetacin sana sereduce drsticamente en el IR medio. Hay una diferenciamuy notable en esta regin del espectro entre las hojas secasy las infiltradas con agua (Curran, 1985). La observacin enesta regin es de gran inters para conocer el estado de vigorde la hoja, en funcin de su contenido de humedad.

Como principio genrico se puede enunciar que cuantomayor sea el contraste entre las bandas visibles

(especialmente el rojo = 0.645 m) y el IR cercano (0.7 a 1.3m), mayor ser el vigor de la vegetacin y ms clara sudiscriminacin frente a otros tipos de cubierta. Cualquierfuente de estrs en la planta se mostrar en uncomportamiento espectral ms o menos alejado de loanterior. La hoja senescente o enferma pierde clorofila yofrece una menor absortividad en las bandas azul y roja del

espectro visible. El aumento en la reflectividad en estasbandas elimina el mximo relativo antes situado en el verde,por lo que la hoja tiende a mostrar un color amarillento.

CC ( )


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REMOTOSCARACTERSTICAS DEL SUELO EN EL

ESPECTRO PTICO Los datos que se obtienen del sustratogeolgico son indirectos; dependen de lasanomalas detectadas en la cubierta

vegetal (distribucin peculiar de especies,crecimiento o densidad irregular,alteraciones de la pigmentacin o del ciclofenolgico). La Geobotnica es unadisciplina que estudia la inferencia de

informacin geolgica a partir de lavegetacin (Lulla, 1985).

TELEDETECCIN (17)


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REMOTOS CARACTERSTICAS DEL SUELO EN EL ESPECTRO

PTICO En suelos desnudos, el comportamiento

espectral es mucho ms uniforme que el de lavegetacin, mostrando una curva espectralbastante plana y ascendente. Esto depende de lacomposicin qumica del suelo, textura,estructura y contenido de humedad.

La composicin qumica define el color con quepercibimos el suelo. Los calcreos son de colorblanco, indicando una alta reflectividad entodas las bandas visibles. Por otro lado, lossuelos arcillosos ofrecen una mayorreflectividad en el rojo debido a su altocontenido en xido de hierro.


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TELEDETECCIN (18)

La reflectividad espectral ser mayor cuando

los suelos son gruesos, secos y sin materiaorgnica. El contenido de humedad afecta lareflectividad de los suelos en las longitudes deonda ms largas, infrarrojo cercano y medio,esto se debe a la alta absortividad del agua enestas bandas.

Un suelo de textura gruesa puede presentaruna reflectividad menor que los finos si elcontenido de humedad es bajo.

Textura, estructura y contenido de humedadestn altamente relacionados. Cul tipo desuelo tendr ms alta reflectividad, elarcilloso o arenoso y por qu? Si contienemateria orgnica, el suelo se vuelve msoscuro y disminuye su reflectividad.


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TELEDETECCIN (19)CARACTERSTICA DEL AGUA EN EL

ESPECTRO VISIBLE

Las superficies acuticas absorben otransmiten la mayor parte de la radiacinvisible que reciben, siendo mayor suabsortividad cuanto mayor sea su longitud deonda. La curva espectral es similar a la delsuelo aunque de sentido contrario. La mayorreflectividad del agua clara se produce en elazul, reducindose paulatinamente hacia el IRcercano, donde es prcticamente nula. Seutiliza esta caracterstica para delimitar lafrontera tierra-agua.


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TELEDETECCIN (20)CARACTERSTICA DEL AGUA EN EL

ESPECTRO VISIBLE

La profundidad del agua influye directamenteen el aporte de reflectividad derivado de losmateriales de los fondos. A mayorprofundidad menor reflectividad y mayorabsortividad.

Si el agua tiene importantes concentracionesde clorofila, la reflectividad en el azul tiende adescender y a aumentar en el verde. Lacorrelacin, de signo negativo, se puedeestablecer entre la reflectividad del agua en labanda azul y el contenido de clorofila; estopermite o facilita localizar concentraciones dealgas y el estudio de la eutrofizacin de loslagos o embalses (Verdin y Robinson, 1985).


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TELEDETECCIN (21)


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TELEDETECCIN (22)


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TELEDETECCIN (23)

TELEDETECCI N (24)


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TELEDETECCI N (24)


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TELEDETECCIN (25)


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SOL

Electromagntico Onda larga Micro Onda

TELEDETECCIN (26)


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TELEDETECCIN (27)


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TELEDETECCIN (28)


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TELEDETECCIN (29)


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Dispersin Rayleigh: Molculas atmosfricas y otras pequeas partculas conun dimetro mucho ms pequeo que el dimetro de laonda electromagntica.Caracterstica: Ondas ms cortas dispersan ms (azul).

Dispersin Mie : Interaccin con las molculas atmosfricas con un dime-tro igual al dimetro de la onda electromagnticaCaracterstica: Ondas ms largas dispersan ms.

Dispersin : Molculas atmosfricas y otras pequeas partculas con

Non-selectiva un dimetro mucho ms grande que el dimetro de laonda electromagntica.Caracterstica: Dispersin igual de micro ondas visibles,IR-cercana e IR-mediana (nubes blancas).

TELEDETECCIN (30)


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TELEDETECCIN (31)


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TELEDETECCIN (32)


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Wiens displacement law: m = A/Tm = Wavelength of maximum spectral radiant existance (m)A = 2898 m KT =Temperature, K

Stephan Boltzman: M = T4M = Total radiant existance from surface of a material = Stefan Boltzman constant (5.6697 10-8 W/m/K4)T4 = Temperature (K)

Plancks Law: c = v . and Q = h . V Q=h.c /c = Constant Q = Energy of a quantumv = Frequency h = Plancks constant = Wavelength

TELEDETECCIN (33)


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TELEDETECCIN (34)


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TELEDETECCIN (35)

TELEDETECCI N (35)


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TEORIA DE LA LUZ

Proceso de superposicin decolores aditivos

Proceso de superposicin decolores subtractivos

TELEDETECCI N (35)

TELEDETECCI N (36)


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Colores Primarios de luz

Cuerpo Azul: - Refleja AZUL- Absorbe Verde y Rojo

Cuerpo Verde: - Refleja VERDE- Absorbe Azul y Rojo

Cuerpo Rojo: - Refleja ROJO- Absorbe Azul y Verde

TELEDETECCI N (36)

TELEDETECCI N (38)


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Colores Primarios de luz

Cuerpo Amarillo:- Refleja ROJO y VERDE- Absorbe Azul

Cuerpo Negro:

- Refleja muy poco- Absorbe Azul, Verde y Rojo

Cuerpo Blanco:- Refleja AZUL, VERDE y ROJO

- Absorbe muy poco

Cuerpo Gris :- Refleja igual AZUL, VERDE y ROJO- Absorbe igual Azul, Verde y Rojo

TELEDETECCI N (38)

TELEDETECCI N (39)


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Resoluciones

TELEDETECCI N (39)

TELEDETECCI N (40)


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Resoluciones

Resolucin Espectral :

Resolucin Espacial:

Resolucin Temporal:

10m.

Banda 1Banda 2

Banda 3

Banda 4

20m.

30m.10m. 20m.30m.

TELEDETECCI N (40)

TELEDETECCI N (41)


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SENSORES REMOTOSTELEDETECCI N (41)

TELEDETECCI N (42)


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LANDSAT 5

Landsat - 5 lanzado en 1984

El satlite tiene dos scanners:

MSS: Multi Spectral ScannerPara continuar los datos en la misma formaque los anteriores Landsats

TM: Thematic Mapper- 7 Bandas de azul visible hasta infrarrojo termal- Resolucin espacial 30 x 30 m.- 36 millones de celdas por banda( 7 bandas: 250 millones de valores)

TELEDETECCI N (42)

TELEDETECCI N (43)


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LANDSAT 5

Cobertura geogrfica de LANDSAT 5 (proyectada)

TELEDETECCI N (43)

TELEDETECCI N (44)


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LANDSAT 5

Una imagen de MSS (4 Bandas): 660 US$

Una imagen de TM (7 Bandas): 3600 US$

Altura : 700 km.

Resolucin temporal: 16 das

Resolucin espacial: 30 x 30 metros

Resolucin espectral: 7 bandas

Swath: 185 x 185 km.

TELEDETECCI N (44)

TELEDETECCI N (45)


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LANDSAT 5

Rangos de las bandas de Landsat (en micrometros):

TM: Banda 1: Azul 0.45 - 0.52Banda 2: Verde 0.52 - 0.60Banda 3: Rojo 0.63 - 0.69Banda 4: Infra Rojo Cercana 0.76 - 0.90Banda 5: Infra Rojo Med. 1.57 - 1.78Banda 7: Infra Rojo Med. 2.08 - 2.35(Banda 6: Infra Rojo Termal 10.40 - 12.50)

MSS: Banda 4: Verde 0.50 - 0.60Banda 5: Rojo 0.60 - 0.70Banda 6: Infra Rojo Cercana 0.70 - 0.80Banda 7: Infra Rojo Mediana 0.80 - 1.10

TELEDETECCI N (45)

TELEDETECCI N (46)


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LANDSAT

Banda 1 Banda 2 Banda 3 Banda 4

Banda 5 Banda 6 Banda 7 CC541

TELEDETECCI N (46)

TELEDETECCI N (47)


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SENSORES REMOTOS

Imagen Termal (NOAA)

CC N ( )

TELEDETECCI N (48)


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LANDSAT 7( )

TELEDETECCI N (49)


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LANDSAT 7

Cobertura geogrfica de LANDSAT 7 (proyectada)

( )

TELEDETECCI N (50)


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EO-1

Fecha de lanzamiento Mayo 1999

( )

TELEDETECCI N (51)


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Agua cristalinaAgua turbiaVegetacinSuelo desnudoSuelo desnudo (orgnico)

SENSORES DEL EO-1

B1/2B3B4 B5/6 B8 B9

Proyeccin de las bandasmulti-espectrales del EO-1

B7

( )

TELEDETECCI N (52)


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SPOT 3

SPOT:System Pour lObservation de la Terre

Dos scanners:Pancromtico : 1 banda con resol. de 10 x 10 m.Multiespectral: 3 bandas con resol. de 20 x 20 m.

( )

TELEDETECCI N (53)


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SPOT 3

Posibilidad de imgenes estereoscpicas (para hacermapas topogrficos)

( )

TELEDETECCI N (54)


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SPOT 3

DATOS TECNICOS:Altura: 832 km.Retorno: 26 das

Swath: 60x60 km.

VENTAJES- Obtener imgenes en

estreo- Posibilidad para mejorar

la resolucin temporalGround Tracks en un perodo de 24 horas

( )

TELEDETECCI N (55)


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SPOT 3

RANGOS DE LAS BANDAS:(en micrometros)

Banda 1:Verde 0.50 - 0.59

Banda 2:Rojo 0.61 - 0.68

Banda 3:IR cerc. 0.79 - 0.89

( )

TELEDETECCI N (56)


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SPOT 3

TELEDETECCI N (57)


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SPOT 4

RANGOS DE LAS BANDAS:(en micrometros)

Banda 1: Verde 0.50 - 0.59Banda 2: Rojo 0.61 - 0.68

Banda 3: Infrarojo cerc. 0.79 - 0.89Banda 4: Infrarojo med. 1.58 - 1.75

Pancromatico : 10 x 10 m.Multiespectral: 20 x 20 m.

Instrumento para observacin de vegetacin:B2+B3+B4 Del HRV-IRB0 (0.43-0.47) Para aplicacines oceanograficas. Resolucin

espacial 1 km. (Swath de 2000 km.)

TELEDETECCI N (58)


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SPOT 5

TELEDETECCI N (59)


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EARTH WATCH

Lanzamiento fin de 1998

Lanzamiento fin de 1999

EARTH WATCH

TELEDETECCI N (60)


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Early Bird:AlaskaNoruegaColorado (EEUU)

Quick Bird:Japn

ItaliaColorado (EEUU)

EARTH WATCH

R l i i l

TELEDETECCI N (61)


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1m. x 1 m.3 m. x 3 m.10 m. x 10 m.

Resolucin espacial

Al R l i

TELEDETECCI N (62)


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Alta Resolucin

Alta resolucin de 1m. x 1m.

TELEDETECCI N (6


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TELEDETECCI N (64)


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TELEDETECCI N (65


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TELEDETECCI N (6


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Alt R l i

TELEDETECCI N (67)


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Alta Resolucin

Imagen de alta resolucin sobrepuesta a un mapa topogrfico

TELEDETECCI N (68)


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G.S.D

Comparacin de dos imgenes:1- Imagen con GSD de 1.4 m. de altura (ms bajo)2- Imagen con GSD de 1.0 m. de altura (ms alto)

G S D

TELEDETECCI N (69)


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1. Cross-Scan area coverage2. Along-Scan area coverage3. Along-Scan single swath4. Single scenes

G.S.D.

REFLECTANCIAS

TELEDETECCI N (70)


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TIPICAS


B4

Infra Rojo CercanoPara observar y diferenciarentre tipos de vegetacin.

INFRA ROJO

TELEDETECCI N (71)


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INFRA ROJO

Imagen en colores reales Imagen en infra-rojo cercano

INFRA ROJO

TELEDETECCI N (72)


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INFRA ROJO

REFLECTANCIAS

TELEDETECCI N (73)


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TIPICAS

B1B2B3 B4 B5 B7

Proyeccin de las bandas deLandsat

CLASIFICACION

TELEDETECCI N (74)


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CLASIFICACION

Agua cristalinaAgua TurbidaVegetacinSuelo desnudoSuelo desnudo (organico)

Nmeros Digitalespor cada banda de

Landsat

Grfico de

reflectanciastpicas

COMPOSICION A COLOR

TELEDETECCI N (75)


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COMPOSICION A COLOR

ROJO: B3 B4 B5 B5

VERDE: B2 B5 B4 B4

AZUL: B1 B2 B1 B7

CC321: Colores RealesCC452: Rojo= Vegetacin, Verde= Suelos, Azul= Agua TurbiaCC541: Rojo= Suelos, Verde= Vegetacin, Azul= Agua CristalinaCC547: Rojo= Suelos, Verde= Vegetacin, Azul Suelos ( + = )

COMPOSICION A COLORTELEDETECCI N (76)


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COMPOSICION A COLOR

Landsat, CC547Landsat, CC321 Landsat, CC541

Landsat, CC452 Landsat,CC5IvIa

LANDSAT

TELEDETECCI N (77)


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LANDSAT

Landsat CC541

INDICES

TELEDETECCI N (78)


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INDICES

Indice de agua Indice de vegetacin Indice de suelos

Indice_Agua: = [{(B1-B5)/(B1+B5)}+1]*127

Indice_Veget:= [{(B4-B3)/(B4+B3)}+1]*127

Indice_Suelo: = [{(B5-B1)/(B5+B1)}+1]*127

SENSORES REMOTOS

TELEDETECCI N (79)


85/234

SENSORES REMOTOS

Composicin a Color:Bandas B5IvIa

Composicin a Color:Bandas IsIvIa

SENSORES REMOTOS

TELEDETECCI N (80)


86/234

SENSORES REMOTOS

ClasificacinMultiespectralSupervisada

SENSORES REMOTOS

TELEDETECCI N (81)


87/234

SENSORES REMOTOS

Imagen histrica de SPOT

Imagen actual de SPOT

Clasificacin de reas dedeforestacin (rojo)

FILTROS

TELEDETECCI N (82)


88/234

VALORES DE LAS CELDASEN EL MAPA ORIGINAL

FILTROS

FiltroMejoracin

contraste

VALORES DE LAS CELDASEN EL MAPA FILTRADO

((-1*150)+(-1*149)+(-1*125)+(-1*142)+(+12*121)+(-1*128)+(-1*118)+(-1*143)+(-1*147)) * 1/4 = 88

__

__

FILTROSTELEDETECCI N (83)


89/234

Banda 3, no filtrada Banda 3, filtrada conEdge enhancement

Resoluciones espaciales

TELEDETECCI N (84)


90/234

Resoluciones espaciales

Sistemas gubernamentales enfocan en resolucionesmuy baja, baja, mediana y alta. Los objetivos sonestudios de clima, recursos y reconocimiento.

Sistemas privados enfocan en aplicaciones de alta resolucin

(Quickbird, IKONOS, Orb View, EROS) y de resolucinespacial mediano (Early Bird, Resource 21, Geros, CIBSA,T XSTAR)

Costo

TELEDETECCI N (85)


91/234

El costo actual de fotografas areas orthorectificados conuna resolucin de 1-metro y 5-pie precisin cuesta alrededorde 200-300 US$ por 2.5 km2.

El costo de imgenes (de Space Imaging) ofrece productosorthorectificados con la misma precisin cerca de 100 US$por 2.5 km2.

Otros ventajas de imgenes son:Entrega rpida, Visita frecuente, Procesamiento digital,disponibilidad globalmente, cobertura regional.

Hyperspectral Rem. Sens.

TELEDETECCI N (86)


92/234

yp p

True Color Comp.

Satelite AVIRISImaging Spectro-metro:AVIRIS wiss91


TELEDETECCI N (87)


93/234


yp p

B1B2B3 B4 B5 B7

Proyeccin de las ampliasbandas de Landsat

(+ 1 decimo de m)


TELEDETECCI N (88)


94/234

yp p

AVIRIS : Airborne Visible-Infra Red Imaging Spectrometer

Mide reflectancias en bandas muy angostas(1 centecimo de micrometro (0.01 m )

Otros Spectrometros :HSI : (Hyperspectral Imager) Fallado lleagar en orbito (1997)

MODIS: EOS mission, programado para 1999

SISEX: Programado para Space shuttle en 2000


TELEDETECCI N (89)


95/234

0.3 - 1.0 m (visible- IR-cerc) 2.5 - 25 m (MidIR-termal)1.0 - 2.5 m (SWIR)Goetita (FeOOH) (Ab.band 0.90)Hematita (Fe2O3) (Ab.band 0.86)


TELEDETECCI N (90)


96/234

TELEDETECCI N (91)


97/234

Hyperspectral Rem. Sens

TELEDETECCI N (92)


98/234

HematitaGoetitaJarosita


TELEDETECCI N (93)


99/234

Tres bandas hiper-espectrales entre400 - 1200 nm.

Separacin de Hematita y

Goetita segun cristalinidady incluendo otros mineralesferozas


TELEDETECCI N (94)


100/234

Tres bandas hiper-espectrales entre2000 - 2500 nm.

Separacin posible de

silicatos, carbonatos,sulfatos etc.

Por AVIRIS


TELEDETECCI N (95)


101/234

Hoja Roble (verde)Hoja secado (caf)

Diferenciacin de cultivosen absorption band 0.70 m


TELEDETECCI N (96)


102/234


TELEDETECCI N (97)


103/234

Sensores termales

TELEDETECCI N (98)


104/234

Instrumento DAISSWIR-TIRMt-Etna


REMOTOS


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REMOTOS BASES PARA LA INTERPRETACIN DE

IMGENES EN TELEDETECCIN ESPACIALAntes de considerar el proceso de interpretacin

propiamente dicho, se deben contestar lassiguientes preguntas:

Cul es el o los objetivos del proyecto?

Cules son los medios disponibles para su realizacin?ESCALA Y LEYENDA DE TRABAJO La teledeteccin no es una panacea que soluciona todas

las necesidades de informacin sobre el medio ambienteque requerimos hoy. Falsas expectativas puedenconducir a falsas conclusiones, arribando al polo

opuesto; o sea, concebir la teledeteccin espacial comouna tcnica ms vistosa que eficaz.


REMOTOS


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REMOTOS BASES PARA LA INTERPRETACIN DE

IMGENES EN TELEDETECCIN ESPACIAL La escala del trabajo condiciona la unidad mnima de

informacin que se debe incluir en el mapa, que sedenomina mnima unidad cartografiable (MIC). Variosautores recomiendan que la MIC no sea inferior a 4mm2, medidos a escala del mapa (Campbell et al, 1987).De ah que la escala de trabajo se conecte directamentecon el tipo de sensor ms idneo para abordar el mismo.No tendra sentido realizar una cartografa a escala1:50,000 utilizando el sensor AVHRR del NOAA, ya quela MIC sera de 2x2 cm (1 km2 a esta escala). De acuerdoa la Asociacin Cartogrfica Internacional (Lpez-Vizoso, 1989), las escalas lmites ms idneas paradistintos sensores son: NOAA-AVHRR, 1:2,000,000

LANSAT-MSS, 1:200,000 LANSAT-TM, 1:100,000

SPOT-HRV (Pan), 1:50,000

La leyenda no solo est en funcin de la escala, sino tambin de lacomplejidad del territorio La decisin sobre la leyenda de trabajo

TELEDETECCIN (101)


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complejidad del territorio. La decisin sobre la leyenda de trabajocondiciona otros aspectos de la interpretacin, como es el tipo detratamiento o el nmero y fecha ms conveniente de las imgenes ainterpretar.

SELECCIN DEL MATERIAL DE TRABAJO

TIPO DE SENSOR: Los inventarios globales habrn de partir de sensoresde baja resolucin espacial (Tipo NOAA-AVHRR o METEOSAT),mientras los de mayor escala se basarn en sensores que ofrecen mayordetalle espacial (LANDSAT-TM o SPOT-HR5V). Si el fenmeno estudiadoes muy dinmico en el tiempo, p.ej. Deteccin de incendios forestales o laprediccin de cosechas, conviene acudir a sensores de alta resolucintemporal (tipo AVHRR) an sacrificando precisin espacial.

FECHA DE ADQUISICIN: Depende del tipo de fenmeno a estudiar. SELECCIN DEL MTODO DE ANLISIS: VISUAL O DIGITAL?

MEDIOS ECONMICOS Y HUMANOS DISPONIBLES RAPIDEZ Y PRECISIN EXIGIDA TIPO Y CONTINUIDAD DE LAS TAREAS HOMOGENEIDAD DE LA SUPERFICIE ANALIZADA

El tratamiento digital requiere mayor inversin econmica yentrenamiento que el anlisis visual. Proporciona mayor versatilidad,rapidez y exactitud. Aunque relativamente todo depende de laconfiguracin del equipo, entrenamiento del intrprete y de la complejidaddel rea de estudio.

TELEDETECCIN (102) FASES DEL PROCESO DE TRABAJO


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J Definicin expresa y concreta de objetivos Propuesta metodolgica. Estudio bibliogrfico previo.

Visual Digital Trabajos de campo preparatorio y acopio de informacin

auxiliar. Seleccin de la informacin: tipo de sensor, fecha, soporte,

nmero y localizacin de bandas. Seleccin de la leyenda de trabajo. Trabajos de campo. Entrenamiento y familiarizacin con la

imagen. Identificacin y clasificacin de las categoras, a travs del

tratamiento digital y visual.

TELEDETECCIN (103) FASES DEL PROCESO DE TRABAJO


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J Revisin de campo para verificar los resultados. Restitucin, puede ser digital o analgica en la cartografa

base. Inventario. Cuantificar la extensin superficial de cada unade las categoras, una vez representadas sobre una basecartogrfica a escala.

Integracin de los resultados obtenidos con otro tipo devariables espaciales (digitalizacin final).

Interpretacin de la cartografa resultante, ponindola enrelacin con las variables humanas y del medio fsico queafectan al rea de estudio.

TELEDETECCIN (104) PRINCIPIOS BSICOS DE FOTOGRAMETRA

La fotogrametra es la ciencia y tecnologa de la


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La fotogrametra es la ciencia y tecnologa de laobtencin de medidas espaciales y otros productosgeomtricamente confiables a partir de fotografas

(Lillesand, 2001).Los procedimientos en el anlisis fotogramtricovaran desde la obtencin aproximada de distancias,reas y elevaciones usando productos fotogrficos enpapel con equipo no muy sofisticado y conceptosgeomtricos sencillos para generar Modelos de

Elevacin Digitales (DEM), ortofotos, datostemticos para usarlos en SIG y otros productosderivados mediante el uso de imgenes en formatoraster y tcnicas analticas relativamentesofisticadas.

El anlisis fotogramtrico incluye el analgico

(hardcopy) y digital (softcopy). Puede tcnicasfotogramtricas areas y espaciales.


Las fotografas areas se pueden usar para:


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Las fotografas areas se pueden usar para: DETERMINAR LA ESCALA DE UNA FOTOGRAFA

AREA VERTICAL Y ESTIMAR LAS DISTANCIASHORIZONTALES A PARTIR DE MEDICIONES

HECHAS SOBRE LA MISMA. DETERMINAR LAS REAS EQUIVALENTES EN UNSISTEMA DE COORDENADAS EN TIERRA USANDOLAS MEDICIONES DE REAS HECHAS SOBREFOTOGRAFAS AREAS.

CUANTIFICAR LOS EFECTOS DELDESPLAZAMIENTO DEL RELIEVE EN LAS FOTOS

AREAS. DETERMINACIN DE LAS ALTURAS DE LOSOBJETOS A PARTIR DE MEDICIONES DELDESPLAZAMIENTO DEL RELIEVE.

DETERMINACIN DE LAS ALTURAS DE LOSOBJETOS Y ELEVACIONES DEL TERRENO PORMEDIO DE LA MEDIDA DEL PARALAJE DE LA

FOTO. USO DE PUNTOS DE CONTROL EN TIERRA. MAPEAMIENTO USANDO FOTOS AREAS. PREPARACIN DE UN PLAN DE VUELO PARA

ADQUIRIR FOTOS AREAS.


CARACTERSTICAS GEOMTRICAS BSICAS DE LAS


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CARACTERSTICAS GEOMTRICAS BSICAS DE LASFOTOGRAFAS AREAS

TIPOS GEOMTRICOS DE LAS FOTOS AREAS VERTICALES: Eje de la cmara vertical. OBLICUAS: Eje de la cmara inclinado (1 a 3).

FOTOGRAFAS VERTICALES: Se toman a lo largo de laslneas de vuelo. La lnea trazada sobre la superficie terrestredirectamente bajo el avin durante la toma de las fotos seconoce como lnea nadir. Esta lnea conecta los centros de lasimgenes de las fotos verticales. Cada fotografa cubre unporcentaje (50%) de la anterior lo que permite la visinestereoscpica o 3D en las mismas. Los estereopares son fotosadjacentes que se sobreponen 50% y permiten la perspectiva delas fotografiadas tomadas desde dos ngulos diferentes.

La distancia sobre el terreno entre los centros de las fotos seconoce comobase. La relacin entre la base y la altura de vuelodetermina la exageracin verticalque se percibe alfotointerpretar. A mayor relacin base-altura de vuelo, mayor

es la exageracin vertical.


ELEMENTOS GEOMTRICOS DE UNA


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ELEMENTOS GEOMTRICOS DE UNAFOTOGRAFA VERTICAL

Las coordenadas de posiciones, x e y, de los

puntos de la imagen se referencian con respecto alos ejes formados por lneas rectas que unen lasmarcas fiduciales grabadas en el positivo de lapelcula. El eje x se asigna arbitrariamente al ejefiducial ms cercano coincidente con la lnea devuelo y se toma positivo en la direccin de vuelo.

El eje y se toma positivo 90 contrario a lamanecilla del reloj a partir del eje x. El origen decoordenadas de la foto coincide exactamente conelpunto principal de la foto.

Las mediciones de las foto coordenadas se hacenutilizando una escala, si el problema no requiere

mucha precisin, o un digitalizador.

TELEDETECCIN (108)

PRINCIPIOS BSICOS DE FOTOGRAMETRA


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PRINCIPIOS BSICOS DE FOTOGRAMETRAESCALAS DE LAS FOTOSLa escala fotogrfica es una expresin en donde una

unidad de distancia en la fotografa area representaun nmero especfico de unidades de distancia en elterreno. Pueden ser:

UNIDAD EQUIVALENTE: 1 mm = 25 m FRACCIN REPRESENTATIVA: 1 / 25,000

RELACIN: 1 : 25,000Escala grande vs Escala pequea: Cul escala esms grande 1:10,000 o 1:50,000?


ESCALA DE LA FOTO S d (di t l f t ) / D (di t l


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ESCALA DE LA FOTO = S = d (dist en la foto) / D (dist en elterreno)

En el caso de un terreno plano, la escala es funcin de la

distancia focal, f, de la cmara y la altura de vuelo sobre elterreno, H: S = f / H

S = f / Hh Donde h es la elevacin del terreno sobre el nivel del mar ( H =

H-h). Para una fotografa entera, se calcula la escala promedio

usando la elevacin promedio del terreno fotografiado,Savg= f / Hhavg

MEDICIN DE REAS EN FOTOS AREAS: La precisinest en funcin del equipo usado y la escala de la foto. Paramedir caractersticas de formas irregulares, se mide el rea de

la forma irregular y se convierte a rea de terreno con lasiguiente relacin:

rea en el terreno = rea en la foto x 1 / S2

TELEDETECCIN (110)

Problemas:


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Problemas: Las intersecciones de dos carreteras mostradas en una foto area

se pueden localizar en un mapa topogrfico a esc. 1:25,000. Ladistancia medida entre las intersecciones es 47.2 mm en el mapa y94.3 mm en la foto. a) Cul es la escala de la foto? y a esa escala,b) cul es la longitud de una cerca que mide 42.9 mm en la foto?

0.0472mx25,000/1= 1180 m

a) S= 0.0943m/1180= 1/12,513 o 1:12,500 b) D=d/S = 0.0429m/ 1/12,500 = 536.25 m

Una cmara equipada con un lente de longitud focal de 152 mm

se utiliza para tomar una fotografa vertical desde una altura de2780 msnm. Si el terrero es plano y localizado a una elevacin de500 m, Cul es la escala de la fotografa?

S = f / (H-h) = 0.152 m / (2780m - 500m) = 1/15,000 o 1: 15:000

TELEDETECCIN (111)


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Tarea Una fotografa fue tomada a una altura de vuelo de 5000

msnm con una cmara con un con longitud de lente de152 mm. a) Determine la escala de la foto en los puntosA y B los cuales tienen elevaciones de 1200 y 1900 mrespectivamente. b) Qu distancia sobre el terrenocorresponde una distancia de 20.1 mm medida sobre lafoto en c/u de estas elevaciones?

Un campo agrcola rectangular mide 8.65 cm de largo y5.13 cm de ancho en una fotografa vertical con unaescala de 1:20,000. Encuentre el rea del campo en elterreno.

El rea de un lago es de 52.2 cm

2

en una fotografavertical a escala 1:7,500. Encuentre el rea real del lago.


DESPLAZAMIENTO DEL RELIEVE DE


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DESPLAZAMIENTO DEL RELIEVE DECARACTERSTICAS VERTICALES

CARACTERSTICAS DELDESPLAZAMIENTO DEL RELIEVE De los tringulos mostrados en la figura, seobtiene:

D/h = R/H d/h = r/H d = rh / H

donde d es el desplazamiento del relieve, r es ladistancia radial sobre la fotografa desde el puntoprincipal al punto de la imagen desplazado, h es laaltura por encima del datum del punto objeto, H

altura de vuelo por encima del mismo datumseleccionado para referenciar h.


DETERMINACIN DE LA ALTURA DEL


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DETERMINACIN DE LA ALTURA DELOBJETO A PARTIR DE LA MEDIDA DELDESPLAZAMIENTO DEL RELIEVE

h = dH / rPara usar esta ecuacin se deben identificarclaramente la base y la cumbre del objeto en lafotografa y la altura de vuelo H.

PARALAJE DE LA IMAGEN: El paralaje se refiereal cambio aparente en las posiciones de los objetosestacionarios causados por un cambio en la posicinde vista.

Caracterstica del Paralaje El paralaje de cualquier punto viene dado por:

pa = xaxa Donde pa es el paralaje del punto A, xa es la

coordenada x de la imagen a sobre la fotoizquierda del estereopar, xa es la coordenada dela imagen a sobre la foto derecha. El eje x seconsidera positivo a la derecha de cada puntoprincipal de la foto.

TELEDETECCIN (114)

PRINCIPIOS BSICOS DE


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FOTOGRAMETRAALTURA DEL OBJETO Y LOCALIZACIN DE

LA COORDENADA DE TIERRA A PARTIR DELA MEDIDA DE PARALAJE De la figura obtenemos:

pa / f = B / HhA HhA = Bf / pa

hA= HBf / pa XA/ H-hA = xa/ f XA = xa(H-hA) / f

XA = Bxa/ pa

YA = Bya / pa

TELEDETECCIN (115) PRINCIPIOS BSICOS DE

FOTOGRAMETRA


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FOTOGRAMETRA En muchas aplicaciones lo que interesa

realmente es la diferencia en elevacin en los dospuntos considerados; el cambio en elevacinviene dado por:

h = pH / pa donde h es la diferencia de elevacin entre los

dos puntos cuya diferencia de paralaje es p, H

es la altura de vuelo sobre el punto ms bajo y paes el paralaje del punto ms alto. MEDICIN DE PARALAJE: Un mtodo para

medir paralaje es orientar y alinear las fotos consus lneas de vuelo y medir las distancias D y d enlas mismas. El paralaje viene dado por:

p = xx = D d Otra manera es usando labarra de paralaje.

TELEDETECCIN (116) INTRODUCCIN A LA INTERPRETACIN VISUAL

DE IMGENES


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DE IMGENESFUNDAMENTOSLas fotografas areas e imgenes espaciales

contienen caractersticas detalladas del terreno almomento de la toma. La tarea de un intrprete esexaminar sistemticamente las imgenes y revisarotros materiales como mapas y reportes de campo.El xito en la interpretacin vara con el

entrenamiento y experiencia del intrprete, lanaturaleza de los objetos o fenmeno siendointerpretado y la calidad de las imgenes que seutilicen. En adicin, es importante que el intrpretetenga un entendimiento completo del fenmenoestudiado as como conocimiento de la regingeogrfica en estudio.

TELEDETECCIN (117) INTRODUCCIN A LA INTERPRETACIN VISUAL DE

IMGENES


123/234

ELEMENTOS EN LA INTERPRETACIN DE IMGENES La mayora de las aplicaciones consideran las caractersticas

bsicas siguientes: FORMA: General, configuracin, esquematizacin de losobjetos individuales. Ejemplo, volcanes, domos o lineamientos.

TAMAO: Escala de la imagen, tamaos relativos entreobjetos en imgenes de la misma escala se deben considerar.

PATRN: Relativo al arreglo espacial de los objetos. La

repeticin de ciertas formas generales o relaciones escaracterstica de muchos objetos y le da a los objetos ciertopatrn que ayuda a reconocerlos.

TONO: Se refiere al brillo relativo o color de los objetos en unaimagen. Las bandas ms idneas para reconocer determinadosrasgos son:

Drenaje y morfologa (Infrarrojo cercano). Trazado urbano (Verde-rojo). Turbidez en el agua (Azul). Delimitacin agua-tierra (Infrarrojo cercano). Vegetacin (Rojo e Infrarrojo cercano).

TELEDETECCIN (118) INTRODUCCIN A LA INTERPRETACIN

VISUAL DE IMGENES


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VISUAL DE IMGENESELEMENTOS EN LA INTERPRETACIN DE

IMGENES TEXTURA: Es la frecuencia del cambio de tono en la imagen(Rugosidad o suavidad). Se produce por una agregacin decaractersticas unitarias que son muy pequeas paraidentificarse individualmente en la imagen. Es el resultado de laforma individual, tamao, patrn, sombra y tono.

Textura gruesa: cuando los objetos estn comprendidosentre 0.25 y 1 mm2 a la escala de la imagen. Textura media: 0.04 y 0.25 mm2

Textura fina: inferiores a 0.04 mm2.SOMBRAS: Depende del perfil del objeto y el

ngulo de luz. Interpretacin de los rasgosgeomorfolgicos

TELEDETECCIN (119) INTRODUCCIN A LA INTERPRETACIN

VISUAL DE IMGENES


125/234

VISUAL DE IMGENESELEMENTOS EN LA INTERPRETACIN DE

IMGENESSITIO: Se refiere a la localizacin geogrfica otopogrfica, es importante en la identificacin de lavegetacin.

ASOCIACIN: Ocurrencia de ciertas

caractersticas en relacin a otras.RESOLUCIN: Tamao de la mnima unidaddiscriminable sobre la imagen. Se relaciona con eltamao del pixel y la escala de la imagen. Elementosmenores que el tamao del pixel no sern

discriminables en la imagen. A mayor resolucinmejor se define el pixel ya que albergar una solacubierta; si el tamao del pixel es grande, la sealdetectada resulta de varios tipos de cubierta y es msdificil su identificacin.

TELEDETECCIN (120) INTRODUCCIN A LA INTERPRETACIN VISUAL DE

IMGENES


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APLICACIONES CARTOGRAFA GEOLGICA: Lineamientos, volcanes,

lavas, localizacin de acuferos, pliegues, tipos de rocas, entreotros. CARTOGRAFA DEL SUELO: Humedad, textura, rugosidad,

xidos de hierro, contenido orgnico, entre otros. de rboles.

COBERTURA DEL SUELO: Tipo de ocupacin existentesobre el suelo, ya sea vegetacin, cultivos agrcolas o espaciosurbanos. Es bsica en la planificacin del territorio ya que esimportante conocer la dedicacin actual del terreno paraproponer cualquier mejora.

APLICACIONES AGRCOLAS: Clasificacin de cultivos-sedebe conocer el calendario de cultivos en el rea.

APLICACIONES FORESTALES: Manejo, mantenimiento ymejora de los bosques, control de incendio, evaluacin deenfermedades y control de plagas. Identificacin de especies de

rboles.

TELEDETECCIN (121) INTRODUCCIN A LA INTERPRETACIN VISUAL

DE IMGENES


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APLICACIONES APLICACIONES EN RECURSOS HDRICOS: Monitorear la

calidad, cantidad y la distribucin geogrfica del agua. POLUCIN DEL AGUA: Fuentes puntuales y no

puntuales de contaminacin. Desechos orgnicos, agentes infecciosos, nutrientes de

plantas, qumicos orgnicos sintticos (detergentes,

pesticidas), sedimentos productos de la erosin, desechosradioactivos, aumento de la temperatura del agua porenfriamiento de plantas, etc.

EVALUACIN DE EUTROFICACIN DE LAGOS ESTIMACIN DE DAOS POR INUNDACIONES

LOCALIZACIN DE ACUFEROS SUPERFICIALES:reas de recarga y descarga de aguas subterrneas.

FORMATELEDETECCIN (122)


128/234

FORMA Y PATRNTELEDETECCIN (123)


129/234

COLOR Y TONO

TELEDETECCI N (124)


130/234

TONO Y TEXTURATELEDETECCIN (125)


131/234

TELEDETECCIN (126)


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Geometra de las fotografas

Areas verticales

Basado en Paine, Captulo 2Prof. Leonidas Rivera A., MSc

Fotografas areas VerticalesTELEDETECCIN (127)


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Caractersticas:

Inclinacin no mayor a los 3 grados de la vertical

La escala es aproximadamente constante en toda la fotoCon algunas limitaciones, una foto area vertical puede usarse comosustituto de un mapa

El formato ms comn de una foto es de 9 por 9 pulgadas

Fotografas areas verticalesTELEDETECCIN (128)


134/234

Longitud focal

Distancia desde el plano focal a aproximadamente el centro del lente de la cmara.

Fotografas areas verticalesTELEDETECCIN (129)


135/234

Longitud focal

El ngulo de cobertura aumenta en la medida en que la longitud focal disminuye

Long.

Focal

PlanoFocal

Lentes

ngulo decovertura

Terreno

Long.

Focal

PlanoFocal

Lens

ngulo decovertura

Terreno

Fotografas Areas VerticalesTELEDETECCIN (130)


136/234

Marca fiducial

Figuras geomtricas proyectadas pticamentelocalizadas en las cuatro esquinas de lafotografa oA los cuatro lados de sta.

Definen los ejes coordenados y el centrogeomtrico de una fotografa area.

El eje x define mayormente la direccin devuelo.

El eje y define la lnea de vuelo.

La interseccin de las marcas fiducialesrepresenta el punto principal de la foto.



137/234

Los tres centros de una foto

Tipos diferentes de distorciny desplazamiento radiadosdesde stosPunto Principal: centrogeomtrico de la fotografa y

la interseccin de los ejes X eY.

La distorcin del lente esradial a partir del PuntoPrincipal

Ground

PPoint



138/234


Nadir: El punto verticalmentedebajo de la cmara almomento de la toma de la foto.

El desplazamiento topogrfico

es radial a partir del puntonadir.

Usualmente es dificillocalizarlo en una solafotografa area.

Ground

Nadir

PPoint



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Isocentro: El punto que caesobre una lnea a medio caminoentre el PP y el Nadir.

El desplazamiento inclinado es

radial a partir de este punto.

Ground

Nadir

Isocenter

PPoint



140/234


En una foto realmente vertical, los tres centros selocalizarn en el mismo lugar. Este lugar puede localizarsedibujando lneas entre las marcas fiduciales opuestas (unavez definido el PP).



141/234



142/234

Distorcin y desplazamiento

Distorcin: El cambio en posicin de la caracterstica del paisaje en unafoto que altera la perspectiva caracterstica de la imagen.

Pelcula y error de impresin (negligible)Refraccin atmosfrica de los rayos de luz (negligible)

Movimiento de la caracterstica del paisajeDistorcin del lente

Desplazamiento: Cualquier cambio de posicin de la caracterstica delpaisaje en una foto que no altera la perspectiva caracterstica de laimagen.

Curvatura de la tierra (negligible)InclinacinAltura topogrfica



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Distorcin y desplazamiento: Distorsin del lente

Se irradia a partir del PPOcasiona que las caractersticas del paisaje aparezcan msalejadas o cercanas al PP que lo que realmente estn.Mas exagerado en los bordes de la foto.

Puede calcularse calibrando los lentes y desarrollandouna curva de distorsin para los lentes.



144/234

Distorsin y desplazamiento: Distorsin por inclinacin

Se irradia a partir del isocentro de la foto.

Causada porque el avin no est perfectamente horizontal al momento de la toma.

Si el valor de la inclinacin es conocida, la foto puede corregirse.

Si podemos determinar la direccin de la inclinacin en trminos del lado superior

de la Inclinacin y el lado inferior" de la inclinacin, podemos determinar como lacaracterstica del paisaje se ha desplazado.



145/234

Distorsin y desplazamiento: desplazamiento por inclinacin

Suelo

Nadir

Isocentro

PP

Eje-X:Alas arriba oabajo

Suelo

Nadir

Isocentro

PPt

EjeY:Nariz arribaO abajo



146/234


Suelo

Nadir

Isocentro

PP

Foto

Fotografas Areas Verticales

TELEDETECCIN (141)


147/234


Suelo

Nadir

Isocentro

PP

Foto



148/234


Foto

Suelo

a

a

b

Some landscape feature(a) is being displayedon a photograph (pointa) that is displacedradially inward fromthe appropriate placeon the photograph (c)by the amount d.

c

d

Desplazamiento



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Distorsin y desplazamiento: desplazamiento topogrfico

Se irradia a partir del punto nadir de la foto.Vara directamente con la altura del paisaje.Vara directamente con la distancia radial des el nadir a la parte superior del paisaje.El punto nadir no se desplaza.

Vara inversamente con la altura de vuelo sobre la base del paisaje.

La 3-D se ve a causa de sto.Podemos usar la teora de los tringulos similares para definir una ecuacin

que calcule el desplazamiento topogrfico.

En el ejemplo se asume que el nadir y el PP son el mismo.



150/234


Unidades en pulg o mm,misma escala como en la foto:

r = distancia en la fotodesde el nadir a la caracterstica

desplazada.r = lugar actual en la foto donde elobjeto debe localizarsed = desplazamiento (topogrfico)f = distancia focal

rd r

fnegativo

lente

A

H

E

H-h

hR



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Units in feet or meters:

h = height of thelandscape feature.

A = altitude of the aircraft

above sea level.E = elevation of the

landscape feature.H = Flying height above

the base of the landscapefeature at nadir.

R = distance from thenadir to the landscapefeature.

rd r

fnegative

lens

A

H

E

H-h

hR



152/234


Tringulos semejantes:

R

r

hH

f

)(

hH

Rfr

As:

rd r

fnegativo

lentes

A

H

E

H-h

hR

Fotografas Areas Verticales

TELEDETECCIN (147)


153/234


Tngulos semejantes:

R

r

H

f '

H

Rfr'

As:

rd r

fnegativo

lentes

A

H

E

H-h

hRR



154/234


Usualmente nos interesanDos cosas:

d (desplazamiento del objetotopogrfico en la fotografa)

h (altura del objeto)

dnegativo

lentes

h



155/234


Calcular d:

'rrd

H

Rf

hH

Rfd

hH

hH

H

Rf

H

H

hH

Rfd

HhH

hRf

HhH

HRf

HhH

HRfd

)()()(

HhH

hRf

HhH

HRf

HhH

HRfd

)()()(

HhH

hRfd

)(

Calcular d (cont.):

hH

Rfr

Recuerde,

As,

H

hrd

o,

EA

hrd

r

dHh

r

dEAh

)(

donde d = desplazamiento de laCaracterstica en la foto, y h = altura delobjeto



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Ejemplo #1: Cumbre de la montaa

Altura de vuelo sobre la base del objetoEn el punto nadir = H= 10,000 pies

Altura del objeto relativo al puntonadir = h = 1,000 pies

Dist. radial desde el nadir a la ubicacinDel objeto en la foto = 3.0 pulgadas

Cul es el desplazamiento en la fotorelativo al nadir?

H

hrd

feet

feetinchesd

000,10

)1000(0.3

inchesd 3.0

Si la escala de la foto es 1 : 12000, cules el error en el terreno?

)12000(3.0 incheserrorground

incheserrorground 3600feeterrorground 300



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Example #2: Tree Height

Suppose we have the measureddisplacement of a tree, on flatground, or d = 2.1 mm.

The distance from the top of the treeto the nadir of the photograph is79.4 mm, or r = 79.4 mm.

The flying height of the aircraft, A,above sea level is 10,000 feet.

The elevation of the area, E, from atopographic map is 2,000 feet.

Nadir

A = 10,000 feetE = 2,000 feet

79.4 mm

2.1 mm



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Example #2:

What is the height of the tree?

Nadir

A = 10,000 feetE = 2,000 feet

79.4 mm

2.1 mm

r

dEAh

)(

mm

mmfeetfeeth

4.79

1.2)200010000(

mm

mmfeeth

4.79

1.2)8000(

feeth 6.211

Qu es esto que aparece en la foto?

TELEDETECCIN (153)


159/234

TELEDETECCIN (154) PROCESAMIENTO DIGITAL DE IMGENES

El procesamiento digital de imgenes involucra la


160/234

p g gmanipulacin e interpretacin de imgenes digitales

con la ayuda de una computadora y un softwarepara ello.

El proceso de adquisicin de una imagen digitaldifiere, sustancialmente, del empleado en lafotografa area. En cualquier sistema fotogrfico,la energa procedente de los objetos se registrasobre una superficie sensible a la luz; sta puedecomponerse de una o varias capas, formando,

respectivamente, una pelcula pancromtica o encolor.

TELEDETECCIN (155) PROCESAMIENTO DIGITAL DE IMGENES En el caso de los equipos pticos-electrnicos, no existe esta

superficie slida de grabacin. El sensor explora


161/234

p g psecuencialmente la superficie terrestre adquiriendo, aintervalos regulares, la radiacin que proviene de los objetossobre ella situados. La frecuencia con que el sensor realiza elmuestreo de la superficie terrestre define lo que se conocecomoresolucin espacial. El sensor detecta la radianciamedia de una parcela de terreno equivalente al tamao delpixel, unidad visual ms pequea que aparece en la imagen.

Este valor se traduce por el sensor a un valor numrico apartir del cual se realiza el tratamiento digital de imgenes. Una imagen consiste de un arreglo de pixeles o celdas

ordenadas en filas y columnas. Cada pixel de la imagen vienedefinido por un nmero entero que es la intensidad de laseal reflejada o emitida recibida o la traduccin de la

radiancia recibida por el sensor para una determinadaparcela de la superficie terrestre y en una determinada bandadel espectro. Este valor se conoce como DN o nmero digital(Nivel Digital). Este valor numrico, no visual, se traducefcilmente a una intensidad visual o nivel de gris mediante unconvertidor digital-analgico (un monitor de TV).

TELEDETECCIN (156) CORRECCIONES DE LA IMAGEN: Son los procesos que tienden aeliminar cualquier anomala detectada en la imagen, ya sea en sulocalizacin, en los DN de los pixeles que la componen. Las correciones quenormalmente se hacen son:


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normalmente se hacen son: RESTAURACIN Y RECTIFICACIN DE LA IMAGEN: El

objetivo es corregir la data distorsionada o degradada de la imagenpara crear una representacin ms fiel de la escena original. Se leconoce como operaciones de pre procesamiento (correccionesgeomtricas, radiomtricas y de ruido.

REALCES Y MEJORAS DE LA IMAGEN: Estos se aplican a laimagen para desplegar ms efectivamente la misma para futurasinterpretaciones visuales (Slicing, Filtering and Stretching en ILWIS).

CLASIFICACIN DE IMGENES: Reemplazo del anlisis visual dela imagen con tcnicas cuantitativas para la identificacin automticade caractersticas en el lugar de la toma. Esto normalmente involucrael anlisis de imgenes multiespectrales y la aplicacin de reglas dedecisin basadas estadsticamente para determinar la identidad de lacubierta terrestre de cada pixel en una imagen. Si la interpretacin es

basada solamente en las radiancias espectrales al proceso se le conocecomoreconocimiento de patrones espectrales. Si la interpretacin sebasa en la formas geomtricas, tamaos y patrones presentes en laimagen al proceso se le conoce comoreconocimiento de patronesespaciales.

TELEDETECCIN (157) CORRECCIONES DE LA IMAGEN:OBTENCIN DE DATA E INTEGRACIN AL SIG: Se

utiliza para combinar data de imagen para un rea


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p g pgeogrfica dada con otra data georeferenciada de la

misma rea. Para ello se requiere el uso del SIG.ANLISIS DE IMGNES HIPERESPECTRALES: Lossensores hiperespectrales identifican y determinan muchascaractersticas del mismo fenmeno en la imagen. Serequiere correccin atmosfrica y se basa mucho en modelosbiofsicos y fsicos ms que en estadsticos.

MODELAMIENTO BIOFSICOS: Se usa para relacionarcuantitativamente la data en una imagen con lascaractersticas biofsicas y fenmenos medidos en tierra(Produccin de cultivos, concentracin de contaminantes,profundidad del agua, etc.).

TRASMISIN Y COMPRESIN DE IMAGEN: Elalmacenamiento, transmisin y distribucin de datosdgitales por internet es un problema que se est enfrentadodebido al volumen de la informacin generada por lossatlites.

TELEDETECCIN (158) MEJORAMIENTO O REALCE ESPACIAL: Esta tcnica resulta enla modificacin del valor de un pixel de la imagen basado en losvalores de pixeles en la vecindad inmediata. Se utilizan diferentesfiltros para tal fin Los mismos se usan para:


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filtros para tal fin. Los mismos se usan para:

Corregir y restaurar imgenes afectadas por malfuncionamientodel sensor

Mejorar las imgenes para interpretacin visual

Extraer caractersticas

Como todo el proceso de mejoramiento de las imgenes, el objetivo escrear nuevas imgenes a partir de la data de la imagen original con el

propsito de aumentar el volumen de informacin que se puedeinterpretar visualmente.

Los filtros de frecuencia espacial o filtros espaciales pueden enfatizar osuprimir datos de la imagen de varias frecuencias espaciales. Lafrecuencia espacial se refiere a la rugosidad de las variaciones en los

valores DN que aparecen en una imagen. En reas con frecuenciasespaciales altas, los valores DN pueden cambiar abruptamente sobreun nmero relativamente pequeo de pixeles (carreteras, costas,lmites vecindales). Las reas suaves en la imagen se caracterizan poruna frecuencia espacial baja donde los valores de DN cambiangradualmente sobre un nmero grande de pixeles (campos agrcolas

homogneos grandes cuerpos de aguas)

TELEDETECCIN (159)Filtros de paso bajo: Estos filtros filtran las frecuencias alta y media y

el resultado es una imagen de apariencia suave o lisa. Suavizan loscontrastes espaciales presentes en la imagen. Se trata de asemejar el


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p p g jDN de cada pixel al de los pixeles vecinos, reduciendo la variabilidad

espacial de la escena. Este tipo de filtrado se utiliza para restaurar loserrores aleatorios que pueden presentarse en los DN de la imagenproducto de un defecto en la adquisicin o recepcin de los datos.

Filtros de paso alto: Aslan los componentes de alta frecuencia en unaimagen. Remarcan digitalmente los contrastes espaciales entre pixelesvecinos, enfatizando los rasgos lineales presentes en la imagen como

carreteras, parcelas o accidentes geolgicos. Existen dos tipos de filtrosde paso alto: Gradiente (primera derivada) o direccional (realce detendencias lineales especficas) y Laplaciano o no direccional (realzancaractersticas lineales en cualquier direccin en la imagen. Interesa elcambio de gradiente y no solo el gradiente en si: segunda derivada).

Un filtro consiste de un arreglo de 3x3 (kernel).

Cada valor del pixel es multiplicado por el correspondiente coeficienteen el filtro. Los 9 valores son sumados y el valor resultante reemplazael valor original del pixel central. Esta operacin se conoce comoconvolucin.

Procesamiento de imgenes: Las imgenes de

TELEDETECCIN (160)


166/234

g gsatlite contienen informacin de la radiacin solar

reflejada por la tierra misma o energa emitida porlos sistemas de radar. Una imagen consiste de unarreglo de pixeles o celdas (grillas) las que sonordenadas en filas y columnas. Cada pixel tiene unNmero Digital (DN) que representa la intensidadde la seal recibida que ha sido reflejada o emitidapor un rea dada de la superficie terrestre. Eltamao del rea perteneciente a un pixel se conocecomo resolucin espacial. Una imagen puede

consistir de muchas capas o bandas . Cada banda secrea por el sensor que colecta energa en unalongitud de onda especfica del espectroelectromagntico.

Procesamiento de imgenes

TELEDETECCIN (161)


167/234

En el caso de imgenes de satlite y fotografas

areas blanco y negro escaneadas se utiliza eldominio de imagen. Los valores de los pixelesvaran entre 0 y 255; estos valores representan lareflectancia de la superficie del objeto. Eldominio imagen es de hecho un caso especial deldominio value. Los mapas raster que utilizaneste dominio se almacenan utilizando el formato

1 byte per pixel. Una imagen con una solabanda se puede visualizar en trminos de tonosde grises que van desde el negro (0) al blanco(255).

Procesamiento de imgenesL t t l d l fi i t t

TELEDETECCIN (162)


168/234

La respuesta espectral de la superficie terrestre en

una longitud de onda especfica almacenada por elespectrmetro en el satlite se asigna a los pixeles.Los pixeles con una respuesta espectral fuertetienen DN altos y viceversa. La respuesta espectral

de los objetos pueden cambiar dependiendo de lalongitud de onda grabada. Cuando se usa una escalade grises, los pixels con una respuesta espectraldbil tienen tonos oscuros o negros y los de

respuesta fuerte presentan tonos brillantes claros oblancos. stos se pueden analizar mediante el pixelinformation window de manera interactiva ysimultnea en una o ms imgenes.

Procesamiento de imgenesTELEDETECCIN (163)


169/234

Mejoramiento de la imagen: procedimiento que

involucra hacer una imagen mejor interpretable parauna aplicacin particular. Se puede clasificar en

Mejoramiento del contraste o mejoramiento

global: linear contrast stretch, histogram equalized

stretch y piece-wise contrast stretch: transforman

la data usando tcnicas estadsticas calculadas de

todo el conjunto de los datos. La otra clasificacin

solo considera las mejoras locales o espaciales enconsideracin y pueden variar considerablemente entoda la imagen: image smoothing and sharpening.


Mejoramiento del contraste: La sensibilidad de los sensores

TELEDETECCIN (164)


170/234

Mejoramiento del contraste: La sensibilidad de los sensores

a bordo de los satlites han sido diseados de manera quepuedan almacenar un rango amplio de caractersticas debrillo bajo un rango amplio de condiciones de iluminacin.Muy pocas escenas individuales muestran un rango de brilloque utiliza completamente el rango de brillo de los sensores.

El objetivo del mejoramiento del contraste es mejorar lainterpretabilidad visual de una imagen al aumentar ladistincin aparente entre las caractersticas en la escena.Aunque la mente humana es excelente en distinguir e

interpretar caractersticas espaciales en una imagen, el ojo nopuede discriminar las diferencias sutiles en reflectancia queidentifica estas caractersticas. Cuando se hace este tipo detcnica de mejoramiento, estas pequeas diferencias seamplifican para hacerlas ms observables al ojo humano.


Mejoramiento del contraste: Se usa adems para minimizar

TELEDETECCIN (165)


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Mejoramiento del contraste: Se usa, adems, para minimizar

el efecto haze, que se debe a la luz dispersa que llega alsensor sin haber interactuado con ningn objeto de lasuperficie terrestre. Este efecto produce valores de DN msaltos y el efecto aditivo resulta, adems, en la reduccin delcontraste en la imagen. Produce, adems, valores diferentes

en los rangos espectrales almacenados: ms altos en azul yms bajos en el rango infrarojo del espectroelectromagntico.

Las tcnicas utilizadas para este mejoramiento son: linear

stretching technique y el histogram equalization. Paramejorar rangos especficos de datos que muestran ciertostipos de cobertura de la tierra se aplica el piece-wise linearcontrast stretch.

Procesamiento de imgenesMejoramiento del contraste: El monitor de la

TELEDETECCIN (166)


172/234

Mejoramiento del contraste: El monitor de la

computadora puede desplegar 256 niveles de gris(0-255). Esto corresponde con la resolucin de lamayora de las imgenes de satlite, cuyo DN varaentre 0 y 255. Para producir una imagen con el

ptimo contraste, es importante utilizar el rangototal de brillo del medio de despliegue (del negro alblanco pasando por todas las variedades de grises).

El mtodo de linear stretches el ms simple del

mejoramiento de contraste. El valor DN en elextremo bajo del histograma original se le asigna alextremo negro y el valor alto se le asigna al extremoblanco. Los valores de los pixeles remanentes sedistribuyen linealmente entre estos extremos.


M j i t d l t t

TELEDETECCIN (167)


173/234

Mejoramiento del contraste:

La tcnica histogram equalizationes una nonlinear stretching technique. En este mtodo, losvalores DN son distribuidos basados en sufrecuencia. La mayora de los tonos grises se asignan

a los valores DN que ocurren con mayor frecuenciaen el histograma.

La efectividad del mtodo depende de la distribucinoriginal de los valores de los datos y de los valores delos datos de las caractersticas de inters. En lamayora de los casos este mtodo es muy efectivopara imgenes de tonos grises.


P i i i d j i t d l t t

TELEDETECCIN (167)


174/234

Principio de mejoramiento del contraste

TELEDETECCIN (168)


175/234

In the Operation-tree, expand Statistics and double-click the Histogram operation. The Calculate Histogram dialog box is opened.

TELEDETECCIN (169)


176/234

Select the raster map Tmb1 and click the Show button.

The histogram window appears showing a graphical display of thehistogram as well as a numerical display of the histogram in a number of columns: Npix (= number of pixels with a certain pixel value), Npixpct (= the percentage of pixels compared to the total number of pixels),

Pctnotzero (= the percentage of pixels compared to the total number of pixels with non zero values), Npixcum (= cumulative frequency distribution), Npcumpct (= cumulative frequency distribution in percentages) and, if pixel size is known, Area (= area of pixels with a certain DN). In order to have a better view maximized the histogram window. Write down in Table 6.3 the DN values that belong to the corresponding cumulative percentages.

Clculo del histograma

TELEDETECCIN (170)


177/234

a) Cul es el nmero total de pxeles en la imagen?

b) Cuntos pxeles tienen un DN=68?

c) Cuntos pxeles tienen un DN > 93?

d) Cul valor de DN representa el valorpredominante (el que ocurre mayormente) de laimagen?

TELEDETECCIN (171)


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TELEDETECCIN (172)


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Linear stretching o estiramiento lineal: despus que se hacalculado el histograma se realiza el estiramiento. Se utilizan solamente

los valores en el intervalo entre 1 y 99%

TELEDETECCIN (173)


180/234

Compare estos valores con los escritos en la tabla6.3 e indique cules han sido los mayores cambiosque se han dado en los DN

Diferentes funciones de linear stretching o estiramiento lineal eliminandoo ignorando los porcentajes ms bajos o ms altos

E t t f i

TELEDETECCIN (174)


181/234

Estas cuatro funciones se

derivaron usando1) No stretching

2) Stretching entre el mnimoy mximo DN

3) 1% y 99% ms bajo y msalto

4) 5% y 95% ms bajo y msalto

Indique qu funcin destretching se est

usando para cada lneaen la figura adjunta

Mejoramiento espacial: Este procedimiento resulta en la modificacin deun valor de pxel basado en los valores de los pxeles de la vecindadInmediata. Se utilizan filtros diferentes para:

TELEDETECCIN (175)


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Corregir y restituir imgenes afectadas por mal funcionamiento de

los sistemas. Mejorar la imagen para interpretacin visual Extraer caractersticasAl igual que todos los procedimientos de mejoramiento, el objetivo escrear nuevas imgenes a partir de la data de la imagen original con el

propsito de aumentar la cantidad de informacin que puedeinterpretarse visualmente.Se dividen en filtros de paso bajo y de paso alto.1. Filtros de paso bajo: produce el efecto de filtrar las frecuencias

medias y altas y el resultado es una imagen de apariencia suave(smoothing filter). Aisla el componente de homogeneidad en la

imagen. Frecuencia de cambio es baja.2. Filtros de paso alto: enfatizan las frecuencias altas y suprimen lasbajas. Realzan los bordes (DNs altos a DNs bajos. Gradientes altosde DNs: edge-enhancement filters: gradient o directional filters(primera derivada) y Laplacian filters o non directional filters(segunda derivada)).

Un filtro consiste en un arreglo de 3x3, 5x5 o 7x7 de coeficientes o factoresde peso. Se puede considerar como una ventana que se mueve a travs dela imagen y mira a todos los valores de DN que caen dentro de la

TELEDETECCIN (176)


183/234

la imagen y mira a todos los valores de DN que caen dentro de la

ventana. Cada valor del pxel se multiplica por el correspondientecoeficiente en el filtro. Por ejemplo, para un filtro de 3x3, los 9 valoresresultantes se suman y el valor resultante reemplaza el valor original delpxel central. ESTE PROCEDIMIENTO SE CONOCE COMOCONVOLUTION (Convolucin).Cree y aplique el siguiente filtro

CONVOLUTION

TELEDETECCIN (177)


184/234

TELEDETECCI N (178)


185/234

MANIPULACIN MULTI-IMGENESProporciones espectrales: Proporciones de imgenes son

mejoramientos que resultan de la divisin de los valores de

TELEDETECCIN (179)


186/234

j qDN en una banda espectral por los correspondientes valoresen otra banda. Una de las mayores ventajas de lasproporciones de imgenes (ratio images) es que ellasmantienen la caracterstica espectral o de color de loselementos de la imagen a pesar de las variaciones en las

condiciones de iluminacin de la escena.Las imgenes proporcionadas son muy tiles para discriminarvariaciones espectrales sutiles en una escena que estesmascarada por las variaciones del brillo en imgenes debandas espectrales individuales o en imgenes a colores

compuestas. Esta discriminacin del mejoramiento se debeal hecho que las proporciones de imgenes claramentereflejan las variaciones en las pendientes de las curvas dereflectancia espectral entre dos bandas consideradas,independiente de los valores de reflectancia absoluta

OPERACIONES CON MLTIPLES BANDAS

Para extraer o ampliar caractersticas a partir de imgenes de

satlite que no pueden detectarse claramente en una banda

TELEDETECCIN (180)


187/234

satlite que no pueden detectarse claramente en una banda

simple, se puede usar la informacin espectral del objetoalmacenada en mltiples bandas.

En dos o ms imgenes de la misma localidad con la misma

georeferencia, se pueden realizar operaciones de suma, resta,

multiplicacin y divisin.

Las operaciones que se pueden realizar son:

Relacin de imgenes

ndices de vegetacin (NDVI)

Estadstica de multi bandas

Principal Components Analysis lgebra de imagen

Fusin de imagen


El satlite graba las reas con luz y sin luz.

Los DNs observados son ms bajos en la parte

TELEDETECCIN (181)


188/234

Los DNs observados son ms bajos en la parte

sombreada comparados con las reas en que nohay.


En la siguiente tabla se observa que los valores de DNs

TELEDETECCIN (182)


189/234

son ms bajos en la parte sombreada que en las reas conluz.

Sin embargo los valores de la relacin son casi idnticasindependientemente de las condiciones de iluminacin.


NORMALIZED DIFFERENCE VEGETATION INDEX:

TELEDETECCIN (183)


190/234

til para discriminar diferencias sutiles en variacionesespectrales en una imagen cuya escena est cubierta porvariaciones de brillo.

Por ejemplo la relacin de imagen near-infrared/redpuede ser muy til en diferenciar reas con vegetacin

estresada y no estresada. VI y NDVI: son dos ndices de vegetacin o

combinaciones matemticas que se utilizan paraidentificar la presencia y condicin de la vegetacin

verde. Ambos se basan en las propiedades de reflectancias de

reas vegetadas al compararla con nubes, agua y nievepor un lado y rocas y suelo desnudos por otro lado.


reas vegetadas tienen una reflexin relativamente alta

TELEDETECCIN (184)


191/234

g

en el infrarojo cercano y una reflexin baja en el rangovisible del espectro. Las nubes, agua y nieve tienenvalores mayores de reflectancia en el visual que en elinfrarojo cercano. Sin embargo, las rocas y suelosdesnudos tienen similar reflectancia en ambas regiones

del espectro.

NDICE DE VEGETACIN NORMALIZADO (NDVI) El ndice de vegetacin diferencial normalizada IVDN o NDVI es

TELEDETECCIN (185)


192/234

El ndice de vegetacin diferencial normalizada, IVDN o NDVI, es

una variable que permite estimar el desarrollo de una vegetacin enbase a la medicin, con sensores remotos, de la intensidad de laradiacin de ciertas bandas del espectro electromagntico que lamisma emite o refleja.

El IVDN utiliza los canales 1 (espectro visible VIS) y 2 (infrarojocercano NIR) del sensor AVHRR de los satlites de rbita polarNOAA. Normalmente la vegetacin viva, tiene reflectancia baja enel espectro VIS y alta en el espectro NIR. Cuando una coberturavegetal se encuentra en estrs, tiende a absorver menos radiacinsolar en el VIS aumentando su reflectancia y a absorver ms en elNIR. De esta manera la diferencia entre reflectancias de los canales2 y 1: R2-R1 (ndice diferencial) tiende a decrecer cuando lacobertura vegetal est afectada por algn factor de estrs

(defic

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TELEDETECCIÓN ISEM 2010