introducciÓn a la teledetecciÓn...
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INTRODUCCIÓN A LA TELEDETECCIÓN CUANTITATIVA
Haydee Karszenbaum, Veronica Barrazza y equipo
haydeek@iafe.uba.arvbarraza@iafe.uba.ar
Teledetección cuantitativa
Clase 1.1: Presentación
¿Qué mide un sensor remoto?
Pregunta
Teledetección cuantitativa
Alrededor de 50 satélites, 150 instrumentos (1 Argentino)
Varios sistemas pasivos y activos (1 sistema pasivo and 1 activoArgentinos en desarrollo)
Sistemas de observación de la tierra: Un mundo de temas
NOAA-AVHRRSeaWiFSMerisMODISSAC-CLandsatASTER
ERS-2RADARSAT 1ENVISAT-ASARRadarsat2Alos/PalsarAMSR-ESMOSSACD/AQuarius
micrones
Magnitudes físicas: reflectancias, temperaturas
Magnitudes físicas: coeficiente de retrodispersión, temperaturas, emisividad
Teledetección cuantitativa
Sistemas de observación de la tierra: interacción entreradiación EM y elementos del terreno
Magnitudes físicas: reflectancias, temperaturas
Magnitudes físicas: coeficiente de retrodispersión, temperaturas, emisividad
Teledetección cuantitativa
micrones centimetros
Interacciones I Interacciones II
Teledetección cuantitativa
micrones
centimetros
¿qué propiedades del terreno “veo” en un caso y en el otro caso?
Por qué veo un árbol verde? Que procesos ocurren? Cómo se distribuye la radiación que viene del sol?
Pregunta
COLORCOLOR
¿Qué procesos físicos producen estos colores?
Interacción de la radiación em con la materia: procesos físicos
¿Cómo se distribuye la energía que llega del sol?
tari EEEE Principio de conservación de la energía
LANDSAT TM, Estuario de Bahía Blanca (321)
¿Qué podemos decir de los procesos físicos y de las características del agua?
SAC-C, Ciudad de Buenos Aires y Delta del Río Paraná, (453)
Bosque (verano)
Pajonales de cortadera
Dispersión
Atenuación
trasmisión
¿Cómo se distribuye la energía que llega del radar?
Delta del Paraná
Envisat/ASAR
Banda C (5 cm)
Polarización HH
Modo WSM
S1-Agosto1997
S6-Mayo1998
S1-Mayo1998
Dispersión de doble rebote
Dispersión de doble rebote
Reflexión especular
Dispersión en volumen
Teledetección cuantitativa
4th Aquarius/SAC-D Science Workshop3-5 December 2008, Puerto Madryn, Chubut, Argentina
Tor Vergata
Ecology - UBA
Paraná sub-basin: Effects of flood
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0.35
0.17
before after
Delta del Río ParanáRegion
17,000 Km2
Monitoring from 28/03/2007 to 31/12/2007
Map of Polarization Index
4th Aquarius/SAC-D Science Workshop3-5 December 2008, Puerto Madryn, Chubut, Argentina
Tor Vergata
Ecology - UBA
Paraná sub-basin lower delta: monitoring water level
Microondas pasivas - AMSRE
¿Qué significa desarrollar aplicaciones?
Una aplicación consiste en la obtención de:una variable biogeofísica ouna variable ambiental ocategorías de cobertura y uso del suelocambios en categoríascambios en variables biogeofísicasel monitoreo de variables ambientales, tendencias y cambios
Desarrollar aplicaciones utilizando distintos sensores implica conocer
su tecnología (cómo observa)el comportamiento de las fuentes de iluminaciónel medio que la radiación em atraviesala física que caracteriza la interacción de la radiación electromagnética a esa frecuencia con los distintos objetos del terreno, la biología, geología, física, otros que describen al terrenotécnicas de procesamiento de imágenes.
Desarrollo de aplicaciones a partir de datos de múltiples sensores
Extracción de información: temática y de variables continuas (biofísicas)
Extracción de información de imágenes satelitales
Mapas temáticos
Teledetección temática
Teledetección cuantitativa
Clasificación de imágenes Modelos de interacción
Mapa de cobertura
Mapas de uso
Mapas de alcance de inundación
Mapas agrícolas
Mapas forestales
Indice de área foliar
Biomasa
Volumen maderable
Humedad del suelo
Procentaje de cobertura
Mapa de variables de categorías (discretas)
Mapa de variables de continuas
Parámetros de teledetección Parámetros ambientales
Magnitudes básicasReflectancias para cada banda, B1,….,Bn
Temperaturas
Coeficiente de backscattering
Emisividad
Magnitudes/parámetros derivadosÍndices (varios)(para distintas longitudes de onda)
Mapas de uso y coberturaBiomasa, LAIPorcentaje de coberturaHumedad del sueloContenido de agua en la hojaTipos forestalesRendimiento agrícolaProductividadErosiónDesertificaciónRiesgo de incendioColor del mar- productividadotros
Sistemas ópticos/térmicos/microondas
?Interacciones
Problema directo. Se trata de describir el medio y determinar qué onda electromagnética se obtendría de ese medio si incidiera un haz de radiación em (óptico, térmico, microondas) (modelo directo) (modelos electromagnéticos).
Problema inverso. Se trata de: a partir de una onda electromagnética (observación), que tiene ciertas propiedades, preguntarse qué medio y qué características del medio generan esas propiedades en la onda (modelo inverso) (inversión del modelo directo, redes neuronales, data mining, relaciones semi-empíricas, otros).
Problema directo/inverso
Que podríamos decir sobre la teledetección, cuál es su campo de acción?
Se podría decir, de manera general, que la teledetección trabaja sobre el principio del problema inverso.
Mientras que el objeto o fenómeno de interés (el estado) puede nomedirse directamente, existe alguna otra variable que SI puede detectarse y medirse (la observación) la cual puede estar relacionada con el objeto de interés mediante un modelo cuantitativo“derivado de los datos observados” (data-driven model).
Imágenes de SRemotos + datos auxiliares = Variables biofísicas
Sobre qué trabaja la teledetección?
Se trata en general, de los llamados, problemas mal condicionados, los elementos terrestres están caracterizados por muchas variables y solo medimos reflectancia en 5 bandas, o temperatura en una banda o …de estas observaciones tenemos que inferir…..
Esto implica que la teledetección es un problema de inferencia, es decir, estimamos coberturas, humedad, biomasa, otros. Cada una de estas estimaciones tiene errores asociados.
Que características tiene el problema inverso?
En general, cómo se presentan los datos obtenidos en satélites de observación de la tierra?
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?? ¿¿En todos los sistemas En todos los sistemas satelitales representa lo mismo?satelitales representa lo mismo?
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??
¿En las bandas ópticas, los números que vienen en los CDs de distintos sistemas, representan siempre la mismamagnitud, se expresan de la misma manera?
Imágenes satelitales en formato digital
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?? ¿En las bandas térmicas, cuál es la magnitud física y como la calculo? ¿De qué depende?
¿Qué procesos físicos tienen lugar en la interacción de la radiación em con el medio terrestre?
¿Puedo ver la energía absorbida?
¿Cuál es el proceso que permite que veamos los objetos y/o en la imagen satelital?
Enumere algunas de las diferencias entre el óptico, el térmico y las microondas?
Enumero algunas de las diferencias entre las imágenes mostradas
Preguntas
Definición de teledetección
Rees (2001) “…obtención de información acerca de la superficie terrestre y la atmósfera utilizando radiación electromagnética medida desde la altura.. (sistemas satelitales)”,
Como son los problemas que se plantean?
Se definen como “mal condicionados”, medimos muchas menos variables/propiedades que las que caracterizan el terreno.
Es decir INFERIMOS/ESTIMAMOS propiedades/elementos del terreno a partir de la informacion que obtenemos
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