teledeteccion fundamento fisicos-tema 12

TELEDETECCION E INTERPRETACION DE

IMÁGENES SATELITALES

TEMA:

Introducción a la Percepción Remota

Base Física

Resoluciones

Ing. María del Carmen Aylas H.

TELEDETECCION

Es la Ciencia y el Arte de obtener Información de los objetos, sin tener contacto

directo con ellos.

ELEMENTOS DE LA TELEDETECCION

• Fuente de energía electromagnética

• Atmósfera

• Objeto a ser estudiado

• Sensor

• Sistema de recepción y procesamiento

• Usuario final

PRINCIPIOS DE TELEDETECCION 1.FUENTE DE

RADIACIÓN

TRAYECTORIA DE

TRANSMISIÓN

3. SENSOR

2. BLANCO U

OBJETIVO

TRAYECTORIA DE

REFLECCION TRAYECTORIA

DE TRANSMISIÓN

LA FUENTE DE ENERGIA ELECTROMAGNETICA

• Fundamentalmente el sol, que cubre el espectro electro-magnético, consi-derado como el ordenamiento de las radiaciones en función de su longitud de onda.

FRECUENCIA EN MEGAHERCIOS

RAYOS

GAMMA RAYOS-X

(INTENSOS)

RAYOS-X

(Débiles) ULTRA

VIOLETA

I R

N E

F F

R L

A E

R J

R A

O D

J O

O

ONDAS

INFRARROJO

TERMICO

MICRO

UHF VHF

RADIO T V.

RADAR

10 10 10 10 13 14 12 11

10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 9 8 7 6 5 4 3 2

10 1 10 1 0.1 100 10 1

0.01 0.1 1 10 100 0.1

Metros Centímetros Micrómetros Amgstroms Longitud de onda

ESPECTRO ELECTROMAGNETICO

AZUL VERDE

0.4 0.5 0.6 0.7

ROJO

LUZ VISIBLE

AZUL VERDE ROJO

ESPECTRO ELECTROMAGNETICO

VISIBLE

Infrarrojo

FRECUENCIAS BAJAS LONGITUD DE ONDAS MAYORES

ATMOSFERA

• Es una mezcla hete- rogénea de gases, que generan las si- guientes interacciones con la energía:

– Absorción

– Emisión

– Dispersión

– Transmisión.

LA TELEDETECCIÓN

EL OBJETO

• Constituye los diferentes elementos que conforman la superficie de la Tierra.

LA ENERGIA ELECTROMAGNETICA EMITIDA POR CUALQUIER FUENTE, AL

INCIDIR SOBRE LA SUPERFICIE DE LOS OBJETOS, PUEDE SER:

REFLEJADA, ABSORBIDA O TRANSMITIDA.

CUANDO UN OBJETO ABSORBE ENERGÍA, ESTA ES GENERALMENTE

REEMITIDA, EN DIFERENTES LONGITUDES DE ONDA, PRODUCIENDOSE LA

EMISION.

DEPENDIENDO DE LAS CARACTERÍSTICAS FÍSICAS Y QUÍMICAS DE LOS

OBJETOS, LOS CUATRO PROCESOS OCURREN SIMULTANEAMENTE EN

DIFERENTES REGIONES DEL ESPECTRO ELECTROMAGNETICO, CON

INTENSIDADES DISTINTAS.

ESTA CARACTERÍSTICA DE LOS OBJETOS SE DENOMINA FIRMA ESPECTRAL

Y ES LA BASE DE LA PERCEPCIÓN REMOTA, PARA SU DISCRIMINACIÓN.

RESPUESTAS ESPECTRALES TIPICAS

SUELO SECO

VEGETACION VERDE

AGUA CLARA

AGUA TURBIA

LONGITUD DE ONDA (micrómetros)

RE

FE

CT

AN

CIA

(%

)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4

RADIOMETRO

RECURSOS NATURALES

INTERPRETACION DE IMAGENES LANDSAT

PARA OBTENER CARTOGRAFIA DIGITAL

SOBRE RECURSOS NATURALES

Y AMBIENTE

EL SENSOR

• Es aquel que recepta la energía reflejada o emitida por el objeto.

SENSORES REMOTOS

• PASIVOS : Aquellos que dependen de

una

fuente de energía externa.

•ACTIVOS : Aquellos que disponen de

fuente de energía propia.

IMAGEN LANDSAT 5

BANDA 2 SECTOR BAHIA

IMAGEN LANDSAT 5

BANDA 3 SECTOR BAHIA

IMAGEN LANDSAT 5

BANDA 4 SECTOR BAHIA

IMAGEN LANDSAT 5

BANDA 5 SECTOR BAHIA

IMAGEN LANDSAT 5

BANDA 7 SECTOR BAHIA

SISTEMAS DE TELEDETECCION

SATELITARIA

• Resolución Espacial

• Resolución Espectral

• Resolución Radiométrica

• Resolución Temporal

La data de la imagen proveniente del sensoramiento

remoto es mucho mas que una vista, son

mediciones de EEM. La data de la imagen es

almacenada en un formato de grilla regular (filas y

columnas).

CARACTERISTICAS DE LA DATA DE LA IMAGEN

La unidad mínima de

información en una imagen es

el Pixel una abreviación de

“Picture element”. Por cada

pixel, las mediciones son

almacenadas como valores

digitales (Digital Values).

Un Pixel

La calidad de la data de la imagen, es primeramente

determinada por las características del Sensor de la

Plataforma.

CARACTERISTICAS DE LA DATA DE LA IMAGEN

El valor numérico del Pixel se denomina Nivel Digital

ND y se justifica por que se trata de un valor

numérico, no visual, pero que se puede traducir

fácilmente a una intensidad visual o a un nivel de

gris mediante cualquier convertidor digital -

analógico.

La resolución espectral y la resolución espacial son dos

nociones de suma importancia en la teledetección. La

resolución espectral toma en consideración la

capacidad de captura espectral y la resolución espacial

constituye la capacidad para discriminar los objetos

geográficos en tierra.

CARACTERISTICAS DE LA DATA DE LA IMAGEN

Banda 1

Columna

Fila

Banda 2 Banda 3

CARACTERISTICAS DE LA DATA DE LA IMAGEN

Resolución.- La resolución de un sensor es su

habilidad para registrar información en detalle de las

distintas cubiertas. La resolución depende de la

capacidad de los sensores para distinguir

variaciones de la EEM, del detalle espacial que

captura y del número y ancho de las bandas que

alberga.

Quick Bird

CARACTERISTICAS DE LA DATA DE LA IMAGEN

Resolución espacial.- Es el objeto mas pequeño

que puede ser distinguido sobre la imagen. Define el tamaño

del pixel, que es la distancia correspondiente al

tamaño de la mínima unidad de información en la imagen.

CARACTERISTICAS DE LA DATA DE LA IMAGEN

Resolución espectral.- Es el número y el ancho de las

bandas espectrales que puede discriminar el sensor. Los

satélites pueden clasificarse como monoespectrales para

caso de los radares que presenta solo una banda,

multiespectrales, de 2 a varias bandas y hiperespectrales

capaces obtener información simultánea de cientos de

bandas.

CARACTERISTICAS DE LA DATA DE LA IMAGEN

Resolución radiométrica.- Es la sensibilidad

del sensor, es decir, la capacidad para

detectar variaciones en la radiancia espectral que

recibe.

Determina el número de niveles de gris recogidos en

el film, se expresa en niveles por pixel (64-128-256-

1024). A mayor resolución radiométrica, mejor

interpretación de la imagen.

CARACTERISTICAS DE LA DATA DE LA IMAGEN

Resolución temporal.- Es la periodicidad con que

el sensor adquiere imágenes de la misma porción

de la superficie terrestre. Esta en función de

las características orbitales de la plataforma

(altura, velocidad e inclinación) y del diseño del

sensor (ángulo de observación y ángulo de

cobertura).

QUITO IMAGEN LANDSAT

15-OCTUBRE-1991

BANDAS : 543 - RGB

QUITO IMAGEN SPOT

24-SEPTIEMBRE-1993

PANCROMATICA

QUITO IMAGEN IRS

PANCROMATICA

SATELITE IKONOS-2 -

GUAYAQUIL

REGIONES ESPECTRALES

PREPARADO POR: ARQ. ALFONSO ALMEIDA

IMAGEN IRS

PANCROMATICA

IMÁGENES IRS MULTIESPECTRALES

BANDA 2 BANDA 3 BANDA 4

RESOLUCION RADIOMETRICA

NIVELES = 2 NIVELES = 256 NIVELES = 6

CARACTERISTICAS DE LA DATA DE LA IMAGEN

Resolución temporal.-

Es la periodicidad con que el sensor adquiere

imágenes de la misma porción de la superficie

terrestre. Esta en función de las

características orbitales de la plataforma

(altura, velocidad e inclinación) y del diseño del

sensor (ángulo de observación y ángulo de

cobertura).

SISTEMA DE RECEPCION Y PROCESAMIENTO

• Donde llega la información, y es procesada convenientemente para su utilización y distribución a los usuarios.

18 21 13 42 50 77

5

5 5

5

5

5

17 11 39 55 100

22 16 44 51

43 50 51 49

41 45 52 49 53

10 37 45 64 82 66

IMAGEN DIGITAL

Matriz de números que representan valores de energía

VENTAJAS DE LA TELEDETECCION

• Análisis simultáneo de grandes áreas de terreno

AREAS CUBIERTAS EN TELEDETECCION SATELITARIA

180 Km..

60 Km.

60 K

m.

180 K

m.

VENTAJAS DE LA TELEDETECCION

• Vista sinóptica de las características regionales

VENTAJAS DE LA TELEDETECCION

• Posibilidad de ajustar geométricamente las imágenes satelitales a cartas

topográficas, con gran precisión.

QUITO IMAGEN LANDSAT

15-OCTUBRE-1991

BANDAS : 543 - RGB

QUITO IMAGEN SPOT

24-SEPTIEMBRE-1993

PANCROMATICA

VENTAJAS DE LA TELEDETECCION

• Discriminación de diferentes coberturas terrestres por la categorización de sus

respuestas a la energía incidente.

REFLECTANCIA DEL TRIGO

Bandas LANDSAT TM

Ref

lecta

nci

a (

%)

Línea Edad

REFLECTANCIA (%)

1 2 3 4 105 días 2 5 2 36 128 días 3 5 5 28 169 días 5 8 8 24 Cortado 6 9 16 25

BANDAS

VENTAJAS DE LA TELEDETECCION

• Análisis de un mismo recurso en diferentes porciones del espectro

electromagnético

GOLFO DE

GUAYAQUIL

IMAGEN LANDSAT

BANDA 3

8-JUN-94

GOLFO DE

GUAYAQUIL

IMAGEN LANDSAT

BANDA 5

8-JUN-94

VENTAJAS DE LA TELEDETECCION

• Capacidad de observar el mismo sitio repetidamente, con fines de monitoreo.

GUAYAQUIL

IMAGEN LANDSAT

(BANDAS 4,5,3)

02-JUL-85

GUAYAQUIL

IMAGEN LANDSAT

(BANDAS 4,5,3)

08-JUN-94

LA ADQUISICION DE INFORMACIÓN ES RAPIDA Y PERIÓDICA

LO QUE PERMITE REALIZAR ESTUDIOS DE SEGUIMIENTO O

MONITOREO, FACILITANDO POR OTRO LADO LA TOMA DE

DECISIONES CON LA PREMURA QUE DEMANDAN LOS TIEMPOS

MODERNOS.

MONITOREO

1973 1977 1986 1988

Centro de Levantamientos Integrados de Recursos Naturales por Sensores Remotos

2000

VENTAJAS DE LA TELEDETECCION

• Ingreso directo de los resultados del procesamiento digital de imágenes a los

Sistemas de Información Geográfica

ESCALA 1 : 2.500

ESPACIOMAPA PREDIAL 18 – 05 – 02 – 06 - 10

O1

O2

O3

O4

O5 O6

O7 O8

O9

10

11

12

13

14 15

PROV: 18

CANTON: 05

PARROQ: 02

ZONA: 06

SECTOR: 10

E

S

P

A

C

I

O

M

A

P

A

P

A

R

R

O

Q

U

I

A

S

A

N

A

N

D

R

E

S

“ MONITOREO VOLCÁNICO“ ISLAS GALÁPAGOS

INTERFEROMETRIA CON IMÁGENES ERS