clase 1

Córdoba - ArgentinaOctubre de 2011

MAESTRIA EN

ANALISIS Y PROCESAMIENTO DIGITAL DE IMAGENESUniversidad Nacional de Córdoba

Aplicaciones de Imágenes de Sensores Remotos en Geología, Agronomía e Ingeniería Civil

Ernesto Guillermo AbrilUNC - Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales

CONICET – Facultad de Ciencias Agropecuarias

RESUMENESDECLASE1

Semana

MAESTRIA EN



Escuela del Cuarto NivelAprobada por CONEAUTipo: ElectivaPlan: 2008Puntos: 3 créditosCarga: 60 horasDocente: Dr. Ernesto Guillermo Abril

MAESTRIA EN


Aplicaciones en Geología, Agronomía e Ingeniería CivilErnesto Guillermo AbrilUNC - Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y NaturalesCONICET – Facultad de Ciencias Agropecuarias

Córdoba - ArgentinaOctubre de 2011

Energía: conceptos, interferencias, interacción con los elementos de la superficie. El espectro electromagnético

Sensores Remotos: introducción, utilidad, reseña histórica. La fotografía. El color. Sistemas de proyección

Aspectos epistemológicos de la especialidad

Areas

de aplicación de los Sensores remotos:

Geología,

Agronomía, Ingeniería Civil.

Energía1

LA ENERGIA

Ley de desplazamiento de Wien

ENERGIA

LA ENERGIA

Los objetos (independientemente de la radiación que emitan) reciben la radiación emitida por otros cuerpos, fundamentalmente del Sol. En función del tipo de objeto del que se trate, la radiación puede ser:

REFLEJADALa radiación es reenviada de vuelta al espacio.

La fracción de energía que se refleja se denomina reflectividad

o albedo

(ρ)

ABSORBIDALa radiación se suma a la energía del objeto.

La fracción de energía que se absorbe se denomina absortividad

(α)

TRANSMITIDALa radiación pasa hacia otros objetos.

La fracción de energía que se transmite se denomina transmisividad (τ)

► ρ

+

α

+

τ

= 1

LA ENERGIA

La naturaleza de la radiación electromagnética

Puede ser explicada a partir de dos modelos (aparentemente contradictorios, pero complementarios):

- el modelo de onda- el modelo de partícula

Formas de transmisión de energía en la naturaleza:

ConducciónConvección

Radiación

La energía

se expresa en Julios (J)

La transferencia de energía

o flujo de energía

se expresa en: Julios por unidad de área (J/m2), Julios por unidad de tiempo (J/s = W) o enJulios por unidad de tiempo y área (W/m2)

LA ENERGIA

Modelo de ondaDesarrollado por Huygens y Maxwell

Se asume que la radiación es el resultado de oscilaciones que generan ondas en los campos eléctrico y magnético, en las inmediaciones de los objetos.

Estas ondas contienen dos campos de fuerzas, el eléctrico y el magnético, que son ortogonales entre sí

y transmiten la energía.

Al tratarse de ondas

pueden definirse por:

λ

= Longitud

(distancia entre dos picos) de onda (se mide en metros)ν

=

Frecuencia

(tiempo entre picos) de onda (se mide en s-1

o hercios)

(El producto de ambos es una constante, la velocidad de la luz:

c = λ

ν

= 3x108m/s)



Modelo de PartículaDesarrollado por Planck

y Einstein.

Asume que la energía viaja como flujo de partículas (integrado por

fotones). La energía transportada por cada fotón (Q) depende del objeto que emite la radiación.

Q = h c / λ

C = velocidad de la LuzH = Constante de Plankλ

= Longitud de onda


Modelo de PartículaDesarrollado por Planck

y Einstein.

Asume que la energía viaja como flujo de partículas (integrado por

fotones). La energía transportada por cada fotón (Q) depende del objeto que emite la radiación.

Q = h c / λ

C = velocidad de la LuzH = Constante de Plankλ

= Longitud de onda

( La fórmula relaciona ambos modelos )

LA ENERGIA

ENERGIA QUE LLEGA A UN CUERPO A TRAVES DEL ESPACIO

IRRADIANCIA

LA ENERGIA

RADIANCIA

LA ENERGIA

Espectro electromagnético2

Se grafica según un esquema en el cual se representan los diferentes niveles de energía, diferenciándose y designándose regiones

según sus características.

Región de Rayos GammaRegión de Rayos XRegión de Rayos UVRegión del VISIBLERegión del Infrarrojo (Cercano / Medio / Termal)Región de las MicroondasRegión de las ondas TV y Radio

ESPECTRO ELECTROMAGNETICO

ESPECTROELECTROMAGNETICO

APROXIMACION:REGION DEL VISIBLE

Cada una de las regiones se divide en categorías, (aunque en realidad se trata de un continuo)

La región del espectro correspondiente a la luz visible se divide en:

rojo

( 0,6 μ

– 0,7 μ

)

verde

( 0,5 μ

– 0,6 μ

)

azul

( 0,4 μ

– 0,5 μ

)




ANCHO DE BANDAUMBRALES DE LONGITUD DE ONDA

COLOR

Cada una de las regiones se divide en categorías, (aunque en realidad se trata de un continuo)

La región del espectro correspondiente al infrarrojo

se divide en:

infrarrojo lejano o térmico ( 8,0 μ

–

14,0 μ

)infrarrojo medio ( 1,3 μ

– 8,0 μ

)arrojo cercano ( 0,7 μ

– 1,3 μ

)

-

El infrarrojo cercano

es aquel en el que la radiación solar tiene más importancia que la terrestre-

El infrarrojo lejano

es aquel en el que prevalece la radiación terrestre



REGION DEL INFRA ROJO

REFLEXION EMISION REFLEXION FORZADA

Aprovechamientode las propiedadesde las regiones del espectro

Técnicas de Teledetección y regiones del Espectro Electromagnético




Interferencia de la energía3

CONSTITUCION DE LA ATMOSFERA

INTERFERENCIA DE LA ENERGIA

MAGNITUD DE LA INTERFERENCIA DE LA ENERGIA

ABSORCION

Cada uno de los gases atmosféricos tiene capacidad para absorber radiación

en diferentes longitudes de onda:

Ozono

(O3

)

Absorbe radiación ultravioletaDióxido de carbono (CO2

)

Absorbe radiación en 13,0 -

17,5 μVapor de agua (H2

O)

Absorbe radiación en 5,5 –

7,0 μ

y + 27,0 μ

MAGNITUD DE LA INTERFERENCIA DE LA ENERGIA

La radiación electromagnética es reflejada o refractada por gases o partículas. Los principales causantes de la dispersión son los gases

y aerosoles

(partícu-

las sólidas o líquidas) que la componen.

Existen tres tipos fundamentales de dispersión:

Dispersión de RayleighCuando la longitud de onda es mucho menor que el tamaño de los objetos responsables de la dispersión. Afecta a las longitudes de onda más cortas y causa el color azul del cielo.

Dispersión de MieCuando la longitud de onda es del mismo orden de magnitud que los objetosdispersores. Afecta a todas las longitudes de onda del visible.

Dispersión No SelectivaCuando la longitud de onda es mucho menor que los objetos. La producen las gotas de agua presentes en la atmósfera (niebla o nubes).

DISPERSION

VENTANAS ATMOSFERICAS



Ventanas atmosféricasAprovechadas por algunos sistemas terrestres y satelitales

La interacción de la radiación con la atmósfera y con los objetos terrestres ( los valores ρ

, α

y τ

de un cuerpo ) va a depender de la longitud de onda

de la energía recibida y de las características del cuerpo.

Interacción con la atmósfera despejada:ρ

muy baja para todas las longitudes de ondaα

depende de la longitud de ondaΤ

depende de la longitud de onda

Interacción con las nubes :ρ

muy alta en el visibleα



Interacción con el agua:ρ

muy baja en todas las longitudes de ondaα



Interacción con la superficie terrestre:ρ

depende de la longitud de ondaα


nulo


Sensores Remotos4

RELEVAMIENTOTRANSMISION

DATOS

PROCESAMIENTO

INTERPRETACIONINFORMACION

INFORMACION

AEROFOTOGRAFIA

SENSORES REMOTOS

ANALISIS DIGITAL

ANALISIS VISUAL

SITIOS DE LANZAMIENTOEN EL MUNDO

1.Vanderberg

7.Hammaquir

13.San Marco 19.Svobodny2.Edwards 8.Torrejón 14.Baikonur

20.Kagoshima3.Wallops

9.Andoya

15.Sriharikota

21.Tanegashima4.Cabo Cañaveral 10.Plesetsk

16.Jiuguan

22.Woomera5.Kourou

11.Kapustin

Yar

17.Xichang6.Alcántara 12.Palmachim

18.Taiyuan

Utilidades5

Mapas temáticos actualizados por información satelitalImágenes procesadas, en la resolución conveniente al tema cartográficoEsquemas y dibujos representativos vs. fotomapas

CARTOGRAFIA ACTUALIZADA

ESCALAS CARTOGRAFICAS SEGÚN EL SENSOR

APLICACIONES

Monitoreo litoral marino en alta resoluciónImágenes el alta resoluciónTsunami: retiro y avance del mar

DESASTRES NATURALES

Constelación satelitalCobertura satelital global GPSUbicación en alta resolución – Sistema público

UBICACIÓN ESPACIAL

ANCHO DE BARRIDO (km)

NOAA

2700MODIS

2330LANDSAT

180SPOT

60QUICK BIRD

16,5ORBVIEW3

8 COBERTURADE FENOMENOS SEGÚN SU ESCALA

Monitoreo de la temperatura de los océanosImagen termal en baja resoluciónAnomalías en la temperatura superficial de los océanos

MEDICIONES GLOBALES

Imágenes satelitales públicas para pronóstico del estado del tiempoImagen METEOSAT (Europa) (frecuencia 15 min)Nubosidad, vientos y precipitaciones

PRONOSTICO CLIMATICO

Círculos polaresSecuencia temporal de imágenes satelitales Desprendimiento de masas de hielo litorales

MONITOREO OCEANICO

Nubosidad generalImagen NOAA, Canal 2Dinámica del clima en Pirineos y Mediterráneo

MONITOREO CLIMATICO

Vulcanismo (círculo de fuego del Pacífico)Imagen Quick Bird de 2002Prevención: evacuación por riesgo volcánico. Vn. Miyake-jima, erupción 14/04/2002

EMERGENCIAS

MONITOREO

Análisis de los casquetes polares y áreas periglacialesImágenes LANDSAT fccEvolución de los cuerpos glaciales y desplazamiento de témpanos

CARTOGRAFIA

Cartografía del paisaje: calidad visual

El mapa representa la calidad visual del paisaje que rodea a los embalses de San Juan y de Picadas (Madrid), Este área piloto forma parte de la Zona de Especial Protección para las Aves nº

56. La zona posee recursos naturales de elevado valor ecológico y una gran belleza escénica. Para evaluar la calidad visual del paisaje se han valorado los elementos que definen la calidad intrínseca: ocupación del suelo, fragmentación o diversidad biogeográfica y relieve. Además, se ha tenido en cuenta la calidad extrínseca a través de las cuencas visuales de los elementos que añaden o restan calidad al paisaje.

CARTOGRAFIA MULTITEMATICA COMPLEJA

Cartografía del paisaje: fragilidad visual

El mapa representa la fragilidad visual del paisaje que rodea a los embalses de San Juan y de Picadas (Madrid), parte de la Zona de Especial Protección para las Aves nº

56 . Por su elevado valor ecológico, esta zona es muy sensible a la implantación de actividades e infraestructuras en el territorio que puedan causar impactos ambientales elevados.


El mapa representa la zonificación ambiental propuesta para la zona que rodea a los embalses de San Juan y de Picadas. Se ha considerado que no todas las zonas de este espacio natural protegido tienen el mismo valor ecológico. En función de los niveles de protección de la fauna asignados al territorio, de la vegetación existente y de la calificación y clasificación del suelo (planeamiento urbanístico) se han establecido 5 zonas ambientales

Cartografía de zonificación ambiental


Rasgos hídricos principales y asociadosImagen LANDSAT fccDrenaje, paleo redes de drenaje, acarreos sedimentarios

AREAS INACCESIBLES

Plegamientos litorales y mega formas continentalesImágenes LANDSAT fccRasgos geológicos regionales: plegamientos, calderas, intrusivos

FENOMENOS AREALES

Línea de frontera entre México y GuatemalaImagen LANDSAT de 1988Impacto de los asentamientos rurales en el bosque tropical.

USO DEL SUELO

Historia6

Satélites CORONACartografía y Geodesia

Esquema de operaciónSatélite estratégico CORONA1960

Satélites CORONACartografía y Geodesia

Satélites MeteorológicosInvestigación, Monitoreo y Pronósticos climáticos

Primera imagen por TVSatélite meteorológico TIROS1 de abril de 1960

Satélites para el estudio de la TierraSerie LANDSATInvestigación, cartografía

Escena satelitalSatélite LANDSATBalneario de Camboriú

-

Primera generación de satélites meteorológicos: TIROS, en 1960.

-

Desde 1965 (al 10º

satélite) el programa es asumido por ESSA y se lanzan nueve satélites entre 1966 y 1969.

-

Sigue la serie

NOAA: con el ITOS-1 y los NOAA, hoy :NOAA-16 y 17; en la URSS aparece la serie METEOR.

-

Se desarrollaron los satélites civiles GOES, GOMS y METEOSAT

(sistema de observación meteorológica mundial).

- Aparecieron los programas de observación de la Tierra y de evaluación de Recursos Naturales, el más importante es el LANDSAT

(hoy LANDSAT 7).

-

Aparecen los satélites de muy alta resolución espacial:SPOT

(HRV) con 10 m, IKONOS (1 m) y QUICK BIRD (60 cm).

CRONOLOGIA

Ernesto Guillermo AbrilFacultad de Ciencias Exactas, Físicas y NaturalesCONICET – Facultad de Ciencias Agropecuarias

ES TODO POR AHORA

CREAN – Facultad de Ciencias Agropecuarias: mar/mie/jue 08/11 hs - www.fotomap-geo/MAPI-EGA - [email protected] Cuenta comunitaria: issuu.com - Skype: ernesto.abril - Fijo: 03543 – 49 4866 - Móvil: 0351 – 156 979 994 (24 hs)

MAESTRIA EN



clase 1

Documents