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ANALISIS E INTERPRETACION DE IMAGENES SATELITARIAS. ECOLOGÍA AMBIENTAL TP7. ¿Qué es teledetección ?. Se puede definir como: La obtención de información de un elemento de la superficie terrestre mediante instrumentos ubicados en una posición remota respecto de dicho elemento.
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ANALISIS E INTERPRETACION DE IMAGENES SATELITARIAS ECOLOGÍA AMBIENTAL TP7
¿Qué es teledetección? Se puede definir como: La obtención de información de un elemento de la superficie terrestre mediante instrumentos ubicados en una posición remota respecto de dicho elemento. La radiación electromagnética constituye el “transportador de información” entre el instrumento y el objeto. Los sensores remotos, son receptores que detectan y miden la radiación electromagnética emitida o reflejada por los objetos de la superficie terrestre.
Tipos de teledetección satelital Pasiva Activa
Tipos de órbita Geoestacionarias
Órbita geoestacionaria Los satélites de órbitas geoestacionarios permanecen fijos en un mismo punto observando siempre la misma cara de la tierra. Tienen la mayor resolución temporal y área de cobertura de todos los sistemas satelitales Pobre resolución espacial. Muy efectivos para telecomunicaciones (36.000 km del Ecuador).
Órbita heliosincrónica(sincronizada con el sol) • Cruzan el ecuador a la misma hora todos los días • Estas órbitas son recurrentes, el satélite repite su órbita original después de un cierto número de días
Sol Satélite Radiación solar incidente Radiación solar reflejada Atmósfera Fundamento de la Teledetección Los diferentes elementos de la superficie terrestre interactúan de manera distinta con la radiación electromagnética. Tienen diferente comportamiento espectral. Esta es la base de la teledetección.
Espectro Electromagnético La energía electromagnética se comporta en forma de ondas de distinta longitud y frecuencia constituyendo un Espectro Electromagnético (EEM). VISIBLE Los censores reciben los datos de Reflectividad(o reflectancia) en bandas: INFRAROJO CERCANO Y MEDIO TÉRMICO
Reflectancia: Relación entre la radiación electromagnética incidente y la reflejada Cada elemento de la superficie terrestre, presenta una relación particular entre el porcentaje de la radiación incidente y la reflejada, llamada Firma Espectral % de Reflectancia ER = Energía de longitud de onda reflejada EI = Energía de longitud de onda incidente Si representamos gráficamente la reflectancia espectral de un objeto en función de la longitud de onda obtendremos una curva de reflectancia espectral o ESPECTRO DE REFLECTANCIA
BANDAS ESPECTRALES Si bien el EEM es un continuo, los sensores utilizados detectan la energía sólo en rangos particulares del mismo, denominados bandas En un sitio y un Instante particular, el sensor del satélite genera una imagen compuesta por n bandas Imagen
Bandas espectrales / Resolución Los sensores Hyper-espectrales poseen un arreglo de gran cantidad de detectores que cubren el espectro EM de forma casi continua. Una misma escena puede ser observada en diferentes bandas y cada una permitirá discriminar con mayor o menor claridad distintos objetos según su reflectancia. También es posible trabajar con combinaciones de bandas que resalten determinados objetos o fenómenos de interés.
Resolución de 500 m Resolución de 30 m Resolución de 60 m Resolución de 120 m Resolución de 240 m Resolución de la Imagen Está dada por el tamaño del pixel Pixel: mínima unidad de espacio discriminable por el sensor.
Baja resolución espacial (Modis) (1 Km) Muy alta resolución espacial (Ikonos) (1m) Resolución espacial alta Spot (20 m)
Valores de los Pixel Cada pixel contiene un valor numérico que corresponde al valor de reflectancia espectral en el caso de sensores ópticos. Las imágenes pueden tomarse como matrices. Cada banda entonces, corresponde a valores de grises. Estos por ejemplo pueden ir entre 0 (negro) y 255 (blanco) y los valores intermedios corresponderán a tonos intermedios de grises. Se pueden usar combinaciones de bandas que resalten determinados objetos o fenómenos de interés en forma visual. En este caso, se le asigna arbitrariamenteun color a cada una de tres bandas (rojo, verde o azul) y se obtiene una imagen en color.
25 25 25 25 25 28 28 28 28 28 22 22 22 22 22 95 95 95 95 95 98 98 98 98 98 92 92 92 92 92 97 92 92 93 92 25 25 25 25 25 28 28 28 28 28 22 22 22 22 22 25 25 25 25 95 95 95 95 98 94 23 23 23 23 25 25 25 25 25 25 93 93 93 93 95 95 95 95 95 95 95 95 95 23 93 23 23 23 23 25 25 25 25 25 25 25 25 23 25 25 26 94 96 94 94 26 26 26 26 94 94 94 94 96 96 96 96 94 94 94 94 94 94 94 99 21 21 91 91 21 21 21 91 91 91 26 26 24 24 26 26 26 24 24 24 21 21 21 21 21 25 28 22 99 95 89 95 98 92 98 25 25 25 25 28 28 28 28 22 22 22 22 99 99 99 99 95 95 95 95 89 89 89 89 95 95 95 95 98 98 98 98 92 92 92 92 98 98 95 98 23 25 25 90 92 95 93 55 55 55 23 23 23 23 25 25 25 25 25 25 25 25 90 90 90 90 92 92 92 92 95 95 95 95 93 93 93 93 55 55 55 55 55 55 55 55 57 55 55 55 26 26 26 26 26 99 99 99 99 99 96 96 96 96 96 54 54 54 54 54 56 56 56 56 56 54 54 54 54 54 56 56 56 56 56 21 21 21 21 21 93 93 93 93 93 51 51 51 51 51 95 95 58 58 52 52 95 95 95 58 58 58 52 52 52 95 95 98 98 92 92 55 55 58 58 52 52 57 55 95 95 95 98 98 98 92 92 92 55 55 55 58 58 58 52 52 52 55 55 55 93 55 55 93 93 93 93 55 55 55 55 55 55 55 55 93 93 93 93 93 95 95 95 95 95 95 95 95 95 95 53 53 53 53 53 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 54 53 53 53 53 26 26 26 26 24 24 24 24 21 21 21 26 24 96 96 96 96 94 94 94 94 21 21 26 26 26 26 54 54 54 54 96 94 26 54 91 91 91 91 21 21 21 21 51 51 51 58 91 21 51 96 96 96 96 44 44 44 44 96 44 25 25 25 25 25 25 25 25 91 91 91 91 23 23 23 23 25 25 25 25 25 25 28 28 28 28 22 22 22 22 54 54 54 54 91 23 25 28 22 54 25 28 22 95 98 92 92 25 28 22 23 25 25 93 95 95 95 23 25 25 26 94 96 94 94 21 91 26 24 21 25 28 22 99 95 89 95 98 92 98 23 25 25 90 92 95 93 55 55 55 26 99 96 54 56 54 56 21 93 51 95 58 52 95 98 92 55 58 52 55 93 55 55 93 95 95 53 55 55 53 26 24 21 96 94 26 54 91 21 51 96 44 25 25 91 23 25 28 22 54 a) filas columnas Imágenes satelitales en formato digital bandas
3,2,1 4,5,3 4,3,2 Combinación de Bandas
Pajonales de cortadera Bosque (verano)
Comportamiento espectral de una escena real. Factores que intervienen
La energía reflejada en el visible es muy baja debido a la actividad fotosintética de los pigmentos en el azul (470 nm) y en el rojo (670nm) . • Por otro lado, casi toda la radiación en el IR cercano se refleja con muy poca absorción dependiendo del índice de área foliar (LAI), distribución angular de las hojas, morfología. Fundamentos
Las principales aplicaciones de las bandas del LANDSAT TM (y por similitud de rangos espectrales también las del SPOT) son las siguientes: Banda 1 (0.45-0.52µm)(azul): buena penetración en cuerpos de agua. Diferenciación de suelos y vegetación y de coníferas con vegetación de hojas caducas. Banda 2 (0.52-0.60µm)(verde): reflectancia en el verde para vegetación en buenas condiciones. Banda 3 (0.63-0.69µm) (rojo): absorción de la clorofila. Diferenciación de especies vegetales. Banda 4 (0.76-0.90µm) (infrarrojo cercano): evaluación de biomasa. Delineación de cuerpos de agua. Banda 5 (1.55-1.75µm) (infrarrojo medio) : estado hídrico en vegetales. Discriminación entre nubes, nieve y hielo Banda 6 (10.4-12.5µm) (infrarrojo térmico): stress térmico en vegetales y mapeados térmicos. Banda 7 (2.08-2.35µm) (infrarrojo medio): Estudios geológicos, identificación de zonas con alteraciones hidrotérmicas en rocas.
El contraste IR CERCANO/R pueden cuantificarse por medio de cocientes, diferencias, diferencias pesadas, combinaciones lineales y otros enfoques híbridos. • Los ídices de vegetación son mediciones de este contraste y brindan información integrada sobre funciones de la vegetación (% cobertura, LAI, biomasa y parámetros fisiológicos (pigmentos y fotosíntesis).