Introducción a los Sensores Remotos

3. ¿QUÉ ES TELEDETECCIÓN?
“Es la ciencia y arte de obtener información de un
objeto, área, o fenómeno por medio del análisis de
datos adquiridos por un instrumento que no esta en
contacto con el objeto, área, o fenómeno que se
estudia”
“Usando diferentes sensores, se puede colectar
datos de manera remota que pueden ser analizados
para obtener información” (Llillesand, 2000) ”

5. ENERGÍA CRECIENTE
LONGITUD DE ONDA CRECIENTE

6. Las dos principales fuentes de energía capturable son:
•Energía “directa” del Sol
•Energía irradiada (o re-irradiada) por la Tierra
Toda la materia con temperatura superior a 0K (-273 C) emite
constantemente energía electromagnética
Energía electromagnética:
• Rayos X
• UV (ultravioleta)
• Visible
• IR (infrarojo)
• Térmica
• Micro-ondas
• Televisión-radio

7. La energía recorre un “trayecto” en la atmósfera afectado por:
• Magnitud de la energía
• Condiciones atmosféricas
• Longitudes de onda estudiadas
Por todo esto, los efectos de la atmósfera se consideran para
cada sensor por separado.
Los principales fenómenos son:
 Difracción
Absorción

8.  Difracción (scattering)
–“… es la difusión impredecible de la radiación por partículas en la atmosfera”
Rayleigh scatter:
–Partículas que interactúan tienen diámetros menores
aλ
–Produce un cielo azul
Debido a la difracción de λ <
–Al atardecer, la atm. absorbe el “azul”, pero no el
rojo/naranja
–Produce “neblina” en las imágenes:
• Falta de contraste
• Minimizado con filtros de λ pequeña (azul)

9. Mie scatter:
–Partículas que interactúan tienen diámetros ~ iguales a λ
–Vapor de agua y polvo son los principales causantes
 Tiene efecto importante en condiciones de cielo “nublado”
–Afecta longitudes de onda mayores comparado al tipo de Raleigh

10. Difracción (scattering)
No-selectiva (non-selective)
– Es un fenómeno más problemático pues es más generalizado
–Partículas tienen diámetros mayores a λ
• Con diámetros de 5 a 100 μm
–Lo causan principalmente pequeñas gotas de agua
–Afecta el espectro electromagnético en
•Visible
•IR cercano-medio
–Es no-selectivo con respecto a λ
–Causa nubes “blancas” (RGB sufren difracción por igual)

11. – Causa pérdida real de energía al ser ésta absorbida
– Depende de λ
–Los elementos con más absorción son:
Vapor de agua
Dióxido de Carbono
Ozono
–Afectan que parte del Espectro EM se puede capturar
–”Ventana atmosférica”: son las λ donde se transmite bien la energía
por la atmósfera.
− Gráfico
Áreas, donde la atmósfera bloquea, están oscurecidas.
La parte visible coincide con una ventana y con λmax del Sol.
El “calor” emitido por la Tierra se transmite en 3-5 y 8-14 μm

12. Tres interacciones son posibles cuando la energía incide con objetos
– Reflexión
– Absorción
– Transmisión
 Aplicando el principio de conservación de la energía:
Ei (λ) = ER(λ) + EA (λ) + ET(λ)
 IMP.
–Las proporciones de estos componentes dependen del tipo de
material y condición del mismo, esto permite distinguir materiales
–Las proporciones dependen de la λ incidente
•Proporciones varían para cada material de acuerdo a λ

13.  Dos objetos pueden NO ser distinguibles en un determinado rango espectral y
ser muy diferentes en otro.
 En la parte visible del Espectro Electromagnético (EMM) esto se llama “color”
 Un objeto “color azul”, refleja nas esta λ
 Un objeto “color verde”, refleja más esta λ
 ¡¡¡Igual para todos los colores !!!
 El ojo humano usa variaciones espectrales de energía reflejada.

14. – La curva es un grafico de Reflectancia Espectral en función de la λ
– Usualmente son valores de reflectancia PROMEDIO, calculados en base a
muchas observaciones.
– Muestra las características de un material.
Con un comportamiento de “banda”
– Sirve para escoger un sensor apropiado para una aplicación
La posibilidad de discriminar materiales determina cual sensor usar
– Se debe conocer bien el objeto a estudiar
– Se deben considerar factores que afectan esas características espectrales
– En general, la configuración de las curvas es un indicador del tipo y
condición de los objetos que representa. Los valores individuales
pueden variar considerablemente en ambos sentidos -/+.

16. BANDAS DE LANDSAT: Identificación μm que representa cada una

17. Vegetación (verde y saludable):Comportamiento de “sube y baja”

18. Vegetación (verde y saludable):Comportamiento de “sube y baja”
– 0.45 y 0.67 μm hay absorción por la clorofila
– El color verde es reflejado
– Entre 0.7 y 1.3 μm
• Plantas saludables reflejan ~ 50%
• Depende de la estructura interna de las hojas
• Permite discriminar especies
• Permite determinar “stress” en las plantas
• Reflectancia aumenta con el número de capas de hojas
– Después de 1.3 μm
•Hay absorción debido al agua en las hojas en varias λ
•Reflexión ~ inversa al contenido de agua

19. Suelos: reflectancia afectada por
– Contenido de agua
• Hay absorción en 1.4, 1.9 y 2.7 μm
– Textura: proporción de arena, arcilla, cieno (silt)
•Arenoso y bien drenado: alta ref.
•Textura fina y mal drenado: baja ref.
•En ausencia de agua se revierten los efectos
– Aspereza superficial
– Presencia de oxido de hierro disminuye la reflectancia en la parte visible
– Contenido orgánico
– Estos factores son complejos, variables, interrelacionados

20. Agua
– La Energía es absorbida del IR cercano hacia mayores λ
• Ya sea en cuerpos de agua, o en materiales con mucha agua
• Es fácil distinguir el agua en estas λ
– Sin embargo, algunas condiciones del agua se capturan con la parte
visible del Espectro EM
–Interacción con:
 Superficie (difracción especular)
 Material suspendido en el agua: aumentan la ref.
 Fondo de cuerpo de agua
–Contenido de clorofila: aumenta reflectancia del verde
–Estas características se usan para estudiar
•Contenido del algas
•Contenido de sedimentos producto de erosión
•Numero y tipos de contaminantes
–Aceite
–Desperdicios industriales
•Otras propiedades no se pueden estudiar de una manera certera por medio
de la teledetección
–PH
–Oxigeno
–Sales

21. Patrones de Respuesta Espectral = Firma espectral
 Son cuantitativos, pero no son absolutos
 Son distintivos, pero no son únicos
 “Firma espectral” no es un término apropiado debido a que hay
variabilidad “Patrones de Respuesta” es más correcto
 Variabilidad está presente
– Puede confundir diferentes materiales, o ayudar a separar objetos
del mismo tipo (eje. árboles)
 Afectados por:
– Efectos temporales: como es el crecimiento de las plantas
– Efectos espaciales: causan que un mismo tipo de objeto en un
determinado momento, tenga diferentes características en
locaciones distintas

22. 1 Azul 2Verde 3 Rojo 4 IR Cercano
Note el rango del
valor espectral

23. Manipulaciones de Contraste
Nivel de Gris Base
 Se usa para dividir una imagen en dos clases con base en un
nivel de gris definido por el analista
 Se puede usar para preparar una “mascara binaria” para una imagen
con el fin de procesar cada clase por separado
División por Niveles o Clases
Los NDs son distribuidos a lo largo del eje X de un histograma y
luego son divididos en clases definidas por el analista
Todos los píxeles con NDs dentro de una clase se presentan con un
ND único para esa clase
Es usado ampliamente para presentar rangos de temperatura en
imágenes termales

24. Ejemplo de manipulación de contraste

25. Manipulación del Contraste: Ejemplo de división por Niveles o Clases

26. Manipulación de Entidades Espaciales
Filtrado Espacial
A diferencia de los filtros espectrales que admiten o bloquean rangos espectrales
(NDs), los filtros espaciales enfatizan o no datos en diferentes “frecuencias
espaciales”
Las frecuencias espaciales se refieren a la “aspereza” de las variaciones tonales
(en el espacio) de la imagen
– Muy áspero (frecuencia espacial alta): valores de gris cambian mucho a
través de pocos píxeles enfatizados con “filtros de paso alto”
–Poco áspero (frecuencia espacial baja): valores de gris cambian poco a
través de muchos píxeles enfatizados con “filtros de paso bajo”

27. Filtrado Espacial
 Es un proceso considerado como “local”
 Los filtros de paso bajo son usados para eliminar ruido por medio de
asignar a cada pixel el valor del promedio de sus vecinos
– Se reducen las desviaciones de los valores promedio
– Se reduce el detalle y el rango de grises en la imagen
– Enfatiza patrones de brillo en áreas grandes
Un filtro de paso alto puede ser la resta de una imagen pasada por un
filtro de paso bajo a la imagen original
– Enfatiza el detalle de brillo y sacrifica los patrones de brillo en
áreas grandes

28. Filtrado Espacial:
La primera imagen es la escena
original
La segunda imagen sufrió un
proceso de filtrado usando un filtro
de “paso bajo”

30. Archivos *.dat
y header
Importación
PROTOCOLO PARA EL PRE
Imágen en
DN (8 bits) PROCESAMIENTO DE
IMÁGENES SATELITALES
Corrección
Geométrica LANDSAT
Imagen
georreferenciada
Archivos *.dat y header
Calibración
Radiancia
(Float=32 bits)
Corrección ADVERTENCIA: Puede realizarse la
Conversión Geométrica corrección geométrica antes de la
corrección radiométrica únicamente
cuando se utilice como método de
Reflectancia sup. remuestreo el vecino más cercano.
Reflectancia TOA
(Float = 32 bits) (Float = 32 bits) En caso de utilizar otro método de
remuestreo debe realizarse primero,
Reescalada indefectiblemente, la corrección
radiométrica.
Reflectancia
sup. (Float = 8
bits)