1UNESCO RAPCA1Correccines RadiomtricasUNESCO RAPCA2Contenido Introduccin Distorsiones Radiomtricas Caso Optico Caso Radar Efectos Atmosfricos Mtodos de correccin2UNESCO RAPCA3Distorsiones de la Imagen Distorsiones (errores) en las Imgenes Teledetectadas radiomtrica geomtrica Radiometra influenciada por Estacin del ao Atmsfera sensor Geometra es influenciada por Configuracin del Satlite Geometra de Vista del Sensor Terreno ObservadoTpico Tpico dede esta esta catedra catedra! !UNESCO RAPCA4Distorsiones de las Imgenes Distorsiones (errores) en las imgenes teledetectadas (sistemas opticos) RadiomtricaErrores del sistema minimizadas por correciones cosmticasDistorsiones Atmosfricas minimizadas por correccines atmosfricas Geomtrica Minimizadas por correccines geomtricas3UNESCO RAPCA5Distorsin Radiomtrica Que es la distorsin radiomtrica? Es un error que influye en la radiacin o valor radiomtricode un elemento de la escena (pixel). Porque? La seal viaja a travs de la Atmosfera; afecta la seal. La iluminacin del sol afecta los valores radiomtricos. Los cambios estacionales afectan los valores radiomtricos Las fallas del sensor o el ruido en el sistema afectan los valores El terreno influye en la radiacin Anlisis multi-espectral o Multi-sensorial requieren de imgenes corregidas.UNESCO RAPCA6Distorsin Radiomtrica ~ Caso Optico ~ Fallas o ruido en el sensor Variaciones Estacionales Efectos a menudo desatendidos debido a grandes influencias de los efectosatmosfricos4UNESCO RAPCA7Fallas y ruidos en el Sensor (1)(Eg., la Escobilla del Landsat TM)En cualquier hora, 100 detectores estn operando simultneamente (6x16 VNIR mas 1x4 TIR).16 detectores escanean la escena alternandose de izquierdaa derecha y viceversa usando un espejo oscilante.UNESCO RAPCA8Fallas y ruido en los sensores (2) TiposTipos dede FallasFallas yy ruidos ruidos1. Rayado de lneas2. Caida Periodica de Lneas.3. Ruido o puntos Aleatorios5UNESCO RAPCA91. Rayado de LneasCausa:Respuesta no idntica de uno o mas detectoresresultado de un arrastre en respuesta despus de la calibracin de los detectores.Mtodo de correccin (uno de ellos):1. Calcule el histograma de un detector como estndar.2. Lleve los histogramas de los otros detectores al histograma del detector estndar. UNESCO RAPCA10Rayado de LneasEjemplo de Landsat TMCorregido Corregido Rayado Rayado6UNESCO RAPCA11Rayado de LneasEjemplo de SPOT XSCorregido Corregido Rayado RayadoUNESCO RAPCA12Rayado de Lneas7UNESCO RAPCA132. Caida de Lneas (Peridica) Causa: Valores de radiacin erroneos para pixeles, lneaso reas. Defectos en el Escaner o en el Sistema de Transmisin y recepcinMtodo de correccin: Correccin por la repeticin de valores vecinos o promedios La amplitud de cada 6 lneas es multiplicadapor un factor de 0.5 para producir losvalores digitales correctos desde los cualesla imagen es dibujada.UNESCO RAPCA14OriginalCaida de LneasCorregidoCaida de Lneas8UNESCO RAPCA15La amplitud de cada 6 lneas es multiplicada porun factor de 0.5 para producir los valores digitales correctos desde los cuales la imagen es dibujada.CaidaCaida dede Lneas LneasUNESCO RAPCA16Caida de LneasSeal Caida - Ejemplo(CCRS Remote Sensing Tutorial)9UNESCO RAPCA173. Ruido o Puntos AleatoriosCausa: Errores de transmisin o disturbios temporalesMtodo de Correccin:1. Detectar el punto comparando su DN con losDNs de sus alrededores (vecinos)2. Reemplazar el DN del punto con el valor del DN interpolado de los pixeles vecinosUNESCO RAPCA18Ruido o puntos aleatoriosEjemplo de puntos en Landsat MSS10UNESCO RAPCA19Ejemplo de correccin para los puntosRuido o puntos aleatoriosFiltro Mediana condicional255515049494746424058585756555554530medianaImagen corregida5549Condicion: cuando el centro es 0 o 255, tome la medianaImagen con punto255UNESCO RAPCA20Microonda Backscatter 11UNESCO RAPCA21Efectos Radiometricos Caso SAR Speckle Efecto Sal y pimienta Efecto de la rugosidad de la superficie y factoresdel sistema en la produccin de imgenes Cuenta para contribucin de interferencias de dispersiones individuales Es un efecto aleatorio y multiplicativo Metodos de correccin Procesamiento Multi-vista Promediado FiltradoUNESCO RAPCA22Mtodos de Correccin Procesamiento Multi-vista Movimiento del sensor- recibe seal de dispersinde retorno de una fuente varias veces. Crear varias imgenes (=vistas) Promediar imgenes para producir la imagenmulti-vista Promediado Espacial Usa resolucin completa de una vista simple Aplicar filtros de bajo-paso Filtro Speckle Suaviza areas homogneas, preserva bordes12UNESCO RAPCA23SAR SpeckleERS-1 SAR original ERS-1 SAR filtrada(Pohl, 1996)UNESCO RAPCA24SAR Speckle Imagen OriginalImagen FiltradaReduccin Speckle(G. Huurneman, ITC)13UNESCO RAPCA25Efectos Atmosfricos Principios de RadiacinSunR.S. InstrumentIncidentenergyScattered radiationCloudAtmosphericemissionEmission processes Reflection processes EARTHAtmosperic absortionDirect radiationReflected radiationThermal emissionScattered radiationEmi sin TermalEmi sinAtmosfricaInstrumento RSSunCloudRadiacin dispersadaRadiacin DirectaRadiacin dispersadaAbsorcin AtmosfricaEnerga IncidenteTierra Procesos de refleccin Procesos de Emi sin(T. Woldai, ITC)UNESCO RAPCA2614UNESCO RAPCA27Interacciones con la Atmsfera Medida de Radiacin por Sensores Opticos. El Sol es la fuente de radiacin El EMR es reflejada por la Tierra (la cantidaddepende de la reflectividad de la superficie de la Tierra) La Radiacin tiene que pasar la Atmsfera 2 vecesInteraccin con la Atmsfera. :DispersinAbsorcinUNESCO RAPCA28Interaccin con la Atmsfera- 2 Regiones relativamente libres de efectos= Ventanas Atmosfricas Dependiendo de la Longitud de onda Adiciona neblina (haze) a la imagen= la imagen pierde contraste* Absorcin y dispersin= Atenuacin or Extincin* Contraste = Radio entre areas brillantes y oscuras.15UNESCO RAPCA29Efectos Atmosfricos(CCRS Remote Sensing Tutorial)Absorcin Absorcin Dispersin DispersinUNESCO RAPCA30Absorcin Los gases absorben radiacin Vapor de Agua Dioxido de Carbono OzonoLa teledeteccin en bandas de absorcin es imposible.16UNESCO RAPCA31Dispersin Selectiva Afecta longitudes de onda especficas Ejemplos Dispersin de Rayleigh Dispersin de Mie No-Selectiva Independiente de Longitud de ondaUNESCO RAPCA32Luz AzulLuz Roja12Particula mas pequea que azulPrincipio de Rayleigh (A longitud de onda mas corta, mayor dispersin)Efectos Atmosfricos(T. Woldai, ITC)Dispersin Dispersin Selectiva Selectiva17UNESCO RAPCA33Dispersin de Rayleigh causa cielos azules durante el da y cielos rojos en la puesta del sol(T. Woldai, ITC)Efectos AtmosfricosCielo AzulDiatierraAtmosferaBGRTierraPuesta del solAzulRojoSunSunDispersinDispersin dede Rayleigh RayleighUNESCO RAPCA34Dispersin de Mie La dispersin de Mieocurre cuando las longitudes de onda de la radiacin entrante es similar al tamao de las partculas atmosfricas (e.g., aerosoles : unamezcla de gases, vapor de agua y polvo.). La dispersin de Mie esta restringida a la atmosfera mas baja donde las particulas mas grandes son mas abundantes. Influye la regin espectral completa desde el ultravioleta cercano hasta el infrarojo cercano inclusive.18UNESCO RAPCA35(T. Woldai, ITC)Dispersin selectiva en el Agua2Luz AzulHO= Partculas coloidales menores a 1 micronBGRLuz BlancaUNESCO RAPCA36Efectos Atmosfricos(CCRS Remote Sensing Tutorial)DispersinDispersin NoNo selectiva selectivaDispersin Dispersin no no--selectiva selectiva es esindependiente independiente de lade la longitud longitud dede onda onda, con, con todas todas las las longitudes delongitudes de onda onda dispersas dispersas casi casi iguales iguales. El. El ejemplo ejemplo mas mas prodominante prodominanteincluye incluye elel efecto efecto dede las las nubes nubes((consistentes consistentes enen gotas gotas dede agua agua).). Ya Ya que que todas todas las las longitudes delongitudes de onda onda sonson dispersas dispersas igual igual,, una unanube nube aparece aparece enen blanco blanco..19UNESCO RAPCA37sensorNubeNubeContribucin de la radiacin de nubesZona noPenetradaZona de sombraRadiacin del solTierra Sombra(T. Woldai, ITC)Factores Negativos de la Coberturade NubesUNESCO RAPCA38Efectos Atmosfricos Skylight La radiacin del sol es dispersa en la direccin de la superficie de la tierra por pequeas particulas y moleculas en la atmsfera. Pueden causar incremento en la radiacinrecibida en el sensor. Efecto Multiplicativo Correccin Multiplicacin por un factor de una caracterstica estable en el tiempo Igualacin de imgenes de varias fechas20UNESCO RAPCA39Efectos Atmosfricos Bruma o Neblina La radiacin del sol es dispersa en la direccin de la superficie de la tierra por pequeas partculas y molculas en la atmsfera. Pueden causar incremento en la radiacin recibida en el sensor. Correccin (aproximacin) Seleccionar los objetos que absorben toda la radiacin (e.g. cuerpos de agua); DN Ideal= 0 Determinar el DN 0 de la bruma; restar ese valor de radiacin a todos los pixelesUNESCO RAPCA40Ejemplo - Bruma (Indonesia)Efecto Neblina Imagen Corregida21UNESCO RAPCA41Correccin de Bruma o NeblinaMtodo de substraccin de objetos oscurosSupuesto: bandas infrarojas no son afectadas por la bruma Identificar cuerpos negros: Agua clara y zonas con sombra con reflectancia cero en las bandas infrarojas Identificar los valores DN en longitudes de banda corta en lasmismas posiciones de pixel. Estos DN son completamentedebidos a la bruma. Restar el mnimo valor de DN relacionado con los cuerposnegros de una banda en particular a todos los pixeles de estabanda.UNESCO RAPCA42Efectos por la iluminacin del Sol Posicin del sol Elevacin del sol (Angulo del sol) Distancia Sol-Tierra Correccin de elevacin Divisin de cada pixel por el seno del angulo de la elevacin solar parauna fecha y ubicacinen particular porbanda espectral Correcin de distancia La radiacin del sol disminuye con el cuadrado la distancia22UNESCO RAPCA43Efectos de la iluminacin del Sol Las correciones son necesarias para compensar las variaciones de la iluminacion del sol resultantes de lasdiferentes fechas de adquisicin de escenas.Aplicaciones Estudios de Deteccin de cambios MosaicosUNESCO RAPCA44Correcin para Variaciones estacionales en la variacin del sol Correcin del Angulo del Sol Correccin de la distancia Tierra-Sol) (' SINDNDN =2365) 5 . 93 ( 2sin 00167 . 0 1 '||.|

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+ =dDN DNDonde d es el nmero de das en un ao23UNESCO RAPCA45Correccin SkylightFecharefFechaaFrefFaBandaNIRBandaVISarefFFi = i i i D D = 'UNESCO RAPCA46Resumen Correccin Radiomtrica Necesitamos corregir los efectos atmosfricos, las variacionesen la iluminacin del sol y defectos de los sistemas. La correccin Atmosfrica es la correccin mas compleja. En la mayora de los casos, solo la correccin por bruma esaplicada (resta de objetos oscuros) Si deseamos relacionar los datos teledetectados con datosespectromagnticos de campo, necesitamos aplicarcorreccines atmosfricas completas, tomando en cuentafactores dependientes de longitudes de onda, tales comoirradiacin difusa, coeficientes de transmisin, camino de la radiacin y coeficientes de calibracin del sensor. 24UNESCO RAPCA47Referencias Bakx, W. (1995): An introduction to digital image processing, ITC Lecture Note RSD 65. Schreier, G. (1993): SAR Geocoding: Data and Systems, Karlsruhe: Wichmann, ISBN 3-87907-247-7, 435 pages. Wageningen UR, 1999,http://www.gis.wau.nl/cgirs/projects/rsbasics/overview.htm CCRS Remote Sensing Tutorial: http://www.ccrs.nrcan.gc.ca/ccrs/eduref/tutorial/tutore.htmlUNESCO RAPCA48Lecturas complementarias Richards, J.A., Remote sensing digital image analysis: an introduction, 2nd revised and enlarged edition, Berlin etc. -Springer Verlag, 1993, ISBN 3-540-54840-8. Lillesand, T.M. and Kiefer, R.W., Remote Sensing and Image Interpretation, 3rd Ed., 1993, J. Wiley & Sons, 720 pp. Jensen, J.R.& Schill, S.R. (1999): The Remote Sensing CoreCuriculum, Vol. 3, Digital Image Processing, http://www.cla.sc.edu/geog/rslab/rsccnew/rscc-frames.html Mather, P.M., Computer Processing of Remotely-Sensed Images: an Introduction, Wiley: New York 1999, ISBN 0-471-98550-3