DISEÑO DE ALBUM DE PATRONES DE INTERPRETACIÓN ASOCIADO A BIBLIOTECAS

ESPECTRALES PARA LA ACTUALIZACIÓN DE MAPAS

Temática: Teledetección

Autores: Dr. C. Eloy Pérez García, Téc. Lisette Torriente Martínez, Lic. Lissy Mateo Rego Agencia de Teledetección / UCT/GEOCUBA, Calle 4 No. 302, e/ 3ra y 3aA, Miramar, Playa, La

Habana, Cuba, CP: 11300. UCT. Telf.: 209 1693, 209 3592

Agencia de teledetección Telf.: 209 1794 lisette@geocuba.cu, eloy@geocuba.co.cu

Resumen

Este resultado surge de la necesidad que se tiene de actualizar mapas con imágenes satelitarias. En el caso que nos ocupa hemos podido determinar que con la imagen de SPOT 5 con 2.5 metros de resolución espacial es posible garantizar el descifrado de los principales elementos del contenido del mapa desde las imágenes con buena calidad y precisión facilitando el trabajo mediante la confección de un álbum de patrones de descifrado o interpretación de la mayor cantidad posible de elementos contenidos en el mapa susceptibles de ser extraídos con certeza y calidad de las imágenes satelitales, este álbum, al que le hemos asociado una serie de bibliotecas espectrales, es una herramienta imprescindible para tecnólogos y operadores que trabajan en la actualización de los mapas antes mencionados. Posibilitando emplear con rapidez el uso de las imágenes satelitarias en la producción. El resultado que se expone en el presente trabajo es representativo de una aplicación de tecnología espacial en el proceso de actualización y creación de mapas que posibilita reducir los plazos y los costos en al menos 1/3 con respecto a la tecnología tradicional

Introducción Durante algunos años se ha venido trabajado en la preparación de especialistas para el uso de imágenes satelitarias en la actualización de mapas topográficos, esta tarea esta dirigida precisamente a la creación de un álbum de patrones de interpretación y una biblioteca espectral susceptibles de ser extraídos con certeza y calidad de imágenes satelitales SPOT 5 pancromática con resolución de 2,5 y Landsat 7 con resolución de 30 metros para la actualización de mapas con la finalidad de que los especialistas vinculados directamente a la actualización, cuenten con ese material que les facilite la interpretación de los distintos objetos. ALBUM DE PATRONES DE INTERPRETACIÓN ASOCIADO A BIBLIOTECAS ESPECTRALES PUNTOS POBLADOS

Ciudades y Ejemplos de su Representación

PUNTOS PO

Página 2 de 35

Ciudades: Se presentan en forma radial o de maya. Las casas que conforman la misma aparecen generalmente en forma rectangular variando en dependencia de la escala. Y aparecen de forma ordenada formando manzanas compactas que son separadas por calles principales y secundarias.

Zona Residencial Se presentan en forma de maya irregular y las casas que conforman la misma aparecen de forma desordenada y aisladas

Zonas rurales Son asentamientos poblacionales donde lasmanzanas formadas por las casas se agrupan generalmente cerca de las vías de comunicación, las casas se observan de forma rectangular y de mosaico

Página 3 de 35

Objetos Industriales, Agrícolas y Socio-Culturales

Fábricas y combinados Se identifican generalmente por el área de emplazamiento, naves industriales y edificios administrativos, en ocasiones se observan vías interiores, grúas y torres

Página 4 de 35

Canteras

Canteras Las canteras y los yacimientos a cielo abierto se distinguen con claridad por el tono blanco del material extraído, las huellas del laboreo y la excavación presentando una forma irregular que presentan.

Esta curva espectral tiene un mínimo valor de reflexión en la banda del azul que aumenta progresivamente hasta alcanzar un valor máximo de reflexión en el IRC (0.76 – 0.90), este valor de reflexión permanece constante y posteriormente disminuye en el IRT. La respuesta espectral de este elemento depende de la composición mineralógica de la cantera.

Página 5 de 35

Pista de aterrizaje (aeródromo)

Los aeródromos aparecen el las imágenes con un color claro y se identifican por la forma en franja alargada y recta presentando una infraestructura propia de la explotación de la técnica de aviación.

Pista de aterrizaje (aeródromo) La curva de este elemento se caracteriza por presentar una pequeña inflexión en la banda del verde; a partir del rojo se acentúa su carácter ascendente hasta lograr un valor máximo de reflexión en el IRM que disminuye paulatinamente.

Página 6 de 35

Campo de pelota y Pista de velocidad

El campo de pelota se identifica como un cuadrilátero de color gris oscuro, con un semicírculo o bumerán el la parte inferior derecha de color claro, presentando un alto contraste con respecto al césped y la pista de velocidad se presenta en forma de ovalo con los bordes blancos y el centro gris

Página 7 de 35

Cementerio Se distinguen por su tono blanco y por su forma que generalmente es rectangular. En algunos casos se pueden presentar con otras formas pero siempre van a estar contorneados por su cerca perimetral

Cementerio Curva espectral que tiene un valor mínimo en la banda del verde, aumenta gradualmente hasta alcanzar el valor máximo en el IRM y posteriormente disminuir en el rango del IRT

Página 8 de 35

Vías Férreas

Líneas de transmisión Eléctrica sobre apoyos metálicos o de concreto

Se identifica como dos líneas paralelas finas de color gris, generalmente a campo traviesa, con unos pequeños rectángulos de color gris claro (blanco) en parejas cada cierto tramo. Se distinguen por la trocha que se hizo para su construcción y mantenimiento

Vías Férreas Las vías férreas son muy similares a las carreteras, se diferencian de estas por tener pendientes suaves, curvas amplias y muy pocos cruces. La forma de la vía refleja su uso por vehículos pesados de articulación limitada. Su identificación clara depende del contraste que tenga con el fondo donde esta enclavada

Página 9 de 35

Carreteras, Caminos y Senderos

AUTOPISTAS

AUTOPISTAS Las autopistas son de forma lineal, se identifican por su longitud y se diferencian de las carreteras porque su ancho es mayor.

Se destaca valores mínimos de reflexión en las bandas del verde y el rojo, este valor de reflexión aumenta paulatinamente, hasta alcanzar su máxima expresión en el IRC donde permanece constante para posteriormente disminuir hacia el infrarrojo térmico. Aquí juega un papel fundamental el material que recubre las autopistas.

Página 10 de 35

Carreteras de 1er orden

Carretera de 1er orden

Es un elemento lineal que puede diferenciarse de otras vías de comunicación por tener fuertes pendientes, curvas cerradas, tramos rectos y muchos cruces

Aquí se destaca un mínimo de reflexión en la banda del rojo que aumenta progresivamente hasta alcanzar un pico máximo de reflexión en el infrarrojo cercano y luego disminuye gradualmente.

Página 11 de 35

Carreteras de 2do orden

Carreteras de 2do orden

Es un elemento lineal que puede diferenciarse de otras vías de comunicación por tener fuertes pendientes, curvas cerradas, tramos rectos y muchos cruces. Su ancho siempre es inferior a las vías citadas anteriormente

La firma espectral de este elemento es similar a la del elemento anterior (carreteras de primer orden) pero en este caso se adquiere un pico de reflexión en un valor 5 veces más elevado.

Página 12 de 35

Terraplenes

TERRAPLENES Este elemento generalmente se observa en línea recta y al hacer una curva se nota que su configuración se mantiene. Siempre tiene una salida y un destino de importancia. Se identifican con mayor claridad los terraplenes mejorados y carreteras no asfaltadas producto del material de mejoramiento empleado

Esta curva espectral logra un mínimo de reflexión en la banda del rojo (0.63- 0.69) este valor de reflexión aumenta, hasta alcanzar su máxima expresión en el IRC y luego disminuye paulatinamente, hacia el infrarrojo térmico.

Página 13 de 35

Triíllos Es otro elemento lineal que se identifica como una línea muy tenue e intermitente de color claro, y que además no son muy extensas en su longitud. Generalmente se identifican como vías alternativas entre comunidades o entre estas y áreas agrícolas circundantes

Caminos Este elemento generalmente se observa en línea recta y al hacer una curva se nota que su configuración se mantiene. Siempre tiene una salida y un destino de importancia, se diferencia del resto de las vías por su anchura que es menor. Su identificación nítida se logra en dependencia del contraste que tenga con el fondo

Página 14 de 35

Hidrografía

Líneas de litoral a) De arena

Línea de costa Las líneas del litoral se identifican ya que el contraste del agua y la tierra es diferente. Generalmente el agua es de color gris oscuro (Varia en dependencia de la profundidad de las aguas) y en la costa generalmente existen arrecifes o arena que se aprecian en tono gris claro o blanco al igual que la arena.

En este elemento la curva espectral va en ascenso en las bandas del azul, verde y rojo, la firma presenta un pico (máximo reflexión) en el infrarrojo cercano que luego disminuye gradualmente.

b) De arrecife

En este caso la firma alcanza un máximo en el rango espectral del azul, que disminuye en las bandas del rojo y el verde, consigue un pico de máxima reflexión en el infrarrojo cercano que disminuye paulatinamente.

Página 15 de 35

Ríos mayores de 15 metros

Los ríos se identifican en las imágenes por su forma sinusoidal, además sus tonalidades varían desde el gris hasta el gris oscuro. Otra característica queidentifica

permite su ción es que la tonalidad

en la imagen de la superficie del mismo se diferencia notablemente de la tonalidad de la imagen del terreno por donde ellos corren. Se interpretan fácilmente por el bosque de galería que crece en sus márgenes

Ríos

Se observa una cresta en las bandas de los colores azules y verdes. Alcanza un valor mínimo de reflectancia en la banda del rojo (0.63-0.69). Logra un pico máximo de reflexión en el infrarrojo cercano, disminuye en el infrarrojo medio. Al analizar el comportamiento espectral en este elemento hay que tener en cuenta la existencia de sedimentos y la vegetación.

Página 16 de 35

Arroyos Intermitentes

Los arroyos al igual que los ríos se identifican en las imágenes por su forma sinusoidal, además sus tonalidades varían desde el gris hasta el gris oscuro. Los mismos son afluentes de los ríos mayores en ocasiones pueden estar secos y solamente aumenta su caudal después de las lluvias. Se interpretan además por la vegetación de galería que crece en sus márgenes

Zanjas Secas

Se presentan en el terrenote forma similar a los ríos pequeños pero son muchas mas cortas y no presentan ramificaciones, pueden ser identificadas por su tono oscuro casi negro producto de la vitalidad de la vegetación que tiene en su fondo y sus taludes por la humedad acumulada

Página 17 de 35

Canales o Zanjas menor de 3m Se presentan en la imagen con un tono oscuro debido al agua que corre por ellos, tienen forma lineal con taludes definidos. Cuando soncanales o zanjas para drenaje en ocasiones no tienen agua y por tanto su tono es mas claro debido al material de construcción

Canal 3m a 10 m

Se presentan en la imagen con un tono oscuro debido al agua que corre por ellos, tienen forma lineal con taludes definidos y sementados. Cuando son canales para drenaje en ocasiones no tienen agua y por tanto su tono es mas claro debido al material de construcción

Página 18 de 35

Canales

Canales mayores de 15 m

Se presentan en la imagen con un tono oscuro debido al agua que corre por ellos, tienen forma lineal con taludes definidos y sementados. Son canales transitables por pequeñas embarcaciones y generalmente poseen algún tipo de infraestructura asociada para su explotación.

Canal con presencia de agua. Se observa una cresta en las bandas azul y verde. Alcanza un valor mínimo de reflectancia en la banda del R (0.63-0.69). Logra un pico máximo de reflexión en el IRC valor que disminuye gradualmente.

Página 19 de 35

MUELLE Los muelles son de fácil identificación en las imágenes, tienen diversas formas generalmente son alargados y presentan un fototono claro (blanco) debido a que su construcción es de hormigón. Se destacan por su fuerte contraste con el tono del agua.

MUELLE

A partir de la banda del azul ocurre una pequeña disminución en el valor de reflectancia que permanece constante en la banda del verde y a partir del rojo aumenta hasta alcanzar se valor máximo en el IRM y disminuir gradualmente.

Página 20 de 35

Malecón

Se define como una línea fina que bordea el litoral, es de color blanco ya que se construye de hormigón armado.

Página 21 de 35

Lagunas

LAGUNAS Generalmente posee un tono gris medio, no cuenta con cortina como en el caso de las presas y surge de forma natural por lo que sus contornos habitualmente son irregulares. En la mayoría de los casos presentan vegetación interior ya que no reciben mantenimiento

Esta curva obtiene su máxima reflectancia en el rango espectral del azul, disminuye en la banda del rojo y vuelve a reflejarse un crecimiento en la banda del infrarrojo cercano hasta disminuir paulatinamente en las bandas del infrarrojo medio y térmico.

Página 22 de 35

Embalses

EMBALSES Generalmente poseen un tono gris oscuro (el del agua embalsada). Cuentan con una cortina de presa que puede ser transitable o no, y presentan un fototono que va desde el blanco al gris claro. La cortina o viaducto los corta por uno de sus extremos

En este caso la curva espectral alcanza su máximo valor de reflectancia en el rango del color azul (0.45-0.52µm), luego va disminuyendo gradualmente hasta que prácticamente no hay reflexión, en las bandas del IRM predomina la absorción luminosa. El agua almacenada en el embalse depende fundamentalmente de la profundidad y de los sedimentos que se encuentran en el.

Página 23 de 35

Áreas verdes y terrenos

Bosques

BOSQUES Los bosques presentan una textura moteada o de cono que se representan en dependencia del tipo de bosque que sea (conífero, foliáceo, mixtos, etc.) y de la altura de los mismos, lo que variara el tono en la imagen, si es un bosque viejo o nuevo. Generalmente su tono es gris oscuro. Su forma es irregular y casi siempre están asociados a l relieve

La curva espectral de este elemento presenta un pico en las bandas del azul y el verde con notable disminución en la banda del rojo. Alcanza su máximo valor de reflexión en el IRC, para disminuir en el infrarrojo medio., esto se debe fundamentalmente al contenido de agua presente en las plantas.

Página 24 de 35

Malezas Se diferencia de los bosques por tener poca altura y sus ramificaciones aparecen en varias direcciones, el fototono va a ser mas claro que el de los bosques ya que se nota la presencia del suelo. Su fototono cambia de gris claro a mas oscuro, puede ser compacta con espinas o sin espinas.

Maleza Esta curva presenta un mínimo de reflexión en la banda del rojo, valor que aumenta progresivamente hasta alcanzar un pico máximo de reflexión en el IRC para decrecer nuevamente hacia el infrarrojo medio.

Página 25 de 35

Bosques de galería Se presenta en la imagen como una faja estrecha y densa de árboles con un fototono gris oscuro por la alta vitalidad ya que siempre están asociados a corrientes de agua. Es el principal símbolo desenmascararte de los ríos y arroyos.

Cerca y fajas estrechas de maleza

Este tipo de imagen permite interpretar las cercas vivas que se identifican como una faja estrecha de una hilera de árboles o arbustos que rodean perimetralmente una o varias parcelas

Página 26 de 35

Plantaciones leñosas: frutales

CITRICOS Las áreas de cítricos son de fácil identificación ya que este cultivos se siembra en hileras con una separación uniforme entre las plantaciones. Dentro de estos campos van a existir entresacas con el fin de facilitar el trabajo de este cultivo así como para su recolección.

El comportamiento de esta firma es semejante a las anteriores (bosque y maleza) esto se produce por que al emplear solo 7 bandas espectrales no podemos discriminar de manera exacta la diferencia en la reflexión de la biomasa.

Página 27 de 35

Caña Es un cultivo que se observa como una gran masa homogénea de textura granulada, los campos se presenta de forma rectangular producto de las guardarrayas que los rodean y que son utilizadas para el control, clasificación,organización y traslado de la planta.

Caña Esta firma espectral logra un máximo de reflexiòn en la banda del verde que disminuye en el rojo, aumentando progresivamente hasta alcanzar un pico máximo en el IRC para decrecer nuevamente hacia el infrarrojo medio.

Página 28 de 35

Cultivos varios Los mismos pueden ser de diferentes tipos, generalmente son de ciclo corto y de porte bajo. Los diferentes tipos de cultivo tienen una forma, fototono y estructura específica para cada caso, en dependencia del tipo de vegetación y su altura, se identifica en forma de mosaico con diferentes tonalidades de grises y en algunos casos se utiliza un tipo de regadío que es el Fregat o de pivote central que le da una forma circular lo que lo identifica rá

pidamente

Cultivos Varios

Terreno preparado Curva que en la banda del verde tiene un valor mínimo de reflectancia .En el rojo aumenta sucesivamente hasta lograr un valor máximo en el IRM, valor que posteriormente decrece.

Cultivos Varios Terreno Sembrado La curva espectral de este elemento presenta un pico en las bandas del azul y el verde con un valor mínimo en la banda del rojo, que aumenta notablemente hasta alcanzar el valor máximo de reflectancia en el IRC para

Página 29 de 35

Henequén Es un cultivo de textura moteada de color gris oscuro y en el terreno presenta unas líneas que divide un sector de otro del cultivo.

Página 30 de 35

Arroz

Arroz Este cultivo es muy similar a la caña en cuanto a estructura, textura y forma, se caracteriza por tener en su primera fase fenológica producto del regadío una forma similar a hondas y con reflejos en forma de espejo de agua y posee una amplia red de canales y terrazas

La reflexión es nula en la porción espectral correspondiente al rango electromagnético de color rojo para alcanzar su valor máximo en el infrarrojo cercano que permanece constante en el infrarrojo medio hasta que disminuye en el térmico.

Página 31 de 35

Yerba natural y Pastos Artificiales

YERBA Es de fácil identificación por su tonalidad uniforme ya sea gris claro o gris medio lo que esta en dependencia de la altura y del estado de la misma.

La curva espectral de este elemento presenta una cresta en las bandas correspondientes al azul y al verde, con una depresión en la banda del rojo, alcanza un máximo de reflexión en el IRC que disminuye gradualmente.

Página 32 de 35

Pastos Tiene una textura similar a la hierba con una tonalidad homogénea, su color oscila entre el gris claro y medio en dependencia de su fase, generalmente se identifica entre cuartones.

Mangle en pantano El pantano tiene una textura moteada, generalmente aparece con un fototono claro por la perenne humedad, en cambio el mangle aparece con un tono oscuro granuloso dentro del pantano.

Página 33 de 35

Mangle El mangle tiene una textura granulosa, generalmente aparece con un fototono oscuro, pues el mismo existe en zonas pantanosas o de costas.

Mangle

Bibliografía:

Se destacan valores máximos de reflexión en las bandas del azul, verde que disminuyen hasta alcanzar su valor minino en el rojo, aumenta para lograr un máximo en el IRC y tiende a disminuir hacia el infrarrojo medio.

Página 34 de 35

BIBLIOGRAFÍA

Anónimo http/www.fing.edu.uy/ia/deptofoto Principios Básicos de la Fotointerpretación Forestal. 2005

Búsqueda Internet. Manejos de la Fotografía.2005 Pérez García Eloy:”Creación de un sistema para el descifrado de las fotografías

aéreas y las imágenes satelitarias UCT Geocuba IC. Agosto 2003. Pérez Pérez Zaraith. Tesis de Maestría: Manual de Empleo de los Patrones de

Interpretación de los a Escala 1:25 000 a Partir de Imágenes Satelitarias Durante los Trabajos de Actualización, La Habana 2004.

ENVI 4.0 “ENVI tutorials” Research Systems Inc. Manual de símbolos convencionales para la Mapificación Topográfica Metodología para Actualización de Mapas Topográficos Digitales Utilizando Imágenes

de Alta Resolución. UCT Geocuba IC , La Habana 2005

Página 35 de 35