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TELEDETECCION
ELABORADO POR:
ING. PAUL REYES AYALA
• La Teledetección es el procedimiento, que consiste en recoger
datos desde un punto situado a gran distancia del lugar
muestreado.
• Existen dos modos básicos de teledetección, diferenciados entre sí
simplemente por la distancia desde la que se toman las imágenes
y, por lo tanto, por el tipo de aparato que las obtiene: por una
parte, tenemos la fotografía aérea, la teledetección por satélite y
la tecnología LIDAR.
FOTOGRAFIA AEREA
Fotografía aérea vertical de
la zona de La Almunia. En
este caso se trata de una foto
en color real, donde podemos
observar los diferentes tipos
de cobertura vegetal y el
distinto vigor de la
vegetación. Las ortofotos
suelen utilizarse para la
elaboración de mapas, a
partir de pares
estereográficos, o para usos
administrativos
Las fotografías aéreas pueden
tomarse con el eje óptico de
la cámara vertical (ortofoto) o
inclinado.
EN BLANCO Y NEGRO. TIENEN MAYOR SENSIBILIDAD A LA LUZ QUE EL PROPIO OJO, POR LO QUE PERMITEN DISTINGUIR DETALLES NO APRECIABLES A SIMPLE VISTA.
EN COLOR: GRACIAS A SU MAYOR CAPACIDAD PARA DIFERENCIAR TIPOS DE MATERIALES SE USAN EN ESTUDIOS DE VEGETACIÓN, DE AGUAS Y CAUCES Y PARA DIFERENCIAR TIPOS LITOLÓGICOS.
INFRARROJAS EN BLANCO Y NEGRO: PARA DISTINGUIR ESPECIES VEGETALES DENTRO DE BOSQUES Y EN ESTUDIOS DE ACUÍFEROS Y CORRIENTES DE AGUA.
EN FALSO COLOR: IGUAL QUE LAS INFRARROJAS EN BLANCO Y NEGRO, PERO SE MODIFICA ARTIFICIALMENTE SU ESCALA DE
GRISES.
COMPONENTES PRINCIPALES DEL MÉTODO GENERAL DE LA PERCEPCIÓN REMOTA (TELEDETECCIÓN)
• LA ENERGIA
• FUENTE DE RADIACIÓN
• EL BLANCO SOBRE EL CUAL INCIDE LA RADIACIÓN
• EL SENSOR
• LA VIA DE TRANSMISIÓN.
IMÁGENES SATELITALES
• Las imágenes satelitales proveen volúmenes de información a un
bajo costo. Los nuevos satélites comerciales ofrecen características
como resolución (tamaño cuadrado representado por una pixela),
precisión posicional (la variación entre la posición de un objeto en
la imagen y su posición verdadera) y tiempo de entrega
revolucionaria, aumentando la variedad de posibles aplicaciones.
Dado el corto tiempo de entrega y sus precios bajos imágenes
sateleitales pueden ser alternativas y/o complementos a
fotografía aérea convencional
• Las imágenes satelitales que están disponibles en este momento incluyen IKONOS (1m
/ 4m), IRS (5m) y Landsat 7 (15m / 30m). Ofrecemos datos Spot (10m) y datos rusos
(1m o 2m) por caso especial, y datos activos (todos los satelites anteriormente
mencionados son pasivos o sea ópticos), incluyendo Radarsat y ERS, para aplicaciones
especializadas tales como la creación de DEMs (Modelos Digitales de Elevaciones).
• Los datos IKONOS, Landsat 7, Spot y Radarsat podrán estar disponibles para todo el
mundo ya que usan memoria interna así que si el satélite está fuera del alcance de
alguna de las estaciones de tierra el satélite puede grabar los datos para una
transmisión más tarde. Hay limitaciones en el cubrimiento de IRS y Landsat 5 ya que
sólo pueden funcionar mientras estar en el alcance de una estación de tierra. En las
Américas, imagenes IRS no son disponibles del area sur de Sud América.
ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO
• Se denomina espectro electromagnético a la distribución energética del conjunto de
las ondas electromagnéticas. Referido a un objeto se denomina espectro
electromagnético o simplemente espectro a la radiación electromagnética que emite
(espectro de emisión) o absorbe (espectro de absorción) una sustancia. Dicha
radiación sirve para identificar la sustancia de manera análoga a una huella dactilar.
Los espectros se pueden observar mediante espectroscopios que, además de permitir
ver el espectro, permiten realizar medidas sobre el mismo, como son la longitud de
onda, la frecuencia y la intensidad de la radiación
• El espectro electromagnético se extiende desde la
radiación de menor longitud de onda, como los
rayos gamma y los rayos X, pasando por la
radiación ultravioleta, la luz visible y la radiación
infrarroja, hasta las ondas electromagnéticas de
mayor longitud de onda, como son las ondas de
radio. Se cree que el límite para la longitud de
onda más pequeña posible es la longitud de
Planck mientras que el límite máximo sería el
tamaño del Universo (véase Cosmología física)
aunque formalmente el espectro
IMAGENES SATELITALES SPOT
Imagen SPOT multiespectral del 8 de
noviembre de 2009 que muestra el curso del
Río Pánuco por los municipios de Altamira en
Tamaulipas y Pánuco en Veracruz
IMAGEN MULTIESPECTRAL• (0.4 a 0.7 micrómetros) Corresponde el espectro
visible, es la que hemos comentado anteriormente
que puede visionar el ojo humano.
• (0.7 a 1.3 micrómetros) Correspondiente al
Infrarrojo próximo, resulta de especial importancia
por su capacidad para discriminar masas vegetales
y concentraciones de humedad en el terreno.
• (1.3 a 8 micrómetros)Corresponde al Infrarrojo
medio, en este rango se entremezclan los procesos
de reflexión de los rayos solares y la emisión de la
superficie del suelo, es idóneo para la estimación
contenido de humedad en la vegetación y
detección de focos de alta temperatura.
• (a partir 1mm) en este punto pasamos a las
microondas, es la más empleada para los sensores
activos como los radares por ser una energía
transparente para las cubiertas nubosas.
USO QUE SE LES DA A LAS BANDAS EN EL SECTOR AGRÍCOLA
• (0.4 a 0.7 micrómetros) Corresponde el espectro visible, es la que hemos
comentado anteriormente que puede visionar el ojo humano.
• (0.7 a 1.3 micrómetros) Correspondiente al Infrarrojo próximo, resulta de
especial importancia por su capacidad para discriminar masas vegetales y
concentraciones de humedad en el terreno.
• (1.3 a 8 micrómetros)Corresponde al Infrarrojo medio, en este rango se
entremezclan los procesos de reflexión de los rayos solares y la emisión de la
superficie del suelo, es idóneo para la estimación contenido de humedad en la
vegetación y detección de focos de alta temperatura.
• (a partir 1mm) en este punto pasamos a las microondas, es la más empleada
para los sensores activos como los radares por ser una energía transparente
para las cubiertas nubosas.
TELEDETECCIÓN HIPERESPECTRAL APLICADA
La formación de imágenes
hiperespectrales consiste en
recopilar y procesar información
a lo largo de todo el espectro
electromagnético. La formación
de imágenes espectrales divide
el espectro en muchas bandas.
Esta técnica de dividir las
imágenes en bandas puede
extenderse más allá de lo
visible. De aquí surge la técnica
de formación de imágenes
hiperespectrales.
IMAGEN HIPERESPECTRAL
Los sensores hiperespectrales recopilan
información como un conjunto de imágenes.
Cada imagen representa un rango del
espectro electromagnético también conocido
como banda espectral. Estas imágenes se
combinan y forman una imagen
tridimensional hiperespectral, un cubo de
datos, para el procesamiento y análisis.
Ciertos objetos dejan unas huellas
únicas a lo largo de todo el
espectro electromagnético
catalogándolos como si de huellas
dactilares se tratara. Estas 'huellas
dactilares' que se conocen como
firmas espectrales permiten la
identificación de los materiales
que componen un objeto
analizado.
• Los sensores hiperespectrales recopilan información como un conjunto de
imágenes. Cada imagen representa un rango del espectro electromagnético
también conocido como banda espectral. Estas imágenes se combinan y
forman una imagen tridimensional hiperespectral, un cubo de datos, para el
procesamiento y análisis
Agricultura de precisión y sensores
hiperespectrales: Vigilancia contra la
Sequía, Enfermedad y Estrés de nutrientes
IMÁGENES SATELITALES LANDSAT
• Landsat es una constelación de satélites (LAND = Tierra y SAT = satélite) que se integraban
en la primera misión de EEUU para el monitoreo de los recursos terrestres.
• Las imágenes Landsat están compuestas por 7 u 8 bandas espectrales, especialmente
elegidas para el monitoreo de la vegetación, aplicaciones geológicas y estudio de los
recursos naturales. Estas bandas pueden combinarse generando nuevas imágenes que
incrementan notablemente sus aplicaciones
• Landsat 7 es el séptimo de un grupo de satélites lanzados por Estados Unidos en el
programa LandSat el 15 de abril de 1999. Su objetivo principal es actualizar la base de
datos de imágenes de todo el planeta Tierra sin nubes.
• En la imagen se muestra el grupo de bandas junto a su longitud de onda y la zona del
espectro que abarcan.
Para comprender los conceptos más básicos de la teledetección podemos utilizar
como modelo la fotografía, en particular la digital. Para realizar una fotografía,
una cámara debe recibir luz. Esta luz procede, en última instancia, del Sol, desde
donde llega a los objetos como luz blanca. Una parte de esa luz es
absorbida por los objetos, mientras que el resto se refleja, dando lugar a su
color. Un cuerpo que refleja toda la luz que recibe es, por lo tanto, blanco,
mientras que si la absorbe toda es negro. La luz reflejada por los cuerpos llega
a la cámara. Ésta dispone de un sistema que descompone la luz en “bandas”,
una roja, otra azul y una tercera verde, y de un gran número de sensores que
reciben esa información y la almacenan en una matriz, como si fueran los ojos
compuestos de los insectos. Cada posición de la matriz es un píxel, y contiene
información de la intensidad de radiación total, así como de sus componentes en
las tres bandas (imagen RGB). Cuanto mayor sea el número de sensores
(megapíxels), mayor es la resolución de la imagen, es decir, el grado de detalle.
O, lo que es lo mismo, la imagen consta de un mayor número de puntos, cada uno
de ellos de un tamaño menor.
SENSORES REMOTOS SENSOR REMOTO ES EL INSTRUMENTO CAPAZ DE PERCIBIR LOS DATOS. LA VISIÓN, AUDICIÓN Y OLFATO SON EJEMPLOS DE SISTEMAS DE SENSORES
REMOTOS DEL SER HUMANO. LA PERCEPCIÓN REMOTA DE ENERGÍA ELECTROMAGNÉTICA ES TAMBIÉN LLAMADA TELEDETECCIÓN.
• Sensores de los satélites Landsat
• RBV (Return Bean Vidicon) Multiespectral 3 bandas
MSS (Multiespectral Scanner Sensor) Multiespectral 4 bandas
TM (Thematic Mapper) Multiespectral 7 bandas
ETM+ (Enhanced Thematic Mapper) Multiespectral (instrumento de nueva
generación, solo presente en el Landsat 7)
• Si deseamos hacer una fotografía en ausencia de luz, el proceso es
ligeramente diferente. En este caso la cámara, además de captar la luz,
debe emitirla mediante el flash.
• La teledetección utiliza el mismo proceso. De hecho, los sensores que usan los
satélites son, en ocasiones, similares a los de las cámaras digitales, solo que
en algunos casos son sensibles a longitudes de onda mucho más concreta, no
necesariamente visibles. Este modelo permite identificar los principales
elementos y procesos implicados en la teledetección:
PLATAFORMA AÉREA SISTEMAS DE TELEDETECCIÓN AÉREA
En los sensores electrónicos
la información es
almacenada en un formato
digital conocido como
RASTER. Este consiste en una
matriz de filas y columnas,
cada celda constituye el
pixel (el mínimo tamaño que
puede detectar el sensor)
que está definido por un
valor X (columnas) y un valor
Y (filas) y un valor Z o
número digital
Se utilizan cámaras multiespectrales para Agricultura de precisión
TELEDETECCIÓN EN EL SIAP
• Para el uso eficiente de los recursos la SAGARPA adquirió una
multilicencia que permite proporcionar imágenes a los gobiernos
federal, estatales, municipales, universidades y centros públicos de
investigación. La SAGARPA, a través del Servicio de Información
Agroalimentaria y Pesquera (SIAP), registró y autorizó 105
usuarios para utilizar imágenes.
LAS IMÁGENES DE LOS SATÉLITES DE LA CONSTELACIÓNSPOT SE HAN UTILIZADO PARA LA DIGITALIZACIÓN DE LAFRONTERA AGRÍCOLA, DANDO PASO A LAACTUALIZACIÓN DE LOS TIPOS DE USO DE SUELO
Frontera agrícola
en México
(Fuente: SAGARPA)
EL OBJETIVO ES IDENTIFICAR, POR MEDIO DE LA DINÁMICA ESPACIAL DE LA FRONTERA AGRÍCOLA, ÁREAS QUE HAN DEJADO DE SER FRUCTÍFERAS (CONSIDERADAS COMO TIERRAS OCIOSAS), PERO QUE AÚN TIENEN
POTENCIAL PARA PRODUCIR.
Dinámica
espacial de la
frontera
agrícola.
(Fuente:
SIGSA)
EN LA ACTUALIDAD, ES RELEVANTE LA VIGILANCIA CONSTANTE DELA FRONTERA AGRÍCOLA EN SU CONVIVENCIA CON OTROSTIPOS DE USO DE SUELO, PARA LA DELIMITACIÓN DE ÁREAS DECULTIVO, SU IDENTIFICACIÓN Y CUANTIFICACIÓN.
Imagen de satélite. Identificación
de áreas agrícolas, ganaderas y
anegadas. (Fuente: Comisión
Nacional de Actividades
Espaciales – CONAE. Argentina)
MEDIANTE ESTA PLATAFORMA ESPACIAL, SE INTERPRETAN LAS IMÁGENES SATELITALES,COMPLEMENTANDO CON TRABAJOS DE MUESTREO EN CAMPO QUE PERMITEN ASOCIARUNA SUPERFICIE CONOCIDA A UNA FIRMA ESPECTRAL Y ASOCIANDO LAS FECHAS DESIEMBRA PARA DIFERENTES CULTIVOS CON LAS FECHAS DE LAS IMÁGENES, SE GENERA UNAESTIMACIÓN DE SUPERFICIE SEMBRADA EN EL ÁMBITO NACIONAL
Proceso de interpretación de firmas espectrales para
la Estimación de superficies agrícolas por Teledetección (Fuente:
SAGARPA)
FIRMAS
ESPECTRALES
LIDAR (LIGHT DETECTION AND RANGING)
• La tecnología LIDAR es resultado de la integración las
tecnologías GNSS, Unidad de Medición Inercial y sensor
láser, se utiliza para la colecta de datos de altitud. Estos
datos sirven para definir la superficie del terreno y generar
Modelos Digitales de Elevación (MDE). El levantamiento
LIDAR tiene ventajas sobre la captura con métodos
convencionales: requiere de mínimo control geodésico en
tierra, los datos tienen una mayor densidad y una mayor
precisión.
¿CÓMO FUNCIONA?
• El LIDAR aerotransportado, es un sensor activo que consta de un telémetro emisor
de luz láser y de un espejo que desvía el haz perpendicularmente a la trayectoria
del avión, generando una serie de pulsos de luz que al entrar en contacto con los
objetos o el terreno refleja al sensor parte de la energía del pulso emitido. Una
característica distintiva de los retornos en zonas de vegetación es que éstos se
pueden producir a diferentes niveles, siendo posible que el último retorno se
produzca al nivel del terreno
SITIOS DE DESCARGA DE IMÁGENES SATELITALES
• https://lv.eosda.com/ Imágenes Landsat
• A partir de este Portal web no es necesario
descargar una imagen Landsat 8 completa
• No es necesario utilizar un software especial
para abrirla y realizar la combinación de
bandas entre sí.
• Es gratis.
• Permite descargar las imágenes.
• Podemos filtrar imágenes por diferentes
criterios, principalmente
por año, mes, porcentaje de nubosidad y
elevación solar.
ESTE SERVICIO NOS OFRECE LA POSIBILIDAD DE OBTENERDIFERENTES COMBINACIONES DE BANDAS, COMO UNA IMAGENPANCROMÁTICA, FALSO COLOR, INFRARROJO CERCANO,AGRICULTURA, TIERRA/AGUA, ANÁLISIS DE VEGETACIÓN…
HTTPS://LIBRA.DEVELOPMENTSEED.ORG/ LIBRA ES UN NAVEGADOR DE IMÁGENES CREADO POR ASTRO DIGITAL, OPEN SOURCE, QUE NOS PERMITE DESCARGAR TODO EL RANGO DE BANDAS DE LANDSAT 8.
EARTH EXPLORER, DEL SERVICIO GEOLÓGICO DE LOS ESTADOS UNIDOS: HTTP://EARTHEXPLORER.USGS.GOV/, EN EL QUESE PUEDEN INTRODUCIR DIFERENTES CRITERIOS DE BÚSQUEDA (FECHAS, PORCENTAJE DE NUBES, PATH/ROW, SENSOR, ETC.).INCLUSO SE PUEDEN REALIZAR DESCARGAS MASIVAS DE IMÁGENES MEDIANTE LA APLICACIÓN BDA, DISPONIBLE EN LAPÁGINA
LA INTERFAZ DE EARTH SCIENCE DATA INTERFACE (ESDI) LA PÁGINA DE GLOBAL LAND COVERFACILITY (GLCF) Y, EN EL PANEL DOWNLOAD DATA, SELECCIONA EARTH SCIENCE DATA INTERFACE(ESDI).
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