SEMANA 11

FUNDAMENTOS FÍSICOS DE LA TELEDETECCION

Los tipos de resolución

Resolución espacial Es el objeto más pequeño que se puede distinguir en una imagen y se le conoce como pixel. La resolución espacial está determinada por el tamaño del pixel, medido en metros sobre el terreno, esto depende de la altura del sensor con respecto a la Tierra, el ángulo de visión, la velocidad de escaneo y las características ópticas del sensor. Imagen LANDSAT de la ciudad de Cancún con 30m. de resolución espacial, formada con las bandas 1, 2 y 3 Imagen SPOT de la ciudad de Cancún  con 15m. de resolución espacial Imagen Quickbird de la ciudad de Cancún  con 0.60cm. de resolución espacial Diagrama que muestra el tamaño de pixel de imágenes pancromáticas y multiespectrales de los satélites SPOT y LANDSAT La resolución espectral se refiere al número y ancho de las bandas espectrales registradas por un sensor.  Resolución Espectral Se refiere al número y ancho de bandas espectrales que puede captar un sensor. Cuanto más estrechas sean estas bandas mayor será la resolución espectral.  Si el sensor tiene la capacidad de registrar radiación electromagnética en varias longitudes de onda, se dice que es multiespectral. Si es capaz de registrar información en cientos de bandas se le llama hiperespectral.  Imagen hiperespectral del sensor MASTER que muestra la Isla San Luis Gonzaga. Fuente: Laboratorio de Cartografía. CICESE Espectro Electromagnético Es el conjunto de todos los tipos de radiación electromagnética, organizado por bandas. Cada tipo de radiación tiene una frecuencia y longitud de onda que la caracteriza. El espectro abarca: los rayos gamma, los rayos x, la luz ultravioleta, la luz visible, la luz infrarroja, las ondas de radio. Diagrama del espectro electromagnético. Autor o Fuente: Los sistemas de percepción remota están usualmente diseñados para captar imágenes en determinados rangos de longitudes de onda denominados bandas o canales. Dependiendo de la aplicación pueden seleccionarse sensores con bandas relativamente estrechas o anchas.  Diagrama del concepto de bandas de una imagen satelital. Fuente: Las bandas en las imágenes se combinan para obtener información de la superficie de la tierra o de la atmósfera y para resaltar algunos rasgos de interés. Entre las bandas más utilizadas están el azul, verde y rojo que conforman la luz visible, el infrarrojo cercano, el infrarrojo medio, el infrarrojo lejano o térmico y las microondas.  Diagrama de la combinación de las bandas 2, 3 y 4 de una imagen LANDSAT, para resaltar el suelo Resolución Radiométrica Se refiere a la sensibilidad del sensor y se mide por la cantidad de niveles de color en que se divide la radiación recibida, para ser almacenada y procesada posteriormente.  Por ejemplo Landsat MSS tiene una resolución espectral de 128 niveles de gris en las bandas 4 a 7, mientras que en Landsat TM es de 256. Esto significa que este último tiene una mejor resolución y pueden distinguirse mejor las pequeñas diferencias de radiación.  Una sensibilidad de 1 BIT nos da imágenes en blanco y negro, sin tonos de grises Una sensibilidad de un Byte u 8 bits  nos da 256 tonos de gris del negro al blanco Una sensibilidad de 2 Byte u 16 bits nos da 524  tonos de color, a partir de la combinación  de los colores primarios azul, amarillo y rojo. Resolución Temporal Es la frecuencia de paso del satélite por un mismo punto de la superficie terrestre; es decir el tiempo que tarda en pasar por la misma zona de la Tierra. Este tipo de resolución depende básicamente de las características de la órbita; por ejem: SPOT permite un ciclo de repetición de entre 3 y 26 días.  Película que muestra crecimientos urbanos en la ciudad de Aguascalientes, de importancia para estudios multitemporales Imágenes LANDSAT de 1976, 1983, 1992 y 2010 que muestran cambios importantes  en el nivel del agua en el Lago de Pátzcuaro, Michoacán

Procesamiento digital

Se le denomina al proceso con el cual la información digital de imágenes es transformada, mejorada o corregida mediante herramientas de software especializadas. Son ejemplos de procesamiento: la georreferencia, la ortorrectificación, el filtrado, mosaiqueo y clasificación, entre otros. Georreferencia Se refiere a la localización de un objeto espacial (representado mediante punto, vector, área, volumen), en un sistema de coordenadas y datum determinado. Imagen SPOT que muestra la ubicación de rasgos con coordenadas conocidas para dar referencia en una  proyección y datúm Imagen SPOT georreferida que muestra desfases en relación con vectores de vías de comunicación Ortorrectificación Es el método que permite corregir las distorsiones globales y locales de una imagen para ajustarla a las características del sensor, la posición del satélite y los detalles del terreno.  Diagrama que muestra el proceso de corrección geométrica conocido como Ortorrectificación Imagen que muestran la mayor exactitud del proceso de ortorrectificación en comparación con el de georreferencia Mosaiqueo Proceso mediante el cual se unen de dos a más imágenes y forman una unidad.  Imagen SPOT pancromática con contraste y brillo                                                    Mosaico de imágenes SPOT pancromáticas Imagen SPOT pancromática sin brillo y contraste Balanceo Proceso mediante el cual se homogenizan los tonos, brillo y contraste de dos a más imágenes para formar una imagen homogénea.       Antes Imágenes SPOT pancromáticas antes del balanceo, sin unificación de tonos Después        Imágenes SPOT balanceadas con tonos uniformes

Usos y aplicaciones

Estudios Globales Monitoreo del deshielo de la gran placa Wilkins en la Península Antártica. Imagen de la ubicación de la plataforma Wilkins en la península Antártica. Fuente: ESA Imagen de la plataforma Wilkins del 23 de febrero de 2009. Fuente:http://www.madrimasd.org Un estudio realizado por la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos en 2002 afirmó que: "Debido a que las temperaturas en la Península Antártica se están incrementando de manera significativa, la presencia de agua fundida proveniente de los glaciares jugará un papel muy importante en estos frágiles ecosistemas". La plataforma glacial Wilkins parece ser la más firme candidata a desaparecer próximamente. Antes este riesgo, el satéliteEnvisat de la Agencia Espacial Alemana (ESA) ha venido observando la zona diariamente. Las imágenes tomadas se procesan inmediatamente para analizar la evolución de esta placa de hielo. El 25 de marzo de 2008 se detectó el desprendimiento de 405 km². Se descubrió además que el resto de los 14,000 km² se estaban empezando a separar del continente; lo que quedaba estaba unido a la isla Charcot por un fino istmo de hielo. Finalmente, el 5 de abril de 2009, se confirmó el desprendimiento total de la plataforma Wilkins. Imagen Envisat del 27 de Abril de 2009 sobrepuesta a una imagen del 24 de Abril de 2009. Las márgenes del puente de hielo que conecta a las islas Charcot y Latady aparecen marcadas con líneas blancas. Credits: ESA (Annotations by A. Humbert, Münster University) Animaciones que muestran imágenes de radar de la gran placa de hielo Wilkins de 2008 a 2009. Se incluyen eventos sucesivos de ruptura: en Febrero, Mayo y Julio de 2008 y recientemente en Abril de 2009. Este evento fue seguido de un colapso del puente de hielo que unía a la isla Charlot con la Antártida. Durante este suceso se removieron 330 km cuadrados de hielo y nuevas grietas se formaron en el resto de esta placa en los días subsiguientes. Credits: ESA