LA TELEDETECCIÓN Y SUS APLICACIONES EN EL ÁMBITO GEOLÓGICO-MINERO

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1 LA TELEDETECCIÓN Y SUS APLICACIONES EN EL ÁMBITO GEOLÓGICO-MINERO Fis. Juan Casas Malpartida Laboratorio de Teledetección Dirección de Laboratorios INGEMMET jucasas@ingemmet.gob.pe Cod:

2 CONTENIDO Principio de la teledetección Imágenes ópticas Imágenes radar Teledetección aplicada Cartografiado Geológico y Estructural Prospección de Recursos Minerales Geología Ambiental y Riesgo Geológico Validación de Resultados en Campo Consideraciones Finales

3 PRINCIPIO DE LA TELEDETECCIÓN Sensores pasivos Imagen óptica Sensores activos Amplitud Fase Fuente: Wikimedia.org Imagen radar

4 filas (y) Pixel IMÁGENES ÓPTICAS Sistema de imágenes multiespectrales Imagen Digital Una imagen digital se compone de una matriz bidimensional de elementos de imagen individuales llamados pixeles columnas (x)

5 IMÁGENES ÓPTICAS

6 IMÁGENES ÓPTICAS RESOLUCIONES DE IMAGENES SATELITALES ÓPTICAS Resolución especial Campo de visión instantánea (IFOV) Pixel: unidad más pequeña de una imagen Resolución espectral La resolución espectral describe la capacidad de un sensor para definir intervalos finos de longitud de onda. Resolución radiométrica La sensibilidad del sensor a la magnitud de la energía electromagnética Resolución temporal La resolución temporal es el período de revisita, y es el intervalo de tiempo para que un satélite complete todo un ciclo de órbita.

7 (2.8 m) PERUSAT-1 IMÁGENES ÓPTICAS COMPARACIÓN DE IMÁGENES SATELITALES

8 VENTAJAS DE LAS IMÁGENES ÓPTICAS IMÁGENES ÓPTICAS Medición de energía electromagnética, reflejada o emitida Inspección de la distribución espacial de los objetos Determinación de las propiedades de los objetos Seguimiento de la dinámica de las funciones

9 IMÁGENES RADAR La palabra radar es un acrónimo de Radio Detection And Range, que más explícitamente podríamos traducirlo como detección y medida de distancias por ondas de radio. Un sistema de radar posee tres funciones primarias: Emite señales de microondas (en sus principios fueron de radio, de ahí su nombre) hacia una escena. Recibe la fracción de energía reflejada por la escena en su misma dirección. Observa la intensidad (detección) y el retardo de tiempo (distancia) de las señales o eco de retorno.

10 IMÁGENES RADAR Geometría de adquisición: Lateral. Características: Resolución: rango, azimut Angulo de incidencia: variable. Distorsiones geométricas. Distorsiones geométricas

11 INTERFEROMETRÍA SAR Calcula las diferencias en la posición del suelo con respecto al satélite, para dos pasos del satélite sobre una misma áreas. IMÁGENES RADAR

12 IMÁGENES RADAR VENTAJA DE LAS IMÁGENES RADAR Sensor activo Capacidad de atravesar nubes y lluvia Capacidad de registrar en la oscuridad Capacidad de penetración Aplicaciones: Detección de deformación del suelo (INSAR) Derrames de petróleo Radargrametría (obtención de DEM)

13 Agricultura Geología Hidrología TELEDETECCIÓN APLICADA Climatología Peligros Imágenes satelitales: Variedad de aplicaciones Topografía Minería

14 TELEDETECCIÓN APLICADA TELEDETECCIÓN EN GEOLOGÍA Y MINERÍA Cartografiado geológico y estructural Prospección de recursos minerales Geología ambiental y riesgo geológico

15 CARTOGRAFIADO GEOLÓGICO Y ESTRUCTURAL Cartografía de: unidades litológicas, geomorfológicas, estructuras regionales y locales (fallas, lineamientos). Litología Fallas y lineamientos Estructural y morfología

16 Imágenes satelitales del sensor ASTER (Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer) Litología CARTOGRAFIADO GEOLÓGICO Y ESTRUCTURAL Qi Fuente: Ninomiya and Fu, 2012 ASTER, RGB: Qi,Ci,Mi Mi Ci Fuente: Cutipa et al., 2014

17 Litología CARTOGRAFIADO GEOLÓGICO Y ESTRUCTURAL Fuente: Cutipa et al., 2014 ASTER, RGB:11,6,2 ASTER, RGB:8/5,5/4,7/8

18 CARTOGRAFIADO GEOLÓGICO Y ESTRUCTURAL Fusión de imágenes ASTER con SPOT-6, para mejorar la resolución espacial ASTER RGB: metros ASTER fusionado con SPOT 6 metros

19 CARTOGRAFIADO GEOLÓGICO Y ESTRUCTURAL SPOT 6 RGB Curvas de nivel cada 10m Aplicación: Análisis geomorfológico Shaded Relief Red Relief Image Map (RRIM) Adquisición de Modelos de Elevación del Terreno a partir de imágenes SPOT6/7 y Pléiades Estéreo y triestéreo

20 PROSPECCIÓN DE RECURSOS MINERALES Firma espectral Composiciones RGB Ratio de bandas LANDSAT LANDSAT: Óxidos + Arcillas Análisis Visual ASTER: Tipos de alteraciones Análisis Espacial ASTER Análisis Espectral AISA Dual: Minerales AISA Dual

21 PROSPECCIÓN DE RECURSOS MINERALES INGEMMET adquirió imágenes hiperespectrales AISA DUAL a la empresa SPECTIR Rango spectral Resolución espectral N de bandas Resolución espacial Ángulo de vision VNIR: nm SWIR: nm VNIR: 3.3nm SWIR: 12nm metro (depende de altitud de vuelo) VNIR: 37.7 SWIR: 35.5

22 Clasificación de minerales Contenido de Al-OH Contenido de óxido férrico PROSPECCIÓN DE RECURSOS MINERALES Zona 1 Zona 2 Zona 3 Zona 4 Leyenda Identificación y cartografiado de minerales de alteración hidrotermal (INGEMMET)

23 PROSPECCIÓN DE RECURSOS MINERALES Corroboración in situ de zonas clasificadas Hematita Goethita Bajo Medio Alto Firmas espectrales AISA Dual con FieldSpec 4

24 PROSPECCIÓN DE RECURSOS MINERALES Rapideye RGB: 321 Temperatura Superficial de Suelo ASTER 90m Volcán Ubinas C 8 56

25 GEOLOGÍA AMBIENTAL Y RIESGO GEOLÓGICO Detección de cambio Cartografiado y seguimiento de peligros geológicos Seguimiento de la deformación del suelo Series temporales de fenómenos geológicos. Monitoreo ambiental. Deformación del suelo - INSAR Monitoreo de minería ilegal

26 GEOLOGÍA AMBIENTAL Y RIESGO GEOLÓGICO Seguimiento de la expansión de las actividades mineras en Madre de Dios, , con imágenes LANDSAT TM-1996; RGB:742 TM-2013; RGB:457 Detección de cambios. DEM SRTM TM-2013; RGB:742

27 GEOLOGÍA AMBIENTAL Y RIESGO GEOLÓGICO DInSAR Interferometría Diferencial Volcán Sabancaya Monitoreo D-InSAR del volcán Sabancaya, serie temporal con imágenes TERRASAR-X y TANDEM-X. (Inicio activ. Sísmica: 2013) Orbita: Fecha: 17/04/2013 Orbita: Fecha: 15/11/2013 Orbita: Fecha: 02/11/2014 Orbita: Fecha: 14/12/2015 Orbita: Fecha: 18/02//2016 Orbita: Fecha: 28/10/2016 Serie temporal de deformación en el volcán Sabancaya (una variación de 2PI equivale a ~1.5cm de desplazamiento LOS).

28 GEOLOGÍA AMBIENTAL Y RIESGO GEOLÓGICO SBAS Small BAseline Subset Interferometry Volcán Sabancaya Monitoreo SBAS del volcán Sabancaya, serie temporal TSX Modelo de deformación GPS, fuente OVI

29 GEOLOGÍA AMBIENTAL Y RIESGO GEOLÓGICO SBAS Small BAseline Subset Interferometry Volcán Sabancaya Ampato Sabancaya Serie temporal SENTINEL-1 Imágenes: 30 Fechas_ 08/10/ /07/2017 Intervalo promedio: c/24 días

30 GEOLOGÍA AMBIENTAL Y RIESGO GEOLÓGICO DInSAR Interferometría Diferencial Deslizamiento Siguas Movimiento rápido, frecuencia temporal no suficiente, TSX (11 días), S-1 (12 días) Interferograma 29/12/ /01/2016 (22 días) Problemas de desenrrollado! Mapa de desplazamiento LOS del interferograma Desplazamiento en rango (Amplitud Tracking) Amplitud tracking Desplazamiento en azimut (Amplitud Tracking)

31 GEOLOGÍA AMBIENTAL Y RIESGO GEOLÓGICO DInSAR Interferometría Diferencial Sismo de 5.5 grados en provincia de Lampa en Puno Informe Técnico A6739 Evaluación geológica post sismo del 01 de diciembre de 2016: Reactivación del segmento Parina, sistema de fallas Ocuviri-Orduña Interferograma 15/11/ /12/2016

32 EQUIPOS DEL LABORATORIO DE TELEDETECCIÓN-INGEMMET 01 Espectrorradiómetro FieldSpec 4 (ASD) ; um; 01 Espectrómetro FTIR (D & P) ; um; 01 Equipo GNSS diferencial (Base + Rover); 02 Equipos GNSS/SIG Medidas en laboratorio Equipos de medición Equipos GPS Medidas en campo Equipos de radiometría

33 VALIDACIÓN DE RESULTADOS EN CAMPO Aplicaciones transversales en todos los campos de las geociencias.

34 VALIDACIÓN DE RESULTADOS EN CAMPO Seguimiento de la expansión de las actividades mineras en Madre de Dios, , con imágenes LANDSAT. Colección de librerías espectrales con espectrómetro FieldSpec Hi-Res. Análisis espectral

35 CONSIDERACIONES FINALES El INGEMMET como ente adscrito al Ministerio de Energía y Minas, viene desarrollando diferentes productos utilizando la teledetección óptica y radar, como herramientas de gran utilidad en las investigaciones geológicas. Para las verificaciones de los productos generados mediante teledetección es necesario contar con información espectral de campo (in situ) o de laboratorio (medidas en muestras de mano).

36 Fis. Juan Casas Malpartida Laboratorio de Teledetección Dirección de Laboratorios INGEMMET