Introducción a. Remota

Transcripción

1 Introducción a la Percepción Remota

2 La percepción remota se refiere a las actividades de registrar, observar y percibir objetos o eventos de un lugar distante (remoto). En un sentido estricto, la percepción remota se refiere a la ciencia y tecnología de la adquisición de la información de la superficie de la tierra y atmosfera utilizando aeroplanos o plataformas espaciales.

3 En la percepción remota, los sensores no se encuentran en contacto directo con los objetos o eventos que son observados. La radiación electromagnética normalmente es utilizada como fuente de información en la percepción remota.

4 La salida de un sistema de percepción remota es usualmente una imagen que representa la escena que es observada. Un paso siguiente es el análisis e interpretación de imágenes con el objetivo de extraer información útil

5 La percepción remota se puede clasificar en: 1) satelital, cuando se emplean plataformas satelitales 2) fotografía y fotogrametría, cuando las fotografías son utilizadas para capturar la luz visible 3) termal, cuando se emplean porciones del espectro electromagnético termal 4) radar, cuando se emplean longitudes de microonda 5) LiDAR, cuando son emitidos pulsos de LASER hacia el suelo se puede calcular la distancia entre el suelo y el sensor, basado en el tiempo en que cada pulso tarda en regresar.

6 Dependiendo la forma en como la energía es utilizada y registrada, la percepción remota se divide en pasiva y activa. La pasivaregistra la energía del espectro electromagnético reflejada o emitida desde la tierra, tal como lo hacen las cámaras de los satélites. La activael sensor envía energía y registra la porción de energía que es reflejada por la superficie, tal como las imágenes de radar o LiDAR.

7 La radiación electromagnética es una forma de energía con la propiedad de una onda y el sol es la principal fuente. La energía solar viaja en la forma de ondas a la velocidad de la luz y es conocido como espectro electromagnético.

8 Las ondas electromagnéticas se caracterizan por dos medidas: la longitud y frecuencia. La longitud λ es la distancia entre crestas sucesivas de ondas, mientras que la frecuencia µ es el número de oscilaciones completadas por segundo. Ambas están relacionadas con la siguiente ecuación: C = λ * µ

9 El espectro electromagnético es un continuo de longitudes y frecuencias de onda, el cual es dividido en diferentes porciones por conveniencia para su estudio.

10 Las principales divisiones del espectro electromagnético van desde las longitudes cortas de alta frecuencia a las ondas de alta longitud y baja frecuencia de onda, los cuales incluye a los rayos gama, rayos X, radiación ultravioleta (UV), luz visible, radiación infrarroja, radiación de micro-ondas y ondas de radio.

11 El espectro visible, comúnmente conocido como el arcoíris de colores que observamos como luz visible, es la porción del espectro electromagnético con longitudes de onda que van de los 400 a los 700 billonésimas de metro ( µm). Aunque es un espectro estrecho, el espectro visibles tiene una gran utilidad en la percepción remota satelital y para la identificación de objetos por los colores visibles en las fotografías.

12 El espectro del infrarrojo (IR) es la región de la radiación electromagnética que se extiende de la región visible a cerca de 1mm. Las ondas del IR pueden dividirse en IR cercano, IR medio y IR lejano, el cual incluye a la radiación termal. La radiación IR puede ser medida por detectores electrónicos, los cuales proveen de información importante de la salud de los cultivos, incendios o variaciones en la temperatura de agua.

13 Las micro-ondas tienen una longitud que va de aproximadamente 1 mm a 30 cm. Las micro-ondas son emitidas desde la Tierra, de objetos como autos o aviones, y de la atmósfera. Las micro-ondas proveen información de la temperatura que las emite y debido a que la longitud es mayor ofrecen poca resolución espacial. Sin embargo, tienen la ventaja que pueden penetrar las nubes o cobertura vegetal y al emplear sensores activos pueden funcionar en el día y la noche.

14 La radiación que llega a la Tierra puede ser dividida en tres tipo de interacciones con los objetos que incide: transmitir, reflejar y absorber.

15 La transmisión se refiere a los movimientos de energía a través de la superficie. El aporte de energía transmitida depende de la longitud de onda y es medida como el radio de la radiación transmitida y la radiación incidente, conocido como transmitancia.

16 Reflectancia es el termino utilizado para describir el radio entre la radiación electromagnética reflejada por la superficie y la cantidad de radiación total que incide. Cuando la superficie es lisa, se tiene un reflejo especular, casi toda la energía es reflejada en una sola dirección. Sin embargo, cuando es rugosa, la energía es reflejada en todas las direcciones y ocurre el reflejo difuso.

17 La mayoría de los objetos en superficie de la Tierra presentan tanto el reflejo difuso como el especular. Tales variaciones permiten identificar objetos en particular, ya que dependiendo de su composición será el reflejo en sus dos formas.

18 Si la longitud de onda es menor que la variación de superficie o del tamaño de las partículas, entonces la el reflejo difuso dominara sobre el especular. La porción que es re-emitida, como emitancia, usualmente es de largas longitudes de onda.

19 Todo material refleja, absorbe y transmite de forma diferencia la radiación dependiendo la longitud de onda. Tal propiedad hace posible identificar diferentes substratos o características que pueden ser separadas por su firma espectral.

20

21 Sin embargo, la absorción también puede darse por el ozono, dióxido de carbono y vapor de agua. Existen regiones dentro del espectro electromagnético donde la energía es atenuada en la dirección original de la propagación.

22 Existen porciones del espectro electromagnético que cruzan la atmosfera con poca atenuación que son: 1) luz visible IR cercano ( mm), 2) IR medio (3-5 mm), 3) IR termal (8-14 mm) y 4) microondas (1-30 cm).

23 En la obtención de datos de sensores remotos se debe considerar cuatro resoluciones características: espacial espectral radiométrica temporal

24 La resolución espacial es medida como la distancia mínima entre dos objetos que permiten diferenciarlos uno del otro dentro de una imagen, el cual esta en función de la altitud, tamaño de detector, tamaño focal del sensor. Imágenes de alta resolución requieren de mayor capacidad de almacenamiento.

25 La resolución espectral se refiere al número y tamaño de las bandas del espectro magnético que puede registrar un sensor, cada sensor remoto registra una porción del espectro electromagnético.

26 La resolución radiométrica es la sensibilidad de un sensor para registrara la radiación, es decir, que tanto del cambio de la radiación puede registrara en entre dos pixeles con distinta brillantes. Por ejemplo, Landsat - Escaner Multiespectral (MSS) inicialmente registraba energía radiante en 6 bits (valores de 0-63), posteriormente lo expandió a 7 bits (0-127). En contraste, Lansat TM se registra en 8 bits (0-255)

27 La resolución temporal es el intervalo de tiempo que transcurre para que un sensor vuelva a registrar la misma área. Tal información permite analizar el cambio en el uso de suelo y monitoreo ambiental.