Introducción a los Sistemas de Información Geográfica (SIG) Universidad Nacional del Nordeste Facultad de Humanidades CARRERA DE ESPECIALIZACION TECNOLOGIAS DE LA INFORMACION GEOGRAFICA (TIG) Resoluciones 511/10-CS y su modificatoria 749/12-CS – Acredita ante la CONEAU

Introducción a los Sistemas de Información Geográfica (SIG) PROCESAMIENTO DIGITAL DE IMÁGENES SATELITALES Docentes: Dr. Osvaldo Daniel Cardozo Lic. Juan Ariel Insaurralde Viernes 17 y Sábado 18 de Abril de 2015 Horarios: 9 a 13 hs y 14 a 18 hs.

PROCESAMIENTO DIGITAL DE IMÁGENES SATELITALES Temario a desarrollar: Concepto de imagen digital. Tratamiento digital de imágenes. Mejoras visuales: filtros, realces y contraste. Corrección radiométrica de imágenes, correcciones atmosféricas. Corrección geométrica de imágenes. Técnicas de fusión de imágenes. Cálculo de variables físicas: Temperatura, Índices de vegetación, índice de agua, Radiancia, reflectancia, etc. Clasificación de imágenes y verificación de los resultados. Detección de cambios.

LA PRODUCCION DE INFORMACION TEMATICA TRATAMIENTO DIGITAL DE IMÁGENES LA PRODUCCION DE INFORMACION TEMATICA La Teledetección no debe tener una visión simplista o reduccionista sino que debe considerarse como una herramienta que nos permite, además de información temática, obtener variables biofísicas de gran importancia. Variables biofísicas son aquellas que permiten caracterizan al ambiente biológico y a las condiciones atmosféricas. Este tipo de variables se pueden medir de modo DIRECTO o INDIRECTO.

LA PRODUCCION DE INFORMACION TEMATICA TRATAMIENTO DIGITAL DE IMÁGENES LA PRODUCCION DE INFORMACION TEMATICA En todos los casos, ya sea que se trate de variables medidas directa o indirectamente es preciso recurrir al empleo de “modelos” que determinan la relación teórica entre lo que mide el sensor y el parámetro a estimar (área foliar, retro-dispersión, evapotranspiración, etc.) Se pueden distinguir dos tipos de modelos: INDUCTIVOS O EMPIRICOS: establecen una relación numérica entre los ND y el parámetro a estimar a partir de las observaciones locales tomadas en el momento de adquisición de la imagen. DEDUCTIVOS O TEORICOS: tratan de establecer un modelo de validez general independiente de las condiciones de observación.

LA PRODUCCION DE INFORMACION TEMATICA TRATAMIENTO DIGITAL DE IMÁGENES LA PRODUCCION DE INFORMACION TEMATICA Variables que se pueden obtener directamente: Cálculo de la Reflectividad (APARENTE): La reflectividad es la relación entre la energía incidente y la energía reflejada y de ella depende la radiancia que es la energía reflejada en todas direcciones. Se puede medir en el espectro visible y en el IRC. Cálculo de la Temperatura Se trata de calcular la energía emitida por el suelo y recibida por el sensor (en general a > vigor vegetal < temperatura). Se mide en el IRT.

LA PRODUCCION DE INFORMACION TEMATICA TRATAMIENTO DIGITAL DE IMÁGENES LA PRODUCCION DE INFORMACION TEMATICA Variables biofísicas de medición indirecta: en este caso se establecen relaciones entre las variables a determinar y las medidas por el sensor: Contenido de clorofila en las hojas Índice de área foliar Radiación absorbida por la planta Humedad del suelo Humedad de las hojas Materiales en suspensión en el agua Contenido de CO2 en la atmósfera Evapotranspiración Productividad vegetal

LA PRODUCCION DE INFORMACION TEMATICA TRATAMIENTO DIGITAL DE IMÁGENES LA PRODUCCION DE INFORMACION TEMATICA INDICES, COCIENTES o RATIOS La mayoría de las variables biofísicas de medición indirecta se obtienen a través de la aplicación de INDICES, COCIENTES o RATIOS, esto implica efectuar una división píxel a píxel entre los ND almacenados en dos o más bandas de la misma imagen. Se emplean en dos situaciones particulares: Para mejorar la discriminación entre 2 cubiertas con comportamiento reflectivo muy diferente en esas dos bandas por ejemplo realzar la visualización de suelos o de vegetación. Para reducir el efecto relieve (pendiente, orientación, sombras) en la caracterización espectral de las distintas cubiertas.

LA PRODUCCION DE INFORMACION TEMATICA TRATAMIENTO DIGITAL DE IMÁGENES LA PRODUCCION DE INFORMACION TEMATICA Cocientes e índices de vegetación 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 ( m ) = f ND vegetación sana suelo IV = ND IRC ND R Índice de vegetación

LA PRODUCCION DE INFORMACION TEMATICA TRATAMIENTO DIGITAL DE IMÁGENES LA PRODUCCION DE INFORMACION TEMATICA Cocientes e índices de vegetación 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 ( m ) = f ND vegetación sana suelo NDIV = ND IRC - ND R ND IRC + ND R índice de vegetación normalizado

LA PRODUCCION DE INFORMACION TEMATICA TRATAMIENTO DIGITAL DE IMÁGENES LA PRODUCCION DE INFORMACION TEMATICA Cocientes e índices de vegetación 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 ( m ) = f ND vegetación sana L índice de vegetación normalizado ajustado al suelo SAVI = NDVI ( 1 + L ) L = reflectividad del suelo

LA PRODUCCION DE INFORMACION TEMATICA TRATAMIENTO DIGITAL DE IMÁGENES LA PRODUCCION DE INFORMACION TEMATICA Cocientes e índices de vegetación El cociente normalizado -NDVI- oscila entre -1 y 1, y se considera como umbral crítico para las cubierta vegetales un valor en torno al 0,1 y para la vegetación densa un valor alrededor del 0,5 El empleo de estos índices se refiere a: Obtener el índice de área foliar (existe una correlación muy alta entre NDVI y porcentaje de cubierta verde). Contenido de agua en la hoja (a > NDVI < contenido de agua en la hoja). Productividad neta de la vegetación (se puede estimar la biomasa verde y seca). Contenido de clorofila (se correlaciona directamente con el NDVI). Cantidad de lluvia recibida por la cubierta vegetal (a > vigor > cantidad de agua recibida, aunque suele existir un desfase entre la lluvia caída y la respuesta espectral). Evapotranspiración potencial (correlación negativa a > NDVI < evapotranspiración).

LA PRODUCCION DE INFORMACION TEMATICA TRATAMIENTO DIGITAL DE IMÁGENES LA PRODUCCION DE INFORMACION TEMATICA Cocientes e índices de vegetación Todos los cocientes vistos emplean las bandas R e IRC. Algunos autores opinan que no sólo se pueden emplear estas dos bandas, sino también el IRM. En el IRM el agua es el principal factor de la baja reflectividad de las cubiertas por tanto se puede decir que: a menor reflectividad en el IRM mayor contenido de humedad. Surge el Índice de Estrés Hídrico = MSI (Moistura Stres Index) que resulta del cociente entre las reflectividades de las bandas del IRM / IRC.

LA PRODUCCION DE INFORMACION TEMATICA TRATAMIENTO DIGITAL DE IMÁGENES LA PRODUCCION DE INFORMACION TEMATICA Cocientes de aplicaciones mineras C1 = ND b5 ND b4 Aisla la cubierta vegetal de las rocas C2 = ND b5 ND b7 Detecta rocas con contenido de arcillas, micas y sulfatos C3 = ND b3 ND b1 Detecta materiales con presencia de Limonitas

Índice de Agua de Diferencia Normalizado Mejorado (MNDWI) TRATAMIENTO DIGITAL DE IMÁGENES LA PRODUCCION DE INFORMACION TEMATICA Índice de Agua de Diferencia Normalizado Mejorado (MNDWI) Es una transformación que facilita caracterizar las cubiertas con predominio de agua, minimizando la influencia de otros factores, como el suelo, la vegetación, el ángulo de elevación solar y la atmósfera, que puedan distorsionar la imagen o interpretar incorrectamente la imagen.

LA PRODUCCION DE INFORMACION TEMATICA TRATAMIENTO DIGITAL DE IMÁGENES LA PRODUCCION DE INFORMACION TEMATICA Índice de Agua de Diferencia Normalizado Mejorado (MNDWI), propuesto por Li et al. (2006)

LA PRODUCCION DE INFORMACION TEMATICA TRATAMIENTO DIGITAL DE IMÁGENES LA PRODUCCION DE INFORMACION TEMATICA Cálculo de temperatura superficial