AGOSTO 2013 FUNDAMENTOS BÁSICOS DE TELEDETECCIÓN.

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1 AGOSTO 2013 FUNDAMENTOS BÁSICOS DE TELEDETECCIÓN

2 Chuvieco, E. (2002). Teledetección Formas de Teledetección: - Reflexión - Emisión - Emisión-Reflexión Teledetección: Técnica para obtener información a distancia de los objetos situados sobre la superficie terrestre

3 Componentes de un Sistema de Teledetección PROCESO DE PERCEPCION REMOTA Fuente de energía Atmósfera Sistema sensor Cobertura terrestre Sistema de recepción PROCESAMIENTO VISUAL PROCESAMIENTO DIGITAL Usuario final

4 Energía Electromagnética Según la teoría ondulatoria, se transmite de un lugar a otro siguiendo un modelo armónico y continuo, a la velocidad de la luz y conteniendo dos campos de fuerza ortogonales entre si: eléctrico y magnético. Se caracteriza por: Longitud de Onda (λ), Amplitud (A) y Frecuencia (V). Esquema de una onda electromagnética V A (λ)

5 El Espectro Electromagnético El espectro electromagnético (o simplemente espectro) es el rango de todas las radiaciones electromagnéticas posibles.

6 El Espectro Electromagnético

7 Mecanismos de Interacción Energía – Superficie Terrestre ØiØi ØrØr ØaØa ØtØt donde: ØiØi ØrØr ØtØt ØaØa Energía incidente Energía reflejada Energía transmitida Energía absorbida ØeØe ØeØe Energía emitida ØdØd ØdØd Energía dispersada

8 Pérez, C. y Muñoz, A. (2006) Mecanismos de Interacción Energía – Superficie Terrestre

9  Reflexión especular: Ocurre cuando una superficie es lisa y toda (o la mayor parte de la energía) es reflejada en una dirección única.  Reflexión Difusa (Lambertiana): Ocurre cuando la superficie es rugosa y la energía es reflejada uniformemente en todas las direcciones. Mecanismos de Interacción Energía – Superficie Terrestre

10 La proporción de ø i que es ø r, ø a, ø t, depende de las características de la superficie que se observa. Esa proporción varía en distintas bandas del espectro  Conocimiento de firmas espectrales En el espectro visible ese comportamiento se manifiesta en el COLOR Fuente: Eastman (2006)

11 Ventanas Atmosféricas  Son regiones espectrales donde la atmósfera no bloquea la energía electromagnética y por tanto un sensor remoto puede operar.  Se expresan como rangos de longitud de onda en los cuales la atmósfera no absorbe la energía. CATIE (2002). Fuente: http://concurso.cnice.mec.es

12 Existe una interdependencia entre las fuentes primarias de energía electromagnética, las ventanas atmosféricas en las cuales la atmósfera no absorbe la energía y la sensibilidad espectral del sensor (CATIE, 2002). Ventanas Atmosféricas http://www2.conae.gov.ar/libro_tele

13 Son curvas de reflectividad espectral para las principales cubiertas terrestre. Algunas cubiertas tienden a presentar una respuesta uniforme en distintas longitudes de onda, mientras que otras ofrecen un comportamiento más selectivo. Pérez, C. y Muñoz, A. (2006) Chuvieco, E. (2002). Firma Espectral

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15 (I) Ángulo de iluminación y observación, que varían con la latitud, fecha del año y hora de observación, además de la posición del sensor. (ii) Modificaciones que el relieve introduce en el ángulo de iluminación: orientación de las laderas. (iii) Pendiente. Factores que modifican las firmas espectrales de una cubierta: -Atmósfera -Localización de la cubierta -Geometría de observación Firma Espectral

16 (vi) Sustrato edafológico o litológico, especialmente influyente cuando la cubierta observada presenta una densidad media. (iv) Influencia de la atmosfera, especialmente en lo que se refiere a la absorción por nubes y a la dispersión selectiva en distintas longitudes de onda. (v) Variaciones medioambientales en la cubierta: asociación con otras superficies, homogeneidad que presentan, estado fenológico, etc. Firma Espectral

17 VEGETACIÓN en el espectro óptico 1.Factores relacionados con la reflectividad de la hoja (presencia de pigmentos, la estructura celular y el contenido de humedad). 2.La características geométricas de la planta (área foliar, forma de la hoja, distribución de la planta, geometría del dosel, importancia del componente leñoso, etc.). 3.Aspectos derivados de la situación geográfica de la planta (pendiente, orientación, asociación con otras especies, reflectividad del suelo, geometría de plantación, condiciones atmosféricas, etc.) Chuvieco, E. (2002).

18 SUELO en el espectro óptico Se pueden obtener datos indirectos a partir de: 1.- Distribución peculiar de especies, crecimiento o densidad irregular, alteraciones de la pigmentación o del ciclo fenológico, etc. 2.- En suelos desnudos, los principales factores son la composición química del suelo, su textura, estructura y contenido de humedad. 3.- Las características físicas del suelo, la reflectividad espectral resulta tanto mayor cuanto se trate de suelos más finos y apelmazados. 4.- El contenido de humedad, influye inversamente en la reflectividad del visible e infrarrojo, con mayor intensidad en las bandas de absorción del agua. 5.- La textura, estructura y contenido de humedad están altamente relacionados. Es difícil obtener información del sustrato geológico a partir de sensores espaciales, dado el efecto de pantalla provocado por la cubierta vegetal Pérez, C. y Muñoz, A. (2006)

19 SUELO en el espectro óptico Constituyentes del suelo que afectan la reflectividad -Humedad > Humedad  < reflectividad -Materia Orgánica > Contenido MO  < reflectividad -Tamaño de partícula reflectividad (salvo en arcillas más oscuras) -Óxidos de hierro Bandas de absorción del Catión Fe++ y Fe+++ -Composición mineral Bandas de absorción de minerales -Sales solubles > Concentración sales  > reflectividad -Material parental Calizas, pizarras, areniscas, materiales deltaicos, rocas ígneas -Capacidad de Intercambio Catiónico > CIC  < reflectividad (depende de % arcilla, %MO)

20 1.Las superficies acuáticas absorben o transmiten la mayor parte de la radiación óptica que reciben, siendo mayor su absortividad cuanto mayor sea la longitud de onda. 2.La mayor reflectividad del agua clara se produce en el azul, reduciéndose paulatinamente hacia el infrarrojo cercano y medio, donde ya es prácticamente nula, por esta razón la frontera tierra-agua es muy nítida en esta banda. 3.La variabilidad del agua se relaciona con su profundidad, contenido de materiales en suspensión (clorofila, sedimentos y nutrientes), y rugosidad de la superficie. 4.La turbidez del agua, relacionada con su contenido de sedimentos, implica aumento de la reflectividad en todas las bandas del visible, para distintos diámetros de partículas. AGUA en el Espectro Óptico ( A) agua pura; (B) contenido moderado de fitoplancton; (C) alto contenido de fitoplancton. Respuesta espectral del agua oceánica

21 SUELO y AGUA en el espectro óptico Suelos (Gran Grupo): Tropaquepts

22 Referencias  CATIE (2002). Inventarios Forestales para Bosques Latifoliados en América Central. [Documento en línea, disponible en [http://books.google.co.ve/books] Consultado en Agosto, 2013].  Chuvieco, E. (2002). Teledetección Ambiental. La Observación de la Tierra Desde el Espacio. Editorial Ariel, S.A. 3ª Ed. España. [Documento en línea, disponible en [http://books.google.co.ve/books] Consultado en Agosto, 2013].  Meaden, G. y Kapetsky, J. (1992). Geographical Information systems. Application to marine fisheries. FAO – Fisheries technical paper – 356. Rome, 1996. [http://books.google.co.ve/books] Consultado en Agosto, 2013].  Pérez, C. y Muñoz, A. (2006). Teledetección: Nociones y Aplicaciones. Universidad de Salamanca – España. [http://books.google.co.ve/books] Consultado en Agosto, 2013].  http://www.espectrometria.com