Técnicas de Teledetección aplicadas a la gestión de los recur

Transcripción

1 Técnicas de Teledetección aplicadas a la gestión de los recursos hídricos

2 Los orígenes

3 Los orígenes

4 Caracterización y tipos de sensores

5 Definiciones Se entiende por plataforma los satélites (LANDSAT, METEOSAT, NOAA, SPOT) o aviones que transportan los aparatos necesarios para captar, almacenar y transmitir imágenes a distancia. Un sensor es el aparato que reúne la tecnología necesaria para captar imágenes a distancia y que es transportado en una plataforma. Puede captar información para diferentes regiones del espectro y cada una de estas regiones se denomina canal o banda.

6 Definiciones Se entiende por plataforma los satélites (LANDSAT, METEOSAT, NOAA, SPOT) o aviones que transportan los aparatos necesarios para captar, almacenar y transmitir imágenes a distancia. Un sensor es el aparato que reúne la tecnología necesaria para captar imágenes a distancia y que es transportado en una plataforma. Puede captar información para diferentes regiones del espectro y cada una de estas regiones se denomina canal o banda.

7 Definiciones Se entiende por plataforma los satélites (LANDSAT, METEOSAT, NOAA, SPOT) o aviones que transportan los aparatos necesarios para captar, almacenar y transmitir imágenes a distancia. Un sensor es el aparato que reúne la tecnología necesaria para captar imágenes a distancia y que es transportado en una plataforma. Puede captar información para diferentes regiones del espectro y cada una de estas regiones se denomina canal o banda.

8 Tipos de satélite

9 Resolución Resolución espacial, tamaño de pixel; Resolución espectral, indica el número y anchura de las regiones del espectro para las cuales capta datos el sensor; Resolución radiométrica, número de intervalos de intensidad que pueden captarse en una determinada banda; Resolución temporal, tiempo que transcurre entre dos imágenes.

10 Resolución Resolución espacial, tamaño de pixel; Resolución espectral, indica el número y anchura de las regiones del espectro para las cuales capta datos el sensor; Resolución radiométrica, número de intervalos de intensidad que pueden captarse en una determinada banda; Resolución temporal, tiempo que transcurre entre dos imágenes.

11 Resolución Resolución espacial, tamaño de pixel; Resolución espectral, indica el número y anchura de las regiones del espectro para las cuales capta datos el sensor; Resolución radiométrica, número de intervalos de intensidad que pueden captarse en una determinada banda; Resolución temporal, tiempo que transcurre entre dos imágenes.

12 Resolución Resolución espacial, tamaño de pixel; Resolución espectral, indica el número y anchura de las regiones del espectro para las cuales capta datos el sensor; Resolución radiométrica, número de intervalos de intensidad que pueden captarse en una determinada banda; Resolución temporal, tiempo que transcurre entre dos imágenes.

13 Sensores Sensor R.espacial Tamaño R.temporal R.Radiométrica R.Espectral Meteosat 2500 m Toda la esfera 0.5 horas 256 ND V,Ic,It NOAA AVHRR 1100 m 2700 x 2700 Km 12 horas 1024 ND 2V,Ic,It Landsat TM 30 m 185x185 Km 16 días 256 ND 3V, 3Ic,It SPOT HRV 20 m 60x60 Km 20 días 256 ND 2V, Ic SPOT Vegetation 1150 m 2200x200 Km 1 día 1024 ND 2V, 2Ic MODIS 250 m 2330x2330 Km 1 día 1024 ND 36 bandas IRS 15 m 24 días 128 ND 3V,Ic IKONOS 4 m 100x100 Km a petición 2048 ND 3Vis, Ic QuickBird 0.7 m 100x100 Km a petición 2048 ND 3Vis, Ic

14 Meteosat Sensor R.espacial Tamaño R.temporal R.Radiométrica R.Espectral Meteosat 2500 m Toda la esfera 0.5 horas 256 ND V,Ic,It

15 NOAA Sensor R.espacial Tamaño R.temporal R.Radiométrica R.Espectral NOAA AVHRR 1100 m 2700 x 2700 Km 12 horas 1024 ND 2V,Ic,It

16 Landsat-TM Satélite/Sensor R.espacial Tamaño R.temporal R.Radiométrica R.Espectral Landsat TM 30 m 185x185 Km 16 días 256 ND 3V, 3Ic,It

17 SPOT-HRV Sensor R.espacial Tamaño R.temporal R.Radiométrica R.Espectral SPOT HRV 20 m 60x60 Km 20 días 256 ND 2V, 2Ic

18 SPOT-Vegetation Sensor R.espacial Tamaño R.temporal R.Radiométrica R.Espectral SPOT Vegetation 1150 m 2200x200 Km 1 día 1024 ND 2V, 2Ic

19 MODIS Sensor R.espacial Tamaño R.temporal R.Radiométrica R.Espectral MODIS 250 m 2330x2330 Km 1 día 1024 ND 36 bandas

20 IRS Sensor R.espacial Tamaño R.temporal R.Radiométrica R.Espectral IRS 15 m 24 días 128 ND 3Vis, Ic

21 Quick Bird Sensor R.espacial Tamaño R.temporal R.Radiométrica R.Espectral QuickBird 0.7 m 100x100 Km a petición 2048 ND 3Vis, Ic

22 Nuevos tipos de sensor

23 Alta resolución espacial Hiperespectrales Radar

24 Sensores hiperespectrales

25 Radar Figure: Principales propiedades de la observación con radar

26 Radar Los radares observan la superficie lateralmente (perspectiva oblicua) lo que implica deformaciones geométricas. La señal de retorno no solo depende del objeto detectado sino también de la distancia al sensor. La interacción de las microondas con la superficie terrestre genera un fenómeno denominado speckle (puntos blancos aleatoriamente dispersos por la imagen) debido a la integración de respuestas de diferentes objetivos en un único pixel. La resolución no es igual en la dirección paralela a la trayectoria que en la perpendicular a la misma. En esta última, el tamaño del pixel aumenta confome el ángulo de incidencia es mayor. La presencia de relieves modifica el ángulo de incidencia de la señal y transforma la superficie real en superficie proyectada modificando distancias y añadiendo sombras.

27 Radar Los radares observan la superficie lateralmente (perspectiva oblicua) lo que implica deformaciones geométricas. La señal de retorno no solo depende del objeto detectado sino también de la distancia al sensor. La interacción de las microondas con la superficie terrestre genera un fenómeno denominado speckle (puntos blancos aleatoriamente dispersos por la imagen) debido a la integración de respuestas de diferentes objetivos en un único pixel. La resolución no es igual en la dirección paralela a la trayectoria que en la perpendicular a la misma. En esta última, el tamaño del pixel aumenta confome el ángulo de incidencia es mayor. La presencia de relieves modifica el ángulo de incidencia de la señal y transforma la superficie real en superficie proyectada modificando distancias y añadiendo sombras.

28 Radar Los radares observan la superficie lateralmente (perspectiva oblicua) lo que implica deformaciones geométricas. La señal de retorno no solo depende del objeto detectado sino también de la distancia al sensor. La interacción de las microondas con la superficie terrestre genera un fenómeno denominado speckle (puntos blancos aleatoriamente dispersos por la imagen) debido a la integración de respuestas de diferentes objetivos en un único pixel. La resolución no es igual en la dirección paralela a la trayectoria que en la perpendicular a la misma. En esta última, el tamaño del pixel aumenta confome el ángulo de incidencia es mayor. La presencia de relieves modifica el ángulo de incidencia de la señal y transforma la superficie real en superficie proyectada modificando distancias y añadiendo sombras.

29 Radar Los radares observan la superficie lateralmente (perspectiva oblicua) lo que implica deformaciones geométricas. La señal de retorno no solo depende del objeto detectado sino también de la distancia al sensor. La interacción de las microondas con la superficie terrestre genera un fenómeno denominado speckle (puntos blancos aleatoriamente dispersos por la imagen) debido a la integración de respuestas de diferentes objetivos en un único pixel. La resolución no es igual en la dirección paralela a la trayectoria que en la perpendicular a la misma. En esta última, el tamaño del pixel aumenta confome el ángulo de incidencia es mayor. La presencia de relieves modifica el ángulo de incidencia de la señal y transforma la superficie real en superficie proyectada modificando distancias y añadiendo sombras.

30 Radar Los radares observan la superficie lateralmente (perspectiva oblicua) lo que implica deformaciones geométricas. La señal de retorno no solo depende del objeto detectado sino también de la distancia al sensor. La interacción de las microondas con la superficie terrestre genera un fenómeno denominado speckle (puntos blancos aleatoriamente dispersos por la imagen) debido a la integración de respuestas de diferentes objetivos en un único pixel. La resolución no es igual en la dirección paralela a la trayectoria que en la perpendicular a la misma. En esta última, el tamaño del pixel aumenta confome el ángulo de incidencia es mayor. La presencia de relieves modifica el ángulo de incidencia de la señal y transforma la superficie real en superficie proyectada modificando distancias y añadiendo sombras.

31 Ejemplos de aplicaciones de diversos tipos de sensores en teledetección

32 Tres posibilidades al diseñar un sensor Captar radiación solar reflejada por la Tierra en una ventana atmosférica ND = f (ρ)

33 Tres posibilidades al diseñar un sensor Captar radiación emitida por la Tierra en una ventana atmosférica ND = f (T )

34 Tres posibilidades al diseñar un sensor Captar radiación solar reflejada por la Tierra en una zona de absorción del espectro electromagnético para determinar la concentración de un determinado gas ND = f (concentracion)

35 Distribución espaciotemporal de gases atmosféricos Figure: Concentración de ozono captada por el sensor TOMS (

36 Emisividad y temperatura en el infrarrojo térmico Calcular la temperatura conociendo la emisividad T = c 2 λ(ln[(ɛ λ c 1 λ 5 /M λ ) + 1]) Calcular la emisividad conociendo la temperatura (1) ɛ λ = M λλ 5 (exp[c 2 /λt ] 1) c 1 (2)

37 Emisividad y temperatura en el infrarrojo térmico Figure: Incendios captados por el satélite Modis el 12 de septiembre de 2003 (

38 Sensores pasivos de microondas Figure: Mapas de concentración de hielo en la superficie marina a partir de imágenes del satélite NIMBUS (geochange.er.usgs.gov)

39 Sensores pasivos de microondas Figure: Mapas de espesor de la nieve a partir de imágenes del satélite NIMBUS (

40 Radar Pese a sus problemas es una de las técnicas más desarrolladas en las últimas décadas. Especialmente relevante es el desarrollo de técnicas de interferometría que permiten generar modelos digitales de terreno muy precisos. Una imagen radar puede contener diferentes tipos de información: La distribución espacial de la respuesta del terreno a la radiación emitida por el sensor. Tiempo de vuelta del pulso de radiación emitido, útil para la elaboración de modelos de elevaciones. Retardo entre dos bandas con diferente polarización, útil para la estimación de tipos de suelo.

41 Radar Pese a sus problemas es una de las técnicas más desarrolladas en las últimas décadas. Especialmente relevante es el desarrollo de técnicas de interferometría que permiten generar modelos digitales de terreno muy precisos. Una imagen radar puede contener diferentes tipos de información: La distribución espacial de la respuesta del terreno a la radiación emitida por el sensor. Tiempo de vuelta del pulso de radiación emitido, útil para la elaboración de modelos de elevaciones. Retardo entre dos bandas con diferente polarización, útil para la estimación de tipos de suelo.

42 Radar Pese a sus problemas es una de las técnicas más desarrolladas en las últimas décadas. Especialmente relevante es el desarrollo de técnicas de interferometría que permiten generar modelos digitales de terreno muy precisos. Una imagen radar puede contener diferentes tipos de información: La distribución espacial de la respuesta del terreno a la radiación emitida por el sensor. Tiempo de vuelta del pulso de radiación emitido, útil para la elaboración de modelos de elevaciones. Retardo entre dos bandas con diferente polarización, útil para la estimación de tipos de suelo.

43 Radar: Aplicaciones Oceanografría, estimación de oleaje. Glaciología, espesor y detección de grietas en el hielo. Rugosidad del terreno, con un detalle del orden de magnitud de la longitud de onda empleada. Usos del suelo, discriminación de cultivos. Geomorfología, Modelos Digitales de Elevaciones. Edafología, propiedades del suelo en profundidad

44 Radar: Aplicaciones Oceanografría, estimación de oleaje. Glaciología, espesor y detección de grietas en el hielo. Rugosidad del terreno, con un detalle del orden de magnitud de la longitud de onda empleada. Usos del suelo, discriminación de cultivos. Geomorfología, Modelos Digitales de Elevaciones. Edafología, propiedades del suelo en profundidad

45 Radar: Aplicaciones Oceanografría, estimación de oleaje. Glaciología, espesor y detección de grietas en el hielo. Rugosidad del terreno, con un detalle del orden de magnitud de la longitud de onda empleada. Usos del suelo, discriminación de cultivos. Geomorfología, Modelos Digitales de Elevaciones. Edafología, propiedades del suelo en profundidad

46 Radar: Aplicaciones Oceanografría, estimación de oleaje. Glaciología, espesor y detección de grietas en el hielo. Rugosidad del terreno, con un detalle del orden de magnitud de la longitud de onda empleada. Usos del suelo, discriminación de cultivos. Geomorfología, Modelos Digitales de Elevaciones. Edafología, propiedades del suelo en profundidad

47 Radar: Aplicaciones Oceanografría, estimación de oleaje. Glaciología, espesor y detección de grietas en el hielo. Rugosidad del terreno, con un detalle del orden de magnitud de la longitud de onda empleada. Usos del suelo, discriminación de cultivos. Geomorfología, Modelos Digitales de Elevaciones. Edafología, propiedades del suelo en profundidad

48 Radar: Aplicaciones Oceanografría, estimación de oleaje. Glaciología, espesor y detección de grietas en el hielo. Rugosidad del terreno, con un detalle del orden de magnitud de la longitud de onda empleada. Usos del suelo, discriminación de cultivos. Geomorfología, Modelos Digitales de Elevaciones. Edafología, propiedades del suelo en profundidad

49 Radar: Ejemplo Figure: Imagen radar (RADARSAT) (veimages.gsfc.nasa.gov)