Guia de Repaso Pdi

8/11/2019 Guia de Repaso Pdi

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CUESTIONARIO DE REPASO PERCEPCIN REMOTA

Presentado a:

Ing. Especialista Oscar Javier Espejo

Presentado por:

Sandra Milena Palechor Bautista 20092025004

Universidad Distrital Francisco Jos de Caldas

Ingeniera Catastral y Geodesia

Procesamiento Digital de Imgenes

2013


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OBJETIVO

Aclarar los conceptos utilizados en la materia de procesamiento digital de imgenes.


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CUESTIONARIO DE REPASO PERCEPCIN REMOTA

1). Realice un breve resumen de los principales hitos en el desarrollo de la tecnologa de lateledeteccin:

a. Primeras observaciones cientficas a distancia

Las primeras observaciones cientficas a distancia se dieron a partir de fotografas areastomadas desde un globo y luego desde aviones. Sin embargo fue desde la segunda guerramundial que se implementaron nuevos sensores como el radar, con fines de reconocimiento yadquisicin de datos de la superficie y la atmsfera terrestre.

b. Primeros instrumentos de medicin (sensores)

Los primeros instrumentos de medicin fueron las cmaras fotogrficas, sin embargo cabenotar que el que presidi y ha existido desde siempre es la visin humana. A partir de ello yase han desarrollado otros sensores a bordo de los satlites tales como el radar.

c. Importancia para la generacin y actualizacin de informacin geogrfica.

La teledeteccin permite adquirir datos de la superficie terrestre a partir de sensores ubicadosen diferentes plataformas espaciales, todo ello con el fin de poder tomar decisiones en el usoeficiente de recursos naturales y el manejo de ramas como la cartografa, el catastro, lameteorologa entre otras. Como los datos proporcionan cobertura global de forma peridica,es posible actualizarlos y manejarlos, permitiendo realizar estudios multi-temporales de unazona.

d. Evolucin de los sistemas de teledeteccin, plataformas y cmaras.

En principio la teledeteccin se di a travs de la toma de fotografas de ciudades como

Boston, captadas desde globos. Para los aos 1900-1950 los aviones fueron el mecanismopor el cual se poda adquirir informacin de la superficie terrestre; sin embargo fue para lasegunda guerra mundial que la ptica de las cmaras y las emulsiones tuvieron una notablemejora, por ende Kodak Research Laboratories desarrolla las primeras pelculas en infrarrojo;para esta poca tambin se implementaron nuevos sensores como el radar y el desarrollo de laaeronutica. Sin embargo para la postguerra se mejoran los radar y se crea el SLAR (Radarlateral Aerotransportado), adems se incluyen al mercado los sensores trmicos de barrido.

Para 1960 la Nasa pone en rbita el primer satlite de la serie TIROS, importante por surecoleccin de informacin para anlisis meteorolgicos, evitando as grandes catstrofesnaturales. Adems fue para esta poca que se tomaron las primeras fotografas espaciales(Alan Shepard), durante una de las misiones del mercury. En el ao de 1972 se lanza el primersatlite de la serie ERTS (Earth Resources Technollogy Satellite), este proyecto se denomin

Landsat y ha sido desde entonces uno de los ms relevantes en la historia de la teledeteccin,por su calidad en la imgenes captadas que son de gran utilidad en estudios medioambientales.

2). Cules son las ventajas y desventajas de la Percepcin Remota frente a otras tcnicas yTecnologas de obtencin de datos espaciales.


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Tabla 1. Comparacin entre percepcin Remota y GPS

Percepcin Remota Sistemas de Posicionamiento Global (GPS) Obtencin de datos espaciales sobre

un determinado territorio.

Cobertura global y peridica Homogeneidad en la toma de datos,

debido a la utilizacin del mismosensor.

Adquisicin de informacin deregiones que no son visibles en elespectro

Ms costosa

Permite la localizacin precisa decualquier lugar o fenmeno de lasuperficie terrestre.

Cobertura ms limitada

Menor precisin en la adquisicin dedatos de lugares remotos.

Ms accesible a personas naturales.

Fuente:Anlisis propio.

3). Cules son las etapas en el proceso de la teledeteccin.

a) La emisin de radiaciones electromagnticas desde una fuente

b) La interaccin de la radiacin con la superficie terrestre

c) La interaccin de la radiacin con la atmsfera

d) La recepcin y almacenamiento temporal de los cdigos que miden el valor de las

ondas reflejadas, en instrumentos a bordo de una Plataforma.

e) El envo de dichos datos a estaciones terrestres

f) El tratamiento de los datos con procesos computacionales.

4). Cul es el tipo de Energa que se analiza en Teledeteccin.

Energa Electromagntica.

5). Cules son los tipos de transferencia de ese tipo de energa.

Conveccin, conduccin y radiacin.

6). Cul es el tipo/forma de transferencia/propagacin que se emplear en teledeteccin.

El tipo de transferencia de energa electromagntica que es importante en la teledeteccin esla radiacin. Esta consiste en la propagacin de la EM sin necesidad de que haya un medio y ala velocidad de la luz.

7). Cules son los modelos fsicos que analizan la forma de propagacin de este tipo de

energa.

Ondulatorio y cuntico.

8). En el modelo ondulatorio:

a. Como se explica la generacin de la energa EM


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La energa electromagntica se produce en forma de ondas que resultan de oscilaciones en loscampos elctrico y magntico, generadas entre las inmediaciones de los objetos y se desplazanpor el espacio a la velocidad de la luz.

b. Como se explica la propagacin de la EM.

Se propaga de un lugar a otro siguiendo un modelo armnico y continuo, a la velocidad de laluz; esto se da a partir de la unin entre electricidad, magnetismo y luz.

c. Que es longitud de onda, amplitud y frecuencia. Cules son sus unidades de medidas deacuerdo al SI.

Longitud de Onda: Distancia entre dos crestas sucesivas de una Onda, medidas segnsu tamao, se miden en m, mm, nm, amstrong.

Amplitud: Distancia que separa la cresta de la lnea de base de la onda, est expresadaen nanmetros.

Frecuencia: Cantidad de crestas por unidad de tiempo, generalmente se determina porHertz.

d. Cul es la relacin entre longitud de onda y frecuencia.

A mayor longitud de onda, menor frecuencia y visceversa.

e. Que es un cuerpo negro, para que se emplea y que permite inferir sobre el comportamientode la EM y la materia.

Un cuerpo negro es una construccin terica e ideal que pretende plasmar cmo un cuerpoabsorbe e irradia energa (cosa que es imposible); sin embargo a partir de esta definicin esposible llegar a un modelo que explique de donde viene la energa. A continuacin la frmuladel cuerpo negro.

(1)

f. Qu explica la Ley de Stefan-Boltzmannn.

Se define como la integral de la ecuacin del cuerpo negro y explica cuanta energa genera uncuerpo.

g. Qu explica la Ley de Wien.

Explica la distribucin de energa en la radiacin de los cuerpos negros, en donde si la longitudde onda para la cual la excitancia o emitancia espectral radiante es mxima, entonces serinversamente proporcional a la temperatura. Es la integral doble del cuerpo negro.

9). En el modelo cuntico.

a. Como se explica la interaccin de la luz y la materia.

La materia slo puede absorber energa en pequeas unidades denominadas, cuantos ofotones.

b. Que es un fotn.


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Partcula portadora de todas las formas de radiacin electromagntica (rayos gamma, x, luzultravioleta, visible, infrarroja, microondas y ondas de radio). El fotn tiene masa cero y viajaen el vaco con una velocidad constante (C).

c. Que explica la constante de Plank.

Relaciona la emitancia espectral radiante con la longitud de onda y la temperatura absoluta.

d. Cul es la relacin entre la frecuencia de la onda y la energa del fotn.

A mayor longitud de onda y menor frecuencia, su energa ser menor.

e. Cul es la relacin entre los modelos ondulatorio y cuntico.

Q=

(3)

La energa de un cuanto o fotn es inversamente proporcional a su longitud de onda ydirectamente proporcional a su frecuencia, esto nos indica que a mayor longitud de onda,menor energa y menor frecuencia.

10). Realice una comparacin entre los diferentes modelos de propagacin de la EM.

MODELO CUNTICO MODELO ONDULATORIO Maneja magnitudes cinemticas Localizacin exacta espacio-tiempo

La Energa en de las partculas no seintercambia de forma continua, sinoen forma discreta, lo que implica laexistencia de paquetes mnimos deenerga, llamados cuantos.

Maneja magnitudes dinmicas Abstraccin de toda localizacin

exacta espacio-tiempo La energa electromagntica se

produce en forma de ondas queresultan de oscilaciones en los camposelctrico y magntico.

Fuente:cuadro propio.

11). Que es el espectro electromagntico.

Es la organizacin de las bandas de longitudes de onda o frecuencia, donde la radiacinelectromagntica manifiesta un comportamiento similar.

12). Que es una banda del Espectro electromagntico.

Es un intervalo del Espectro electromagntico.

13). Cules son las principales regiones del espectro electromagntico

a. Presente un resumen de las regiones ms importantes a partir de sus valores de frecuencia,energa y longitud de onda.

De las regiones del espectro las ms importantes para el estudio de la teledeteccin son:Espectro visible, Infrarrojo Cercano, Infrarrojo medio, Infrarrojo lejano trmico y Microondas.

El espectro visible comprende desde 0,4 a 0,7 , esta regin es la nica radiacinelectromagntica que pueden percibir nuestros ojos. De esta regin se puedendistinguir tres bandas, el azul (A, 0,4 a 0,5), verde (V 0,5 a 0,6 ) y rojo (R de 0,6a 0,7 .La frecuencia de este espectro es un +-109 (MHz).


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Infrarrojo cercano Infrarrojo prximo, con longitud de onda de 0,7-1,3 yfrecuencia de entre +- 108y 109(MHz).

Infrarrojo Medio1,3 a 8 de longitud de onda y con frecuencia de +- 108 (MHz) Infrarrojo Lejano trmico con longitud de onda de 8 a 145y con frecuencia +- 108

hasta 106 (MHz). Microondas, longitud de onda por encima de 1 mm con frecuencia entre +- 10 6hasta

103 (MHz).

b. Consulte en que regiones o bandas del Espectro electromagntico diferentes animales uorganismos desarrollaron sistemas de visin o deteccin sensibles a diferentes longitudes deonda.

Las serpientes pueden percibir a sus presas, segn la intensidad de calor que emitan,es decir pueden utilizar la regin del infrarrojo.

Los delfines y los murcilagos captan sonidos que ante los humanos sonimperceptibles, as que podran clasificarse en la regin del infrarrojo.

c. Consulte que otros rganos o sentidos permiten a los seres humanos sentir o medirdiferentes bandas del espectral electromagntico.

Ojo: luz visible; odo: ondas electro magnticas de frecuencias extremadamente bajas, superbajas y ultra altas (voz humana); piel: detecta la luz ultravioleta que luego se ve reflejada enenfermedades como el cncer de piel

14). Que se define como espectro de reflexin y cules son las bandas ms representativas deesta porcin del espectro.

El espectro de reflexin es aquel en el que se relacin el flujo incidente del objeto y el flujoreflejado por la superficie. Las bandas ms representativas son el azul, el verde y el rojo.

15). Que se define como espectro de emisin y cules son las bandas ms representativas deesta porcin del espectro.

El espectro de emisin se da cuando el objeto o el sensor producen su propio flujo energtico.Las bandas ms representativas son las que se ubican entre 2,5 -5 m como las quepertenecen al espectro del infrarrojo termal.

16). Resuma las principales caractersticas de las bandas espectrales empleadas enteledeteccin.

a. Indique las longitudes de onda.

Espectro visible RGB (3,2,1): Es la nica radiacin electromagntica que puede serpercibida por el ojo humano. Se clasifica en tres longitudes de onda que generan elcolor azul (0,4-0,5 m), verde (05-0,6 m) y rojo (0,6-0,7 m).

Infrarrojo cercano, reflejado fotogrfico (0,7-1,3 m): Se puede detectar por mediode films dotados de emulsiones especiales. Se utiliza principalmente en discrimarmasas vegetales y humedad.

Infrarrojo Medio (1,3-2 m): Se entremezclan los procesos de reflexin de la luz solary de emisin de la superficie terrestre.

Infrarrojo lejano o trmico (8-14): Porcin emisiva del espectro terrestre Micro-ondas (a partir de 1 mm): Energa bastante transparente a la cubierta nubosa.

b. Presente en cada caso un ejemplo o aplicacin, diferente al presentado en clase.


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Espectro visible: Se utiliza en el campo de la astronoma para analizar propiedades deobjetos distantes (espectroscopa)

Infrarrojo cercano: Se utiliza para estudiar las atmsferas de las estrellas fras. Infrarrojo Medio: En el anlisis de granos de polvo o hidrocarburos. Infrarrojo lejano o trmico: Para estudiar las propiedades del polvo y los gases frios Micro-ondas: La radiacion de microondas de baja intensidad se utiliza en el wi-fi

17). Cul es el papel de la atmsfera en los procesos de teledeteccin: Es un obstculo para laobservacin de la superficie, puesto que se interpone entre el sensor y el objeto, absorbiendo,dispersando o emitiendo seales, tanto provenientes del sol como de los objetos.

a. Cual en el caso de levantamientos de uso Y cobertura?

Permite tener un estudio detallado de la relacin entre espacio-tiempo de una zona especfica,clasificndola en un clima determinado a partir del estudio de factores que se ven involucradostales como la precipitacin, la temperatura, brillo solar, vientos y evaporacin entre otros. Parael estudio de uso y cobertura es necesario dicho factor del ambiente, para saber cmoaprovechar de la mejor manera los recursos naturales en las distintas pocas del ao.

b. Y en la meteorologa?

La atmsfera juega un papel muy importante, puesto que su seguimiento mediante satlitespermite controlar incendios forestales, corrientes del ocano y por supuesto la prevencin degrandes catstrofes naturales.

18). Cules son los procesos de interaccin de la EM con la atmosfera.

Refraccin: La atmsfera cambia el ngulo de direccin de la energa electromagntica. Dispersin (Scattering): Choques entre la radiacin y los componentes de la atmsfera

que ocasionan que la luz salga en todas las direcciones. Absorcin: Los gases que conforman la atmsfera pueden absorber radiacin en

diferentes longitudes de onda, lo cual hace que este proceso sea el que ms afecta la

teledeteccin.

19). Cul es la relacin entre el tamao de las partculas suspendidas en la atmsfera, sualtura y los procesos de dispersin de la EM.

Las partculas ms grandes se encuentran en la parte de abajo (gases). En la dispersinselectiva (Rayleigh y Mie) el tamao de las partculas es menor o similar al tamao de lalongitud de onda, es as como entre ms corta la longitud de onda mayor es la fuerza dedispersin; mientras que en la dispersin no selectiva la partcula es tan grande que dispersatodas las longitudes de onda.

a. Realice una comparacin entre los diferentes tipos de dispersin y sus efectosobservables en la atmsfera y en las imgenes de satlite o fotografas areas. Dispersin de Rayleigh: Es la ms utilizada en la teledeteccin y afecta a las

longitudes de onda ms cortas. Por ejemplo otorga el color del cielo. Dispersin de Mie: Afecta partculas de dimetro similar a la longitud de onda. Sus

principales causantes son los aerosoles y polvo atmosfrico. Dispersin No selectiva: Afecta por igual a todas las longitudes de onda; por ende

nubes y niebla tienden a aparecer blancas.


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20). Que se define y cules son las ventanas atmosfrica, y cuales las consideraciones quedeben tenerse presente sobre estas en el diseo, seleccin y utilizacin de sistemas y datos deteledeteccin.

Como la atmsfera filtra distintas longitudes de onda, eliminando cualquier posibilidad deobservacin remota en algunas bandas del espectro; entonces las que resultan de dicho

proceso, se denominan ventanas atmosfricas; que a su vez son idneas para realizar procesosde teledeteccin. Es as como el diseo de los sensores suelen adaptarse a estas bandas, portal razn si se pretende observar la atmsfera es necesario que la absorcin atmosfrica seaalta. Las ventanas atmosfricas son transmisibles y se encuentran en estos rangos delespectro: 0,3-1,3 m parte del visible y del infrarrojo, 1,5-1,8 m infrarrojo medio, 2,0-2,6m, 3,0-3,6 m, 4,2-5,0 m y 7,0-15.0 m perteneciente al espectro termal.

21). Cules son los procesos de interaccin de la EM con el terreno.

Irradiancia, reflectancia, absortancia, transmitancia, incidencia, reflectividad, absortividad,transmisividad.

22). Explique las diferentes formas y componentes, absolutos y relativos, de la ecuacin de

balance energtico. Es la ecuacin de balance energtico de los absolutos, es decir trminos que se dan en todomomento y hacia todas las direcciones. Como reflectancia, absortancia y transmitancia.

Los componentes relativos, indican que hay porcentajes o proporciones y se generan cuandotoda la ecuacin se divide por la incidencia quedando como resultado:

1= , de donde , indica reflectividad (proporcin de la cantidad de energa que serefleja en funcin de lo que incidi), , absortividad (proporcin de la cantidad de energa quese absorbe en funcin de lo que incidi) y transmisividad (proporcin de la cantidad deenerga que se transmite en funcin de lo que incidi)

23). Cual y por qu, es el proceso de interaccin de la EM y el terreno de mayor inters enteledeteccin.

El proceso de interaccin de la EM con el terreno, consiste bsicamente en que se tiene unafuente de energa (sol) sta irradia flujo energtico en todas las direcciones y en todomomento, sin embargo el haz que se dirige a la superficie es la irradiancia, cuando esto sucedepasan tres momentos, la superficie absorbe la energa, hay otra parte que se transmite atravs de ella y tambin es reflejada de manera ascendente.

Por otra parte el proceso de teledeteccin considera como primordial la interaccin entre la EMcon el terreno, porque el objeto de estudio es nuestro planeta tierra, compuesto por superficiesterrestres y acuticas. As, lo ideal es observar cmo es que la energa proveniente de una

fuente, se transforma, no se destruye; permitiendo as hacer posible el anlisis de lasdiferentes caractersticas, factores y fenmenos que se presentan, a travs de la aplicacin delos programas, sus sensores y las distintas bandas del espectro electromagntico, entre otros.

24). Sobre los conceptos radiomtricos defina y explique, con sus unidades:

a. Energa, densidad, flujo y emitancia radiante.


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Energa Radiante (Q): Total de energa que es radiada en todas las direcciones, semide en Julios (J)

Densidad Radiante (W): Cantidad de energa por unidad de volumen. Se mide en Jm-3 Flujo Radiante (: Total de energa radiada en todas las direcciones por unidades de

tiempo. Se mide en vatios (w). Emitancia exitancia Radiante (M): Total de energa radiada en todas las direcciones

desde una unidad de rea y por unidad de tiempo. Se mide en vatios por metrocuadrado (Wm2)

b. Irradiancia, reflectancia y radiancia. Irradiancia (E): Total de energa radiada sobre una unidad de rea y por unidad de

tiempo, se refiere a la energa incidente. Se mide (Wm2). Reflectancia: Flujo de energia reflejado en todo momento y hacia todas las

direcciones. Se expresa en porcentajes (%) Radiancia (L): Total de energa radiada en una determinada direccin por unidad

de rea y por ngulo slido de medida. Se mide en (Wm-2sr-1).

25). Porque es fundamental en concepto de radiancia en teledeteccin.

Es importante porque es el flujo de radiacin que parte de los objetos y es la nica magnituddetectada por el sensor, adems dicha radiacin se muestrea en unidades espaciales (pixeles)que estn organizadas en forma de matriz y se almacenan como niveles digitales (ND).

26). Porque es fundamental el concepto de reflectancia en teledeteccin.

Porque es la parte de la parte de la radiancia que es reflejada por la superficie que esreceptora del flujo energtico.

27). Presente un resumen con los diferentes caminos o alteraciones, de la EM desde que esemitida hasta que es detectada o medida por el sensor remoto.

La cubierta puede generar distintas respuestas de radiancia espectral, recibidas finalmente porel sensor; debido a factores tales como el ngulo de iluminacin solar, que depende de la

fecha en que pasa el satlite por la zona de estudio. Modificaciones que el relieve introduce enel ngulo de iluminacin, del cual bsicamente se dice que influye la forma del relieve es decir,sus pendientes y orientacin de laderas. Otro factor como influencia de la atmsfera, en la quese percibe la absorcin en la dispersin no selectiva (nubes) y en la selectiva en diferenteslongitudes de onda. Las variaciones medio ambientales en la cubierta, hace referencia laasociacin entre superficies, ya sea por caractersticas similares (homogeneidad), o estadofenolgico (cambios en la estructura de las plantas a travs del tiempo). Por ltimo el sustratoedafolgico o litolgico, observado primordialmente en cubiertas de densidad media.

a. Indique y explique qu es radiancia de camino.Toda la radiancia que no viene de la fuente inicial, su efecto se debe reducir para el caso de lateledeteccin, para que la radiancia que llega al sensor se encuentre ms explicada por Lt(radiancia de superficie) que por Lp (radiancia de camino).

28). Que es, que representa y que indica una firma espectral.

Una firma espectral se define como el modo en el que una determinada cubierta refleja o emiteenerga a distintas longitudes de onda, sus caractersticas dependen de la temperatura,estructura atmica y molecular de las superficies. Permiten reconocer cubiertas de inters oparmetros dentro de estas cubiertas, tales como la clorofila en la vegetacin o la turbidez delagua. Por tanto se recomienda que sea inicio para cualquier implementacin de trabajos deteledeteccin.

29). Que son y que definen los rasgos de absorcin y reflexin en una firma espectral.


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La absorcin de las firmas espectrales dependen de las caractersticas de los objetos,

de su estructura interna y externa que le ofrecen la capacidad de retener la radiacinincidente y transformarla en energa. Las superficies terrestres tienen diferentes gradosde absorcin, modificando as la cantidad de energa que es reflejada. La absorcin esmedida a partir de la absortividad relacin entre el flujo incidente y el absorbido porla superficie. (Flujo absorbido/Flujo Incidente).

La reflexin en la firma espectral: Otra parte de la irradiacin (normalmente 100%)refleja (se mueve desde el objeto) y se dispersa desde el objeto en todas lasdirecciones, dependiendo de la rugosidad de la superficie y el ngulo de incidencia delos rayos. Adems define la energa reflejada por la superficie terrestre y provenientedel sol, una superficie puede reflejar en mayor proporcin luz verde y poco la luz roja oazul.

30). Sobre la vegetacin:

a. Presente una firma espectral tpica de la vegetacin, explique sus principales rasgos.

Vegetacin sana o vigorosa en el visible, tiene baja reflectividad, con un pico en el color verdeque finalmente permite que nuestros ojos as la perciban, plasmando la presencia de clorofilaen las plantas. Coincide con 0,55 donde el efecto absorbente es menor.

b. Cules son los principales factores fsicos que definen la firma espectral de la vegetacin.

Relacionadas con la reflectividad de la hoja: Tiene que ver con pigmentos,estructura celular y contenido de humedad.

Caractersticas geomtricas de las plantas: Se relaciona con forma de las hojas,rea foliar, distribucin de las hojas en la planta, geometra de dosel eimportancia del componente lechoso.

Situacin geogrfica de la planta: Pendiente, orientacin, asociacin con otraspendientes, reflectividad de sustrato, geometra de plantacin y condicionesatmosfricas, entre otros.

c. Cules son las bandas o regiones del espectro electromagntico que permiten realizar

anlisis sobre las caractersticas de humedad, vigor y estructura de la vegetacin.La unin en una imagen multiespectral de las bandas rojo e Infrarrojo cercano, permitepresentar de forma ms ntida las caractersticas de la vegetacin, facilitando suaislamiento de otras cubiertas y la observacin de su estado vital. El cociente IRC/ SWIRinfrarrojo cercano/ Longitud de onda corta permite analizar el contenido de humedad en lashojas, y as determinar cules plantas estn afectadas por estrs hdrico.

31). Sobre el agua:

a. Presente una firma espectral tpica del agua, explique sus principales rasgos.

La mayor reflectividad del agua se produce en el azul, reducindose hacia el infrarrojo cercanoy medio, donde finalmente es casi nula. La firma espectral del agua en el visible, es mejor

detectada en las longitudes de onda ms cortas como el azul y el verde. El aumento de lareflectividad del agua en esta banda del espectro tiene que ver con agua turbia y su presenciade sedimentos. Adems si el agua tiene bastante concentracin de clorofila, la reflectividad enel azul disminuye, aumentando en el verde.

b. Cules son los principales factores fsicos que definen la firma espectral del agua.

Contenido de materiales tales como, clorofila, sedimentos o nutrientes. Reflectividad: Se relaciona con la profundidad del cuerpo de agua y el contenido de

sedimentos en el fondo de esta. As en aguas poco profundas la reflectividad aumenta,


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puesto que se mezcla en el flujo energtico recibido, la reflectividad del fondo. De talmanera, la absortividad ser directamente proporcional a la profundidad de la capa deagua. En cuanto a la nieve, los factores que se destacan para el anlisis de lareflectividad son: El tamao del grano, profundidad y densidad de la capa.

Rugosidad: Tiene que ver con la reflexin difusa y por ende con la reflectividad.

c. Cules son las bandas o regiones del espectro electromagntico que permiten realizar

anlisis sobre las caractersticas de presencia de vegetacin, sedimentacin y estadofsico (lquido, gaseosos o slido) del agua. Para analizar la presencia de vegetacin y sus caractersticas, tales como el ndice

diferencial de vegetacin normalizado, con el que se puede estimar la cantidad,calidad y desarrollo de la misma; se utiliza la banda del infrarrojo cercano.

Para el caso de anlisis de agua, se usara el espectro visible puesto que ac, si sepuede diferenciar un agua potable (en color azul) de una sedimentada o concontenido de materia orgnica (tono muy oscuro).

32). Sobre el suelo:

a. Presente una firma espectral tpica del suelo, explique sus principales rasgos.

La curva espectral de un suelo desnudo es ascendente desde el espectro visible al infrarrojo

medio. Se relaciona con la composicin qumico-fsica, la textura, estructura y contenido dehumedad.As considerando las caractersticas fsicas, la reflectividad y longitud de onda es mayor ensuelos ms secos y con bajo contenido de materia orgnica. De esta manera, se puede decirque a mayor contenido de humedad en el suelo, ms baja ser la reflectividad y visceversa.

b. Cules son los principales factores fsicos que definen la firma espectral del suelo.

Textura, grado de humedad, reflectividad, granulometra, componentes mineralgicos yorgnicos, rugosidad.

c. Cules son las bandas o regiones del espectro electromagntico que permiten realizaranlisis sobre las caractersticas de humedad, constituyentes y composicin del suelo?

El Infrarrojo cercano, permite el anlisis de contenido de humedad de los suelos, entoncesa mayor humedad del suelo ms baja la reflectividad y visceversa. Y en cuanto a loscomponentes del suelo como minerales de hierro y contenido de materia orgnica,condicionan particularmente la respuesta de los suelos en el espectro visible.

33). Visite y consulte la informacin del sitio web del Laboratorio de Espectroscopia del ServicioGeolgico de los Estados Unidos (SpecLab USGS). Y de acuerdo con la Lectura: Spectroscopyof Rocks and Minerals, and Principles of Spectroscopy (Clark et al, 2006). Secciones 1.1 a 1.5.Responda:

i. Que es espectroscopia?

Es el estudio de la luz en funcin de la longitud de onda, que ha sido emitida, reflejada odispersada por un gas, slido o un lquido. As que para el caso de los minerales los fotonesentran, unos son reflejados, otros absorbidos y otros atraviesan los granos, es decir, cumplentambin con las mismas leyes fsicas de reflexin, absorcin y refraccin.

ii. Cules seran las ventajas y desventajas de la espectroscopia?

Cmo ventaja se tiene que permite conocer la composicin qumica de los minerales de lasuperficie terrestre, a partir de la luz que es emitida o reflejada por estos. La espectroscopia es


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sensible a materiales cristalinos y amorfos, que pueden ser observados en campo o enlaboratorio, lo que a su vez permite un mejor anlisis de ellos, mediante la elaboracin de unaimagen y as mapear donde se encuentran los cambios de los enlaces qumicos de losminerales.

Como desventaja de la espectroscopia, se tiene que al conocer la gran variedad en la

composicin qumica de los minerales, las firmas espectrales resultantes pueden llegar a serbastante complejas de entender. Sin embargo hoy en da y ya que hay un mayor conocimientode la variacin natural en las caractersticas espectrales y las causas de los cambios, entoncesese inconveniente puede llegar a ser una gran ventaja de la espectroscopia.

34). Al revisar la documentacin sobre la librera espectral splib06a1

a. Que es una librera espectral y porque son importantes? Cul es su utilidad? Cuales suslimitaciones?

Una librera espectral es la compilacin de la reflectancia espectral de cientos demateriales medidos en laboratorio.

Se utiliza como referencia para identificar el material en imgenes satelitales.

Hasta el momento no contiene la suficiente informacin

b. Qu informacin se presenta en una librera espectral? Y por qu se presenta?

Una librera espectral contiene muestras de minerales (carbonato, silicato, xido, hidrxido,entre otros), rocas, suelos, construidos fsicamente as como mezclas matemticamentecalculadas (uso de algoritmos), las plantas, comunidades vegetales, microorganismos ymateriales hechos por el hombre. Esta informacin se presenta para poder identificar loscomponentes en un espectro desconocido, y su deteccin a distancia.

c.Idealmente que informacin debera presentar una librera espectral.

Informacin amplia de materiales, longitudes de onda con alta precisin, suficientes anlisis de

las muestras incluyendo la difraccin (desviacin de las ondas al encontrar un obstculo) de losrayos X, fluorescencia de rayos X, y la documentacin para establecer la calidad de losespectros, anlisis microscpico petrogrfico (Rama que se ocupa del estudio e investigacinde las rocas, su composicin mineralgica y estructura).

35). De acuerdo con los datos espectroscpicos disponibles en la base de datos splib06(http://speclab.cr.usgs.gov/spectral.lib06/ds231/datatable.html), Seleccione, una firmaespectral de un mineral, de un material creado por el hombre y de un tipo de vegetacin, y deestos:

a. De un breve resumen de que es el material o elemento. Composicin qumica, Para que o enque se usa, donde se localiza, etc.

1. Mineral: Calcita, ID: CO2004 , este mineral es un carbonato representado por laformula quimica de MINERAL_TYPE: Carbonato CaCO 3. Esta coleccin se halla enAlligator Mine Ridge en Nevada. Tiene una distribucin bimodal en el tamao del grano.

b. Grafique y presente los datos sobre el anlisis espectroscpico realizado. (ASCII Data).

c. Tenga presente que debe realizar un grafica para el rango del espectro de Reflectividady otra para el espectro de Emisividad, de contar su muestra con esos datos. No presentelas grficas publicadas en el sitio web (Plot), realice usted mismo las grficas.


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A partir de esta grfica, se podra decir que la calcita presenta picos de absorcin de flujo deenerga en una porcion de rango del infrarrojo, desde el cercano hasta el lejano

(aproximadamente de 1,8 a 3 micras). Mientras que en el espectro visible presenta altareflectividad, en cada una de sus porciones, sin embargo es mayor en el azul (0,4 a 0,5.

2. Material creado por el Hombre: Asfalto Negro de Camino GDS376Se clasifica como Asfalto y est compuesto por cuarzo y feldespato; es utilizado en lageneracin de las carreteras y su color es muy oscuro.Su frmula qumica es desconocida y su localizacin est en el laboratorio deespectroscopia USGS Denver. Segn la documentacin encontrada en los datos de ACSII,se dice que hay una mayor reflectancia en longitudes de onda ms largas, habiendoabsorciones dbiles en 1,41; 1,73; 2,20; 2,31 y 2,35 micras. Asegurndose que laabsorcin a 2,20 micras es problablemente a las cantidades de caolinita o arcilla.En la imagen resultante se puede observar que el asfalto negro de camino es muy

reflectivo en la mayora de su firma espectral, sin embargo presenta mayor reflectividad enla porcin del infrarrojo, en porciones del espectro superiores a 2 micras.

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Longitud

deonda

Reflectancia Asfalto Negro de Camino

GDS376

longitud de Onda

Reflectividad


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3. Tipo de vegetacin : El geranio es una planta domstica, encontradas en los jardinesde algunos hogares. Este es de color rojizo-anaranjado y sus pequeas flores midenentre 3 a 5 cm de dimetro. Su coleccin se encuentra en Lakewood, Colorado.Los espectrmetros utilizados para su medicin se hallaban a 45 grados fuera delnadir, y aproximadamente de 2 -3 cm de la superficie de la flor, durante la medicin setuvo en cuenta que el cielo estuviera despejado.

A partir de la imagen se puede decir que esta flor tiene su mayor pico de reflectividaden el rojo (0,6 0,7 m) e infrarrojo cercano, picos menores en porciones delinfrarrojo medio y picos de absorcin en el parte del visible y del en el Infrarrojomedio.

36). A partir de las lecturas indicadas en el CEOS Earth Observation Handbook

(http://www.eohandbook.com/index.html), conteste:

a. De la lectura Why Observe Earth?, explique por qu las observaciones realizadasmediante teledeteccin son fundamentales para los procesos de toma dedecisiones.

Porque permiten a organismos estatales, internacionales y regionales la adquisicin dedatos de referencia y que se utilizan para anlisis de desarrollo sostenible y prdida debiodiversidad en un ao posterior al de la cumbre.Por ejemplo para el caso de la cumbre de Rio, las observaciones de la tierra apoyan la

formulacin de asesoramiento cientfico, as pues, los gobiernos pueden decidir sifinanciar o no medidas de mitigacin y generar acciones ante la crisis de escasez derecursos.

b. De la lectura Earth-Observing Systems.

i. Que es un sistema de Observacin de la Tierra?

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Longit

uddeOnda

Reflectancia Flor Geranio-1 Roja-

Naranja W1R1Fa

longitud de onda

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Es un programa que contiene diferentes misiones, sensores a bordo de satlites y estacionesmetereolgicas y atmosfricas, que proporciona parmetros importantes relacionados con latierra, los procesos ocenicos y atmosfricos.

ii. Que es GOS y que sistemas lo componen?

GOS, Sistema mundial de observacin, basado en WWW (Reloj mundial metereolgico); es unconjunto de observaciones que aseguran que cada pas tiene toda la informacin necesariapara generar anlisis meteorolgicos, de prevencin de fenmenos naturales (tornados,ciclones tropicales etc), a partir del uso de 10000 estaciones sobre la superficie terrestre. Lossistemas que lo componen son GOOS o Sistema mundial de Observacin de los Ocanos, GTOSSistema Mundial de Observacin terrestre y GCOS Sistema de informacin climtico Global.

iii. Que es GEO?.

Grupo Intergubernamental de expertos sobre observacin de la tierra que buscan a partir de laimplementacin de imgenes de satlite, permitir a diferentes estamentos regionales einternacionales la toma de decisiones a nivel medio ambiental.

En marzo de 2012, los miembros de Geo incluyen 87 gobiernos y la comisin europea, ademsde 64 organizaciones intergubernamentales, regionales e internacionales. Esta coordinado porGEOSS (Sistema de observacin global de la tierra)

iv. Que es GEOSS?

Sistema de Observacin Global de la Tierra (GEOSS), es un plan de aplicacin de 10 aos,coordinado por GEO y que pretende definir su finalidad, alcance, beneficios y nuevo campo deaccin en el que se manejen temas como salud, desastres, agua, agricultura, biodiversidad,entre otros.

v. Que es CEOS y cul es su importancia?

CEOS es el rgano encargado de la prestacin del componente espacial del GEOSS y coordinalos compromisos de sus miembros para hacer frente a las acciones prioritarias relacionadas conel espacio en estas tareas.

37). Que es un programa de teledeteccin.

Iniciativa gubernamental privado o mixto para el desarrollo, implementacin y mantenimientocontinuo de un sistema de teledeteccin buscando garantizar la recoleccin, pre-procesamiento, disponibilidad, acceso y distribucin de datos a travs del tiempo.

a. Cules son los tipos de iniciativas en programas de teledeteccin.1. Iniciativa Privada: Un grupo grupo de personas particulares adelantan el proyecto

con recursos propios.

2. Iniciativa pblica: El gobierno, con la participacin econmica de la poblacin(impuestos) adelanta el proyecto; que a su vez beneficiar a la comunidad.

3. Iniciativa Pblico-Privada Mixta: Colaboran en la financiacin del proyecto tantoel gobierno como el sector privado.

b. Enumere 10 programas de teledeteccin, indique el tipo de iniciativa.1. Iniciativa privada:

Programas: RAPIDEYE (Alemania), WORLD VIEW (EE.UU), SPOT(Francia), DEIMOS (Espaa), IKONOS Y QUICKBIRD (EE.UU)


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espacial, meteorologa y vigilancia. Como desventajas tiene seal variable, suarquitectura de red es compleja y su instalacin es lenta.

rbita Media (MEO) tiene orbitas polares que se encuentran entre 500 y 15000km de altura, describen una rbita elptica y su periodo es de 6 horas. Como

ventajas tiene cobertura global, uso eficaz del espectro y se utiliza enaplicaciones como GPS, comunicaciones y navegacin. Y Como desventajatiene retardos medios < a 100 m.

d. Enumere las misiones ms conocidas de los diferentes programas de teledeteccin.

LANDSAT :Misiones: 4, 5,7

SPOT:Misiones: 1,2,3,4,5

RAPIDEYE:Misin: Rapideye

CBERSMisin: 1,2

39. Que es resolucin temporal de la misin.

Periodicidad con que el sensor adquiere imgenes de una misma superficie.

a. Cul es la importancia de este parmetro en teledeteccin.

Es importante, para la realizacin de estudios multi-temporales de un mismo sector, adiferentes fechas, y as poder analizar cambios en la superficie o la presencia de fenmenosnaturales en un rea determinada etc.

b. Que es deriva de la rbita: Es una perturbacin en la rbita del satlite, que cambia suruta de la fijada y causa disminucin en la velocidad de la rbita.

40. Que es una plataforma de teledeteccin.

Vehculo donde est montado el sistema sensor y otros componentes que permiten la captura,

almacenamiento, transmisin as como la dems carga til para el funcionamiento del mismo.

a. Enumere los diferentes tipos de plataformas.1. Fijas: El sensor se encuentra colocado en una torre2. Mviles: El sensor se encuentra colocado en un vehculo. Dentro de las plataformas

mviles se encuentran: Las aerotransportadas como aviones o helicpteros y las

Espaciales que corresponden a los satlites que orbitan la tierra.b. Cules son sus ventajas y desventajas.

Las plataformas fijas permiten que el sensor reciba y emita de manera ms rpida el flujode energa, percibiendo informacin meteorolgica de manera ms allegada al fenmeno.Como desventaja se podra decir que no permite hacer estudios multitemporales de unazona.


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ii. Por forma de medicin. Programas de teledeteccin que emplean dichos dispositivos.Ventajas y desventajas.

Segn la forma de medicin, los sensores pueden medir cierta porcin del espectroelectromagntico, esta banda en donde mide la intensidad de energa determinan loscomponentes con los cuales dicho sensor ser capaz de obtener informacin. Existen sensores

Multi-espectrales que son capaces de obtener informacin de especficos intervalos dentro delespectro electromagntico, son capaces de obtener informacin de diferentes bandas

espectrales.

iii. Por dispositivo de escaneo. Misiones o programas que emplean dichos dispositivos. Ventajasy desventajas.

Escaneo por barrido son dispositivos que obtienen informacin en sentidolateral a su trayectoria, atravesndola de derecha a izquierda comobarriendo el terreno, funcionan por medio de un espejo mvil que oscilaperpendicularmente a la trayectoria del satlite. Sus ventajas son: Permitenampliar la banda del espectro detectada a longitudes de onda mayores del

visible, su calibracin es mejor y la correccin radiomtrica es ms fcil derealizar. Ofrece la posibilidad de realizar coberturas sistemticas puesto que

transmite datos en tiempo real. Como desventaja tiene su menor resolucin

espacial. Un programa que trabaja este tipo de escaneo es CBERS.

Escaneo por empuje estos dispositivos utilizan lneas de sensores queobtienen informacin de la superficie terrestre movindose junto con latrayectoria de la plataforma, este tipo de escaneo permite tener menortiempo de retraso, adems es una manera mas sencilla de capturarinformacin y no se tiene alta distorsin en la parte lateral de las imgenesformadas, pero tiene problema serio en la calibracin del conjunto dearreglo de detectores, IKONOS es un ejemplo tpico de este tipo de

escaneo.

iv. Por tipo de dispositivo. Ventajas y desventajas.

Segn el tipo de escaneo podemos clasificarlos en; Escaneo por barrido sondispositivos que obtienen informacin en sentido lateral a su trayectoria, atravesndolade derecha a izquierda como barriendo el terreno, funcionan por medio de un espejomvil que oscila perpendicularmente a la trayectoria del satlite, la calibracin de estetipo de dispositivos es ms fcil pero presenta problemas de distorsin en la partelateral de las imgenes que este forma, CBERS es un ejemplo de este tipo de Escaneo .

Escaneo por empuje estos dispositivos utilizan lneas de sensores que obtieneninformacin de la superficie terrestre movindose junto con la trayectoria de laplataforma, este tipo de escaneo permite tener menor tiempo de retraso, adems esuna manera ms sencilla de capturar informacin y no se tiene alta distorsin en laparte lateral de las imgenes formadas, pero tiene problema serio en la calibracin delconjunto de arreglo de detectores, IKONOS es un ejemplo tpico de este tipo deescaneo.


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42. Que es IFOV o campo instantneo de vista.

Es el ngulo que tiene cada detector, medido en radianes, observado en un momentodeterminado por el sensor.

43. Que es FOV.

Campo de visin angular

44. Que es Swath

Campo total de la observacin, es decir, el ancho del total de campo de vista o franja debarrido.

45. Que es GSD y resolucin espacial.

Proyeccin del campo instantneo de visin sobre la superficie en funcin de la altura. Traducedistancia de muestreo de la tierra y se relaciona con la resolucin espacial y el tamao de lospixeles.

a. Cul es la unidad de medida y que representa.

La resolucin espacial se mide en metros y representa la visualizacin del objeto ms pequeo.

b. Que parmetros define en una imagen: IFOV, FOVc. Cules son las resoluciones espaciales ms empleadas en teledeteccin. 1-5 metros: Se utiliza para realizar estudios de vegetacin, diferenciacin de

estructuras y modelos digitales de elevacin, debido a que se pueden distinguir muybien los objetos.

De 20-30 metros: Sirve para localizar grandes estructuras como aeropuertos,ciudades, terrenos agrcolas.

De 100-200 metros: Sirve para determinar cartografa de estructuras geolgicas

regionales. De 1000 a 2500 metros: Anlisis de vegetacin regional o nivel continental.

d. Cul ha sido la evolucin de este parmetro a travs del desarrollo de las tecnologasde teledeteccin.

Inicialmente hacia los aos 60 con el uso de la fotografa area, su resolucin era de bajacalidad, sin embargo a travs del tiempo y debido a la necesidad de obtener imgenes conalta calidad se realizaron desarrollos como: Multiespectral Espectral Scanner, que introdujoun conjunto de 6 detectores electrnicos que subdividan el Scann en 6 lineas. Otrodesarrollo fue Thematic papper que fue un sensor de imagen multiespectral que obtenauna resolucin espectral de hasta 30 metros.

46. Que es tiempo de retraso.

Es un parmetro que ayuda a definir la velocidad de respuesta, es decir, es el tiempotranscurrido desde la aplicacin de una escaln de entrada hasta que la salida alcanza el 10%de su valor permanente. Se mide el retraso en el tiempo entre la emisin y el retorno de laseal, estableciendo de esta forma la localizacin, altura, velocidad y direccin del objeto.

47. Cules son las diferencias de los parmetros (FOV, IFOV, GSD, y tiempo de retraso) ensensores de escaneo por barrido y escaneo por empuje.


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Fov es el campo de visin total de la cmara, el ancho de barrido de dicha cmara es el Swath(km), el Ifov es el ngulo formado por cada detectory el tiempo de retraso es el tiempo quetranscurre entre la emisin de la imagen y el retorno de la seal.

48. Que es el teorema de muestreo.

Se debe construir dos intervalos, uno espacial y otro radiomtrico, es decir, una medida cadacierta distancia, y al resultado de esa medida asignarle un valor de escala graduada(radiomtrica).

49. Que es cuantizacin.

Define la calidad del resultado de la imagen, as pues es la respuesta a la digitalizacin, quevalores o que rango puede tomar ese valor en el terreno.

50. Que es muestreo.

Es la resolucin espacial, cada cuanto espacio va a medir el sensor.

51. Que es resolucin radiomtrica del sensor.

Nmero de bits que se requieren para almacenar cada elemento (Nivel Digital) de la imagen.

a. Cul es la unidad de medida y que representa.

Su codificacin es a travs del nmero de bits que precisa cada elemento de la imagenpara ser almacenado.

b. Que parmetros define en una imagen: Qu tan fina va a ser la cmara para discriminar lasrespuestas espectrales, as como la sensibilidad del equipo detector.

c. Cules son las resoluciones radiomtricas ms empleadas en teledeteccin.

Una de las ms importantes es la de 8 bits, en la cual pueden registrarse valores decimalesequivalentes a un rango de 0-255 (256) 28 bits. Algunos sensores utilizan resolucionesradiomtricas hasta de 10 o 12 bits.

d. Cul ha sido la evolucin de este parmetro a travs del desarrollo de las tecnologas deteledeteccin.

Inicialmente los Landsat-MSS (Multiespectral) ofrecan un rango de 128 niveles de codificacin

por pixel. Pero, en la actualidad los sistemas ofrecen 256 niveles por pixel.

52. Que es resolucin espectral del sensor.

Indica cuantas bandas en el espectro puede medir la cmara, qu tan amplias son y donde seencuentran, es decir, cuantas imgenes vienen de una cmara o cuantos archivos sepueden descargar.

a. Cual es la unidad de medida y que representa.

Su unidad de medida es en metros y representa el ancho de cada una de las bandas.

b. Que parmetros define en una imagen.


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Segn la cantidad de bandas que proporcione asi tambin ser su caracterizacinespectral. Entonces bandas muy anchas se supone registran un valor promedio, que puedeentorpecer el proceso de anlisis.

c. Como se clasifican los sensores de acuerdo a su resolucin espectral. Menor resolucin espectral: Radar y Sistemas fotogrficos.

Mayor resolucin espectral: Sensores ptico electrnicos.

d. Cules son las resoluciones espectrales ms empleadas en teledeteccin. Fines metereolgicos: Basta situar una sla banda en el visible, dos en el

trmico una en el infrarrojo medio. Observacin terrestre: Pueden usarse el nmero de bandas y/o combinacin

es de estas, segn lo requiera el proyecto.e. Cul ha sido la evolucin de este parmetro a travs del desarrollo de las tecnologas

de teledeteccin.

El sensor que propuso la pauta en cuanto al desarrollo de esta resolucin fue Landsat-TM,sin embargo EOS a futuro piensa aplicar sensores mucho ms sofisticados, uno de estos sedenomina HIRIS (Hight Resolution Imaging Spectrometer).


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