Radiación

PERCEPCIÓN REMOTA
PRINCIPIOS DE PERCEPCIÓN REMOTA
Percepción remota:
Adquisición de datos por medio
de un instrumento alejado de la
superficie u objeto.
Componentes básicos:
- Adquisición de datos (ciencias
físicas y matemáticas)
- Extracción de información
(ciencias matemáticas, biológicas,
estadísticas, geológicas)
Ejemplos:
Cámaras fotográficas
Radiómetros
Escáners, lasers
Sensores térmicos
Detectores de sonido
Sismógrafos
Aparato Rayos X
Endoscopio
Tomógrafo
Resonancia magnética
Ecógrafo
A campo:
Generalmente restringido a datos adquiridos
mediante aparatos que miden radiación
electromagnética o a cámaras fotográficas.
Ejemplos de Percepción Remota
Ecodoppler
cardiaco
Endoscopia
Resonancia magnética
Termografía
Adquisición de datos
Sensor
Fuente de
radiación
Datos
originales
Reflejada
Emitida
Extracción de
información
Dispersada
Absorbida
Interpret.
y análisis
Datos
Aux.
Superficie en estudio
Transmitida (y refractada)
Información
(usuario)
Plataformas
Cuales son las
plataformas posibles de
los sensores remotos
Ventajas de los sensores
remotos:
- Costos (cámara fotográfica)
- Mediciones no destructivas
- Repetibilidad de las mediciones
- Posibilidad de registro contínuo y
automático
- Información para la totalidad de un
área
- Información consistente dentro de la
imágen
Datos
satelitales
Datos de
alta
altitud
Datos de
baja
altitud
Observaciones en tierra
¿Que información toma el sensor?
Datos sobre:
Espectro electromagnético
Radiación electromagnética
Energía que se mueve a la velocidad de
la luz según un patrón ondulatorio
sinusoidal.
Transmite información desde el
objeto de estudio al sensor.
Zonas del espectro:
Violeta: 0.4 - 0.446 µm
VISIBLE
Rayos cósmicos
Azul: 0.446 - 0.500 µm
Verde: 0.500 - 0.578 µm
Rayos gamma
Amarillo: 0.578 - 0.592 µm
Rayos X
Naranja: 0.592 - 0.620 µm
Ultravioleta
Rojo: 0.620 - 0.72 µm
Visible
INFRARROJO
Infrarrojo
0.72 - 15.0 µm
Microndas
3 zonas del espectro infrarrojo:
Ondas de radio y TV - IR cercano (reflejado) -- 0.7 a 1.3 µm
- IR medio (reflejado) -- 1.3 a 3.0 µ
- IR lejano o térmico (emitido) - 3.0 a 5.0 y 8.0 a 14.0 µm
Sensor hiperespectral
Cada píxel contiene un
espectro, compuesto por varias
bandas contiguas, útiles Atm.
para
identificar los materiales del
mismo
suelo
agua
224 imágenes
Ancho de cada
espectrales
lecturatomadas
(km)
simultáneamente
Longitud Veget.
de onda
Adquisición de datos
Sensor
T + A + R = Radiación
incidente
Fuente de
radiación
Reflexión
Emisión
Dispersión
Absorción
O3 - CO2 - H2O
Superficie en estudio
Transmisión (y refracción)
Interacciones con la atmósfera
La energía reflejada,
transmitida o
absorbida varían
entre distintos
elementos de la
superficie (suelo,
agua, vegetación)
La magnitud de la
energía reflejada,
transmitida o
absorbida por un
elemento depende de
la longitud de onda
Interacciones con las superficies
Interacciones de la radiación con la superficie
La cantidad de energía reflejada por una
superficie depende además:
- Angulo de la radiación incidente
- Rugosidad en relación a la longitud de onda
- Los materiales a uno y otro lado de la interface
- Condiciones atmosféricas y meteorológicas
Reflección especular y reflección
lambertiana --> efecto de la rugosidad de la
superficie y del ángulo de incidencia de la
radiación.
Especular
Lambertiana
Reflectancia de distintas superficies
Agua
Suelos
- Sedimentos
- Contenido de Clorofila
- Profundidad y características del fondo
- Composición química
- Contenido de materia orgánica
- Contenido hídrico
- Rugosidad de la superficie
Vegetación
- Estructura de la hoja
- Contenido de pigmentos
- Estado hidrico
- Arquitectura del canopeo
- Angulo de elevación solar
- Radiación incidente
- Efectos del suelo
A - V - R - IRC
Reflectancia de distintas superficies
Porotos
Alfalfa
Rastrojo de trigo
Gramíneas
Papas
Suelo
Maíz
Soja
Remolacha azucarada
Girasol
El Indice Verde
“mide” cuánta luz
está absorbiendo el
pasto verde
Indice Verde:
(IR-R)/(IR+R)
Satélite
Infrarrojo
(IR)
Rojo
(R)
Alta cobertura
vegetal
Sol
Satélite
Infrarrojo
(IR)
Rojo
(R)
Baja cobertura
vegetal
El Índice Verde Normalizado (IVN) permite estimar la
proporción de luz solar absorbida por el forraje para la
fotosíntesis, la cual está muy relacionada con la producción
de forraje.
El forraje verde refleja poca radiación de "color rojo" (R) y
mucha radiación infrarroja (IR).
Ciertos satélites tienen sensores que captan por separado
R y IR, con lo cual se puede calcular el IVN de cada área
abarcada por el satélite:
IVN= IR-R/(IR+R)
Cuando el IVN es alto, se está interceptando mucha luz y,
por lo tanto, produciendo más pasto.
Cuando es bajo, poca luz está siendo transformada en
pasto.
Ejemplo
El cálculo para un
píxel dado dará un
valor entre (-1) y
(+1).
Sin embargo,
ninguna hoja verde
dará un valor
cercano al cero. Un
valor de cero, indica
que no hay
vegetación, y uno
cercano a +1 (0,8 –
0,9) indica la mayor
densidad posible de
hojas verdes.
Sensores manuales
Fieldscout
GreenSeeker
FieldSpec Portable Handheld
Spectroradiometer
Con cámara digital
con filtro IR
(stress de plantas)
Productividad
de Materia
Seca
=
x
x
=
Radiación
(luz)
incidente
x
% rad inc que
es absorbida
Rad
absorbida

Eficiencia en
x el Uso de la
Radiación
Calibración
con cortes
Indice Verde en trigo
IVN
Rendimiento
Al existir bancos de imágenes desde que hay satélites,
esta herramienta permite estimar la producción
forrajera de tiempos pasados.
El conocimiento de la producción en el pasado es útil
para cuantificar y entender mejor el funcionamiento
de los sistemas forrajeros y su respuesta a eventos
climáticos, como las sequías.
Capacidad
Analizar la marcha actual e histórica del IVN permite:
- estimar la producción de pasto promedio y sus
rangos de variación
- identificar momentos del año más variables
- asignar probabilidades a ciertos eventos que
pueden ser críticos para la planificación forrajera
- evaluar resultados productivos contando con una
estimación de la producción de pasto de etapas
previas
Las principales limitaciones que encuentra esta
herramienta en su estado actual son:
- requisito de procesamiento de las imágenes y
de manejo de gran número de datos
-requisito de calibraciones para pasar de IVN a
producción de materia seca
- Costo de adquisición de las imágenes
ESTA ES UNA HERRAMIENTA QUE NO SE
PUEDE DEJAR DE CONOCER,
NOS PERMITIRÁ MEJORAR LAS
PLANIFICACIONES FORRAJERAS Y PREVER
SOLUCIONES ANTE DISTINTAS SITUACIONES
CLIMÁTICAS