Qu es la teledeteccin? As que, qu es exactamente la
teledeteccin? A los efectos de este tutorial, vamos a utilizar la
siguiente definicin: "La teledeteccin es la ciencia (y en cierta
medida, el arte) de adquirir informacin sobre la superficie de la
Tierra sin tener que estar en contacto con l. Esto se realiza
mediante la deteccin y grabacin reflejada o emitida la energa y el
procesamiento, el anlisis y la aplicacin de esa informacin. "
En gran parte de la teledeteccin, el proceso implica una
interaccin entre la radiacin incidente y los objetivos de inters.
Esto se ejemplifica mediante el uso de sistemas de imgenes cuando
se trata de los siguientes siete elementos. Tenga en cuenta, sin
embargo que la teledeteccin tambin implica la deteccin de la energa
emitida y el uso de sensores sin formacin de imgenes. Proceso de
Teledeteccin 1. fuente de energa o de iluminacin (A) - el primer
requisito para la teledeteccin es tener una fuente de energa que
ilumina o proporciona la energa electromagntica a la diana de
inters. 2. La radiacin y la Atmsfera (B) - como la energa viaja
desde su origen hasta el de destino, que entrar en contacto con e
interactuar con la atmsfera que atraviesa. Esta interaccin puede
tener lugar un segundo tiempo que la energa viaja desde el objetivo
hasta el sensor. 3. Interaccin con el Objetivo (C) - una vez que la
energa hace su camino hacia el objetivo a travs de la atmsfera, que
interacta con el objetivo en funcin de las propiedades tanto de la
diana y la radiacin. 4. grabacin de Energa por el sensor (D) -
despus de que la energa se ha dispersado por, o emitida por el
objetivo, que requiere un sensor (a distancia - no en contacto con
el blanco) para recopilar y registrar la radiacin electromagntica.
5. transmisin, recepcin y procesamiento de (E) - la energa
registrada por el sensor tiene que ser transmitida, a menudo en
forma electrnica, a un receptor y la estacin de procesamiento,
donde se procesan los datos en una imagen (en papel y / o digital).
6. Interpretacin y Anlisis (F) - la imagen procesada se interpreta,
visual y / o en formato digital o electrnico, para extraer
informacin sobre el objetivo que fue iluminado. 7. Aplicacin (G) -
se alcanza el elemento final del proceso de deteccin remota cuando
aplicamos la informacin que hemos podido extraer de las imgenes
sobre el objetivo con el fin de entender mejor, revelar alguna
informacin nueva, o ayudar en la solucin de un problema particular.
Estos siete elementos comprenden el proceso de deteccin remota de
principio a fin. Estaremos cubriendo todo esto en orden secuencial
a lo largo de los cinco captulos de este tutorial, basndose en la
informacin obtenida a medida que avanzamos. Disfrute del viaje!
Sabas? contacto directo con la fuente de informacin
De nuestros cinco sentidos (vista, odo, gusto, olfato, tacto),
tres pueden ser considerados formas de "percepcin remota", en donde
la fuente de informacin es a cierta distancia. Los otros dos se
basan en el contacto directo con la fuente de informacin - que
son?
Whiz concurso la adquisicin de informacin a una distancia HOJA 2
Puede "teleobservacin" emplear distinta de una radiacin
electromagntica algo? La respuesta es ... Cuestionario Whiz -
Respuesta Aunque el trmino "percepcin remota" tpicamente asume el
uso de la radiacin electromagntica, la definicin ms general de
'adquisicin de informacin a distancia ", no excluye otras formas de
energa. El uso del sonido es una alternativa obvia; por lo tanto
usted puede reclamar que su conversacin telefnica es de hecho
'teledeteccin'. la adquisicin de informacin a una distanciaRadiacin
electromagntica Como se seal en la seccin anterior, el primer
requisito para la teledeteccin es tener una fuente de energa para
iluminar el objetivo (a menos que la energa detectada se est
emitiendo por el objetivo). Esta energa es en forma de radiacin
electromagntica. Fuente de energa para iluminar el objetivo [Versin
Texto] Toda radiacin electromagntica tiene propiedades
fundamentales y se comporta de manera predecible de acuerdo con los
fundamentos de la teora de las ondas. La radiacin electromagntica
se compone de un campo elctrico (E) que vara en magnitud en una
direccin perpendicular a la direccin en la que la radiacin se
desplaza, y un campo magntico (M) orientado en ngulo recto con el
campo elctrico. Tanto estos campos viajan a la velocidad de la luz
(c). Radiacin electromagntica
Dos caractersticas de la radiacin electromagntica son
particularmente importantes para la comprensin de la percepcin
remota. Estos son la longitud de onda y la frecuencia.
Longitud de onda y frecuencia
[Versin Texto] La longitud de onda es la longitud de un ciclo de
onda, que se puede medir como la distancia entre crestas de las
olas sucesivas. Longitud de onda generalmente se representa con la
letra griega lambda (). Longitud de onda se mide en metros (m) o
algn factor de metros tal como nanmetros (nm, 10-9 metros),
micrmetros (micras, 10-6 metros) (m, 10-6 metros) o centmetros (cm,
10-2 metros). La frecuencia se refiere al nmero de ciclos de una
onda pasa por un punto fijo por unidad de tiempo. La frecuencia se
mide normalmente en hertz (Hz), equivalente a un ciclo por segundo,
y varios mltiplos de hertz. Longitud de onda y la frecuencia estn
relacionadas por la siguiente frmula: Longitud de onda y frecuencia
[Versin Texto] Por lo tanto, los dos estn inversamente relacionados
entre s. Cuanto ms corta la longitud de onda, mayor es la
frecuencia. Cuanto ms larga sea la longitud de onda, menor ser la
frecuencia. La comprensin de las caractersticas de la radiacin
electromagntica en trminos de su longitud de onda y la frecuencia
es crucial para la comprensin de la informacin que se ha extrado de
los datos de teledeteccin. Siguiente vamos a examinar la forma en
que categorizamos la radiacin electromagntica para ese fin.
Sabas? "He ido extravagantemente!" bat ... que la teledeteccin,
en su definicin ms amplia, incluye ultrasonidos, mapas del tiempo
por satlite, radares de velocidad, fotos de la graduacin, y el
sonar - tanto para los buques y para los murcilagos !. Los
hospitales utilizan la tecnologa de imgenes, incluyendo TAC,
resonancia magntica (imgenes 3-D de los tejidos blandos), y rayos X
para examinar nuestros cuerpos. Todos estos son ejemplos de mtodos
de teledeteccin no intrusivas.
... usted puede utilizar un osciloscopio, un dispositivo
electrnico especial que muestra las ondas similares a las ondas de
radiacin electromagnticas que has visto aqu, para observar los
patrones de longitud de onda y la frecuencia de su voz. Sonidos
agudos tienen longitudes de onda cortas y altas frecuencias. Los
sonidos bajos son todo lo contrario. Los cientficos dicen que la
Tierra misma vibra a una frecuencia muy baja, lo que hace un sonido
muy por debajo del rango de la audicin humana.
... que el concepto de longitud de onda y la frecuencia es un
principio importante detrs de algo que se llama el efecto Doppler,
que explica cmo se perciben las ondas de luz y sonido para ser
comprimido o ampliado si el objeto producirlos se est moviendo con
respecto al sensor. Como un vagn de tren o raza avanza hacia
nosotros, nuestros odos tienden a or sonidos cada vez ms bajos o
frecuencias (longitudes de onda ms cortas) hasta que nos llega, la
frecuencia original del objeto cuando es andanada, entonces las
frecuencias an ms bajas, ya que se aleja. Este mismo principio
(aplicado a la luz) es utilizado por los astrnomos para ver lo
rpido que las estrellas se alejan de nosotros (el desplazamiento
hacia el rojo).
Whiz concurso El primer requisito para la teledeteccin es una
fuente de energa que puede iluminar un objetivo. Cul es la fuente
obvia de energa electromagntica que se pueda imaginar? Qu
"dispositivo de percepcin remota" usa usted personalmente para
detectar esta energa? La respuesta es ...
calculatorAssume la velocidad de la luz para ser 3x108 m / s. Si
la frecuencia de una onda electromagntica es de 500.000 GHz
(gigahertz = gigahertz = 109 m / s), lo que es la longitud de onda
que la radiacin? Exprese su respuesta en micrmetros (micras). La
respuesta es ...
Cuestionario Whiz - Respuesta Respuesta 1: La fuente ms obvia de
energa electromagntica y la radiacin es el sol. El sol proporciona
la fuente de energa inicial durante gran parte de la teledeteccin
de la superficie de la Tierra. El dispositivo de teledeteccin que
los humanos utilizamos para detectar la radiacin del sol es a
nuestros ojos. S, se pueden considerar sensores remotos - y muy
buenas - ya que detectan la luz visible del sol, lo que nos permite
ver. Hay otros tipos de luz que son invisibles para nosotros ...
pero ms sobre esto ms adelante.
calculatorequation [Versin Texto]
Respuesta 2: Utilizando la ecuacin para la relacin entre la
longitud de onda y frecuencia, vamos a calcular la longitud de onda
de la radiacin de una frecuencia de 500.000 GHz.
El espectro electromagntico El espectro electromagntico abarca
desde las longitudes de onda ms cortas (incluyendo gamma y rayos X)
para las longitudes de onda ms largas (como microondas y las ondas
de radio emitidas). Hay varias regiones del espectro
electromagntico que son tiles para la teledeteccin.
espectro Electromagntico
[Figura 1 - Versin del texto]
Para la mayora de los propsitos, la porcin ultravioleta o UV del
espectro de las longitudes de onda ms cortas tiene que son prcticos
para la teledeteccin. Esta radiacin es justo ms all de la parte
violeta de las longitudes de onda visibles, de ah su nombre.
Algunos materiales de la superficie de la Tierra, principalmente
rocas y minerales, fluorescentes o emiten luz visible cuando se
ilumina por la radiacin UV. Ultravioleta o UV
[Figura 2 - Versin del texto] La luz que nuestros ojos -
nuestros "sensores remotos" - pueden detectar es parte del espectro
visible. Es importante reconocer cmo pequea es la parte visible
relacin con el resto del espectro. Hay una gran cantidad de
radiacin que nos rodea, que es "invisible" a nuestros ojos, pero
puede ser detectado por otros instrumentos de teledeteccin y se
utiliza para nuestra ventaja. Las longitudes de onda visibles
cubren un intervalo de aproximadamente 0,4 a 0,7 micras. La
longitud de onda visible ms larga es de color rojo y el ms corto es
el violeta. Longitudes de onda ms comunes de lo que percibimos como
colores particulares de la parte visible del espectro se enumeran a
continuacin. Es importante tener en cuenta que esta es la nica
porcin del espectro podemos asociar con el concepto de colores.
espectro visible
[Figura 3 - Versin Texto]
Colores: Longitud de onda Violeta: 0,4 a 0,446 micras Azul:
0,446 a 0,500 micras Verde: 0,500-0,578 m Amarillo:,578-,592 micras
Naranja: 0,592 a 0,620 m Rojo: 0,620 hasta 0,7 micras
PrismBlue, verde, y rojo son los colores primarios o longitudes
de onda del espectro visible. Se definen como tales porque no hay
color principal y nico puede ser creado a partir de los otros dos,
pero todos los otros colores se pueden formar mediante la
combinacin de azul, verde, y rojo en diversas proporciones. Aunque
vemos la luz solar como un uniforme o color homogneo, que se
compone realmente de varias longitudes de onda de la radiacin en el
ultravioleta principalmente, las porciones visibles e infrarroja
del espectro. La parte visible de esta radiacin puede ser mostrado
en sus colores componentes cuando la luz solar se pasa a travs de
un prisma, que se dobla la luz en diferentes cantidades de acuerdo
con la longitud de onda. Infrarrojos (IR) Regin [Figura 4 - Versin
Texto] La siguiente parte del espectro de inters es el (IR) regin
del infrarrojo, que cubre la gama de longitud de onda de
aproximadamente 0,7 micras a 100 micras - ms de 100 veces tan ancho
como la parte visible! La regin infrarroja se puede dividir en dos
categoras basadas en sus propiedades de radiacin del IR -
reflejada, y la IR emitida o trmica. La radiacin en la regin IR
reflejada se utiliza para fines de teledeteccin en formas muy
similares a la radiacin en la parte visible. El IR reflejada cubre
longitudes de onda de aproximadamente 0,7 micras a 3,0 micras. La
regin IR trmica es bastante diferente de lo visible y refleja IR
porciones, ya que esta energa es esencialmente la radiacin que se
emite desde la superficie de la Tierra en forma de calor. El IR
trmica cubre longitudes de onda de aproximadamente 3,0 micras a 100
micras.
Microondas Regin [Figura 5 - Versin Texto] La porcin del
espectro de reciente inters ms para la teledeteccin es la regin de
las microondas desde aproximadamente 1 mm hasta 1 m. Esto cubre las
longitudes de onda ms largas utilizadas para la teledeteccin. Las
longitudes de onda ms cortas tienen propiedades similares a la
regin del infrarrojo trmico, mientras que las longitudes de onda ms
largas se acercan a las longitudes de onda utilizadas para las
emisiones de radio. Debido a la naturaleza especial de esta regin y
su importancia para la teledeteccin en Canad, un captulo completo
(Captulo 3) del tutorial est dedicado a la deteccin de
microondas.
Sabas? saturacin de color
Tono y saturacin son caractersticas independientes de color. Hue
se refiere a la longitud de onda de la luz, lo que comnmente
llamamos "colores", mientras que la saturacin indica la pureza del
color es, o la cantidad de blanco se mezcla con ella. Por ejemplo,
"rosa" se puede considerar una versin menos saturada de "rojo".
Whiz concurso La porcin infrarroja del espectro electromagntico
tiene dos partes: la reflexiva y la de emisin. Se puede tomar
fotografas en estos rangos de longitud de onda? La respuesta es
...
Cuestionario Whiz - Respuesta S y no. Hay pelculas fotogrficas
en emulsiones de color blanco y negro, as como, que son sensibles a
la porcin de la banda reflectante de infrarrojos y estos se
utilizan para fines cientficos y artsticos tambin. Pero no existen
pelculas fotogrficas para grabar directamente de emisin infrarroja
(calor). Si lo hicieran, entonces tendran que ser enfriado (y se
mantiene muy fra durante el uso), lo que sera muy poco prctico. Sin
embargo hay una serie de dispositivos electrnicos que detectan e
imgenes infrarrojas trmicas rcord.Interacciones con el Ambiente
Antes de radiacin que se utiliza para la teledeteccin alcanza la
superficie de la Tierra que tiene que viajar a travs de una cierta
distancia de la atmsfera de la Tierra. Las partculas y gases en la
atmsfera pueden afectar la luz entrante y la radiacin. Estos
efectos son causados por los mecanismos de dispersin y
absorcin.
La atmsfera de la Tierra Dispersin ocurre cuando las partculas o
grandes molculas de gas presentes en la atmsfera interactan con y
hacen que la radiacin electromagntica que se redirige desde su
trayectoria original. Cunto dispersin se lleva a cabo depende de
varios factores, incluyendo la longitud de onda de la radiacin, la
abundancia de partculas o gases, y la distancia la radiacin viaja a
travs de la atmsfera. Hay tres (3) tipos de dispersin que tienen
lugar.
Dispersin Salida y SunsetRayleigh dispersin ocurre cuando las
partculas son muy pequeas en comparacin con la longitud de onda de
la radiacin. Estos podran ser partculas como pequeas motas de polvo
o nitrgeno y molculas de oxgeno. La dispersin de Rayleigh causa
longitudes de onda ms cortas de energa para estar dispersos mucho
ms que las longitudes de onda ms largas. La dispersin de Rayleigh
es el mecanismo dominante de dispersin en la atmsfera superior. El
hecho de que el cielo parece "azul" durante el da es a causa de
este fenmeno. Como la luz del sol pasa a travs de la atmsfera, las
longitudes de onda ms cortas (es decir, de color azul) del espectro
visible se dispersan ms que los otros (ms) longitudes de onda
visibles. Al amanecer y al atardecer la luz tiene que viajar ms
lejos a travs de la atmsfera que en el medioda y la dispersin de
las longitudes de onda ms cortas es ms completo; esto deja una
mayor proporcin de las longitudes de onda ms largas para penetrar
en la atmsfera.
Dispersin de Mie se produce cuando las partculas son casi del
mismo tamao que la longitud de onda de la radiacin. El polvo, el
polen, el humo y el vapor de agua son causas comunes de dispersin
de Mie, que tiende a afectar a las longitudes de onda ms largas que
los afectados por la dispersin de Rayleigh. Dispersin de Mie se
produce sobre todo en las partes bajas de la atmsfera, donde las
partculas ms grandes son ms abundantes, y domina cuando las
condiciones de la nube son muy nublado. Dispersin no selectivo El
mecanismo de dispersin definitiva de importancia se denomina
dispersin no selectivo. Esto ocurre cuando las partculas son mucho
ms grandes que la longitud de onda de la radiacin. Las gotas de
agua y partculas de polvo grandes pueden causar este tipo de
dispersin. Dispersin no selectiva recibe su nombre del hecho de que
todas las longitudes de onda se encuentran dispersos alrededor
igualmente. Este tipo de dispersin hace que la niebla y las nubes
que aparecen de color blanco a nuestros ojos porque la luz azul,
verde y rojo estn todos dispersos en cantidades aproximadamente
iguales (azul + verde + luz roja = luz blanca).
AbsorptionAbsorption es el otro principal mecanismo en el trabajo
cuando la radiacin electromagntica interacta con la atmsfera. En
contraste a la dispersin, este fenmeno hace que las molculas en la
atmsfera para absorber la energa en varias longitudes de onda. El
ozono, dixido de carbono y vapor de agua son los tres principales
componentes de la atmsfera que absorben la radiacin. El ozono sirve
para absorber la daina radiacin ultravioleta (para la mayora de los
seres vivos) del sol. Sin esta capa protectora en la atmsfera de
nuestra piel se quema cuando se expone a la luz solar. Usted puede
haber odo el dixido de carbono se refiere como un gas de efecto
invernadero. Esto es debido a que tiende a absorber la radiacin
fuertemente en la porcin del infrarrojo lejano del espectro - que
rea asociada con calentamiento trmico - que sirve para atrapar el
calor dentro de la atmsfera. El vapor de agua en la atmsfera
absorbe gran parte de la radiacin infrarroja de onda larga y de
onda corta entrante de microondas (entre 22m y 1m). La presencia de
vapor de agua en la atmsfera inferior vara mucho de un lugar a otro
y en diferentes pocas del ao. Por ejemplo, la masa de aire por
encima de un desierto tendra muy poco vapor de agua para absorber
la energa, mientras que los trpicos tendran altas concentraciones
de vapor de agua (es decir, alta humedad).
Las longitudes de onda que podemos utilizar ms eficazmente
Debido a que estos gases absorben energa electromagntica en
regiones muy especficas del espectro, influyen en donde (en el
espectro) podemos "mirar" para los propsitos de teledeteccin. Esas
zonas del espectro que no se ve muy influenciada por la absorcin
atmosfrica y por lo tanto, son tiles para sensores remotos, se
denominan ventanas atmosfricas. Mediante la comparacin de las
caractersticas de las dos fuentes de energa / radiacin ms comunes
(el Sol y la Tierra) con las ventanas atmosfricas disponibles para
nosotros, podemos definir esas longitudes de onda que podemos
utilizar ms eficazmente para la teledeteccin. La parte visible del
espectro, a la que nuestros ojos son ms sensibles, tanto
corresponde a una ventana atmosfrica y el nivel de energa de pico
de la sol. Tenga en cuenta tambin que la energa calor emitido por
la Tierra corresponde a una ventana alrededor de 10 micras en la
porcin trmica IR del espectro, mientras que la ventana grande en
longitudes de onda ms all de 1 mm se asocia con la regin de
microondas.
Ahora que entendemos cmo electromagntica energa hace su
recorrido desde su nacimiento hasta la superficie (y es un viaje
difcil, como se puede ver) vamos a examinar lo que sucede junto a
que la radiacin cuando lo hace llegar a la superficie de la
Tierra.
Sabas? "... lo siento, no la olla de oro al final de este arco
iris ..."
Las gotas de agua
... gotas de agua actan como diminutos prismas individuales.
Cuando la luz del sol pasa a travs de ellos, las longitudes de onda
constituyentes estn doblados en cantidades que varan de acuerdo a
la longitud de onda. Colores individuales en la luz del sol se
hacen visibles y un arco iris es el resultado, con longitudes de
onda ms cortas (violeta, azul) en la parte interior del arco, y las
longitudes de onda ms largas (naranja, rojo) a lo largo del arco
exterior.
... si la dispersin de la radiacin en la atmsfera no se produjo,
entonces sombras apareceran como jet negro en lugar de ser varios
grados de oscuridad. Dispersin hace que la atmsfera tiene su propio
brillo (de la luz dispersada por las partculas en el camino de la
luz del sol), que ayuda a iluminar los objetos en las sombras.
Whiz concurso mejores condiciones atmosfricas para sensing1
remoto. La mayora de los sistemas de teledeteccin evitan la
deteccin y grabacin de longitudes de onda en el ultravioleta y las
porciones azul del espectro. Explique por qu este sera el caso. La
respuesta es ...
2. Qu crees que sera una de las mejores condiciones atmosfricas
para la teledeteccin en la parte visible del espectro? La respuesta
es ... Cuestionario Whiz - Respuesta mejores condiciones
atmosfricas para la teledeteccin 1. detectar y registrar las
longitudes de onda azules de la radiacin ultravioleta y es difcil
debido a la dispersin y la absorcin en la atmsfera. El gas ozono en
la atmsfera superior absorbe la mayor parte de la radiacin
ultravioleta de longitudes de onda ms cortas que aproximadamente
0,25 m. Esto es en realidad una cosa positiva para nosotros y la
mayora de los dems seres vivos, debido a la naturaleza nociva de la
radiacin ultravioleta por debajo de estas longitudes de onda.
Dispersin de Rayleigh, que afecta a las longitudes de onda ms
cortas con mayor severidad que las longitudes de onda ms largas,
hace que la radiacin UV restante y las longitudes de onda visibles
ms cortos (es decir, azul) que se dispersa mucho ms que las
longitudes de onda ms largas, por lo que muy poco de esta energa es
capaz de alcanzar e interactuar con la superficie de la Tierra. De
hecho, la luz azul se dispersa alrededor de 4 veces ms que la luz
roja, mientras que la luz UV es dispersada 16 veces ms que la luz
roja!
Alrededor del medioda en un da soleado y seco, sin nubes y sin
contaminacin 2. Alrededor del medioda en un da soleado y seco, sin
nubes y sin contaminacin sera muy bueno para la teledeteccin en las
longitudes de onda visibles. Al medioda el sol estara en su punto
ms directamente sobre la cabeza, lo que reducira la distancia que
la radiacin tiene que viajar y por lo tanto los efectos de la
dispersin, a un mnimo. Condiciones despejadas aseguraran que habr
una iluminacin uniforme y que no habr sombras de las nubes. ,
Condiciones contaminantes secos sin minimizaran la dispersin y
absorcin que se llevara a cabo debido a las gotas de agua y otras
partculas en la
Interacciones objetivo - Radiacin Alcance e interactuar con la
superficie de la Tierra
La radiacin que no es absorbida o dispersada en la atmsfera
puede alcanzar e interactuar con la superficie de la Tierra. Hay
tres (3) formas de interaccin que pueden tener lugar cuando las
huelgas de energa, o es incidente (I) sobre la superficie. Estos
son: absorcin (A); la transmisin (T); y la reflexin (R). La energa
total incidente va a interactuar con la superficie en una o ms de
estas tres formas. Las proporciones de cada uno dependern de la
longitud de onda de la energa y el material y el estado de la
funcin.
Tres formas de interaccin Absorcin (A) se produce cuando la
radiacin (energa) se absorbe en el objetivo, mientras que la
transmisin (T) se produce cuando la radiacin pasa a travs de un
objetivo. Reflexin (R) se produce cuando la radiacin "rebota" en el
objetivo y se redirige. En teledeteccin, estamos ms interesados en
la medicin de la radiacin reflejada por objetivos. Nos referimos a
dos tipos de reflexin, que representan los dos extremos de la forma
en que la energa se refleja de un objetivo: la reflexin especular y
la reflexin difusa.
Reflexin especular Cuando una superficie es lisa obtenemos
especular o como un espejo de reflexin, donde todo (o casi toda) la
energa se dirige lejos de la superficie en una sola direccin.
Reflexin directa se produce cuando la superficie es rugosa y la
energa se refleja de manera casi uniforme en todas las direcciones.
La mayora de las caractersticas de la superficie de tierra se
encuentran en algn lugar entre los reflectores perfectamente
especulares o perfectamente difusas. Ya sea un objetivo particular
refleja especularmente o difusa, o en algn punto intermedio,
depende de la rugosidad de la superficie de la caracterstica en
comparacin con la longitud de onda de la radiacin entrante. Si las
longitudes de onda son mucho menores que las variaciones de la
superficie o los tamaos de las partculas que componen la
superficie, reflexin difusa dominar. Por ejemplo, la arena de grano
fino parece bastante suave a las microondas de longitud de onda
larga, pero parece bastante peligroso para las longitudes de onda
visibles.
Reflexin difusa
Echemos un vistazo a un par de ejemplos de objetivos a la
superficie de la Tierra y cmo la energa en las longitudes de onda
visibles e infrarrojas interacta con ellos.
Hojas Hojas: Un compuesto qumico en las hojas llamados clorofila
absorbe fuertemente la radiacin en las longitudes de onda rojas y
azules, sino que refleja longitudes de onda verdes. Las hojas
parecen "ms verde" para nosotros en el verano, cuando el contenido
de clorofila est en su mximo. En otoo, hay menos clorofila en las
hojas, por lo que hay menos absorcin y proporcionalmente ms reflejo
de las longitudes de onda roja, por lo que las hojas aparecen de
color rojo o amarillo (amarillo es una combinacin de longitudes de
onda rojas y verdes). La estructura interna de las hojas sanas
actan como excelentes reflectores difusos de las longitudes de onda
del infrarrojo cercano. Si nuestros ojos son sensibles a infrarrojo
cercano, rboles pareceran muy brillante para nosotros en estas
longitudes de onda. De hecho, la medicin y el seguimiento de la
reflectancia infrarrojo cercano es una forma en que los cientficos
pueden determinar qu tan saludable (o poco saludables) puede ser la
vegetacin.
agua
Agua: longitud de onda ms larga de radiacin visible e infrarrojo
cercano es absorbido ms por el agua que las longitudes de onda
visibles ms cortos. As, el agua normalmente se ve azul o azul-verde
debido a la reflectancia ms fuerte en estas longitudes de onda ms
cortas, y ms oscuro si se ve en longitudes de onda infrarrojas
rojas o cerca. Si no se suspende el sedimento presente en las capas
superiores de la masa de agua, entonces esto va a permitir una
mejor reflectividad y una apariencia ms brillante del agua. El
color aparente del agua mostrar un ligero desplazamiento hacia
longitudes de onda ms largas. Los sedimentos en suspensin (S) puede
ser fcilmente confundido con aguas poco profundas (pero claro), ya
que estos dos fenmenos son muy similares. La clorofila de las algas
absorbe ms de las longitudes de onda azul y refleja el verde, por
lo que el agua se vea ms verde en color cuando las algas est
presente. La topografa de la superficie del agua (materiales speros
y suaves, flotando, etc) tambin puede conducir a complicaciones de
interpretacin relacionados con el agua debido a los problemas
potenciales de la reflexin especular y otras influencias sobre el
color y el brillo.
Patrn de respuesta espectral
Podemos ver en estos ejemplos, que, segn la combinacin del
maquillaje de la meta que se est examinando, y las longitudes de
onda de la radiacin involucrada, podemos observar muy diferentes
respuestas a los mecanismos de absorcin, transmisin y reflexin.
Mediante la medicin de la energa que se refleja (o emitida) por
objetivos en la superficie de la Tierra a travs de una variedad de
diferentes longitudes de onda, podemos construir una respuesta
espectral para ese objeto. Mediante la comparacin de los patrones
de respuesta de diferentes caractersticas que puede ser capaz de
distinguir entre ellos, donde puede que no seamos capaces de
hacerlo, si slo los comparamos a una longitud de onda. Por ejemplo,
el agua y la vegetacin pueden reflejar algo de manera similar en
las longitudes de onda visibles pero son casi siempre separable en
el infrarrojo. Respuesta espectral puede ser muy variable, incluso
para el mismo tipo de destino, y tambin puede variar con el tiempo
(por ejemplo, "verdor" de hojas) y la ubicacin. Saber dnde "look"
espectralmente y comprender los factores que influyen en la
respuesta espectral de las caractersticas de inters son
fundamentales para la correcta interpretacin de la interaccin de la
radiacin electromagntica con la superficie.
Sabas? "... Ahora, aqu hay algo para 'reflejar' en ..." ... Los
colores que percibimos son una combinacin de estas interacciones de
la radiacin (absorcin, transmisin, reflexin), y representan las
longitudes de onda que se reflejan. Si todas las longitudes de onda
visibles se reflejan de un objeto, aparecer blanco, mientras que un
objeto que absorbe todas las longitudes de onda visibles aparecer
incoloro o negro.
Whiz concurso Grfico que muestra la luna se observa a travs de
un telescopio En una noche clara con la media luna o media luna que
muestra, es posible ver el contorno y quizs muy leve detalle de la
parte oscura de la luna. Dnde est la luz viniendo, que ilumina el
lado oscuro de la luna? La respuesta es ... Cuestionario Whiz -
Respuesta Diagrama que muestra cmo la luz del sol golpea la tierra,
rebota hasta la luna y luego regresa a la tierra y en el ojo La luz
proviene del sol (por supuesto), golpea la tierra, rebota hasta el
(lado oscuro de la) luna y luego regresa a la tierra y en el ojo.
Un camino ms largo - no es cierto?
Pasiva vs Active Sensing Hasta ahora, en este captulo, hemos
hecho varias referencias al sol como fuente de energa o radiacin.
El sol es una fuente muy conveniente de la energa para la
teledeteccin. La energa del sol se refleja ya sea, como lo es para
las longitudes de onda visibles, o si se absorbe y luego
re-emitida, como lo es para las longitudes de onda del infrarrojo
trmico. Sistemas de teledeteccin que miden la energa que est
disponible de forma natural se denominan sensores pasivos. Los
sensores pasivos slo pueden ser utilizados para detectar la energa
cuando la energa de origen natural est disponible. Para toda la
energa reflejada, esto slo puede tener lugar durante el tiempo en
que el sol est iluminando la Tierra. No hay energa reflejada
disponible en el sol por la noche. Energa que se emite de forma
natural (tal como infrarrojo trmico) da o de la noche se puede
detectar, siempre y cuando la cantidad de energa es lo
suficientemente grande para ser grabada.
Sensores pasivos Los sensores activos, por otra parte, ofrecen
su propia fuente de energa para la iluminacin. El sensor emite una
radiacin que se dirige hacia el objetivo a ser investigada. La
radiacin reflejada desde ese objetivo se detecta y se mide por el
sensor. Ventajas para sensores activos incluyen la capacidad para
obtener mediciones en cualquier momento, independientemente de la
hora del da o de temporada. Los sensores activos se pueden utilizar
para examinar las longitudes de onda que no estn suficientemente
provistos por el sol, como el microondas, o para controlar mejor la
forma en que un objetivo se ilumina. Sin embargo, los sistemas
activos requieren la generacin de una gran cantidad de energa para
iluminar adecuadamente los objetivos. Algunos ejemplos de sensores
activos son una fluorosensor lser y un radar de apertura sinttica
(SAR).
Sensores activos
Sabas? "... decir 'Cheese'! ..." ... una cmara ofrece un
excelente ejemplo de ambos sensores pasivos y activos. Durante un
da soleado, suficiente luz solar est iluminando los objetivos y
luego refleja hacia el lente de la cmara, que la cmara se limita a
registrar la radiacin proporcionada (modo pasivo). En un da nublado
o dentro de una habitacin, a menudo no hay suficiente luz solar
para que la cmara grabe adecuadamente los objetivos. En lugar de
ello, utiliza su propia fuente de energa - un flash - para iluminar
los objetivos y registrar la radiacin reflejada por ellas (modo
activo). velocidad de los vehculos que viajan es un uso de la
teledeteccin activa ... radar utilizado por la polica para medir la
velocidad de los vehculos que viajan es un uso de la teledeteccin
activa. El dispositivo de radar apunta a un vehculo, pulsos de
radiacin se emiten, y se detecta el reflejo de que la radiacin del
vehculo y sincronizados. La velocidad del vehculo se determina
mediante el clculo de retardos de tiempo entre las emisiones
repetidas y la recepcin de los impulsos. Esto se puede calcular con
mucha precisin debido a la velocidad de la radiacin se est moviendo
mucho, mucho ms rpido que la mayora de los vehculos ... a menos que
usted est conduciendo a la velocidad de la luz!
Whiz concurso el radimetro de microondas pasivo
Hay un equivalente pasiva al sensor de radar? La respuesta es
... Cuestionario Whiz - Respuesta En efecto. El radimetro de
microondas pasivo, por ejemplo, no lleva una fuente de iluminacin,
sino que confa en la deteccin de la energa de microondas emitida de
forma natural. Tal instrumento puede ser usado para detectar,
identificar y medir las manchas de aceite marinos, por ejemplo.
Caractersticas de Imgenes Antes de pasar al siguiente captulo,
que se ve con ms detalle los sensores y sus caractersticas, es
necesario definir y entender algunos trminos y conceptos asociados
a las imgenes de teledeteccin fundamentales.
Energa Aire PhotographElectromagnetic se puede detectar ya sea
fotogrficamente o por va electrnica. El proceso fotogrfico utiliza
reacciones qumicas en la superficie de la pelcula sensible a la luz
para detectar variaciones de energa y registro. Es importante
distinguir entre los trminos imgenes y fotografas en la
teledeteccin. Una imagen se refiere a cualquier representacin
pictrica, independientemente de lo que longitudes de onda o
dispositivo de deteccin a distancia se ha utilizado para detectar y
registrar la energa electromagntica. Una fotografa se refiere
especficamente a las imgenes que se han detectado, as como grabados
en pelcula fotogrfica. La foto en blanco y negro a la izquierda, de
parte de la ciudad de Ottawa, Canad fue tomada en la parte visible
del espectro. Fotos estn normalmente registran en todo el rango de
longitudes de onda de 0,3 micras y 0,9 micras - lo visible e
infrarroja reflejada. Con base en estas definiciones, podemos decir
que todas las fotografas son imgenes, pero no todas las imgenes son
fotografas. Por lo tanto, a menos que estemos hablando
especficamente de una imagen grabada fotogrficamente, se utiliza el
trmino imagen.
pxeles Una fotografa tambin puede ser representado y se muestra
en un formato digital mediante la subdivisin de la imagen en
pequeas reas de igual tamao y forma, los llamados elementos de
imagen o pxeles, y que representa el brillo de cada rea con un
valor numrico o nmero digital. De hecho, eso es exactamente lo que
se ha hecho a la foto a la izquierda. De hecho, el uso de las
definiciones que acabamos de discutir, esto es en realidad una
imagen digital de la fotografa original! La fotografa fue escaneada
y subdividida en pxeles con cada pxel asignado un nmero digital que
representa su brillo relativo. El equipo muestra cada valor digital
como diferentes niveles de brillo. Los sensores que registran la
energa electromagntica, grabar electrnicamente la energa como una
serie de nmeros en formato digital desde el principio. Estas dos
formas diferentes de representacin y visualizacin de datos de
teledeteccin, ya sea grficamente o digitalmente, son
intercambiables, ya que transmiten la misma informacin (aunque
algunos detalles se pueden perder al convertir de ida y
vuelta).
En las secciones anteriores hemos descrito la parte visible del
espectro y el concepto de colores. Vemos color porque nuestros ojos
detectan todo el rango de longitudes de onda visibles y nuestros
cerebros procesan la informacin en colores separados. Se imaginan
lo que sera el mundo como si pudiramos ver rangos muy estrechos de
longitudes de onda o colores? As es como funcionan muchos sensores.
La informacin de una gama de longitud de onda estrecha se recopila
y se almacena en un canal, tambin denominado a veces como una
banda. Podemos combinar y visualizar canales de informacin digital
usando los tres colores primarios (azul, verde y rojo). Los datos
de cada canal se representa como uno de los colores primarios y,
dependiendo de la luminosidad relativa (es decir, el valor digital)
de cada pxel en cada canal, los colores primarios se combinan en
diferentes proporciones para representar diferentes colores.
imageColour imagen en blanco y negro
Cuando usamos este mtodo para mostrar un solo canal o rango de
longitudes de onda, en realidad estamos Viendo ese canal a travs de
los tres colores primarios. Debido a que el nivel de brillo de cada
pxel es el mismo para cada color primario, que se combinan para
formar una imagen en blanco y negro, que muestra varios tonos de
gris desde el negro al blanco. Cuando nos mostramos ms de un canal
cada uno como un color primario diferente, entonces los niveles de
brillo pueden ser diferentes para cada combinacin de color de canal
/ primaria y que se combinan para formar una imagen en color.
Sabas? sensores digitales pelcula superan La pelcula fotogrfica
tiene la clara ventaja de grabacin extremadamente fino detalle
espacial, ya que las molculas de haluro de plata individuales
pueden grabar sensibilidad a la luz diferente que sus molculas
vecinas. Pero cuando se trata de cualidades espectrales y
radiomtricas, sensores digitales superan a la pelcula, por ser
capaz de utilizar bandas espectrales extremadamente finas (por
espectral 'fingerprinting' de objetivos), y grabacin de hasta
muchos miles de niveles de brillo.
Whiz concurso Grfico que muestra las curvas de reflectancia
1. Si queras un mapa de la hoja caduca (por ejemplo, arce,
abedul) y la de conferas (por ejemplo, pino, abeto, abeto), los
rboles en un bosque en verano el uso de datos de percepcin remota,
lo que sera la mejor manera de ir sobre esto y por qu? Utilice las
curvas de reflectancia que ilustran los patrones de respuesta
espectral de estas dos categoras para ayudar a explicar su
respuesta. La respuesta es ...
2. Cul sera la ventaja de mostrar diversas gamas de longitud de
onda, o canales, en combinacin como imgenes en color en lugar de
examinar cada una de las imgenes de forma individual? La respuesta
es ...
