TELEDETECCIÓN: LA RADIACIÓN Y SU INTERACCIÓN CON LOS ELEMENTOS DE LA SUPERFICIE TERRESTRE

Cada tipo de material presente en la superficie terrestre, sea suelo, vegetación, agua, etc. Reflejará la radiación incidente de manera diferente, lo que permitirá distinguirlo de los demás, al momento de medir la radiación reflejada.

El término Signatura espectral corresponde a una marca de identidad de los objetos, que está relacionada a la forma como el objeto refleja, emite o absorbe la energía electromagnética formando un patrón espectral. En el siguiente gráfico se muestran los valores medios de reflectividad que va a obtener el sensor TM de landsant para los diferentes tipos de superficies.

RESPUESTAS ESPECTRALES

El flujo de energía que recibe el sensor, depende de los siguientes factores:

• Reflectividad del material de estudio.

• Las condiciones atmosféricas.

• La pendiente y orientación del terreno.

• La geometría de la observación.

En la naturaleza existen dos tipos de superficie:

• SUPERFICIES ESPECULARES: Son aquellas que reflejan la radiación solar con un ángulo igual al ángulo incidente.

• SUPERFICIES LAMBERTIANAS: Las cuales, reflejan la radiación en todas las direcciones.

LA REFLEXION EN LOS DIFERENTES TIPOS DE SUPERFICIES.

Gráfico tomado de (Chuvieco, 1995)

RESPUESTA ESPECTRAL DEL AGUA.

La radiación electromagnética al momento que interacciona con el agua, de acuerdo a (Karszenbaum & Barraza) presenta tres contribuciones a la reflectancia:

1. Especular

2. De Fondo

3. Del volumen del agua, dentro de esta se encuentra la información referente a la calidad del agua.

Sin olvidar el efecto que tiene la atmósfera sobre las radiaciones electromagnéticas.

AGUAS CLARAS: Presenta una excelente transmisión de la radiación electromagnética en el espectro visible y de absorción en el infrarrojo.

Con relación a la reflectancia, es baja en el visible y desaparece en el infrarrojo, además se genera un pico en la zona de la luz verde que va reduciéndose hasta el infrarrojo, la falta de reflectividad en el infrarrojo, va permitir diferenciarla entre áreas de tierra y agua, costa, lagos y ríos.

En relación a la reflectancia originada por el volumen el agua, el agua clara refleja muy poco la radiación solar incidente

AGUAS TURBIAS POR PRESENCIA DE CLOROFILA: La respuesta espectral de este tipo de aguas se caracteriza porque disminuye la reflectancia en el azul aumentando en el verde.

Si se analizarán varios tipos de agua con distintas concentraciones de clorofila como se muestra en el gráfico, veríamos que se encuentra un punto de cruce de las concentraciones a los 510 – 520 nm.

AGUAS TURBIAS: A medida que aumenta la turbidez, el pico de la reflectancia se desplaza hacia longitudes de onda más altas.

En relación a la reflectancia originada por el volumen el agua, el agua turbia es capaz de reflejar considerables cantidades de radiación solar incidente, debido a la presencia de los sólidos totales que contiene.AGUAS TURBIAS: A medida que aumenta la turbidez, el pico de la reflectancia se desplaza hacia longitudes de onda más altas.En relación a la reflectancia originada por el volumen el agua, el agua turbia es capaz de reflejar considerables cantidades de radiación solar incidente, debido a la presencia de los sólidos totales que contiene.

NIEVE Y LAS NUBES: Estos se pueden diferenciar fácilmente en la porción del infrarrojo medio. En el caso de la nieve, su reflectancia se caracteriza por tomar valores altos en el visible y en el infrarrojo cercano, descendiendo muy cerca de cero en las bandas de absorción del agua, manteniendo valores bajos en la zona cercana. En cambio, las nubes se caracterizan por ser dispersadores no selectivos y reflejan en el rango espectral de 400 a 2500 nm.

RESPUESTA ESPECTRAL DEL SUELO.

Los principales factores que afectan el comportamiento espectral de los suelos de acuerdo a (Hernández & Montaner, 2009) son el color, la humedad, el contenido de materia orgánica, la textura y estructura, así como los ángulos de iluminación y observación del suelo estudiado.

En el caso de los suelos, la reflectancia aumenta con el incremento de la longitud de onda desde el visible al infrarrojo medio.

La humedad de los suelos, produce los siguientes efectos:

El agua en el suelo, llena los espacios de aire existentes, reduciendo la posibilidad de dispersión de la luz incidente, por esta razón los suelos con mayor cantidad de agua se observarán más oscuros que los suelos secos en el VNIR (visible e infrarrojo cercano) y SWIR (infrarrojo medio o de onda corta

A continuación, se muestra las firmas espectrales para diferentes tipos de suelos

NIVELES DE REFLECTIVIDAD PARA LOS DIFERENTES TIPOS DE SUELOS A

DISTINTAS LONGITUDES DE ONDA.

RESPUESTA ESPECTRAL DE LA VEGETACION.

En relación a la caracterización espectral de la vegetación, hay que considerar los siguientes factores:

1. La reflectividad de la hoja, en función de su forma, contenido de humedad y estado fenológico.

2. Las características morfológicas de las plantas como altura, grado de cobertura del suelo, etc.

3. La situación geográfica de la vegetación de estudio, como geometría de la plantación, orientación, pendiente, etc.

Sin embargo, la vegetación en general, presenta las siguientes características espectrales:

1. En el rango de 400 a 700 nm, los pigmentos de la planta que favorecen el proceso de la fotosíntesis, provocan que la reflectancia sea baja, la transmitancia sea casi cero y la absorbancia sea alta.

2. En el rango de 700 a 1350 nm, la estructura interna de la planta produce que la reflectancia y la transmitancia sean altas, mientras que la absorbancia es baja.

3. En el rango de 1350 a 2500 nm, el contenido de agua en la hoja y su estructura, originan que a medida que la longitud de onda aumenta, la reflectancia y la transmitancia disminuyen, mientras que la absorbancia aumenta.

La diferencia en el contenido de agua de las plantas puede indicar que se trata de especies diferentes o niveles de sequedad en plantas de una misma especie dado por efecto del cambio climático.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

Chuvieco, E. (1995). Fundamentos de teledetección espacial. Madrid: EDICIONES RIALP. S.A.

Hernández, J., & Montaner, D. (2009). PATRONES DE RESPUESTA ESPECTRAL. Obtenido de Lab. Geomántica y Ecología del Paisaje - Facultad de Ciencias Forestales de la Unversidad de Chile: http://www.gep.uchile.cl/Publicaciones/Hern%C3%A1ndez%20&%20Montaner%202009%20SAF.pdf

Karszenbaum, H., & Barraza, V. (s.f.). INTRODUCCION A LA TELEDETECCION CUANTITATIVA. Obtenido de http://files.especializacion-tig.webnode.com/200000032-25950268dd/5.-Firmas%20espectrales.pdf

Pinilla, C. (s.f.). INTERACCION DE LA RADIACION CON LA ATMOSFERA. TELEDETECCION. Obtenido de Departamento de Ingeniería Cartográfica. Universidad de Jaén: http://www.ujaen.es/huesped/pidoceps/tel/archivos/4.pdf