Componentes del grupo 3:
Naiara Córdoba
Estíbaliz Iturriaga
Jesús Gázquez
Alberto Quintana
1.- Definición de distorsión radiométrica.
Trabajo: Correciones radiométricas
Los contenidos tratados en el trabajo son los siguientes:
1.- Definición de distorsión radiométrica.
2.- Distorsiones en la imágenes.
2.1.- Tipo radiométrica.
2.2.- Caso óptico.
2.3.- Tipo geométrica.
3.- Efectos atmosféricos. Principio de radiación.
4.- Efectos atmosféricos. Correccuiones atmosféricas.
4.- Efectos atmosféricos. Correccuiones atmosféricas.
5.- Definición
de correcciones radiométricas.
6.- Tipos de correciones radiométricas.
1.- Definición de distorsión radiométrica.
Las imágenes adquiridas
presentan una serie de anomalías respecto a la imagen que se debería obtener en
condiciones ideales.
Estas anomalías afectan a la radiación o valor
radiométrico de los niveles digitales (píxeles). Para poder
trabajar con una imagen y obtener al final productos cartográficos se han de
corregir estas anomalías.
Algunas de las
anomalías vienen ya corregidas por las mismas estaciones de recepción. Además
de estas correcciones se han de realizar una serie de operaciones de realce (realces
geométricos y filtrados) y mejora de la imagen (mejora del contraste y aplicación
del color).
En la mayoría de
las ocasiones resulta conveniente realizar estas operaciones de mejora antes de
las correcciones geométricas, para asegurar una buena identificación de los
puntos de control.
2.- Distorsiones en la imágenes.
2.1.- Tipo radiométrica.
Los errores se producen en la radiación o valor radiométrico de uno de los elementos de la escena (píxel).
Los errores se producen en la radiación o valor radiométrico de uno de los elementos de la escena (píxel).
Estas
distorsiones se producen por varias cusas:
- La
señal viaja a través de la atmósfera, afecta la señal.- La iluminación del Sol afecta a los valores radiométricos.
- Los cambios estacionales afectan a los valores radiométricos.
- A los valores les afecta las fallas del sensor o el ruido en el sistema.
- El terreno influye en la radiación.
2.2.- Caso óptico.
Fallas o ruido en el sensor:
Una vez realizada la
calibración de los detectores, si una o varias respuestas no son idénticas de
un arrastre, se produce este fenómeno.
Un ejemplo del rayado de líneas es el siguiente, que pertence a las imágenes LANDSAT TM. La imagen de la izquierda es la original, y la derecha es la imagen corregida.
Un ejemplo del rayado de líneas es el siguiente, que pertence a las imágenes LANDSAT TM. La imagen de la izquierda es la original, y la derecha es la imagen corregida.
2. Caída periódica de líneas:
Se produce cuando existen
problemas en el sistema de transmisión y recepción. Se ha de distinguir entre caídas puntuales y caídas periódicas o sistmáticas.
3. Ruido y puntos aleatorios:
Se producen en momentos
puntuales, cuando hay errores de transmisión o disturbios temporales.
Son
influenciadas y/o producidas por:
- La
estación del año en la que nos encontremos.- La atmósfera terrestre.
- Tipo de sensor con el que se han tomado las imágenes.
2.3.- Tipo geométrica.
Se deben a varios factores, pudiendo afectar un único factor o varios a la vez:
- La configuración del satélite.
- Punto de vita del sensor (muy alto, medio, muy bajo…).
- Tipo de terreno observado.
3.- Efectos atmosféricos. Principio de radiación.
El Sol emite
energía que puede materializarse en 2 tipos de
radiación:
- La directa, que llega a la Tierra directamente.
- La dispersa, que atraviesa algún elemento, como nubes, etc.
- La directa, que llega a la Tierra directamente.
- La dispersa, que atraviesa algún elemento, como nubes, etc.
Se
puede dar una emisión de energía atmosférica o termal, así como procesos
de reflección y procesos de emisión desde la tierra.
El espectro electromagnético
de radiación electromagnética de los efectos atmosféricos y las ventanas atmosféricas se representa en la fotografía siguiente:
 |
| Espectro electromagnético y ventanas atmosféricas |
Para la medida de Radiación con sensores ópticos hay que tener en
cuenta lo siguiente:
- El Sol
es la fuente de radiación.- La radiación electromagnética es reflejada por la Tierra, siendo la cantidad dependiente de la reflectividad de la superficie de la Tierra, es decir, la cantidad de energía que se refleja depende del material.
- La radiación pasa por la Atmósfera 2 veces.
Se pueden dar 2 procesos:
- Dispersión.
- Absorción.
Cabe destacar que existen regiones relativamente libres de efectos, denominadas ventanas atmosféricas. También hay que
tener en cuenta que en la radiación influye la longitud de onda y que si se adiciona una neblina a la imagen, ésta pierde contraste.
Absorción:
Los gases que absorben la radiación son:
- Vapor de agua.- Dióxido de carbono (CO2).
- Ozono (O3).
- Otros gases.
La teledetección en bandas de absorción es imposible, puesto que hay
zonas de la atmósfera en la que las ondas no son capaces de atravesarla. Esto
es debido a que las partículas de los gases (como vapor de agua, ozono, dióxido
de carbono) tienen un tamaño muy similar a las de las longitudes de onda
emitidas. Por el contrario, cuando las ondas tienen una longitud de onda mayor,
son capaces de atravesar la atmósfera más fácilmente.
Dispersión:
Hay dos tipos:
- Selectiva:
afecta longitudes de onda específicas. En este tipo de dispersión se dan:
- El Principio de Rayleigh, que consiste en
que a longitud de onda más corta, mayor es la dispersión. Esta dispersión causa
cielos azules durante el día y cielos rojos en la puesta del sol.
- La Dispersión de Mie. Ocurre cuando las longitudes de onda de la radiación entrante son similares
al tamaño de las partículas atmosféricas. Está restringida a la atmosfera más baja porque las partículas más grandes
son más abundantes.
- No selectiva:
es independiente de la longitud de onda, con todas las longitudes de onda dispersas
casi iguales. El ejemplo más predominante incluye el efecto de las nubes
(consistentes en gotas de agua). Ya que todas las longitudes de onda son dispersas
igual, una nube aparece en blanco.
4.- Efectos atmosféricos. Correcciones atmosféricas.
Se dan las correcciones atmosféricas siguientes:- Skylight: La radiación del sol es dispersa en la dirección de la superficie de la tierra por pequeñas partículas y moléculas en la atmósfera (Aerosoles). Pueden causar un incremento en la radiación revida en el sensor.
La corrección se puede realizar mediante la multiplicación por un factor de una característica estable en el tiempo o por la igualación de imágenes de varias fechas.
- Bruma o
Neblina: La
radiación del sol es dispersa en la dirección de la superficie de la tierra por
pequeñas partículas y moléculas en la atmósfera (Aerosoles). Pueden causar un
incremento en la radiación revida en el sensor.
La corrección (aproximación) se puede realizar seleccionando los objetos que absorben toda la radiación (cuerpos negros) y determinar el nivel digital de dichos objetos para restar ese valor de radiación a todos los píxeles. Se presenta un ejemplo:
Posición del sol (Ángulo del Sol) y distancia Sol-Tierra.
- Corrección de elevación: división de cada
píxel por el seno del ángulo de la elevación solar para una fecha y ubicación en
particular por banda espectral.
5.- Definición
de correcciones radiométricas.
La corrección radiométrica calibra
la imagen de radar, sobre la base de información del terreno (según modelos
digitales de elevación) y la geometría de adquisición de información. Los
productos resultantes son el coeficiente de retrodispersión radar y el correspondiente
ángulo de incidencia.
La corrección radiométrica del
terreno se basa en una imagen de radar existente ortorectificada y/o
geocodificada.
La calibración de una imagen SAR es
el proceso de convertir una imagen de amplitud lineal en una imagen de poder
calibrar radiométricamente logarítmica.
(La imagen
de la entrada es en unidades de números digitales (DN), mientras que la imagen
de salida es en unidades de sigma (σ0), que es la relación (en dB) de la
potencia).
6.- Tipos
de correcciones radiométricas.
- Procesamiento Multi-vista:
El proceso basado en vistas múltiples (procesado multi-vista) es un procesado
de la señal de radar, empleado para reducir el moteado.
Se puede lograr al
procesar la señal para crear imágenes independientes de una vista a una
resolución reducida, identificándolas y luego nivelando el poder de la imagen
para formar una imagen de múltiples vistas. También se puede lograr al procesar
los datos a una resolución completa y al promediar espacialmente la imagen
desarrollada.
- Promediado Espacial:
En
este caso, cada píxel se sustituye por un promedio de sus píxeles vecinos. Lo
que hace que se atenúe las frecuencias altas y mantiene sin variaciones las
bajas. El resultado en el dominio espacial es equivalente al de un filtro de
suavizado, donde las altas frecuencias que son filtradas se corresponden con
los cambios fuertes de intensidad.
Consigue reducir el ruido suavizando las transiciones
existentes.
- Filtro Speckle:
Este
filtro se emplea para eliminar el efecto de ruido denominado con el mismo
nombre. Son considerablemente más complejos, ya que los coeficientes de
ponderación se recalculan para cada uno de los pixels en función del histograma
de los niveles digitales (ND) que aparecen en la ventana suavizando las áreas homogéneas.
Se
han utilizado con gran éxito filtros adaptativos para eliminar el speckle de
las imágenes de radar y para detectar, con un solo filtro, diferentes
elementos.
