martes, 2 de abril de 2013

Firmas Espectrales

Todos los elemento geográficos (bosques, cultivos, ríos lagos edificios, etc) transforman de forma diferenciada la radiación electromagnética que reciben del sol.

Cada tipo de objeto representa a un tipo de nivel especifico en terminos de:

radiación recibida =radiación reflejada + radiación absorbida + radiación transmitida

La variación de reflectancia (radiación reflejada) en función de la longitud de onda se denomina firma espectral, es decir, la función que describe la cantidad de radiación reflejada, con respecto a la longitud de onda de dicha radiación, es la firma espectral de un objeto o elemento.

Ahora, resumiremos algunos de los elementos de nuestro interés, y el comportamiento de su firma espectral, entre los elementos a estudiar tenemos: agua, suelo, vegetación.

AGUA

Estado liquido:
La respuesta espectral del agua depende de la pureza, y de la presencia de partículas en suspensión, el agua pura tiene excelentes propiedades en transmisión en el espectro visible, y de absorción en el infrarojo, en cambio con respecto a la reflactancia, se presenta un pico en el verde (0,6 aprox) y va reduciendose hacia el infrarojo, esta reducción de reflactancia en el infrarojo es de mucha utilidad para diferenciar, las costas y áreas de tierra de los mares ríos y lagos, además se debe tener en cuenta que al incrementarse la profundidad de los cuerpos de agua la reflactancia disminuye en cualquier longitud de onda.

Cuando el agua tiene partículas que la enturbian, la respuesta de la firma espectral depende mucho de dichas partículas en suspensión en el fluido, por ejemplo cuando estas son fitoplancton (como en el mar), la reflactancia aumenta en el verde, y disminuye en el azul

Estado solido:
En el estado solido (nieve, hielo) la reflactancia aumenta de forma significativa, pero aun así, se va reduciendo a medida que aumenta la longitud de onda, en el visible aumenta tanto, que de hecho puede llegar a saturar los sensores.

Fig 1. Firma espectral diferentes tipos de elementos


VEGETACIÓN

Sabemos que la vegetación, es un recurso con muchas variedades, y características distintas dependiendo de la especie (hojas, tallos, tronco, humedad, etc.), y además de esto, por ser seres vivos, están sujetos a cambios dependiendo las condiciones ambientales e internas del mismo, es decir, si la vegetación esta enferma no va a tener las mismas características que cuando esta sana.

La vegetación sana tiene una reflectividad baja en el visible aunque con un pico en el color verde debido a la clorofila y las bolsas de aire que se generan en el tejido intermedio de las hojas. esta reflectividad es muy alta en el infrarrojo próximo debido a la escasa absorción de energía por parte de las plantas en esta banda. En el infrarrojo medio hay una disminución especialmente importante en aquellas longitudes de onda en las que el agua de la planta absorbe la energía.

La vegetación que se encuentra enferma presenta una disminución de reflectividad en el infrarojo, pero aumenta la reflectividad en el rojo y azul (visible).

Un factor adicional que afecta la reflectividad de la vegetación es la cantidad de agua que esta posee, pues cuando este aumenta la reflectividad disminuye, y viceversa (inversamente proporcional), debido al comportamiento del agua con respecto a la radiación (visto anteriormente).

Debemos aclarar que esta descripción es general, pues el comportamiento aunque es muy similar, varía entre especies.



SUELO

Los suelos tienen un comportamiento espectral, que depende de varias características del mismo, entre estas:
  • composición mineral
  • componente orgánico
  • contenido de aire y agua
  • estructura granulometrica y la textura
  • estructura horizontal y vertical
  • ángulo de observación e iluminación
al haber tantas variaciones, simplemente podemos decir que diferentes características, pueden modificar la firma espectral del suelo, por ejemplo, sabemos que cuando mayor cantidad de agua estas tienen, la reflectividad disminuye, así mismo, si tenemos minerales como yeso en el suelo, la reflectividad de este aumenta, y si tenemos cuarzo disminuye. cuando la superficie es mas rugosa la reflectividad también disminuye, y si es lisa aumenta.




Fuentes
  1. http://concurso.cnice.mec.es/cnice2006/material121/unidad1/firma_es.htm
  2. https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQJdmJdrtmQV-BwxlnbAnDJGgAWHw4dtB1KJKMyeG7-sKffbDfk
  3. http://concurso.cnice.mec.es/cnice2006/material121/unidad1/medios/grafica10.jpg
  4. Tecnologías de la Información Geográfica (TIG) [Recurso electrónico: PDF ... Escrito por Manuel Quirós Hernández