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Aplicaciones medioambientales del sensor fotométrico de matríz lienal ADS40

Abstract

En los últimos años la aparición de los sensores fotogramétricos digitales de gran resolución ha supuesto un gran avance en los procesos y productos cartográficos obtenidos por técnicas fotogramétricas. Las resoluciones radiométricas y espectrales de estos sensores hacen posible su utilización en aplicaciones propias de teledetección, anteriormente reservadas a las imágenes capturadas por sensores satelitales, como pueden ser el cálculo de índices de vegetación, clasificaciones de usos del suelo, etc., aportando estos sensores las ventajas de su altísima resolución espacial, que además puede ser modificada a demanda del usuario, y la disponibilidad temporal, que permite la obtención de las imágenes en las mejores condiciones según las necesidades del estudio a realizar. Hoy en día conviven en el mercado dos familias diferentes de sensores fotogramétricos digitales de gran resolución: sensores matriciales y sensores lineales. Los sensores lineales como es el caso del sensor ADS40 de la casa Leica, presentan una serie de ventajas derivadas de la geometría de captura de la imagen y de la separación espectral de los canales capturados. Estos sensores capturan de forma simultánea imágenes con diferente inclinación (anterior – nadiral – posterior) y generan las imágenes multiespectrales de alta resolución sin necesidad de recurrir a las técnicas de pan-sharpening necesarias en los sensores matriciales (tipo DMC de Intergraph o Ultracam de Microsoft- Vexcell). En este trabajo se presenta un estado del arte sobre aplicaciones avanzadas en el área medioambiental de los sensores fotogramétricos lineales. Se presentan las ventajas de la utilización de este sensor en aplicaciones ambientales, ejemplos prácticos de su utilización por autores internacionales, así como la propia experiencia de la empresa Stereocarto

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Aplicaciones medioambientales del sensor fotométrico de matríz lienal ADS40

Author: Gómez Molina, Alfonso; Arjonilla Sampedro, Francisco José; Antolín Sánchez, Roberto; Pérez García, Jose Luis; Delgado García, Jorge
Publisher: Universidad de Sevilla
Year: 2010
Source: https://idus.us.es/bitstreams/ec3dd8d8-d6f1-4e48-b746-4dcbe2e1481b/download
Tecnologías de la In o mación Geog á ica: la In o mación Geog á ica al Se icio de los Ciudadanos.
Sec e a iado de Publicaciones de la Uni e sidad de Se illa. Se illa 2010 135
Gómez Molina, A., A jonilla Samped o, F.J., An olín Sánchez, R., Pé ez Ga cía, J.L. y Delgado Ga cía, J. (2010): Aplica-
ciones medioambien ales del senso o og amé ico de ma iz lineal ADS40. En: Ojeda, J., Pi a, M.F. y Vallejo, I. (Eds.),
Tecnologías de la In o mación Geog á ica: La In o mación Geog á ica al se icio de los ciudadanos. Sec e a iado de
Publicaciones de la Uni e sidad de Se illa. Se illa. Pp. 135-147. ISBN: 978-84-472-1294-1
APLICACIONES MEDIOAMBIENTALES DEL SENSOR FOTOGRAMÉTRICO
DE MATRIZ LINEAL ADS40.
Al onso Gómez Molina1; F ancisco José A jonilla Samped o1; Robe o An olín Sánchez1; José Luis
Pé ez Ga cía2;Jo ge Delgado Ga cía2
(1) S e eoca o S.L. Paseo de la Habana, 200. 28036, Mad id. [email p o ec ed] ja jonilla@s e eoca o.com
an olin@s e eoca o.com
(2) Uni e sidad de Jaén. Depa amen o de Ingenie ía Ca og á ica, Geodésica y Fo og ame ía. Campus de las Lagunillas, Edi . A-3.
23071, Jaén. [email p o ec ed] [email p o ec ed]
RESUMEN
En los úl imos años la apa ición de los senso es o og amé icos digi ales de g an esolución ha supues o un g an
a ance en los p ocesos y p oduc os ca og á icos ob enidos po écnicas o og amé icas. Las esoluciones adiomé-
icas y espec ales de es os senso es hacen posible su u ilización en aplicaciones p opias de elede ección, an e-
io men e ese adas a las imágenes cap u adas po senso es sa eli ales, como pueden se el cálculo de índices de
ege ación, clasi icaciones de usos del suelo, e c., apo ando es os senso es las en ajas de su al ísima esolución
espacial, que además puede se modi icada a demanda del usua io, y la disponibilidad empo al, que pe mi e la
ob ención de las imágenes en las mejo es condiciones según las necesidades del es udio a ealiza .
Hoy en día con i en en el me cado dos amilias di e en es de senso es o og amé icos digi ales de g an esolu-
ción: senso es ma iciales y senso es lineales. Los senso es lineales como es el caso del senso ADS40 de la casa
Leica, p esen an una se ie de en ajas de i adas de la geome ía de cap u a de la imagen y de la sepa ación espec-
al de los canales cap u ados. Es os senso es cap u an de o ma simul ánea imágenes con di e en e inclinación
(an e io – nadi al – pos e io ) y gene an las imágenes mul iespec ales de al a esolución sin necesidad de ecu i a
las écnicas de pan-sha pening necesa ias en los senso es ma iciales ( ipo DMC de In e g aph o Ul acam de Mic o-
so -Vexcell).
En es e abajo se p esen a un es ado del a e sob e aplicaciones a anzadas en el á ea medioambien al de los
senso es o og amé icos lineales. Se p esen an las en ajas de la u ilización de es e senso en aplicaciones ambien-
ales, ejemplos p ác icos de su u ilización po au o es in e nacionales, así como la p opia expe iencia de la emp esa
S e eoca o.
Palab as Cla e: o og ame ía, elede ección, senso lineal, ADS40
ABSTRACT
In ecen yea s he appa i ion o high esolu ion digi al pho og amme ic senso s has made a b eak h ough in
mapping p ocesses and in p oduc s ob ained by pho og amme ic echniques. Radiome ic and spec al esolu ions
o hese senso s allow hei u iliza ion in emo e sensing applica ions, p e iously only possible wi h images cap u ed
by sa elli e senso s, such as ege a ion index compu a ion, land use classi ica ions, e c., These kind o senso s con-
ibu e wi h he ad an ages o hei high spa ial esolu ion, which can also be modi ied by use s demand and sea-
sonal a ailabili y. This allows image y p oduc ion a he bes condi ions acco ding o he p ojec needs.
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Today he e a e wo di e en di e en amilies o high esolu ion digi al pho og amme ic senso s in he ma ke :
a ay senso s and linea senso s. The o me g oup, including Leica ADS40 senso , p esen some ad an ages esul -
ing om he cap u e geome y o he image and he spec al sepa a ion o cap u ed channels. These senso s cap-
u e images simul aneously wi h di e en inclina ion (back- iew, nadi - iew, o wa d- iew) and gene a e high-
esolu ion mul ispec al images wi hou he necessi y o pan-sha pening echniques, ac ually equi ed in ma ix sen-
so s, as In e g aph DMC o Mic oso 's Ul aCam -Vexcell senso s.
This pape means o be a s a e o he a o he ADS40 linea digi al came a . Ad an ages o using his senso o
en i onmen al pu poses, p ac ical examples o i s use by in e na ional au ho s, as well as he own expe ience o
S e eoca o S.L will be p esen ed.
Keywo ds: Pho og amme y, emo e sensing, linea senso s, ADS40
INTRODUCCIÓN
Ac ualmen e, los da os adqui idos median e uelos o og amé icos son empleados casi exclusi amen e pa a
aplicaciones ca og á icas adicionales como son la es i ución o la ob ención de o o o og a ías. No obs an e, la
esolución adiomé ica y la espec al de las cáma as o og amé icas digi ales ac uales, las cuales llegan a 12 bi s y
cua o bandas ( ojo, e de, azul e in a ojo) espec i amen e, las hace ap as pa a o o ipo de aplicaciones más
a anzadas y, has a no hace mucho iempo, ese adas exclusi amen e a las imágenes sa eli ales, como puede se el
cálculo de índices de ege ación, clasi icación de usos del suelo, seguimien os de cul i os, e aluación del iesgo de
desas es na u ales,…
En el Cong eso In e nacional de Fo og ame ía y Telede ección (ISPRS Cong ess) de Julio del año 2000, se p e-
sen a on los dos p ime os modelos de cáma as digi ales o og amé icas ae o anspo adas. En pa icula , la cáma a
Leica ADS40 (Sandau e al., 2000) y la cáma a ma icial Z/I DMC (Hinz e al., 2000). Con la apa ición de es os mode-
los a los que p on o se añadie on o as cáma as como la Vexcel Ul acam, se plan eaba un nue o esquema de p o-
ducción o og amé ica den o de un lujo de abajo comple amen e digi al sus i uyendo las cáma as con encionales
de película y la pos e io digi alización de los o og amas, po la cap u a di ec a en o ma o digi al con las en ajas en
cuan o a calidad geomé ica y adiomé ica de las imágenes. Tan sólo 10 años después, el ni el de implan ación de
es e ipo de cáma as apun a a que el empleo de las cáma as analógicas comienza a se es imonial, lo que si e
pa a una impo an e e i alización del me cado de cáma as, inc emen ado de una o ma conside able. El núme o de
cáma as endidas a ni el mundial en o no a 14-20 cáma as al año, con un epa o de me cado en e los dos ab i-
can es, Leica y Zeiss, del 60% y 40%. El núme o de cáma as endidas en el pe íodo 2000-2005 ascendía a 77 cá-
ma as, plan eando un núme o de 240 cáma as pa a el año 2010. En el año 2010, esa ci a ha sido alcanzada con-
side ando las en as acumuladas po sólo dos ab ican es (In e g aph y Mic oso -Vexcel) a los que hab ía que añadi
las en as de Leica.
La imposibilidad de dispone de senso es con una esolución equi alen e a la p opo cionada po la digi aliza-
ción de los o og amas de las cáma as de película, da luga a dos soluciones di e en es. Po un lado, las cáma as
ma iciales compues as po a ios senso es que cap u an imágenes panc omá icas y mul iespec ales de o ma
simul ánea y que inco po an a ios obje i os, como la In e g aph DMC y la Mic oso -Vexcel Ul acam. Po o o lado,
los senso es de ma iz lineal, como po ejemplo, la cáma a de Leica ADS40/80 en la que se cen a es e abajo.
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DEL SENSOR ADS40
El senso ADS40 ab icado po la casa Leica Geosys em es un senso lineal, mul iespec al ae o anspo ado
que comenzó a come cializa se en el año 2000. Las ca ac e ís icas p incipales de es a cáma a son una dis ancia
ocal de 62.7 mm, un amaño de píxel en el CCD de 6.5 x 6.5 μm, un ángulo de isión de 64º pe pendicula a la di-
ección de uelo y una esolución adiomé ica de 12 bi s. En la ac ualidad coexis en a ios modelos di e en es, uno
de p ime a gene ación, SH40 y cua o más a anzados denominados de segunda gene ación: SH51, SH52, SH81 y
SH82.
Especialmen e des acan es aspec os de los senso es lineales. El p ime o es que el esquema de cap u a de
las imágenes pasa po el empleo de senso es con di e en e o ien ación: is a an e io , nadi al y pos e io . Po o o
lado, g acias a la calib ación adiomé ica del senso , es posible ans o ma los alo es digi ales en alo es de a-
diancia y e lec ancia. Po úl imo, las bandas espec ales en las que cap u a la in o mación es án pe ec amen e
delimi adas y no p esen an solape en e ellas. Las ca ac e ís icas adiomé icas y espec ales de es e senso , en
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pa icula , la sepa ación de los canales espec ales y el hecho de ob ene imágenes mul iespec ales de al ísima
esolución espacial sin necesidad de ecu i a écnicas de pan-sha pening, si úan al senso ADS40/80 como un
sis ema óp imo pa a el desa ollo de aplicaciones ca og á icas con encionales y pa a la u ilización de las imágenes
en aplicaciones p opias de la elede ección (Beisl, 2006).
Figu a 25. Esquema de cap u a de in o mación del senso SH52/SH82: panc omá ico en la is a an e io ; panc omá ico + RGBNi en las is as
nadi al y pos e io (Leica, 2009).
A di e encia de los senso es ma iciales, el senso ADS40 ealiza una cap u a con inua de in o mación de modo
que cada línea cap u ada end á su p opia o ien ación ex e na. La cap u a se ealiza con 3 ángulos de isión di e en-
es, una is a nadi al, una is a hacia delan e con un ángulo de 27º y una is a hacia de ás con un ángulo de 14º
como se e en la Figu a 1. Aunque en unción del ipo de senso , los ángulos de inclinación y las bandas en las que
se ecoge la in o mación en cada is a a ían. Es a disposición de los senso es lineales implica que el 100% del e-
eno cap u ado es a á p esen e en las es is as. La cap u a de los es ángulos de is a supone una g an en aja
en ca og a ía al educi los ocul amien os en el sen ido de uelo. Pa a cada obje o obse ado end emos una is a
an es de que el a ión llegue a su posición, una segunda is a cuando el a ión se encuen e sob e él y una e ce a
is a cuando el a ión deje a ás el obje o. Todas las is as pueden u iliza se de o ma combinada pa a gene a pa es
es e eoscópicos, pudiendo pa a una misma zona u iliza ángulos es é eo de 14º, 27º o 41º. Una de las g andes en-
ajas de i ada de es a geome ía de cap u a es la ausencia de aba imien os en la is a nadi al en la di ección del
uelo, lo que supone, que al menos en es a di ección se pod á ob ene ue-o ho.
Figu a 26. Ejemplo de di e en es is as de un mismo obje o. De izquie da a de echa: is a o n al, nadi al y pos e io . La imagen pe enece a un
uelo del núcleo u bano de Amu io con GSD de 7 cm.
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La esolución espec al es de cinco canales, cap u ando in o mación en las bandas oja, e de, azul e in a ojo
ce cano (NIR) del espec o elec omagné ico y un canal panc omá ico que ecoge in o mación en el espec o isible.
Ma kelin e al (2008) apun an a que una de las p incipales ca ac e ís icas de es e senso es que las bandas en las
que cap u a la in o mación ienen una o ma p ác icamen e ec angula y no ienen ecub imien o, a di e encia de
o os senso es ae o anspo ados ( e Figu a 3).
Figu a 27. Sensibilidad espec al de los senso es o og amé icos digi ales (Honka aa a y Ma kelin, 2007).
Pa a ealiza la sepa ación espec al du an e la cap u a, los senso es de segunda gene ación, emplean un e-
ac oide que pe mi e sepa a las longi udes de onda del ojo, e de, azul e in a ojo p óximo ( e la Figu a 4). En la
Tabla 1 se p esen a una elación de las bandas espec ales con las longi udes de onda que aba can. Los senso es
más a anzados (SH52/SH82) inco po an un o al de 12 líneas pa alelas: 4 líneas panc omá icas (delan e a, una
doble en el nadi y ase a), 4x2 senso es -nadi ales y ase os- ( ojo, e de, azul y NIR) que dan luga a imágenes
es e eoscópicas an o en colo eal como en in a ojo colo y panc omá ico, sin necesidad de ecu i a p ocesos de
usión de imágenes (pan-sha pening).
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Figu a 28. Sepa ación espec al de la luz po medio de un e ac oide en los senso es ADS40 de segunda gene ación y ADS80 ( Leica, 2009).
Tabla 1. Ca ac e ís icas espec ales del senso ADS40 de segunda gene ación
BANDA
ESPECTRAL
PANCROMÁTICO
(T apezoidal)
AZUL VERDE ROJO INFRARROJO
LONGITUDES DE
ONDA (nm) 465 – 680 428 –
492
533 –
587
608 –
662 833 – 887
Los senso es de segunda gene ación inco po an impo an es mejo as mecánicas en su diseño y un sis ema
más ígido y compac o pa a la in eg ación del sis ema ine cial pe mi iendo al p opio usua io la elección del sis ema.
También se emplea un senso mucho más sencillo que educe la dis o sión local, pe mi iendo un esquema de uelo
más simple y una calib ación del sis ema po el p opio usua io a a és de p ocedimien os de au ocalib ación me-
dian e ajus e de haces (Saks y Tempelmann, 2008). Es o pe mi e la cap u a de imágenes con amaño de píxel sob e
el e eno in e io a 5 cm.
Compa ación con o os senso es
Las p incipales en ajas del senso Leica ADS40/80 con espec o a o as cáma as digi ales ienen de i adas
de su p opia con igu ación de senso . Así, los senso es lineales po su geome ía de cap u a, p esen an di e encias
signi ica i as con los senso es de ipo ma icial que dan luga a impo an es en ajas en la in o mación cap u ada. La
p ime a di e encia eside en la o ma de cap u a la in o mación. En el caso de los senso es ma iciales de al a eso-
lución, con cada dispa o se cap u a un conjun o de imágenes que pos e io men e son usionadas pa a gene a una
imagen digi al de al a esolución. En las cáma as ma iciales de al a esolución (Hinz e al., 2000), el senso es á
o mado po cua o cáma as mul iespec ales y, al menos, cua o cáma as panc omá icas, siendo la esolución de la
imagen panc omá ica cua o eces supe io a la de las imágenes mul iespec ales. A pa i de odas es as imágenes
se gene a una imagen i ual con geome ía cónica, simila a la cap u ada po una cáma a o og amé ica analógica.
Pa a ello, en una p ime a ase se gene a una única imagen panc omá ica po combinación de las cua o imágenes
cap u adas po el senso y, pos e io men e, se ealiza un p oceso de pan-sha pening en e las imágenes mul iespec-
ales y panc omá icas pa a ob ene imágenes mul iespec ales con la esolución del panc omá ico.
NORMALIZACIÓN RADIOMÉTRICA
Po de inición, la no malización adiomé ica de las imágenes pe mi e la compa ación de los alo es digi ales de
imágenes cap u adas en dis in as épocas, con dis in os senso es y/o en dis in as condiciones de luminosidad, a -
mós e a, e c. También posibili a la ob ención de pa áme os ísicos que ep esen en dis in os enómenos ligados al
e i o io. El p oceso de no malización de las imágenes equie e que la adiome ía del senso sea pe ec amen e
conocida siendo, po an o, necesa io un p ocedimien o de calib ación adiomé ica del senso .

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Exis en di e en es me odologías pa a la calib ación de senso es: i) mé odos basados en medidas de labo a o io,
mé odos de calib ación en uelo, empleados undamen almen e po senso es sa eli ales; y ii) mé odos basados en
medidas de campo. Honka aa a e al. (2006) y Honka aa a y Ma kelin (2007) p esen an en sus abajos un campo
especí ico pa a la calib ación adiomé ica de senso es, u ilizado con el sis ema ADS40 en e o os. Una de las en a-
jas que p esen an los senso es ae o anspo ados en e a los emba cados en sa éli es es que los p ime os pueden
se ecalib ados en labo a o io an as eces como se conside e necesa io, mien as que los segundos equie en
obliga o iamen e de me odologías de calib ación indi ec a basadas en cos osas mediciones ealizadas en campo po
pe sonal al amen e especializado.
Pa a el caso conc e o del senso ADS40 el p ocedimien o de calib ación en labo a o io es simila al aplicado pa-
a la calib ación de los senso es en sa éli es, y ha sido documen ado po Beisl (2006). La calib ación de cada CCD
lineal consis e en la co ección de posibles sis ema ismos y en la ans o mación de los ni eles digi ales cap u ados
po el senso en alo es de adiancia. Los sis ema ismos que a ec an a los CCD y que son co egidos median e la
calib ación del senso en labo a o io son la no uni o midad de co ien e oscu a (DSNU) y la espues a o ónica no
uni o me (PRNU).
Además de la co ección de sis ema ismos, en el p oceso de calib ación en labo a o io se ob iene la unción
que elaciona los ni eles digi ales cap u ados po el senso con alo es absolu os de adiancia. Pa a ello, se emplea
una es e a in eg ado a de iluminación que pe mi e conoce la adiancia emi ida en cada una de las bandas del sen-
so . De modo que, midiendo la espues a espec al de los CCD del senso , es ac ible ob ene la elación en e es a
espues a y la adiancia. Pa a el senso ADS40 el modelo adiomé ico que mejo se adap a es una elación in e sa
p opo cional con dos a iables independien es como son, la ganancia adiomé ica, L, y el iempo de in eg ación, ,y
en la que ambién en an en juego el ac o de calib ación, c1, y el ni el digi al cap u ado po el senso , DN.
L= c
1
D
N
(1)
No obs an e, la ob ención de imágenes de adiancia no es sino el p ime paso pa a la ob ención de las imáge-
nes no malizadas. Los p opios ingenie os de la casa Leica p esen an la me odología a segui pa a ealiza la no mali-
zación adiomé ica de las imágenes. El lujo de abajo que p oponen, simila al que se sigue en la calib ación a-
diomé ica de las imágenes de sa éli e, es á siendo implemen ado en las he amien as de p ocesado de las imáge-
nes, au oma izando en g an medida la no malización de las imágenes adqui idas con es e senso .
El p ime paso a ealiza es la ans o mación de los ni eles digi ales adqui idos po el senso a alo es de a-
diancia. Pa a ello, se emplea el modelo plan eado en la ecuación 1. La con e sión de los ni eles digi ales en alo es
de adiancia se ealiza de o ma au omá ica du an e el p ocesado de las imágenes. Pa a acili a la isualización de
las imágenes, una ez calculado los alo es de adiancia, és os son expandidos a 16 bi s ob eniendo (ecuación 2) los
Ni eles Digi ales Calib ados, CDN. Los alo es de adiancia se ob ienen de o ma inmedia a a pa i de los ni eles
digi ales calib ados con di idi es os en e 50. La con e sión de los ni eles digi ales en alo es de adiancia asegu a
que independien emen e del senso empleado (di e en es cáma as) las imágenes omadas en idén icas condiciones
de iluminación end án el mismo alo en píxeles homólogos pa a odos los canales.
CDN= DN·50c
1
(2)
El paso siguien e es la co ección a mos é ica, la cual p e ende co egi los e ec os de dispe sión y abso ción
que p oducen los ae osoles con enidos en la a mós e a sob e los ayos de luz. Es a co ección debe se ealizada
una ez que los ni eles digi ales de la imagen o iginal hayan sido ans o mados a alo es de adiancia. El p opio
so wa e de pos -p oceso de las imágenes implemen a di e en es algo i mos pa a la co ección del e ec o a mos é i-
co, en e ellos los algo i mos de Subs acción de píxeles neg os, usualmen e conocido como mé odo de Chá ez
(Chá ez, 1975) y la modi icación que el p opio au o (Chá ez, 1988) ealizó, mé odo de Chá ez modi icado. Pa a es e
úl imo algo i mo se incluyen di e en es modelos de a mós e a, desde muy cla a a muy nublada, que son u ilizados
jun o a la al u a de uelo sob e el e eno pa a calcula el coe icien e K de dispe sión de Rayleigh (λ-k) (Beisl e al.
2006). La con e sión de los alo es de adiancia una ez co egido el e ec o de dispe sión de la a mós e a en alo es
de e lec ancia, no maliza las imágenes pe mi iendo ealiza la compa ación de imágenes omadas en di e en es
echas independien emen e del ángulo sola y las condiciones a mos é icas bajo las cuales se haya ealizado la cap-
u a de in o mación. Sin emba go, es a co ección equie e la ealización de medidas en campo.
La unción de e lec ancia bidi eccional (BDRF) elaciona la adiación e lejada y la adiación inciden e en un-
ción de la di ección de incidencia y de de ección. En gene al, la adiación que el senso cap a, e lejada po cualquie
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cue po, a ía en unción del ángulo de incidencia de los ayos luminosos y del ángulo de obse ación del p opio sen-
so . El e ec o que iene sob e las imágenes cap u adas po senso es ae o anspo ados puede conside a se del
mismo o den que el e ec o a mos é ico y debe se , po an o, enido en conside ación (Beisl e al., 2006). Es a un-
ción explica enómenos como el Ho -Spo que, en senso es lineales, p oduce una banda conside ablemen e más
cla a que el es o de la imagen. Pa a minimiza los e ec os ad e sos, deben oma se una se ie de p ecauciones a la
ho a de ealiza la cap u a como son: alinea la di ección de uelo con el azimu sola y e i a ho a ios de uelo en los
que el ángulo sola sea mayo de 70º. No obs an e, si las condiciones de cap u a no son óp imas, exis en di e en es
ap oximaciones que se pueden emplea pa a minimiza el e ec o de la BDRF. Po ejemplo, el mé odo de Wal hall
(1985) ha sido u ilizado pa a co egi imágenes cap u adas con el senso ADS40 (Beisl, 2002) y, es e mismo mé o-
do, ha sido adap ado incluyendo é minos adicionales que pe mi an co egi los e ec os Ho -Spo (Beisl and Wood-
house, 2004).
UTILIZACIÓN DEL SENSOR ADS40 EN APLICACIONES MEDIOAMBIENTALES
Ozawa e al., 2004, es udian el e ec o hea -island en á eas u banas de Japón median e senso es hipe espec a-
les y é micos. El Hea -Island es un e ec o po el que la masa de ai e sob e las g andes ciudades iene una empe a-
u a media mayo que la del ai e ci cundan e. En su abajo analizan la co elación en e la empe a u a supe icial
de algunos ma e iales y su e lec ancia u ilizando los da os de es os senso es. Has a es e momen o exis ían es udios
simila es con in o mación egis ada desde senso es si uados en NOAA, Landsa o Spo . Además, los au o es em-
plean alo es de la e lec ancia calculados a pa i de las bandas R-G-B-NIR del senso ADS40 (las imágenes u iliza-
das ienen un GSD de 20 cm) y la compa an con la empe a u a supe icial de los obje os, ob enida po el senso
hipe espec al TABI-320 (The mal Ai bo ne B oadband Image ), encon ando una co elación en e la e lec ancia
medida po el senso ADS40 y la empe a u a supe icial del suelo ( e igu a 5).
Figu a 29. Co elación en e la empe a u a supe icial (medida con el senso hipe espec al TABI) y la e lec ancia (medida con el senso
mul iespec al ADS40) de a ios obje os (Ozawa e al, 2004).
Bühle e al. (2007), p esen an en su es udio di e en es aplicaciones del senso ADS40 en ag icul u a. La p i-
me a es la clasi icación de usos del suelo a pa i de écnicas de segmen ación y clasi icación en base al índice de
ege ación de di e encia no malizada (NDVI) ( e igu a 6). La segunda es la ob ención de pa áme os ísicos indica i-
os del es ado de la ege ación o índices de ege ación. En e las conclusiones de su es udio los au o es des acan
que, pese a no dispone de una g an esolución adiomé ica, los esul ados ob enidos en la clasi icación de usos del
suelo han sido sa is ac o ios, consiguiendo un coe icien e kappa de ajus e (A iza e al., 1996) de 0,82. Los au o es
indican que la al a esolución espacial (0,25 m) de las imágenes pe mi e aplicaciones que no se ían posibles con
imágenes de sa éli e como pueden se : di e encia pequeños caminos y ca iles, de ec a cambios a pequeña escala
en los índices de ege ación y di e en es ni eles de ac i idad den o de un mismo cul i o, e c.
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En e las posibles aplicaciones de las imágenes en ag icul u a los au o es indican las siguien es: 1) de ección
de ac o es de es és en los cul i os como pueden se la sequía o las en e medades; 2) in o mación básica sob e el
uso de e ilizan es, he bicidas y ungicidas (ag icul u a de p ecisión); 3) p e isión p ecisa de cosechas y e aluación
de la madu ez de cul i os; 4) análisis de calidad de suelos; y 5) igilancia de las supe icies decla adas en elación a
las sub enciones ag ícolas.
Figu a 30. Clasi icación de usos del suelo median e imágenes ob enidas po el senso ADS40 empleando écnicas de segmen ación y clasi icación
median e índices de ege ación (Bühle e al, 2007)
Emmolo e al (2008) han aplicado me odologías de clasi icación median e segmen ación y lógica di usa a o oimáge-
nes gene adas a pa i de imágenes cap u adas po di e en es senso es, en conc e o: 2 o o o os RGB con 1m de
esolución espacial, gene adas a pa i de imágenes ob enidas po cáma as analógicas; 2 o o o os R-G-B-NIR con
2,4 m de esolución espacial, gene adas a pa i de imágenes Quickbi d; y, po úl imo, una o o o o R-G-B-NIR con
una esolución espacial de 0,6m gene ada a pa i de imágenes ADS40. Los algo i mos empleados pa a la segmen-
ación y la je a quía de clases han sido di e en es pa a cada imagen con obje o de adap a los a su esolución espa-
cial. Pa a analiza los esul ados ob enidos en cada una de las clasi icaciones los au o es han empleado ma ices de
con usión. Siendo la clasi icación ealizada a pa i de imágenes ADS40 la que o ece los mejo es esul ados como
se puede e en la Tabla 2.
Tabla 2. Coe icien e Kappa de ajus e ob enido en las di e en es clasi icaciones (Emmolo e al, 2008)
SENSOR DE ADQUISICIÓN DE DATOS Coe icien e Kappa de ajus e
Analógico + escaneo 0,67
Quickbi d 0,84
ADS40 0,88
Sah e al. (2002). Han ealizado un es udio pa a analiza la necesidad de e ilizan es en suelos ag ícolas en
base al análisis y de ección en iempo eal de zonas, muy localizadas, con de iciencia de nu ien es. Pa a el es udio
los au o es se cen a on en la de ección de zonas con de iciencia de ni ógeno en cul i os de igo empleando imá-
genes in a ojas ob enidas po cáma as analógicas ae o anspo adas, imágenes mul iespec ales cap adas con el
senso ADS40 y da os de campo. Como esul ado de las p uebas los au o es desa olla on un nue o índice denomi-
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nado PVSPAD (Plan Vigou SPAD), al amen e elacionado con el NDVI, y en e las conclusiones del es udio des acan
que las imágenes cap u adas po el senso ADS40 pueden se u ilizadas pa a la ges ión del uso de e ilizan es en
ag icul u a de p ecisión.
Büle e al. (2009) han desa ollado una me odología pa a un sis ema au oma izado y sis emá ico de de ección
de aludes y ca og a iado de los depósi os gene ados po és os ap o echando la al a esolución espacial y adiomé-
ica de las imágenes cap u adas po el senso ADS40 (Figu a 7). La de ección de los depósi os de las a alanchas en
base únicamen e a la espues a espec al no es ácil de ealiza , sin emba go, es posible ap o echa el hecho de que
la ugosidad supe icial en las zonas con depósi os de a alanchas es mayo que la de las zonas adyacen es debido al
e ec o de la unción de e lec ancia bidi eccional. Ap o echando es e hecho, los au o es u ilizan el índice de di e en-
cia angula no malizado (NDAI, e ecuación 3) gene ado a pa i de las imágenes in a ojo de las is as nadi al (án-
gulo de inclinación 0º) y pos e io (ángulo de inclinación 16) del senso ADS40.
NDAI= ni
A
−ni
B
ni
A
+ni
B
(3)
En zonas con nie e asen ada se espe an alo es de NDAI posi i os y en zonas p opensas a a alancha o con de-
pósi os de a alanchas pasadas, los alo es del NDAI se án nega i os. En las conclusiones, los au o es des acan la
iabilidad de la u ilización del NDAI pa a la de ección y ca og a iado de a alanchas de nie e y ab en las pue as a
una in es igación u u a empleando las bandas panc omá icas an e io (27º) y pos e io (-16º) cap u adas con el
senso ADS40.
Figu a 31. E ec o BRDF sob e los depósi os de a alancha en las dis in as is as de ob enidas po el senso ADS40.
En la is a on al (A) se ob ienen p incipalmen e los pun os más iluminados del depósi o. Con la is a nadi al (B) se
ob iene una mezcla de medidas de zonas iluminadas y somb as. La is a pos e io (C) ob iene p incipalmen e medi-
das en somb a (Bühle e al, 2009).
APLICACIÓN: DETERMINACIÓN DE ESPECIES VEGETALES INVASORAS
Pa a pode medi el endimien o de la cáma a ADS40 en abajos de elede ección, los au o es han in en ado
una aplicación pa icula . En conc e o, se ha in en ado diseña una me odología que pe mi a la de ección de la espe-
cie in aso a “Caña Común” en la cuenca del Guadalqui i a pa i de la u ilización de imágenes aé eas cap u adas
po senso es o og amé icos ae o anspo ados de al a esolución. La me odología buscada debía cumpli dos e-
quisi os a p io i. En p ime luga , el mé odo desa ollado debía se los más au omá ico posible. Después, las imáge-
nes de pa ida debían ene una esolución espacial media-al a pa a minimiza , de es e modo, el cos e del uelo
o og amé ico.
Á ea de es udio
La zona seleccionada pa a ealiza las p uebas pilo o pe enece a la p o incia de Se illa, en e los municipios
de Ca mona, Lo a del Río, Villanue a del ío y Can illana ( e Figu a 8). Se a a de un ec ángulo de unas 20.000 Has
ap oximadamen e, cen ado sob e el ío Guadalqui i . En el in e io de la zona de es udio se ha cons a ado la exis-
encia de caña común jun o a o as especies ege ales.