Pre-procesamiento de imágenes a partir de corrección radiométrica
Presentación del tema
¡Hola!
¡Que bueno es encontrarte nuevamente! Eso indica tu gran dedicación y tenacidad. Te doy la bienvenida a la clase digital 16 del curso, te felicito por llegar hasta este punto y te exhorto a que sigas en este proceso formativo, pues prácticamente falta poco para completarlo.
En esta clase y la siguiente hablaremos de correcciones que requieren las imágenes de satélite para acercar los datos recogidos en las imágenes a los valores reales que existían en el momento de la captura. En una clase anterior hablamos de las causas de los errores que normalmente provocan alteraciones en el registro de los datos de las imágenes de satélite.
En estas dos clases revisaremos la forma en que se tratan de revertir o aminorar dichas alteraciones. Cabe destacar que día con día estás tareas son cada vez más realizadas en los centros de recepción y distribución, pero a veces será necesario realizar operaciones que perfeccionen o corrijan los valores registrados en la imagen, siempre con el propósito de acercarlos a los que deberían ser recolectados si las fuentes de error no hubiesen participado. En particular, en esta clase hablaremos de las correcciones radiométricas, y hay un particular énfasis en la corrección atmosférica, que es una clase de corrección radiométrica particular, que como verás, requiere varias consideraciones y que suele requerir llevarse a cabo, a pesar de las acciones que pueden llevar los centros de distribución, por las particularidades del tema, aunque es cierto que ahora se cuenta con opciones que antes el usuario tenía que ejecutar siempre y ahora sólo tendría que llevarlas a cabo si no satisfacen sus necesidades las realizadas por el centro de distribución.
Las técnicas de corrección radiométrica modifican los niveles digitales (ND) originales, con objeto de acercarlos a los que habría presentes en la imagen caso de una recepción ideal. Esto incluye el tratamiento a problemas radiométricos derivados del mal funcionamiento del sensor, junto con la obtención de magnitudes físicas y corrección atmosférica de los datos. Las alteraciones radiométricas ocurridas en el sensor generalmente se corrigen en los centros de recepción y distribución, puesto que generalmente son errores debidos a alteraciones causadas por el sensor o la plataforma y se han desarrollado rutinas para modificar los valores digitales de acuerdo con parámetros preestablecidos que se van ajustando periódicamente. Sin embargo, aún existen herramientas en los programas dedicados a la manipulación de imágenes de satélite, herramientas para llevar a cabo estas correcciones, como la corrección de ruido, la remoción de ruido periódico, eliminación de bandeado, reemplazo de líneas o de pixeles dañados, entre las más comunes.
Debido a que el usuario interactúa cada vez menos con este tipo de correcciones, hemos decidido enfocar esta clase al procedimiento más habitual y que puede enfrentar alguien que utiliza imágenes digitales y es la corrección atmosférica bajo parámetros específicos, aunque hay que considerar que cada día hay más imágenes que se distribuyen ya con dicha corrección.
Llevarás a cabo dos prácticas distintas. En la primera, se parte de la información de los niveles digitales de un solo píxel y utilizarás una hoja de cálculo en que se han establecido las operaciones necesarias para convertir los niveles digitales de la imagen a valores de radiancia y reflectividad, partiendo de parámetros que deberás buscar en los metadatos de la imagen y en una tabla que contiene los valores correspondientes al sensor con que trabajarás, obteniendo al final una versión de los valores para el píxel en unidades de reflectancia para las bandas reflectivas y de temperatura para la banda que registra la energía emitida en infrarrojo lejano.
La segunda práctica es un proceso más mecanizado en el que realizarás el procedimiento anterior, pero para todos los píxeles de la imagen, de una forma más automatizada, pero que finalmente sigue los procedimientos realizados en la práctica anterior.
Espero que las actividades que llevarás a cabo te sean de utilidad y te ayuden a comprender mejor de lo que trata una corrección atmosférica, que es una corrección radiométrica en sentido estricto.
Es muy probable que en tu ejercicio profesional tengas que trabajar con una imagen de satélite con propósitos de obtener valores como el de la reflectividad o la temperatura y es necesario que puedas discernir si los valores de los datos están en niveles digitales o una unidad física determinada y, en caso de que sean niveles digitales, puedas convertirlos en la unidad física que requieras.
De acuerdo con lo anterior, te invito a proseguir con la clase.
¡Mucho éxito!
Objetivo didáctico de la clase
Comprender, de manera general, por qué se puede requerir una corrección radiométrica y cuáles serían los resultados de llevar a cabo dicha corrección, además de probar la utilidad de llevar a cabo un ejemplo de dicho tipo de correcciones, a través de ejecutar ejercicios que permitirán reforzar las lecturas realizadas.
Contenido didáctico
A continuación, se presenta el contenido didáctico de acceso abierto o institucional para profundizar en el tema.
| No. | Nombre del recurso | Sinopsis | Tipo de recurso | Enlace Web |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Corrección radiométrica | Se explica a qué se refiere el término y sus connotaciones. | Apuntes | [Acceder] |
| 2 | Corrección atmosférica | Se detallan los procedimientos más comunes para llevar a cabo este tipo de corrección radiométrica | Apuntes | [Acceder] |
| 3 | Corrección radiométrica de imágenes satélite | Se sintetiza de manera general parte de lo visto en los apuntes. | Página Web | [Acceder] |
| 4 | Corrección Atmosférica (TOA) | Ejemplo de un ejercicio con otro software para obtener los valores de radiancia y reflectividad. Ver solo hasta el minuto 12:45. Menciona métodos vistos en el segundo apunte. | Video de Youtube | [Acceder] |
Material didáctico complementario
| No. | Nombre del recurso | Sinopsis | Tipo de recurso | Enlace Web |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Radiometric Corrections | Se explica cómo la corrección radiométrica es parte del preprocesamiento y se describen algunos de los procedimientos que se llevan a cabo para corregir errores de esta índole | Video | [Acceder] |
| 2 | Corrección atmosférica de Landsat en QGIS | Se brindan indicaciones para poder realizar la corrección atmosférica de imágenes Landsat 8 usando QGIS | Página Web | [Acceder] |
| 3 | GEOBIA para corrección atmosférica en Landsat 8 | GEOBIA es una aplicación que funciona con el programa ArcGIS y permite realizar distintos procesamientos, entre ellos la corrección atmosférica. | Página Web | [Acceder] |
Resumen e ideas relevantes de la clase digital
La corrección radiométrica ha sido un elemento básico del preprocesamiento de imágenes después de adquirirse. La mayor parte de los procesos se han ido automatizando y los centros de recepción y distribución de imágenes llevan a cabo una buena parte de estas correcciones, sin embargo hay situaciones en que se requiere realizar algún procedimiento con base en parámetros determinados, distintos al que utilizan los centros y es importante poder llevar a cabo el proceso de manera correcta. Cada programa especializado en el manejo de imágenes de satélite, entre ellos programas de SIG como QGIS y ArcMap, cuentan con herramientas para realizar algunos de ellos. Hay software más especializado como ENVI (utilizado en el vídeo Corrección Atmosférica (TOA) que cuentan con más herramientas específicas y en que se tiene más control sobre los parámetros que requieren determinarse. En esta clase decidimos utilizar un complemento de QGIS para realizar el procedimiento de manera eficiente, pero con el control de los parámetros. Con el desarrollo de nuevos complementos o la actualización de los recientes con nuevas características, en el futuro el procedimiento seguramente será más sencillo y eficiente.
Finalizamos hasta este punto con los contenidos de esta lección 16. ¡Muchas felicidades por tu entrega y dedicación! Te pido que consultes el material incluido en las fuentes de información para ampliar y profundizar tu conocimiento. Acude con tu asesor cuando surjan dudas. Te invito a cumplir en tiempo y forma con la entrega de la consigna correspondiente. Te encuentro en la próxima sesión.