IV. Descripcin del Proyecto
El proyecto se inicia con un proceso de teledeteccin oPercepcin
Remota (PR) el cual involucra una interaccin entre la radiacin
incidente y los objetos de inters, en donde se usala reflexin de la
radiacin solar sobre la superficie terrestre que detecta las
variaciones de energa respecto a su radiacin Electromagntica
(REM).Para luego por medio del Procesamiento Digital de Imgenes
(PDI) determinar un algoritmo de clasificacin de patrones el cual
nos permita aprovechar la informacin obtenida yas poder
diagnosticar, identificar y proponer nuevos lugares de exploracin
minera.
1 2 3 4 4.1 Descripcin de la Realidad Problemtica.
El estudio de las imgenes satelitales y su respectivo
procesamiento generan un cantidad de informacin la cual ayuda a
diferentes reas de estudios, segn (Perz, 2010) Las imgenes
multiespectrales son utilizadas para obtener informacin sobre el
medioambiente y la teledeteccin proporciona las tcnicas y mtodos
que permiten analizar este tipo de imgeneses as que las imgenes
mutiespectrales son utilizada para complementar a los datos
geolgicos, litolgicos, estructurales, geofsicos, tectnicos,
geoqumicos y petrogrficos, con el fin de apoyar y optimizar la
exploracin geolgica minera, detectando las reas de alteracin
mineras de la tipologa de determinados yacimientos de inters para
realizar la explotacin.El poder identificar y clasificar la
informacin que se obtiene de una imagen satelital nos permite
aprovecharlas para distintas aplicaciones, para (Unda, 2011) Un
desarrollo para identificacin de cambio de uso de suelo y anlisis
de cobertura vegetal es el procesamiento y manejo de imgenes
satelitales multiespectrales como las proporcionadas por el sensor
ASTER por sus siglas en ingls AdvancedSpaceborneThermalEmission and
ReflectionRadiometer., de igual manera segn (Rosados, 2009)
menciona que:La clasificacin en el contexto de la teledeteccin es
un proceso que asigna a cada pxel de laimagen original una etiqueta
correspondiente a una de las clases que, o bien predefinimos con
anterioridadal proceso de clasificacin o bien, por semejanza de
caractersticas de los pxeles de laimagen a clasificar, se agrupan
automticamente en el proceso. La imagen resultante es un mapaen el
que las variables continuas contenidas en la imagen original son
agrupadas en variables discontinuassegn clases. Otro punto
importante en la investigacin son las muchas tcnicas o metodologas
de procesamiento para imgenes, segn (Rosados, 2009) los mtodos de
clasificacin pueden ser divididos bajomltiples criterios, con esto
lo que se quiere es poder generar una alternativa mucho ms factible
para poder trabajar estas imgenes y as extraer todo la informacin
necesaria.
4.2 Planteamiento y Formulacin del Problema
La minera en el da de hoy es una de las principales fuentes de
recurso para el Per pero a la vez significa un grave problema. La
explotacin minera es uno de los problemas que afecta al medio
ambiente y a la vez graves problemas socio-ambientales. Los
problemas se originan a nivel de la minera artesanal y la pequea
minera, es as que la intencin del proyecto es poder generar una
alternativa de exploracin mineramucho ms confiable y factible sin
necesidad de afectar el medio ambiente innecesariamente.
La explotacin de los yacimientos minerales supone tambin un
elevado riesgo econmico, partiendo del hecho de que supone unos
gastos que solamente se recuperan en caso de que la exploracin
tenga xito y suponga una explotacin minera fructfera. Sobre estas
bases, es fcil comprender que la exploracin supone la base de la
industria minera, ya que debe permitir la localizacin de los
recursos mineros explotar, al mnimo coste posible.
Por lo que el uso de la teledeteccin para poder integrar las
tcnicas de Percepcin Remota (PR) y del Procesamiento Digital de
Imgenes (PDI) en donde se pueda aprovechar toda la informacin que
sea posible, y as generar una alternativa de exploracin minera
mediante imgenes multiespectrales, entonces el problema principal
es el crear un procesamiento para poder extraer todo la informacin
necesaria a una imagen satelital, el cual puedas ser usado en el
campo de la geologa.
4.2.1 Problema Principal
El poder identificar y ubicar un respectivo tipo minerales en
una imagen satelital va ser el enfoque del proyecto de tal forma
que se pueda solucionar los problemas de rastreo de minerales, as
como la ubicacin de estos lo cuales generan un gran impacto
ambiental. Para lo cual el cmo poder aprovechar la informacin de
una imagen satelital y como estas son generadas, van ser el punto
de inicio para poder logra todos los objetivos propuestos.
Qu tipo de clasificacin espectral es el ms adecuado? Qu bandas
espectrales son las ms adecuadas en el procesamiento de imgenes
satelitales? Cul es la influencia del tipo imagen multiespectral
sobre el reconocimiento de patrones? Qu variables son las ms
necesarias para la clasificacin espectral y el reconocimiento de
patrones? Cul es la relacin entre los minerales a mapear y el
reconocimiento de patrones?
4.2.2 Problemas SecundariosEn forma general lo que se quiere
hacer es como poder generar un procesamiento de una imagen
satelital, de tal forma de poder identificar y ubicar zonas para
una posible extraccin minera as generar posibles yacimientos
mineros.
Por ende los otrospuntos importantes van partir del tipo de
imagen satelital que se utiliza, as como el sensor que va registrar
esta imagen. Unas ves establecidas la imgenes se ver como extraer
la informacin adecuada para usarla de la mejor manera posible
relacionando las variables necesarias que se usar en el presente
trabajo.
Cules son las variables necesarias para la seleccin del tipo de
imagen satelital? Que Transformadas integrales de las imgenes sern
necesarias para las imgenes multiespectrales? Cules son los tipos
de filtro ms adecuados en las imgenes multiespectrales? Qu
clasificacin contextual de una imagen es mas adecuada en el
procesamiento?4.3 Delimitacin.3. Delimitacin Espacial
El tipo de implementacin del proyecto es un algoritmo y/o
programacin para la clasificacin e identificacin de patrones o
bandas espectrales de las imgenes multiespectrales obtenidas del
sensor Aster, la cual se encuentra en el satlite Terra.Las imgenes
multiespectrales Aster son provedas de una bases de datos ubicadas
en un sitio web, estas imgenes son del territorio peruano y se
empleran para la realizacin de las pruebas en el software
predetrminado en la investigacin
3. Delimitacin Temporal
El tipo de investigacin a realizar es transversal, debido a que
el estudio se centra en analizar cules son las variaciones de las
variables en un momento dado.3. Delimitacin Social
Los principales benefciarios son los sectores mineros, as como
los centros poblados con posibles potenciales de yacimientos
mineros.3. Delimitacin TericaToda la base terica va estar en funcin
a lo que es Percepcin Remota y Procesamiento Digital de Imgenes.
4.4 Objetivos de la Investigacin.4.4.1 Objetivo General.
El proyecto tiene como objetivo identificar y ubicar ciertos
tipos de mineral en una imagen satelital y en base a un algoritmo
y/o procesamiento de imgenes multiespectrales, para logra el
reconocimiento de patrones en las zonas con un potencial para
yacimientos mineros, as determinar donde se pueda proponer lugares
de inters en la exploracin geolgico-minera.
4.4.2 Objetivos Especficos.
El realizar el procesamiento de una imagen multiespectral debe
ser capaz de permitir al usuario crear el mapa de acuerdo a sus
necesidades, dndole la posibilidad de incorporar una cantidad de
detalles que se crea necesario dentro de una variedad disponible.
En tal sentido, si el usuario necesita identificar un tipo de
mineral de la zona en estudio, se debe contar con esta
posibilidad.
Tener un mapa el cual puede estar compuesto por una imagen
satelital, este puede ser establecido por una imagen multiespectra
o por varias imgenes multiespectrales, es as que el procesamiento
creado con esta herramienta podr ser utilizado como entrada para
realizar diferentes estudios multitemporales de zonas especficas,
entre otras.
Para lo cual los objetivos fundamentales que se pretende
conseguir con el desarrollo del presente trabajo son los
siguientes:
Uso de la teledeteccin para la obtencin de imgenes
multiespectrales. Estudio de una imagen multiepectral para su
posterior procesamiento Realizacin de un pre-procesamineto y
procesamiento de una imagen multiespectral Reconocimientos y
clasificacin de patrones de una imagen multiespectral Integracin de
los sensores inerciales y tratamientos de datos en Matlab. Crear
una gua metodolgica para la identificacin y ubicacin de reas de
alteracin minera con imgenes satelitales. Tratar de disponer mejor
de los datos para su visualizacin, de tal forma que sean evidentes
los rasgos que presentan una imagen satelital. Anlisis de
resultados para su posterior verificacin.4.5 Justificacin e
Importancia de la Investigacin.El cantidad informacin que se puede
extraer de las imgenes satelitales son fundamentales para realizar
estudios de la Tierra, debido a que nos ofrecen una visin global de
objetos y detalles de la superficie terrestre, las cuales aplicadas
al campo de la exploracin geolgica minera facilitan la comprensin
que pueden no verse claramente cuando se observan desde la
superficie de la tierra. Por supuesto, el carcter "remoto" de la
teledeteccin aumenta tambin este valor, ya que proporciona una
visin parcial del globo sin tener que moverse de la oficina. Es as
que un objetivo principal del proyecto es poder facilitar el inicio
de una exploracin geolgica minera teniendo como importacin la parte
social y ambiental de esos determinados lugares.4.6 Formulacin de
la Hiptesis.
4.6.1 Hiptesis general
4.6.2 Hiptesis secundarias
4.7 Identificacin, clasificacin y operacionalizacin de
Variables.
Tabla 1Identificacin de las variablesNVariablesDefinicin
1Tipos de fuente de energaOrigen del flujo energtico detectado
por el sensor
2Tipo de plataforma(Satlite)Satlites o aviones que transportan
los aparatos necesarios para captar, almacenar y transmitir imgenes
a distancia
3Subsistemas del sensor ASTERAster est compuesto por 3
subsistemas
4Interacciones entre la radiacin y los objetosCamino a seguir de
los objetos que van a recibir radiacin, fundamentalmente del
sol.
5Sensor del satliteSensor que se encuentran en los satlites
6Tipo de imagen satelitalSeleccin del tipo de imagen
satelital
7Rango de longitud de ondas espectro visibleDistribucin
energtica del conjunto de las ondas electromagnticas
8Rango de frecuencias en una imagenSe va encontrar en funcin a
la longitud de ondas espectro visible
9Tipos de resoluciones del sensor AsterSon fenmenos continuos en
4 dimensiones (espacio, tiempo, longitud de onda y radiancia)
10Bandas espectrales del sensor AsterNmeros de banda por cada
subsistema del sensor Aster
11Resolucin espectral del sensor AsterRango de resolucin
espectral por cada subsistema del sensor Aster
12Tipo de radiacinFlujo de radiacin que parte de los objetosy se
dirige hacia el sensor
13Resolucin espacial de la imagen asterTamao de pixel en la
imagen mutiespectral
14Resolucin radiometrica de la imagen asterNmero de intervalos
de intensidad que puede captar el sensor
15Tipos de filtrosFiltro que se emplean en imgenes
multiespectrales
16Niveles de contraste en una imagenDiferencia fraccional en
densidad ptica del brillo entre dos regiones de una imagen
17 Aplicaciones del histograma en una imagenmanipulaciones
bsicas efectuables sobre el histograma de una imagen
18Reconocimientos de patrones Es la cuantificacin de las
propiedades de los patrones
19Tipos de clasificacin espectralRepresentacin numrica de la
distribucin espacial de la respuesta espectral de los objetos.
20Distorsiones radiomtricas en una imagen multiespectralCausas
que afectan la radiometra de los objetos en la imagen.
21Restauracin de una imagen multiespectralFormas de mejorar su
apariencia visual y forma digital y con una calibracin radiomtrica
adecuada de una imagen
22Principios de radiacinEstudios de omportaminetos de la luz
visible
23Aplicaciones de las imagen satelitalesUsos de las imagnes
multiespectrales
24Minerales a mapearClases de minerales considerados en pruebas
con imgenes aster
25Transformadas integrales de las imagenesTipos de transformadas
para evaluar y cuantificar aspectos de la misma que no son
evidentes en su representacin original.
26Clacificacion contextual de una imagenClasificador contextual
supervisado que s toma en cuenta el contexto en el cual se
encuentra un pixel
Tabla 2Clasificacin y operacionalizacin de las
variablesNVariablesValoresUnid.C/Q D/If()
1Tipos de fuente de energa -Energa solar-Energa artificialCI
2Tipo de plataforma(Satlite)-LANDSAT-METEOSAT-NOAA-SPOT
-TERRACDTipos de fuente de energa
3Subsistemas del sensor ASTER-VNIR- SWIR - TIRCI
4Interacciones entre la radiacin y los
objetos-Reflectivas-Absorbentes-TransmisiblesCI
5Sensor del satlite-ASTER (TERRA) -Meteosat- NOAA AVHRR-Landsat
TM- SPOT HRV- IKONOSCDTipo de plataforma(Satlite)
6Tipo de imagen satelital-Imagen Pancromtica-Imagen
MultiEspectral-Imagen HiperespectralCDSensor del satlite
7Rango de longitud de ondas espectro visiblemQDMinerales a
mapear
8Rango de frecuencias en una imagenHzQDRango de longitud de
ondas espectro visible
9Tipos de resoluciones del sensor Aster-Resolucin
espacial-Resolucin temporal -Resolucin espectral -Resolucin
radiomtricaCI
10Bandas espectrales del sensor Aster-VNIR={1,2,3},
-SWIR={4,5,6,7,8,9}-TIR=[10,11,12,13,14}QDRango de longitud de
ondas espectro visible
11Resolucin espectral del sensor AsterVNIR=[0.52,0.86],
SWIR=[1.6,2.43], TIR=[8.125,11.65]mQDBandas espectrales del sensor
Aster
12Tipo de radiacin-luz visible e infrarrojo reflejado-infrarrojo
trmico-radarCI
13Resolucin espacial de la imagen Aster{15,30,90}mCDBandas
espectrales del sensor Aster
14Resolucin radiomtrica de la imagen Aster{8,12}bitsCDBandas
espectrales del sensor Aster
15Tipos de filtros-Filtros de paso bajo-Filtros de paso
alto-Filtros espaciales CDTipo de imagen satelital
16Niveles de contraste en una imagen-Bajo-Medio-AltoCDTipo de
imagen satelital
17 Aplicaciones del histograma en una imagen-Ecualizacin del
histograma-Modificacin del histograma-Especificacin del
histogramaCDTipo de imagen satelital
18Reconocimientos de patrones -Tcnicas de
Segmentacin-Descriptores Morfolgicos-Morfologa
Matemtica-Clasificacin EspectralCDTipo de imagen satelital
19Tipos de clasificacin espectral-Anlisis de cmulos-Clasificacin
supervisada-Descripcin de indicadores espectralesCDBandas
espectrales del sensor Aster
20Distorsiones radiomtricas en una imagen multiespectral-Falta
de una lnea-Efectos atmosfricos-Ruidos-Error de medicin de la
irradiacin-Saturacin del detector-Distorsin por rotacin de la
tierra-Distorsin panormica-Distorsiones geomtricas no
sistemticasCI
21Restauracin de una imagen multiespectral-Restauracin
Adaptativa-Restauracin por -Movimiento Uniforme del Sensor-Filtro
Inverso-Filtro Inverso Constreido-Filtro de WienerCI
22Principios de radiacin-Radiacin electromagntica -Espectro
electromagnticoCI
23Aplicaciones de las imagen satelitales-Medio
Ambiente-Exploracin Petrolera
yMinera-Silvicultura-Cartografa-TransporteCI
24Minerales a
mapear-Hematita-Goetita-Jarosita-Arglica-Ilita-Muscovita-Kaolinita-lunita-Pirofilita-Clorita-Epidota
-Calcita-Cuarzo- Granates-AlbitaCI
25Transformadas integrales de las imgenes-Transformada de
Fourier-Transformada de Hartley-Transformada de Walsh-Transformada
de Hadamard-Transformada Coseno-Transformada de RadnCDTipo de
imagen satelital
26Clasificacin contextual de una imagen-Clasificacin por
funciones de densidad-Crecimientos de regionesCI