Lidar Mexico

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LiDAR y la Gestión de Riesgos

Identificar aspectos geológicos, geomorfológicos, climáticos e hídricos para caracterizar potenciales amenazas, identificar elementos expuestos, generar información que permita monitorear el riesgo, y contribuya a la prevención y mitigación del mismo. Por otra parte, la información obtenida fortalecerá la toma de decisiones ante desastres y cuantificación de los impactos producidos ante fenómenos como inundaciones, avalanchas, volcanes, remoción en masa, incendios, huracanes y sequías, entre otros.

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LiDAR en la Arqueología

Gracias al LiDAR, la Arqueología puede ser mas efectiva, con modelos digitales de áreas a estudiar, se puede predecir la existencia de ruinas como se muestra en las imágenes.

El sistema LiDAR puede penetrar vegetación densa para generar modelos digitales de terreno, con estos modelos podemos mostrar la estructuras que deforman la superficie, con ello los trabajos de excavación se realizan en áreas con alto potencial, haciendo menos costosa la operación.

También se pueden generar la digitalización en 3D de ciudades arqueológicas para su mayor estudio.

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Lidar Mexico en la Topografía Agrícola

Los usos de LiDAR en Agricultura han sido diversos.

Todos los trabajos de construcción civil o de ingeniería agrícola, llámese embalse para riego, para fuente de agua para el campo, esquemas de distribución de aguas para el campo en sistemas de invernada intensiva, los sistemas de riego por superficie y por presión , plantaciones de frutales, de viñedos, etc, se deben iniciar, con una carta topográfica donde se vayan a realizar estas actividades.

La carta topográfica es el punto de partida, donde se le anexará información de suelos, de inundabilidad de las diferentes áreas, las construcciones existentes, los accesos existentes y la planificación de nuevos, la nivelación de tierras entre otros o de posibles áreas de riesgo de inundación por alta precipitaciones.

Esto se genera mediante la generación de modelos digitales de terreno y elevación con los cuales se puede realizar el estudio a fondo.

Las imágenes hiperespectrales del área de cultivo permite saber el estado de salud de plantas.

Modelo Digital de Terreno y Elevación de Cultivo

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Lidar Mexico en la Topografía Agrícola

LiDAR Topografía Agrícola

Los usos de LiDAR en Agricultura han sido diversos.

Todos los trabajos de construcción civil o de ingeniería agrícola, llámese embalse para riego, para fuente de agua para el campo, esquemas de distribución de aguas para el campo en sistemas de invernada intensiva, los sistemas de riego por superficie y por presión , plantaciones de frutales, de viñedos, etc, se deben iniciar, con una carta topográfica donde se vayan a realizar estas actividades.

La carta topográfica es el punto de partida, donde se le anexará información de suelos, de inundabilidad de las diferentes áreas, las construcciones existentes, los accesos existentes y la planificación de nuevos, la nivelación de tierras entre otros o de posibles áreas de riesgo de inundación por alta precipitaciones.

Esto se genera mediante la generación de modelos digitales de terreno y elevación con los cuales se puede realizar el estudio a fondo.

Las imágenes hiperespectrales del área de cultivo permite saber el estado de salud de plantas.

Modelo Digital de Terreno y Elevación de Cultivo

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Casos de estudio Hiperespectral SWIR y VNIR

Caso de estudio:

Detección de Árbol Ramin.

El árbol Ramin es una especie rara en los bosques nativos y administrados en la península de Malasia, protegidas por la ley nacional e internacional. La tarea consistía en identificar los árboles de ramin en los bosques nativos y administrados, trazar sus posiciones y recoger atributos como la altura y el diámetro de canopy para cada árbol identificado.

Caso de estudio:

Contaminación por asbesto.

Comprometidos a recopilar datos sobre una antigua mina de asbesto y sus alrededores para evaluar la situación toxicológica y la distribución de los componentes de polvo transportados viento y agua. Los datos se utilizarán para mejorar aún más la desinfección de la mina de asbesto y sus alrededores.

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Sensor hiperespectrales como herramienta para la generación de información ambiental

Obtención de imágenes de la superficie terrestre mediante la medición de radiación electromagnética desde el aire y su posterior tratamiento en el contexto de una aplicación. El término incluye la teledetección aerotransportada.

Sensores que registran la información en un conjunto de imágenes espectralmente continuas que miden la radiación reflejada en una amplia gama de longitudes de onda, pudiendo registrar información en cientos de canales espectrales.

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Procesamiento de Imegenes Hiperespectrales

El procesamiento de datos hiperespectrales son las técnicas que gobiernan el análisis de datos hiperespectrales que tratan de medir la respuesta de cada firma espectral para múltiples materiales subyacentes para cada sitio. Los píxeles mixtos existen por varias razones. Primero, si la resolución espacial del sensor no es suficientemente alta para separar diferentes materiales, este puede ocupar conjuntamente un píxel sencillo, y la medida espectral resultante será un compuesto de los espectros individuales. Segundo, los píxeles mixtos pueden ser consecuencia también de la combinación de dos materiales distintos en una mezcla heterogénea. Esta circunstancia ocurre independientemente de la resolución espacial del sensor. Una imagen hiperespectral a menudo es una combinación de las dos situaciones anteriormente descritas, donde unos pocos emplazamientos en una imagen son materiales puros, pero algunos otros son mezclas de materiales.

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Hiperespectral

La resolución de un sensor es la capacidad para obtener información acerca de los detalles de la imagen. Dependiendo del tipo de información que nos aporten, podemos hablar de resolución espacial, espectral o radiométrica.

La resolución espacial

La resolución espacial proporciona el tamaño del menor objeto discriminable por el sensor. En este caso, define el tamaño y la forma de cada uno de los píxels. Se mide por el Instantaneous Field Of View (IFOV), que es la sección angular medida en radianes, observada en un instante determinado por el sensor. Se suele utilizar la distancia sobre el terreno que corresponde a ese ángulo y depende del ángulo de visión. Es diferente del pixel (Picture element): espaciado provocado por la frecuencia de muestreo. La mejor cobertura del terreno ocurre cuando ambas medidas coinciden. Influye en la información (valor digital) que ofrece el pixel.

Resolución espectral

La resolución espectral es el número y el ancho de las bandas espectrales que puede discriminar el sensores. También se puede definir como la capacidad del sensor para discriminar la radiancia detectada en distintas longitudes de onda del espectro. Viene determinada por el número de bandas que el sensor puede captar y por la anchura espectral de éstas. Es conveniente un número alto de bandas y bandas estrechas, ya que permite una discriminación más fina. En un sensor determinado, el número de bandas que posee y su anchura, dependen de la aplicación que se le haya querido dar al mismo.

Resolución Radiométrica

La resolución radiométrica es la sensibilidad del sensor, es decir, la capacidad para detectar variaciones en la radiancia espectral que recibe.

Determina el número de niveles de gris recogidos en la imagen, se expresa en niveles por pixel (64-128-256-1024). A mayor resolución radiométrica, mejor interpretación de la imagen. El pixel mixto es definido por una señal intermedia a las cubiertas que lo componen (Chuvieco, 1996). En dispositivos opto-electrónicos1 la radiancia incidente se registra matricialmente de forma digital. Cada pixel tiene asignado un número digital proporcional a la radiancia recibida. El almacenamiento digital es más inmune al ruido en la transmisión de información. La resolución radiométrica de un sensor viene dada por el número de niveles digitales que es capaz de codificar. Una mejor resolución radiométrica conduce a una mejor interpretación pero depende del método de interpretación.

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Sensores de barrido o de rotación

Los sensores de rotación son de tipo electromecánico. La imagen se obtiene gracias a la rotación de un prisma o espejo que mueve instantáneamente el punto de vista (IFOV -‘Instantaneous Field of View’-) perpendicularmente a la dirección del sensor. De este modo, la formación de la imagen sigue un proceso continuo. La geometría resultante es cilíndrica, con las particularidades que ello implica. Por lo general, la sensibilidad espectral de estos sensores es mayor que los de empuje, ya que oscila entre 0.4 mm (visible) y 13 mm (infrarrojo lejano).

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Sensores lineales o de empuje

La captura de la imagen es un proceso continuo y totalmente electrónico, que se realiza mediante una serie de sensores lineales de estado sólido alineados entre ellos en posición perpendicular al avance del sensor. La geometría de la imagen es cilindro-cónica, también conocida con el nombre de perspectiva lineal, y se caracteriza porque cada línea de la imagen resultante precisa sus propios parámetros de orientación externa (POE), ajustándose a una proyección central. La sensibilidad espectral de estos sensores oscila entre 0.4 mm y 1 mm, por tanto abarcan el espectro electromagnético visible e infrarrojo cercano.

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Sensores matriciales

Los sensores electrónicos utilizan sensores de estado sólido tipo CCD o CMOS. Todos los elementos sensoriales están dispuestos en el plano focal y presentan la particularidad de que adquieren la imagen digital en un solo instante. La geometría de dichas imágenes corresponde al caso de la proyección central. Además, suelen aceptar la corrección del movimiento hacia delante (FMC) vía TDI (‘Time Delayed Integration’). Las resoluciones medias de 3K x 2K y 4K x 4K son las más extendidas y están disponibles en modo pancromático, color o falso color. Para obtener resoluciones equiparables con su homólogo analógico, se adoptan diseños modulares.

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Sistemas fotograficos radiómetros, hiperespectrales y multiespectrales, espectrómetros de imagen

Un radiómetro, es un sistema óptico- electrónico, que descompone la radiación recibida en varias longitudes de onda (bandas). Cada una de estas bandas se envía a un conjunto de detectores sensibles a esa región del espectro que la amplifican y la convierten en señal eléctrica y, por un proceso de conversión analógico-digital, en un valor numérico conocido como nivel digital (ND). Muchos sensores pasivos tienen lo que se conoce como sensibilidad hiperespectral, lo cual significa que recogen simultáneamente datos de entre decenas y centenas de bandas espectrales. Las mediciones sobre diferentes zonas del espectro electromagnético, aportan una amplia información a cerca de distintos aspectos del medio ambiente. Por ejemplo, la radiación ultravioleta se utiliza para monitorizar los niveles de ozono en las capas altas de la atmósfera. Las bandas visible e infrarrojas permiten determinar la salud de la cubierta vegetal (cultivos, bosques). Los captadores sensibles a la radiación infrarroja térmica sirven para determinar la temperatura del suelo, de las nubes, y de la superficie de los mares.

Según el procedimiento utilizado por los sensores para recibir la radiación de los objetos, se pueden distinguir distintos tipos básicos de sensores.

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LiDAR en la seguridad y defensa

Apoyar labores de reconocimiento, vigilancia, identificación de amenazas, desarrollo de operaciones, erradicación de cultivos ilícitos y actividades de ayuda humanitaria para garantizar la seguridad de los ciudadanos.

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LiDAR para el levantamiento de catastro

En la catastro para definir nuevas áreas urbanizadas, así como la manera en que éstas se han desarrollado, lo cual se puede obtener con alta precisión gracias a los avances de las tecnologías de georeferenciacion y la resolución de los sensores Lidar e hiperespectrales.

Esto facilita el seguimiento continuo de los usos del suelo y su distribución espacial, mejorando la combinación de elementos de análisis para las actividades de planeación, ejecución, control y verificación, fortaleciendo la toma de decisiones por parte de las administraciones locales, regionales o nacionales.

Por otra parte, a través del uso de esta tecnología se puede realizar el seguimiento y medición de la eficiencia de proyectos de inversión pública, especialmente aquellos que permitan georreferenciar su estado de avance o ejecución.

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LiDAR para las actividades agrícolas, pecuarias e infraestructura

Las imágenes obtenidas con sensores aerotransportados permite Identificar y localizar la movilidad de las áreas de generación de productos y las zonas de consumo de productos agropecuarios. Se puede especializar esta información sectorial con la información de redes hidrometeorológicas para evaluación de las dinámicas climáticas y sus efectos en la producción y en la seguridad alimentaria. Apoyo en el diseño de infraestructura vial, hidrocarburífera y portuaria, con base en información espacial.

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LiDAR Aplicado para el Desarrollo urbano

El uso de sensores aerotransportados y batimétricos posibilita realizar el inventario, valoración y seguimiento de la infraestructura que ofrece servicios a las poblaciones humanas, entre ellas los sistemas de redes (sistemas de transmisión de energía, acueducto, oleoductos, entre otros). Igualmente, gracias a la información obtenida de estos sensores es posible realizar análisis para determinar la mejor ubicación y rutas óptimas de instalación para nueva infraestructura, así como para entender dinámicas poblacionales, flujos, migraciones y plantear medidas de manejo.

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El uso de LiDAR, hiperespectral y ortofoto en Recursos minerales y energéticos

El uso de LiDAR, hiperespectral y ortofoto permiten el análisis morfológicos, cualitativos y cuantitativos de los yacimientos para prospección, exploración, explotación y restauración en minas e hidrocarburos con el fin del optimizar el aprovechamiento sostenible de estos recursos. Así mismo, permiten realizar el seguimiento y control a poliductos, oleoductos y gasoductos y brinda información útil para la formulación de regalías.