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Máster Universitario en Geotecnología y Desarrollo de Proyectos SIG

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Teledetección y Tratamiento de Imágenes en Geociencias

Código asignatura
MGDESIG1-1-001
Curso
Primero
Temporalidad
Primer Semestre
Carácter
Obligatoria
Créditos
6
Pertenece al itinerario Bilingüe
No
Actividades
  • Prácticas de Laboratorio (23 Horas)
  • Prácticas de Aula/Semina (4 Horas)
  • Clases Expositivas (14 Horas)
  • Tutorías Grupales (2 Horas)
Guía docente

La asignatura “Teledetección y tratamiento de imágenes en Geociencias” se imparte en el primer semestre de este máster, cuya duración total es de un año. Para muchos de los alumnos es el primer contacto con la Teledetección operativa, es decir, con el tratamiento de esta información, aunque no en la parte teórica, ya que los alumnos que nunca hayan dado Teledetección tienen una asignatura de complementos de formación que se dedica a la formación teórica en esta técnica, asignatura que se llama “Fundamentos de Teledetección”. Así que el objeto de la que aquí nos ocupa, “Teledetección y tratamiento de imágenes en Geociencias” es el de enseñar a los alumnos a tratar estos datos procedentes de satélites o aviones en diferentes bandas espectrales con técnicas avanzadas de procesamiento y software libre, para convertirla en información geoespacial digital útil en muchas aplicaciones medioambientales, por ejemplo, los riesgos naturales (incendios, inundaciones, sequías, etc.) o el seguimiento forestal y de cultivos en agricultura, mapas de uso del suelo, meteorología y oceanografía, etc. Se dará la teoría para entender por qué hay que corregir una imagen, cómo realzarla para visualizar mejor lo que se pretende estudiar, cómo hacer índices o clasificaciones más adecuadas para aislar lo estudiado del resto de la imagen, etc. Así, las prácticas de ordenador pretenden ser un proyecto completo de un trabajo de Teledetección, englobando desde las correcciones y preparación previa de las imágenes de satélite o avión a tratar, hasta el resultado final que dará lugar a elaboración de cartografía digital que podrá ser también incorporada en un Sistema de Información Geográfica (SIG).

Se recomienda tener conocimientos previos generales de Física (Ondas y electromagnetismo), Álgebra, Cálculo, Informática, Estadística y Expresión gráfica. Más específicos de Cartografía, Teledetección y programación en Phyton. Estas tres asignaturas se darán como complementos de formación en el máster para los alumnos que nunca las hayan cursado en las asignaturas: “Fundamentos de Cartografía y SIG”, “Fundamentos de Teledetección” e Introducción a la Programación. Programación en Phyton”.

Las competencias básicas y generales que se trabajan en la asignatura son:

CG1 - Adquirir capacidades de razonamiento crítico, formulación de juicios y toma de decisiones a partir de información geoespacial.

CG2 - Adquirir capacidad para el análisis y síntesis de la información geoespacial.

CG3 - Ser capaces de planificar, desarrollar y gestionar proyectos empresariales en el ámbito de las tecnologías de la información geoespacial.

CG4 - Adquirir la capacidad para diseñar y generar bases de datos espaciales, para automatizar procesos y para generar informes de apoyo a la toma de decisiones.

CG5 - Interpretar, sintetizar y estructuras estructurar documentos científicos o técnicos, y comunicar oralmente documentos a un público especializado o no en las modernas tecnologías de la información geográfica.

CB7 - Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio.

CB8 - Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios.

CB9 - Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades.

CB10 - Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.

Las competencias transversales son:

CT1 - Adquirir espíritu emprendedor, creatividad e iniciativa.

CT2 - Adquirir habilidades para el trabajo en equipo, incluyendo equipos multidisciplinares, y comprendiendo lo diferentes roles de sus miembros.

Las competencias específicas que se pretende que los alumnos adquieran con la asignatura son:

CE1 - Conocer y usar de manera autónoma fuentes de datos espaciales.

CE4 - Conocer las características específicas de las bases de datos geoespaciales, aprender a diseñarlas, construirlas y a programar consultas.

CE5 - Saber explotar las bases de datos espaciales para generar información de utilidad para la toma de decisiones.

CE6 - Conocer, entender y programar aplicaciones en entornos web para la visualización y gestión de información georreferenciada.

CE7 - Conocer las técnicas y métodos de modelización de información espacial y saber aplicarlas en el ámbito de la industria, las geociencias, la arquitectura y la ingeniería civil.

CE8 - Saber interpretar los resultados del análisis de datos espaciales, así como estructurar, sintetizar y preparar la información para su presentación.

Se espera que los resultados del aprendizaje sean los siguientes:

RA1 Conocer y comprender las fuentes de error en una imagen espacial y los métodos de corrección geométrica y radiométrica específicos.

RA2 Conocer y aplicar las técnicas específicas de realce de una imagen espacial y aerotransportada para mejorar su visualización: ajustes del contraste, composiciones en color, filtros, etc.

RA3 Conocer y aplicar las técnicas específicas de transformaciones globales sobre una imagen espacial y aerotransportada: índices de vegetación, etc. Conocer las distintas técnicas de análisis de cambios.

RA4 Conocer y aplicar los distintos procesos que conducen a la obtención y verificación de una imagen clasificada. Clasificación supervisada y no supervisada.

RA5 Comprender y aplicar los métodos de corrección topográfica para mejorar las clasificaciones en zonas montañosas.

RA6 Conocer algunas de las aplicaciones cartográficas más usuales de las imágenes y los sensores y técnicas digitales empleadas en ellas.

RA7 Interpretar, analizar y resumir los datos procedentes de la aplicación de la Teledetección activa (LiDAR).

RA8 Conocer, comprender y aplicar las técnicas del análisis estadístico y espacial.

RA9 Estimar y analizar el potencial productivo de los recursos naturales a partir de nuevas tecnologías basadas en sensores remotos activos.

RA10 Tomar decisiones en el ámbito del inventario y la medición de los recursos naturales.

Contenidos teóricos:

Unidad I: Teledetección pasiva (7 horas):

Tema 1. Fuentes de errores radiométricos y geométricos en una imagen de satélite (Teledetección espacial).

Tema 2. Correcciones radiométricas estándares y sus métodos: corrección atmosférica, etc.

Tema 3. Corrección radiométrica debida al relieve: corrección topográfica de las imágenes y sus métodos.

Tema 4. Conversiones entre parámetros físicos: radiancias, reflectividades (en el óptico) y temperaturas (en el térmico).

Tema 5. Realces y mejoras visuales de la imagen específicas para Teledetección: ajuste del contrate, composiciones en color, filtros, etc.

Tema 6. Transformaciones específicas para una imagen de Teledetección: Índices de vegetación, Análisis de componentes principales, Transformación IHS. Técnicas de análisis de cambios.

Tema 7. Clasificación digital: Conceptos básicos, métodos supervisados, no supervisados y otros. Obtención y presentación de resultados, verificación de los resultados.

Unidad II: Teledetección activa (LiDAR) (7 horas):

Tema 1. Introducción a la tecnología LiDAR: Sensor LiDAR. Modelos Digitales de Elevación. Formato de Datos LiDAR.

Tema 2. Plan Nacional de Ortofotografía Aérea: Plan Nacional de Observación del Territorio (PNOT). Plan Nacional de Ortofotografía Aérea (PNOA). Coberturas LiDAR. Especificaciones Técnicas. Fases del Proyecto PNOA-LiDAR. Control de Calidad. Productos Generados en el IGN. Aplicaciones Datos LiDAR PNOA.

Tema 3. Inventarios de Recursos Naturales mediante LiDAR: Tipología de Datos LiDAR. Inventarios Forestales. Diseño del Inventario.

Contenidos prácticos:

Unidad I: Teledetección pasiva (11,5 horas):

Práctica 1. Corrección radiométrica de una imagen Sentinel-2 y/o Landsat-TM/OLI.

Práctica 2. Realces, mejoras visuales y transformaciones más usuales para una imagen de Teledetección.

Práctica 3. Clasificación digital de una imagen de Teledetección.

Práctica 4. Proyecto de incendios: Cartografía de zonas quemadas.

Unidad II: Teledetección activa (LiDAR) (11,5 horas):

Práctica 1. Descarga de Datos PNOA-LiDAR. Software LiDAR. Visualización, Evaluación y Preprocesado de Datos.

Práctica 2. Obtención del Modelo Digital del Terreno. Obtención del Modelo Digital de Superficies. Obtención del Modelo Digital de Vegetación.

Práctica 3. Obtención de Métricas LiDAR a Nivel Celda. Obtención de Métricas LiDAR a Nivel Parcela.

Práctica 4. Ajuste de Modelos entre Métricas LiDAR y Variables de Rodal a Nivel Parcela. Mapeado de Predicciones Wall-to-Wall.

Resumen:

Modo

Tipo

Horas

Tipo 2

TOTAL

Trabajo presencial

Clases de teoría

7+7=14

45 h (con evaluación)

Clases prácticas de laboratorio/informática

11,5+11,5=23

Prácticas de aula/Seminarios

2+2=4

Tutorías grupales

1+1=2

Sesiones de evaluación

1+1=2

Trabajo personal del estudiante

Estudio de teoría

30

90 h

Resolución de problemas

-

Preparación de prácticas de laboratorio/informát.

50

Preparación de trabajos

10 

Totales                                                                                                          135 h

TRABAJO PRESENCIAL

TRABAJO NO

PRESENCIAL

Temas

Horas totales

Clase Expositiva

Prácticas de aula /Seminarios/ Talleres

Prácticas de laboratorio /aula de  informática/ 

Prácticas clínicas 

Tutorías grupales

Prácticas  Externas

Sesiones de Evaluación

Total

Trabajo grupo

Trabajo autónomo

Total

Presentación

0,5

0,5

I1:

0,5

1

1,5

6

I2:

1

1,5

2,5

5

I3:

1

1

2

4

I4:

1

0,5

1,5

3

I5:

1

2

3

6

I6:

1

2,5

3,5

9

I7:

1

2

3

1

7

12

Examen

1

1

Total Unidad I

7

2

11,5

1

1

22,5

45

II1:

2

2

7,5

II2:

2

2

7,5

II3:

3

2

1

5

30

Examen

1

1

Total Unidad II

7

2

11,5

1

1

22,5

45

Total

14

4

23

2

2

45

90

MODALIDADES

Horas

Totales

Presencial

Clases Expositivas

14

45 horas (con evaluación)

Práctica de aula / Seminarios / Talleres

4

Prácticas de laboratorio / campo / aula de informática / aula de idiomas

23

Prácticas clínicas hospitalarias

Tutorías grupales

2

Prácticas Externas

Sesiones de evaluación

2

No presencial

Trabajo en Grupo

8

90horas

Trabajo Individual

82

Total

135

Resumen:

Tipo de evaluación

Unidad I:

50% de UI

Examen teórico

5%

Examen práctico final en el ordenador

30%

Ejercicios, trabajos y exposiciones desarrolladas durante el curso

0%

Informe/tareas de prácticas

10%

Participación activa del alumno en el desarrollo de la asignatura

5%

Unidad II:

50% de UII

Examen teórico /práctico

25%

Examen práctico final en el ordenador

0%

Ejercicios, trabajos y exposiciones desarrolladas durante el curso

0%

Informe/tareas de prácticas

20%

Participación activa del alumno en el desarrollo de la asignatura

5%

Unidad I: Teledetección pasiva: Se hará un examen teórico que valdrá 1 punto y uno práctico en el ordenador de 6 puntos, sobre 10. Las prácticas entregadas durante el curso contarán 2 puntos sobre 10. Para aprobar esta parte habrá que llegar a un mínimo de 4 sobre 10. La participación activa del alumno será 1 punto.

Unidad II: Teledetección activa (LiDAR): Se hará un examen práctico/teórico que valdrá 5 puntos sobre 10. Y las prácticas entregadas durante el curso contarán 4 puntos sobre 10. Para aprobar esta parte habrá que llegar a un mínimo de 4 sobre 10. La participación activa del alumno será de 1 punto.

La nota total será la media de la nota obtenida en la Unidad I y la Unidad II, siempre que se haya llegado al mínimo en cada parte.

La entrega de las prácticas realizadas durante el curso es obligatoria.

CONVOCATORIA EXTRAORDINARIA

La convocatoria extraordinaria se regirá por las mismas pruebas y porcentajes que la convocatoria ordinaria.

EVALUACIÓN DIFERENCIADA

La evaluación diferenciada se regirá por las mismas pruebas y porcentajes que la convocatoria ordinaria y la extraordinaria.

Este mecanismo de evaluación diferenciada podrá ser sustituido por otro mecanismo de evaluación, específico para cada alumno, en virtud del artículo 7 del Reglamento de evaluación de la Universidad de Oviedo.

Material docente propio en el Campus Virtual y en ResearchGate para investigación:

Carmen Recondo: https://www.researchgate.net/profile/Carmen_Recondo

  1. Textos básicos:
  • Teledetección ambiental. La observación de la Tierra desde el Espacio.

           Emilio Chuvieco Salinero.

           Ariel Ciencia.  Barcelona, 2010.

  • A model development and application guide for generating an enhanced forest inventory using airbone laser scanning data and an area-based approach.

          Joanne C. White, Piotr Tompalski, Mikko Vastaranta, Michael A. Wulder, Ninni Saarinen, Christoph Stepper, Nicholas C. Coops.

          Canadian Forest Service. Canadian Wood Fibre Center. 2017.

  1. Textos complementarios o de ampliación:
  • Teledetección.

           José A. Sobrino (Editor).

          Servicio de Publicaciones de la Universidad de Valencia. Valencia, 2000.

  • Teledetección aplicada.

           Jean-Yves Scanvic.

           Editorial Paraninfo. Madrid, 1989.

  • REMOTE SENSING. Principles and Interpretation. 

          Floyd F. Sabins.

           W. H. Freeman and Company (Third Edition). New York, 2000

  • Computer Processing of Remotely-Sensed Images. An Introduction.

           Paul M. Mather.

          John Wiley & Sons. 1987.

  • Modelos Digitales del Terreno. Introducción y Aplicaciones en las Ciencias Ambientales.

          Angel Manuel Felicísimo.

          Pentalfa Ediciones. Oviedo, 1994.

  • FUSION ALS Toolkit.

          Mc Gaughey.

           Forest Service. Department of Agriculture. 2019.

  1. Artículos complementarios-de ampliación y/o de aplicación en Asturias, España y la Antártida:

            Ver en  ResearchGate: https://www.researchgate.net/profile/Carmen_Recondo

  1.    Otros:

Página web de la Asociación Española de Teledetección (AET). http://www.aet.org.es/. Consulta gratuita de su Revista de Teledetección.​

Grupo acreditado de la Universidad de Oviedo "Remote Sensing Applications (RSApps)": http://rsapps.grupos.uniovi.es/, coordinado por Carmen Recondo.

ESA-software SNAP: https://step.esa.int/main/download/snap-download/

NASA: https://landsat.gsfc.nasa.gov/

INTA: https://www.inta.es/INTA/es/index.html

INDUROT/Universidad de Oviedo: http://www.indurot.uniovi.es/

RECURSOS: Ordenadores con conexión a Internet y software de tratamiento digital de imágenes (por ejemplo, el software libre SNAP de la ESA).