COMBINACIONES DE COLORES

9.2.4 Combinaciones de color. Vimos que las imágenes satelitales suelen ser multiespectrales, es decir que son registradas simultáneamente en varias regiones del espectro electromagnético. Estas imágenes pueden ser estudiadas individualmente en escalas de grises o en imágenes coloreadas obtenidas a partir de las primeras. Estas últimas se generan según el modelo de color RGB ( del inglés Red, Green, Blue). Este hace referencia a la composición del color en términos de la intensidad de los colores primarios con los que se forma: el rojo, el verdey el azul. Es un modelo de color basado en la síntesis aditiva, es decir basado en la mezcla por adición de dichos primarios. Para indicar en qué proporción se mezcla cada color se asigna un valor a cada uno de los colores primarios. Así por ejemplo, para un display  de computadora de 8  bits por pixel el rango de valores posibles (o sea de DN) para cada componente de color es de 0 a 255. En consecuencia existirán 2563 = 16.777.216 combinaciones posibles de rojo, verde y azul, y a cada pixel de una combinación de color corresponderá un punto dentro del cubo de color representado en las Figs. 61 y 62 (a esta última se le extrajo un sector para mejor visualización interior).

Por lo tanto, las coordenadas del rojo serán (255,0,0), del verde (0,255,0) y del azul  (0,0,255). La ausencia de color, es decir el negro corresponde al punto (0,0,0). La  combinación de dos colores a nivel 255 con un tercero a nivel 0 da lugar a tres colores  intermedios: el amarillo (255,255,0), el cyan (0,255,255) y el magenta (255,0,255). El  blanco se forma con los tres colores primarios a su máximo nivel (255,255,255). 

La escala  de grises es la diagonal que une el blanco y el negro. Concretando, para preparar una combinación de color se seleccionan tres bandas de interés de la escena multiespectral y computadora mediante se le asigna a cada una de ellas uno de los tres colores primarios. 

El display nos entregará una combinación RGB correspondiente a las bandas seleccionadas y a la asignación de colores. Las bandas a seleccionar quedarán  condicionadas, aparte de las posibilidades ofrecidas por el sensor del satélite, por aquellos rasgos de la escena que se desea realzar, y la asignación de colores además de ser condicionada por dicho factor puede 

corresponder a un criterio profesional o heurístico del analista. De todos modos, existen ciertas combinaciones que demostraron ser de particular  interés, sobre todo asociadas a temas ambientales y agronómicos. Dichas combinaciones son:

RGB 3,2,1 

Esta combinación suele llamarse “color natural” pues involucra a las tres bandas .,visibles y  se le asigna a cada una de ellas su verdadero color, resultando una combinación que se  aproxima a los colores naturales de la escena. La vegetación aparece en diversos tonos de  verde y los suelos en colores marrones o tostados. Además, las bandas visibles tienen buena  penetración en los cuerpos de agua y esta combinación permite observar detalles en agua poco profundas (turbidez, corrientes, batimetría, plumas de sedimentos, etc.).

RGB 5,4,3 

Constituye una “simulación”del color natural, pese a utilizar 2 bandas infrarrojas. 

RGB 4,3,2 

Esta combinación suele llamarse “falso color infrarrojo” pues los colores resultantes en la  imagen son similares a los de las fotografías obtenidas con film infrarrojo color. Al asignar  el rojo a la bandas 4 (NIR) resultará que todos los tonos de rojo, desde el rojo muy oscuro  al rosado pálido corresponden a vegetación: los tonos más oscuros se relacionan con la  presencia de vegetación arbórea densa, como bosques, montes, etc., pudiéndose identificar  algunas especies como pinos y eucaliptos. Rojos claros indican cultivos y praderas  vigorosas. Los rosados corresponden a vegetación poco densa como pasturas naturales. El  celeste corresponde a suelo desnudo, seco o áreas rocosas. El azul-celeste puede  corresponder a zonas urbanas. El azul oscuro a negro se relaciona con agua clara en cursos o cuerpos de agua. Si éstos presentan partículas en suspensión aparecerán con tonalidades  azul-verdosas (cian). Los colores verde a verde azulado corresponden a parcelas aradas o  suelos descubiertos con mayor o menor contenido de humedad. 

RGB 4,5,3 

Al asignarle el color rojo a la banda 4 (infrarroja cercana) esta banda va a tener ciertas  similitudes con la combinación RGB 4,3,2 . Sin embargo, al dar más peso a la región  infrarroja (bandas 4 y 5) se ve realzada la diferencia de humedad en suelos y vegetales.  Generalmente cuanto mayor es la humedad del suelo más oscuro aparecerá éste. 

En las Figs. 63 y 64 , se presenta una imagen LANDSAT de una forestación en Paysandú. A efectos comparativos esta imagen fue sometida a las combinaciones de color arriba  mencionadas.

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COMBINACIONES DE COLORES (continuación)

Las combinaciones de color que acabamos de ver (pag. anteror) hacen referencia a las bandas del LANDSAT, pero los criterios son aplicables a otros satélites teniendo en cuenta las características espectrales de sus bandas. No todas las imágenes satelitales presentan la  diversidad de bandas del LANDSAT, y en tales casos algunas de las combinaciones antes referidas no pueden realizarse con las escenas de dichas satélites, no obstante lo cual el  analista puede intentar otras combinaciones que permitan realzar características de interés. Así por ejemplo la Fig. 65 corresponde a una imagen NOAA-17 captada sobre el Uruguay  en Mayo de 2007, en un período de intensas inundaciones. Este satélite sólo posee una banda visible (roja), dos en el infrarrojo (cercano y medio) y dos en el infrarrojo térmico. 

La combinación de color utilizada en este caso es RGB 3,2,1 (infrarrojo medio, infrarrojo cercano, rojo). Las bandas infrarrojas que son intensamente absorbidas por el agua permiten destacar nítidamente los contornos de los ríos (color negro), algunos de los cuales en este  período estaban desbordados, así como las zonas anegadas al oeste de la laguna Merim (colores oscuros). Las áreas forestadas aparecen con color verdoso más  intenso(Rivera, Paysandú). Otro ejemplo es el caso del ASTER (instrumento a bordo del satélite TERRA) que en el modo de resolución espacial de 20 m sólo posee una banda en el verde, otra en el rojo y una tercera en el infrarrojo cercano. En este caso es posible la combinación RGB 3,2,1 (i.r. cercano, rojo, verde) como se aprecia en la Fig. 66, captada sobre Rincón del Bonete. 

 

La diversidad de las bandas del LANDSAT, y en tales casos algunas de las combinaciones antes referidas no pueden realizarse con las escenas de dichos satélites, no obstante lo cual el analista puede intentarotras combinaciones que permitan realzar características de interés. Así por ejemplo la Fig. 65 corresponde a una imagen NOAA-17 captada sobre el Uruguay en Mayo de 2007, en un período de intensas inundaciones.

Este satélite solo posee una banda visible (roja), dos en el infrarrojo (cercano y medio) y dos en el infrarrojo térmico. La combinación de color utilizada en este caso es RGB 3.2,1 (infrarrojo medio, infrarrojo cercano, rojo). Las bandas infrarrojas que son intensamente absorbidas por el agua permiten destacar nítidamente los contornos de los ríos (color negro), algunos de los cuales en este período estaban desbordados, así como las zonas anegadas al oeste de la laguna Merín (colores oscuros). Las áreas forestadas aparecen con color verdoso más intenso /Rivera, Paysandú). Otro ejemplo es el caso del ASTER (instrumento a bordo del satélite TERRA) que en el modo de resolución espacial de 20 m solo posee una banda en el verde, otra en el rojo y una tercera en el infrarrojo cercano. En este caso es posible la combinación RGB 3,2,1 (r.r. cercano, rojo, verde) como se aprecia en la Fig. 66, captada sobre Rincón del Bonete.

información

la cual no puede ser obtenida por una sola única banda. Es también difícil lograr un balancede color la cual simula consistentemente expectativas de observadores de que color natural debería ser.

7,5,4

Esta combinación ha sido encontrada para mostrar clases de texturas de tierra (arcilla, tierra de moldeo, yarenosa) por investigadores de CCRS.

7,4,2

Esta combinación fue encontrada para ser una de las mejores para información perteneciente asilvicultura. Buena para mapeado de escala operacional de áreas de reciente cosecha y construcción decaminos.

CARACTERISTICAS DE LAS BANDAS ESPECTRALES DE LAS IMÁGENES LANDSAT(TM y ETM+) PARA APLICACIONES GEOLOGICAS

 

Mediante el estudio en cada banda, y la combinación de ellas, es posible resaltar variaciones de color,tonalidad, textura de las rocas, etc., que en algunos casos pueden reflejar zonas de alteración hidrotermal,y por tanto de interés para detectar y delimitar áreas o

targets 

 

para posterior reconocimiento minerodetallado.También, pueden ser aplicadas en la interpretación estructural y permitir la detección de áreas de interéspetrolero, problemas de geodinámica externa, así como también áreas de interés agrícola, medioambiente, etc. A continuación se describe brevemente el significado de cada una de las bandas, las posiblescombinaciones y su aplicación:

Banda 1 (Azul):

Usada para el mapeo de aguas costeras, diferenciando entresuelo y vegetación; mapeode tipo de forestación o agricultura, y detecta centros poblacionales.

Banda 2 (Verde):

Corresponde a la reflectancia del verde de la vegetación vigorosa o saludable. Tambiénes usada para la identificación de centros poblados.

Banda 3 (Rojo):

Es usada para la discriminación de especies de plantas, la determinación de límites desuelos y delineaciones geológicas así como modelos culturales.

Banda 4 (Infrarrojo Reflectivo):

Determina la cantidad de biomasa presente en un área, enfatiza elcontraste de zonas de agua-tierra, suelo-vegetación.

Banda 5 (Infrarrojo Medio):

Es sensible a la cantidad de agua en las plantas. Usada en análisis de lasmismas, tanto en época de sequía como cuando es saludable. También es una de las pocas bandas quepueden ser usadas para la discriminación de nubes, nieve y hielos.

Banda 6 (Termal):

Para la vegetación y detección de la vegetación que se encuentra enferma, intensidadde calor, aplicaciones de insecticidas, para localizar la polución termal, ubicar la actividad geotermal,actividad volcánica, etc.

 

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Banda 7 (Infrarrojo medio):

Es importante para la discriminación de tipos de rocas y suelos, así como elcontenido de humedad entresuelo y vegetación.Las diferentes combinaciones de bandas permiten identificar, de manera visual, algunos aspectosgeológicos, entre otros tenemos:

 

Bandas 3,2,1 (RGB):

Es una imagen de color natural. Refleja el área tal como la observa el ojo humanoen una fotografía aérea a color.

Bandas 7,4,2 (RGB):

Permite discriminar los tipos de rocas. Ayuda en la interpretación estructural de loscomplejos intrusivos asociados a los patrones volcano - tectónicos.

Bandas 5,4,2 (RGB):

Es una imagen que no refleja los patrones en colores naturales (falso color), por lotanto las carreteras pueden ser rojas, el agua amarilla y la vegetación azul.

Bandas 7,3,1 (RGB):

 Ayuda a diferenciar tipos de rocas, definir anomalías de color que generalmente sonde color amarillo claro algo verdoso, la vegetación es verde oscuro a negro, los ríos son negros y conalgunas coloraciones acules a celestes.

Banda 8 (Pancromático):

 Ayuda a diferenciar los diferentes lineamientos estructurales.La división de bandas (ratios) es importante para la discriminación de zonas anómalas. Así, por ejemplo, eluso del cociente 3/1 puede identificar limonitas y minerales de fierro, el cociente 5/7 identifica arcillas yalunita, el cociente 4/3 identifica la vegetación, el 5/4 identifica carbonatos y silicatos ácidos.También existen otros procesos, como el de realce de la imagen, filtrado, componentes principales,correlación, ubicación de zonas de interés, y su clasificación en toda el área de estudio.

COMBINACION DE BANDAS PARA MINERIA1.

Simple 3-band algorithm - 7, 4, 1 RGB

Esta combinación de bandas (o algoritmo) es ampliamente empleado en Geología en imágenes debase para exploración. Utiliza las tres bandas menos correlacionadas entre sí de entre las disponiblesen los sensores TM y ETM+ de los satélites Landsat. La banda 7, en rojo, cubre el segmento delespectro electromagnético en el que los minerales arcillosos absorben, más que reflejar, la energía; labanda 4, en verde, cubre el segmento en el que la vegetación refleja fuertemente; y la banda 1, enazul, abarca el segmento en el cual los minerales con óxidos de hierro absorben energía.Como las rocas pueden describirse según sus contenidos en óxidos de hierro y arcillas, estacombinación de bandas permite una buena discriminación geológica. Típicamente, las rocas ricas enóxidos de hierro como los basaltos volcánicos o las lateritas tenderán a verse rojo; aquellas ricas enarcillas, como los conglomerados tienden a coloraciones 

azuladas; las rocas félsicas son de colorespálidos (frecuentemente amarillas o rosadas); las rocas silíceas suelen verse de azules claros; y lavegetación se ve verde. La nieve siempre se ve turquesa y puede confundirse con rocas silíceas. Por este motivo siempre resulta conveniente prestar atención a la ubicación de un rasgo respecto delrelieve cuando, con este algoritmo, se interpretan las tonalidades turquesas o cían.

Directed Principal Component algorithm – 3/1, 5/7, 5/4 RGB

 Este algoritmo se usa comúnmente en exploración con el fin de resaltar zonas de alteración mineralhidrotermal asociadas a mineralización. Funciona destacando las zonas ricas en hierro y otras en lasque el material originario ha sido alterado hidrotermalmente.Las razones o cocientes simples de bandas pueden usarse para resaltar materiales particulares. Por ejemplo, los óxidos de hierro tienen una baja reflectancia en la banda 1 en relación con la banda 3, demodo que un cociente 3/1 realzará (o mostrará con un brillo intenso) aquellos pixeles de la imagen enlos que el óxido de hierro está presente en cantidades significativas. Sin embargo, al crear una razónsimple de bandas, el proceso matemático que genera la nueva “banda” (el cociente) aumenta el ruidode la imagen, empobreciendo su calidad visual. El proceso de Análisis de Componentes Principalestransforma los datos provenientes de las bandas que se emplearían para un cociente en dos ejesartificiales: al graficarse uno de ellos se ajusta con la línea de mayor correlación y resulta, por esto,relacionado al brillo general combinado de ambas bandas, el otro, perpendicular al primero, serelaciona con la varianza entre ambas. Por éste motivo, el segundo componente principal puedeemplearse de modo análogo a la razón de bandas pero con resultados más prolijos. Así, estealgoritmo puede considerarse que produce una imagen compuesta de pseudo-cocientes (en rigor, esla pendiente del segundo componente principal).El cociente 3/1 o componente principal dirigido, en rojo en la imagen, se escoge para mapear minerales ferrosos como limonita, goetita, hematite, y jarosita, que pueden representar la presencia dematerial de recubrimiento férreo sobre el terreno. Del mismo modo, el cociente 5/7, en verde, se eligepara mapear sitios de posible alteración hidrotermal con presencia de minerales como la alunita,pirofilita, diquita, caolinita, y ceresita, todos los cuales producirían zonas de intenso brillo en la imagensi estuvieran expuestos. Lamentablemente, la vegetación sana abundante también aparece brillanteen el componente principal dirigido 5/7, del mismo modo que la vegetación seca o muerta lo hace en el3/1. Por este motivo, se despliega en el azul el componente principal dirigido 5/4, el cual presenta elsuelo desnudo o la piedra como brillante pero la vegetación aparece oscura. Entonces, en estaimagen, los minerales de hierro se verán rojos o magenta, mientras que los minerales con alteraciónhidrotermal aparecerán color cían. En aquellos sitios en los que la alteración también ha producidoferruginización y/o recubrimiento férreo, el color de la imagen será blanco. La vegetación sana se veverde, mientras que la vegetación muerta o seca se ve roja o amarilla.

 

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DESPLIEGUE DE INVESTIGACIÓN DEL COLOR EN UNA IMAGEN SATELITAL LA IMAGENPor favor lea la siguiente información sobre el color y las imágenes satelitales Landsat

. Los coloresrojo, verde y azul se refieren a la aplicación de color del monitor de la computadora. (Estas aplican luz roja,verde y azul a cada pixel con intensidades específicas). Los

canales

(usualmente llamados

bandas

) serefieren a las bandas de luz reflejadas, captadas en la imagen por el satélite desde los objetos en laimagen. La banda 1 se refleja como una luz azul, la banda 2 como una luz verde y la banda 3 como unaluz roja. El rojo, el verde y el azul son colores primarios de energía visible. Cuando los disparadoresaplican diferentes intensidades de luz roja, verde y azul al mismo pixel en la pantalla, se obtienendiferentes matices (sombras) de color. Por ejemplo, iguales intensidades de luz roja y verde producenamarillo; iguales intensidades de luz azul y verde producen el cían; e, iguales intensidades de luz azul yroja producen el color magenta (rojo violáceo). Las bandas 4 y 5 reciben reflejo de energía infrarrojacercana e infrarroja media, respectivamente.Con el objeto de obtener una percepción para diferentes combinaciones de canales (bandas) utilizaremosel siguiente canal de montajes rojo, verde y azul (RGB).

Imágenes de color verdadero

. Esta combinación de bandas presenta una imagen tal y como apareceríaal ojo humano, mirando desde el espacio.Rojo 3 (la banda visible roja)Verde 2 (la banda visible verde) Azul 1 (la banda visible azul)Otra combinación de bandas termina en imágenes que no aparecen tal y como las vería el ojo humano.Estas imágenes se llaman

imágenes de color falso

. Ingrese la siguiente combinación de bandas yobserve los resultados.

A.

La combinación de bandas de abajo imita las fotografíasaéreas infrarrojas. Con esta combinación de bandas las plantas,que reflejan una gran cantidad de energía infrarroja, apareceráncomo rojo brillante. Esto es útil para personas que estudianbosques.

Rojo 4 (la banda infrarroja cercana)

Verde 3 (la banda visible roja)

 Azul 2 (la banda visible verde)

B.

Esta combinación de bandas sirve especialmente para separar árboles de zonas de pastos. Los árboles coníferos o siempreverdes aparecen como verde obscuro intenso, los árbolesdeciduos aparecen como verde medio y las zonas de pastosaparecen como verde suave o verde amarillento

.Rojo 5 (la banda infrarroja media)

Verde 4 (a banda infrarroja cercana) 

Azul 2 (la banda visible verde)

 

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Complete el cuadro

, registrando el color de cada facción bajo cada combinación de canales (bandas).

RGB RGB RGB RGBCOMBINACION

321 432 543 453- Playas- Carreteras (Vías)- Regiones con árboles- Océano- Ciudades o pueblos- Ríos- Zona urbana densa- Zona urbana disperso- Suelo desnudo- CultivosTrate otra combinación de canales (o bandas) y escriba sus observaciones.

Las combinaciones que se mencionan en el presente documento, pueden ser aplicados a otrossensores con similitudes espectrales, para eso se hace indispensable contar con la tabla desensores donde se indica cuales son los rangos espectrales de cada una de las imágenesdisponibles a la fecha. Pudiéndose aplicar para SPOT, Ikonos, QuickBird, Formosat, ALOS,Cartosat, GeoEye, ASTER, entre otros