TELEDETECCIÓN FORESTAL: Análisis climático y del medioambiente

• Aprender cómo y de dónde bajar las imágenes de satélite.
• Conocer los diferentes tipos de sensores y misiones que existen.
• Conocer los conceptos básicos del pre procesado de las imágenes.
• Conocer los principales algoritmos de clasificación.
• Saber validad los resultados obtenidos.
• Evaluar el estado fitosanitario de una masa forestal.
• Generar mapas de áreas quemadas y estimar el grado de severidad del incendio.
• Generación de cartografía de combustibles forestales.
• Estimar la biomasa de una masa forestal.
• Introducción a la estimación de datos de inventario forestal.
• Uso de plataformas online de desarrollo (Google Earth Engine).
• Integración de datos remotos para la predicción y análisis del clima.

Mediante los ejercicios del curso, los/as alumnos/as realizan los siguientes proyectos:

• Descarga de datos: Se realiza la descarga de distintas fuentes de información óptica satelital (Sentinel 2 y Landsat 8) desde distintas plataformas.
• Procesado de los datos: adaptación y procesado de distintas fuentes de información óptica satelital (Sentinel 2 y Landsat 8).
• Mapa forestal: creación de un mapa forestal a partir de distintas técnicas (segmentación, aprendizaje automático, etc.).
• Evaluación del estado de la vegetación: construcción de distintos índices de vegetación, su interpretación y análisis del estado de la vegetación.
• Incendios forestales: cartografiado e interpretación de la severidad de incendios forestales reales. Cartografiado de la zona quemada con Google Earth Engine.
• Biomasa forestal: creación de un modelo digital de existencias en biomasa forestal. Análisis multitemporal de la vegetación con Google Earth Engine.

Los contenidos de este curso, tanto teóricos como prácticos, se imparten a través de vídeos. La gestión del curso se realiza mediante una plataforma de formación online, donde el alumno puede realizar consultas al equipo docente, entregar las actividades de evaluación y descargar los materiales del curso.

TEMA 01 | Introducción a la teledetección
1. Introducción.
1.1. Concepto de teledetección.
1.2. Breve historia de la teledetección.
2. Conceptos físicos básicos.
2.1. Fundamentos básicos.
2.2. Espectro electromagnético.
2.3. Definición de términos y unidades de medida.
2.4. Principios de la radiación electromagnética.
2.5. Espectro óptico.
2.6. Dispersión atmosférica.
2.7. Firmas espectrales.
3. Teledetección.
3.1. Teledetección pasiva vs activa.
3.2. Resolución espacial.
3.3. Resolución espectral.
3.4. Resolución radiométrica.
3.5. Resolución temporal.
3.6. Resolución angular.
3.7. Plataformas y tipos de orbita.
3.8. Sensores.
3.9. Principales misiones.

TEMA 02 | Pre y procesado de imágenes
1. Cómo cargar una imagen de satélite en QGIS.
2. Cómo cargar una imagen de satélite en SNAP.
2.1. Cargar imagen Sentinel-2 (forma normal).
2.2. Cargar imagen Sentinel-2 (forma rápida).
2.3. Cargar imagen Landsat 8.
3. La imagen digital.
3.1. Matriz de datos.
3.2. Formatos de grabación.
3.3. Fuentes de error en la imagen.
4. Correcciones geométricas.
4.1. Corrección por puntos de control.
5. Correcciones atmosféricas.
5.1. Obtención de la reflectividad aparente.
5.2. Corrección atmosférica para bandas multiespectrales (excepto térmica).
6. Corrección topográfica.
7. Efecto bidireccional (BRDF).
8. Recortar imágenes en QGIS.
9. Recortar imagen en SNAP.
9.1. Con la aplicación de un subset.
9.2. Recortar imagen en SNAP mediante fichero vectorial.
10. Corrección atmosférica de Landsat 8 OLI/TIRS en QGIS.
11. Corrección atmosférica de Sentinel-2 en QGIS.
12. Corrección atmosférica de Sentinel-2 en SNAP.
12.1. Sen2Cor por línea de comando.
12.2. Cambiar valores por defecto a Sen2Cor.
12.3. Posibles errores al correr Sen2Cor.
13. Corrección atmosférica para las bandas térmicas de Landsat.
13.1. Corrección bandas térmicas de Landsat 8 en QGIS.
14. Corrección radiométrica.
14.1. Píxeles o líneas perdidas.
14.2. Bandeado.
15. Mejora de la imagen.
15.1. Histogramas.
15.2. Dispersogramas.
15.3. Perfiles espectrales.
15.4. Histogramas en QGIS.
15.5. Histogramas en SNAP.
15.6. Perfiles espectrales en SNAP.
15.7. Mejoras radiométricas.
16. Combinación de bandas.
16.1. Combinación de bandas en QGIS.
16.2. Combinación de bandas en SNAP.
17. Mejoras espaciales: filtros.
17.1. Filtros de paso bajo.
17.2. Filtros de paso alto.
18. Fusión de imágenes.
18.1. Pansharpening en SNAP.
19. Índices de vegetación.
19.1. Índices de vegetación en QGIS con calculadora ráster.
19.2. Índices de Vegetación usando Semi-Automatic Classification Plugin.
19.3. Índices de Vegetación usando el algoritmo i.iv de GRASS en QGIS.
19.4. Índices de vegetación en SNAP mediante Band Maths.
19.5. Índices de vegetación en SNAP mediante proceso automático.
19.6. Transformación Tasseled Cap (TCT).

TEMA 03 | Análisis y extracción de la información
1. Introducción a la clasificación de imágenes.
1.1. Fase de entrenamiento.
1.2. Gráfico de signaturas.
1.3. Diagrama de solape espectral.
1.4. Distancia normalizada.
1.5. Divergencia transformada.
1.6. Distancia de Jeffries-Matusita.
2. Clasificación no supervisada.
2.1. ISODATA.
2.2. K-Medias.
3. Clasificación supervisada.
3.1. Árboles de decisión.
3.2. Mínima distancia.
3.3. Máxima Probabilidad.
3.4. Redes neuronales.
3.5. Vecino más próximo.
3.6. Máquinas de vectores de soporte.
4. Clasificación orientada a objetos (GEOBIA).
5. Análisis multitemporal.
5.1. Análisis estacional.
5.2. Detección de cambios.
6. Evaluación de los resultados.
6.1. Matriz de confusión.
7. Clasificación supervisada en QGIS.
8. Clasificación usando OTB.
8.1. Clasificación orientada al pixel.
8.2. Segmentación de la imagen para obtener objetos con OTB.
8.3. Clasificación de una imagen segmentada en objetos con OTB.
9. Clasificación usando SNAP.

TEMA 04 | Google Earth Engine
1. ¿Que es Google Earth Engine?.
2. Como acceder a GEE.
3. Tipos de datos disponibles en GEE.
4. Fundamentos de la programación en GEE.
4.1. ¿Qué es JavaScript?.
4.2. El editor de GEE.
4.3. Sintaxis básica de JavaScript.
4.4. Uso de variables y operadores.
4.5. Estructuras de control de flujo.
5. Trabajando con los datos en GEE.
5.1. Importación y exportación de datos.
5.2. Gestión de datos propios en GEE.
5.3. Visualización de datos en GEE.
5.4. Operaciones raster y vectoriales.
5.5. ImageCollection y FeatureCollection.
5.6. Reducir colecciones de datos.
6. Aplicaciones prácticas de GEE.
6.1. Operaciones más usuales en GEE.
6.2. Operaciones más usuales con geometrías en GEE.
6.3. Operaciones más usuales con imágenes en GEE.
6.4. Operaciones más usuales con ImageCollection en GEE.
6.5. Operaciones más usuales con FeatureCollection en GEE.
7. Caso práctico. Indice de severidad de un incendio.

TEMA 05 | Teledetección forestal
1. Introducción.
1.1. Aplicación de la teledetección al estado de salud de los bosques.
1.2. Aplicación de la teledetección al cartografiado de especies vegetales.
1.3. Aplicación de la teledetección a los incendios forestales.
1.4. Aplicación de la teledetección a los inventarios forestales.
1.5. Bibliografía.
2. Estado fitosanitario de los bosques.
2.1. Índices de vegetación relacionados. Evolución temporal.
2.2. Caso práctico. Evaluación temporal de índices de vegetación.
3. Incendios forestales.
3.1. Cartografiado de combustibles forestales.
3.2. Cartografiado de áreas quemadas. Mapas de severidad.
3.3. Caso práctico. Cartografiado de área quemada.
3.4. Extracción del perímetro del incendio y área afectada por clase de severidad.
3.5. Cálculo de la estimación de emisión de CO2 a la atmósfera.
3.6. Regeneración de la vegetación tras el incendio.
4. Monitoreo de la deforestación.
4.1. Preprocesamiento de imágenes para la detección de cambios.
4.2. Caso práctico. Cartografiado de área quemada.
5. Estimación de la biomasa forestal.
5.1. Caso práctico. Estimación de la biomasa forestal aérea verde con datos de IFN4 y Landsat-8.

TEMA 06 | Teledetección orientada al análisis climático
1. Introducción.
2. Sensores remotos y satelitales utilizados para el análisis del clima y del cambio climático.
3. Integración de datos remotos para la predicción y análisis del clima.
4. Caso práctico: evolución de la temperatura en la corteza terrestre.
5. Caso práctico: evolución de la precipitación en un lugar.