Función Tasseled Cap
La transformación Tasseled Cap (Kauth-Thomas) está diseñada para analizar y representar cambios de vegetación y de desarrollo urbano detectados por diversos sistemas de sensor de satélite. Se conoce como la transformación Tasseled Cap debido a la forma de la distribución gráfica de los datos. Fue desarrollada en 1976 por R. J. Kauth y G. S. Thomas del Instituto de Investigación Medioambiental de Michigan (ERIM). En el documento (Kauth y Thomas, 1976), los investigadores proporcionaron una lógica para los patrones encontrados en los datos MSS Landsat de campos agrícolas como una función del ciclo de vida del cultivo. Esencialmente, a medida que los cultivos crecen desde la semilla hasta la madurez, hay un aumento neto de infrarrojo cercano y una disminución de reflectancia roja con base en el color del suelo.
La utilidad de esta transformación se ha ampliado de los cultivos de seguimiento para al análisis y la representación cartográfica de la vegetación para apoyar una gran variedad de aplicaciones, como la silvicultura, la gestión de vegetación industrial, la representación cartográfica y la gestión de ecosistemas, el inventario y el control del aislamiento del carbono y los créditos, el desarrollo urbano, y muchas más. También se ha ampliado el soporte de Landsat MSS para incluir otros sistemas de satélite populares, como Landsat TM y Landsat ETM, IKONOS y los sensores multiespectrales de alta resolución QuickBird.
Entre las ventajas de la transformación Tasseled Cap se incluyen:
- Proporciona una manera analítica para detectar y comparar los cambios en la vegetación, el suelo y en las características producidas por el hombre en períodos de corto y largo plazo
- Proporciona una manera analítica para comparar directamente entidades de cobertura de suelo mediante imágenes de satélite de diferentes sensores, incluidos Landsat, IKONOS y QuickBird
- Reduce la cantidad de datos de varias bandas multiespectrales a tres componentes principales: brillo, verdor y humedad (o material amarillo para Landsat MSS)
- Reduce las influencias atmosféricas y los componentes de ruido en las imágenes, permitiendo un análisis más preciso
En el análisis de detección remota, es común relacionar y diagramar diferentes combinaciones de bandas multiespectrales para examinar las relaciones entre las bandas. La transformación Tasseled Cap es un caso especial de análisis de componentes principales que transforma los datos de imagen a un nuevo sistema de coordenadas con un nuevo conjunto de ejes ortogonales. El eje principal, llamado brillo, se deriva estadísticamente y se calcula como la suma ponderada de las reflectancias de todas las bandas espectrales y representa la mayor variabilidad en la imagen. El brillo está asociado con el suelo descubierto o parcialmente cubierto, hecho por el hombre, y las entidades naturales como el concreto, el asfalto, la grava, los afloramientos de roca y otras áreas descubiertas. Ortogonal al primer componente, el segundo componente, el verdor, está asociado con la vegetación verde, mientras que el tercer componente, humedad, es ortogonal a los primeros dos componentes y se asocia con la humedad del suelo, el agua y otras entidades húmedas. En Landsat MSS, el tercer componente corresponde a material amarillo en lugar de la humedad, y representa los cultivos maduros listos para la cosecha, como diferentes cereales, así como la antigüedad de la vegetación. Los demás componentes adicionales contienen el ruido y las influencias atmosféricas de la imagen, como nubes, niebla, diferencias de ángulo solar y otras más, que se han retirado de los primeros tres componentes más importantes. Los tres primeros componentes de la imagen transformada con Tasseled Cap contienen cerca del 97 por ciento de la información significativa disponible en la imagen.
Utilizar la función
La entrada para esta función es el ráster. No hay otros parámetros para esta función, porque toda la información se deriva de las propiedades y de metadatos clave de entrada (bandas, tipo de datos y nombre de sensor). Sólo las imágenes de sensores Landsat MSS, Landsat TM, Landsat ETM+, IKONOS y QuickBird son compatibles. Esta función se puede utilizar en los elementos en un dataset de mosaico cuando se utilizan los tipos de ráster asociados o en ArcMap cuando se utilizan los productos de ráster asociados.
Antes de aplicar esta función, no debería haber ninguna de las funciones que modifican los valores de píxel en la cadena de funciones, como la función Extender o la función Refinado pancromático. Es posible que se deba eliminar la función Extender de la cadena de funciones debido que a menudo se agrega en forma predeterminada. La única excepción es para Landsat ETM+. Cuando utiliza Landsat ETM+, la función Reflectancia aparente debe preceder a la función Tasseled Cap.
Si los datos se han preprocesado, esta función no proporcionará los resultados correctos. Es preferible utilizar los datos originales del proveedor de las imágenes. Asimismo, los datos preprocesados de 8 bits de IKONOS y QuickBird no son válidos, ya que los valores de píxel se han modificado.
La salida de esta función tendrá el mismo tipo de datos y conteo de bandas que el ráster de entrada. Las bandas de salida representan los componentes principales en lugar de un rango espectral. Puede utilizar las primeras tres bandas, como se describió anteriormente, como parte de un análisis adicional, o utilizarlas para visualizar la información de brillo, verdor y humedad.
Ejemplo
A continuación se muestra un ejemplo de los resultados de la función Tasseled Cap en una imagen de muestra.
Imagen | Descripción | |
|---|---|---|
| Esta imagen se tomó de una escena Landsat 5 TM. Esta escena se tomó el 11 de febrero de 2008, en un lugar en Arkansas, Estados Unidos. Esta es una combinación de bandas de color natural (RGB), bandas 321). | |
| Esta es la combinación RGB de los tres primeros resultados de la función Tasseled Cap. Rojo = brillo, verde = verdor y azul = humedad. | |
| Este es el resultado del brillo, que muestra los valores desde el más bajo hasta el más alto, usando una rampa de color de negro a blanco. | |
| Este es el resultado del verdor, que muestra los valores desde el más bajo hasta el más alto, usando una rampa de color de blanco a verde. | |
| Este es el resultado de la humedad, que muestra los valores desde el más bajo hasta el más alto, usando una rampa de color de blanco a azul. |
Referencias
1. Kauth, R.J. and Thomas, G.S. 1976, The Tasselled Cap—A Graphic Description of the Spectral-Temporal Development of Agricultural Crops as Seen by LANDSAT. LARS Symposia, papel 159.
2. Crist, E.P. and Cicone, R.C., 1984, A physically based transformation of Thematic Mapper data—The TM Tasseled Cap, IEEE Transactions on Geosciences and Remote Sensing, GE-22: 256–263.
3. Huang, C. et al, 2002, Derivation of a tasseled cap transformation based on Landsat 7 at-satellite reflectance. International Journal of Remote Sensing 23: 1741–1748.