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Aplicación de un algoritmo para determinar los frentes oceánicos a las imágenes MODIS de temperatura superficial del mar y clorofila (2004-2005)
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2014) Susanibar Zevallos, Jorge Luis; Eche Llenque, José Carlos
El objetivo de este trabajo de tesis es aplicar el algoritmo de Cayula y Cornillon, a fin de determinar frentes oceánicos usando las imágenes de Temperatura superficial del Mar (TSM) y Clorofila (Chl) obtenidas por el satélite MODIS. Este algoritmo se basa en el análisis del gradiente, que es la combinación operacional de algunos algoritmos (Cayula J. F. and P Cornillon , 1995). Asi mismo el algoritmo utiliza un filtro de mediana, para los campos de TSM específicamente. Además este filtro nos permite analizar el espectro de luz solar al incidir sobre una superficie de agua, que sufre una fuerte atenuación, debido a los procesos de absorción y dispersión, para este fenómeno es una respuesta espectral que es significativa en la medida que los niveles de clorofila nos ayuda a identificar la eutrofización y productividad primaria dentro del mar. La ventaja de utilizar las imágenes de TSM y Chl, es que estos campos permiten estudiar y caracterizar el agua de mar. La Chl, se relaciona con las convergencias de las masas de aguas de las desembocaduras de los ríos y el afloramiento costero. La TSM favorece la circulación marina, la cual se origina por el gradiente de densidad y el aumento de calor en la superficie. Asimismo, la TSM y Chl presentan patrones espaciales que nos permite estudiar parámetros derivados como la productividad, bio-productividad, material orgánico disuelto y sedimentos. El área de estudio esta comprendido entre las coordenadas geográficas 74,50º W a 80,30º W de longitud y 10,50º S a 17,50º S de latitud (norte de Huacho hasta el norte de Chala). El período de estudio se realiza para los años 2004 y 2005. Los datos de TSM y Chl, proporcionados por el sensor MODIS, han sido obtenidos gratuitamente de la página web OCEAN COLOR, desde el enlace: http://oceancolor.gsfc.nasa.gov/. Se han utilizado programas fuentes desarrollados en IDL: “sstmodisbatch.pro” y “chlmodisbatch.pro” para el pre-procesamiento de los productos TSM y Chl del sensor MODIS (Eche Ll, 2009). Para la detección de frentes, se ha utilizado el algorimtmo de Cayula y Cornillon de 2005, aplicado a los datos pre-procesados. Los resultados muestran varios tipos de frentes localizados por aplicación del algoritmo en las imágenes diarias de TSM y Chl, desde el 1ro de enero del 2004 hasta el 31 de diciembre del 2005.
Corrección atmosférica de imágenes ópticas del satélite Sentinel-2A
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2021) Zuñiga Leguía, Moisés; Eche Llenque, José Carlos
Revisa y evalúa el modelo físico de transferencia de radiación atmosférica 6S (Second Simulation of Satellite Signal in Solar Spectrum), para obtener la reflectancia superficial de las imágenes adquiridas por el satélite Sentinel 2A. Aborda la revisión de los fundamentos detrás del algoritmo de corrección atmosférica 6S para datos satelitales y para propósitos de evaluación se ha utilizado una imagen Sentinel2A de fecha 14 de agosto de 2018. El modelo 6S utiliza algoritmos matemáticos de transferencia radiativa para relacionar la reflectancia TOA y la reflectancia estimada en la superficie del suelo; para la obtención de la reflectancia de la superficie del suelo se requiere la información de los ángulos de cenit y acimut del Sol y el sensor, y las condiciones atmosféricas. Para el modelo 6S se usó el modelo atmosférico Tropical, el modelo de aerosoles de tipo Quema de Biomasa y el AOD 0.5. La imagen se ha obtenido en un nivel de procesamiento básico de L1C, en niveles digitales, con resolución radiométrica de 16 bits, resolución espectral de 13 bandas, resolución espacial 10 m, 20 m y 60 m. El procesamiento de la imagen Sentinel-2A inicia con la corrección radiométrica que implica el cálculo de la reflectancia en el tope de la atmosfera (TOA), seguidamente se procede con la corrección atmosférica. Finalmente, se ha inter comparado los datos de reflectancia TOA y la reflectancia de superficie para superficies como agua, suelo y vegetación, obteniéndose una diferencia espectral mayor en la banda del infrarrojo cercano (Banda 8). Con este trabajo se pretende obtener parámetros biofísicos con precisión a partir de las imágenes de Sentinel-2A.
Corrección Geométrica y Atmosférica de Imágenes Satelitales de Alta Resolución Pleiades 1B
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2018) Ausejo Monteiro, Jorge; Eche Llenque, José Carlos
Muestra los procedimientos y métodos utilizados para procesar imágenes satelitales de alta resolución Pleiades 1B, usando la técnica de la teledetección. Este producto corresponde a unos de los proyectos de la empresa GeoService Perú. El área de estudio que se ha considerado pertenece a la provincia de Sánchez Carrión en el departamento de La Libertad, específicamente en la zona de la Minera La Arena. Se adquirió una imagen satelital Pleiades 1B de fecha 14/07/2017 con poco porcentaje de nubes. La imagen se corrigió atmosféricamente usando el método flaash-MODTRAN4 y se obtuvo las firmas espectrales de los diferentes tipos de cobertura de la imagen. Posteriormente, se corrigió geométricamente usando la técnica de ortorectificación, para lo cual se utilizaron 8 puntos de control – GCPs y un Modelo de Elevación Digital (DEM). La imagen corregida geométricamente y atmosféricamente es un producto para obtener datos cartográficos de la zona o proyectos a futuro.
Detección de cambios en áreas agrícolas usando espectroradiometría de campo y teledetección
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2021) Piscoya Santibañez, Jorge Armando; Eche Llenque, José Carlos
Revisa métodos basados en pixeles aplicables a la detección de cambios en coberturas agrícolas producidos por eventos climáticos. El trabajo de investigación contempla, como primer paso una revisión bibliográfica de los fundamentos de radiometría, espectrometría de vegetación y de teledetección, abordando conceptos importantes como: flujo de fotones, ángulo sólido, radiancia, irrandiancia, reflectividad, transmisividad y absortividad, a su vez enfatizando en las propiedades ópticas de la vegetación, su reflectancia en cada banda del espectro electromagnético por medio de espectroradiometría y satélites. Se mencionan también los tipos de resolución de los sensores e imágenes espectrales, siendo conceptos importantes para poder elegir una escena satelital. Seguidamente, se muestra el apartado metodológico donde se realiza una revisión de los índices espectrales más utilizados para caracterizar las propiedades biofísicas o bioquímicas de la vegetación, tal como: NDVI, SAVI, NBR, GCL, RGR, además se introdujo lo métodos más resaltantes en base a pixeles como: diferencias de imágenes, regresión de imágenes y análisis de vector de cambios. Finalmente, se presentan las conclusiones respectivas de cada sección que permitirán recomendar los métodos más idóneos para cuantificar las áreas de cultivos afectadas a los investigadores y estudiantes interesados en el tema.
Diseño y calibración de un prototipo de fotómetro solar portátil para el estudio de los aerosoles atmosféricos, usando tecnología LED inversa
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2023) Mota Peña, Thonny Ericson; Eche Llenque, José Carlos
Se propone desarrollar y calibrar un fotómetro solar portátil de bajo costo para el estudio de aerosoles atmosféricos, con fines académicos y de investigación en la Facultad de Ciencias Físicas - UNMSM. Para tal propósito, se tomó como referencia instrumental los fotómetros Calitoo y CIMEL 318-T. Se adopto un diseño de investigación mixto, enfocado en el estudio de los aerosoles del rango espectral visible, debido a la practicidad de los LEDs normales (un solo canal) y LEDs RGB (Blue: 450nm, Green: 455 nm, Red: 545 nm) como fotosensores. En la fase de construcción del instrumento se evalúo el funcionamiento y capacidad de los LEDs para recepcionar la radiación solar en rangos espectrales pequeños, permitiendo ser utilizados como un fotodiodo con un filtro óptico de bajo costo y se utilizó una placa ESP32 para procesar las señales recibidas por los LEDs. El instrumento desarrollado fue calibrado mediante el Método Langley obteniendo coeficientes de correlación mayores a 0.94, dicha calibración se realizó en el Observatorio de Huancayo (12°02’18“ S, 75°19’22“ W y 3350 msnm) - Instituto Geofísico del Perú, en condiciones de un cielo despejado. Se logro obtener un instrumento que puede tomar cuatro medidas instantáneas en diferentes rangos de longitud de onda, con una sensibilidad de 0.0625mV en el rango de +/-2.048V, un ángulo de visión 0.76°, resolución de 16 bits, con un costo de construcción de $ 50 dólares y se logró verificar que es mejor utilizar LEDs de un solo canal como fotosensores que un LED RGB.
Estimación de la evapotranspiración en la localidad de Zurite-Cusco, utilizando métodos de interpolación de datos climatológicos
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2023) Nole Medina, Jorge Luis; Eche Llenque, José Carlos
Compara diferentes métodos de interpolación, como el de Ponderación de Distancia Inversa (IDW en sus siglas en ingles), y Kriging aplicados en la variable meteorológicas de la temperatura del Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología del Perú (SENAMHI) y variables derivadas de la temperatura como la presión real de saturación y presión media de saturación, lo cual resultará en mapas interpolados sobre los cuales se aplicó un método de correlación para determinar su precisión. Seguidamente, se eligió el método más apropiado para proceder a calcular la Evapotranspiración potencial por el método de Pennman-Monteith y multiplicarlo por el coeficiente del cultivo. Se determinaron los coeficientes de calibración para la fecha del 30 de julio del 2019 con los resultados Pennman Monteith y METRIC, para estimar la Evapotranspiración real para la fecha 14 de julio del 2019 a partir de los coeficientes de calibración. El estudio considera la microcuenca Ramuschaka ubicada entre 3500- 3900 m.s.n.m. En este trabajo se considera que la Evapotranspiración es un indicador de la cantidad de agua que demanda la superficie. Este parámetro se evalúa en base a una columna de vapor y transpiración de agua hacia la atmosfera; para la fecha de estimación. Adicionalmente, se ha utilizado los siguientes datos: Imagen del sensor OLI Landsat 8, imagen Sentinel 2A y un modelo de elevación digital ASTERGDEM. Las imágenes digitales se procesaron usando el lenguaje de programación MATLAB y para los procedimientos de interpolación se usó el lenguaje de programación R. Entre los resultados obtenidos se muestra el mapa de Evapotranspiración real promedio para el 14 de julio del 2019, se obtuvieron los mapas de temperatura de ambiente, presión real de saturación y presión media de saturación.
Estimación de la evapotranspiración en los cultivos alrededor del observatorio de Huancayo mediante sensoramiento remoto
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2018) Príncipe Aguirre, Romel Erick; Eche Llenque, José Carlos
Realiza la investigación en los alrededores del observatorio de Huancayo, ubicado en el distrito de Huachac departamento de Junin. Aplica una metodología para la estimación de la evapotranspiración (ET) el cual se basa en el algoritmo METRIC (Mapping Evapotranspiration at High Resolution using Internalized Calibration) desarrollado por la Universidad de Idaho, este modelo estima la ET como un residual del balance de energía mediante imágenes de satélite y datos de estación meteorológica. Para la implementación del algoritmo METRIC se emplea 15 imágenes del sensor OLI (tabla 6.2) y datos de la estacion meteorológica de Huayao (tabla 6.1). Los datos imagen OLI, son sometidos a correcciones atmosféricas mediante Flaash y Tasumi et al. (2007) los cuales seran comparados al obtener los flujos de energía y la ET. Asimismo, se compara la ET obtenida mediante la evapotranspiracion´ de referencia (ETr) con las ecuaciones de Hargreaves–Samani (HS) y FAO Penman–Monteith (PM). Para validar el funcionamiento del algoritmo METRIC en la estimacion de la ET se emplea datos obtenidos mediante la técnica de Eddy covariance. Los resultados obtenidos mostraron que la ET estimada empleando imágenes con corrección Tasumi y la ETr de PM fue la que más se aproxima a la ET observada debido a que mostro un con factor de correlación´ r = 0.66. Asimismo, respecto de los flujos de energía estimado con imágenes, la que más se aproximó al observado fue el flujo de energía neta (Rn) mostrando un r = 0.68, en cambio para en el caso de imágenes con corrección con Flaash se obtiene r = 0.65.
Estudio geofísico por los métodos de refracción sísmica y MASW para el represamiento de las lagunas Chaupicocha, Chinchicocha y Totorapampa La Merced – Churcampa – Huancavelica
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2016) Zevallos Flores, Arturo Santos; Eche Llenque, José Carlos
Muestra las ventajas de los ensayos geofísicos (métodos indirectos) en estudios geotécnicos como el represamiento de lagunas Chaupicocha, Chinchicocha y Totorapampa. Además determina las velocidades de propagación de las ondas P (Vp) y las ondas S (Vs) del subsuelo, mediante los ensayos de refracción sísmica, y los ensayos MASW o Análisis de Ondas Superficiales en Arreglo Multicanal, valores que permiten determinar en forma indirecta los espesores de los estratos del suelo de cimentación de los sectores de estudio.
Medidas del desplazamiento de estaciones geodésicas GPS en el Perú
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2018) Mendoza del Aguila, Mario César; Eche Llenque, José Carlos
La zona de estudio comprende el área de todo el Perú, principalmente en la zona costera donde se ve más afectado la incidencia de interacción de placas tectónicas de Nazca y Sudamericana. Las mismas estaciones GPS han sido empleadas con el propósito de hacer comparaciones de la posición de cada estación GNSS, analizando distancias de separación (líneas base) y obteniendo los vectores de desplazamiento (magnitud y dirección). Muestra algunos resultados obtenidos usando el software científico de procesamiento GPS GAMITGLOBK versión 10.5, un paquete de precisión para el análisis de datos GPS, desarrollado por el Massachusetts Institute of Technology (MIT).
Modelo geométrico físico-matemático para satélites de observación sub-métricos
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2021) Quispe Rivera, Antonio; Eche Llenque, José Carlos
Revisa los métodos para mejorar la precisión en la posición horizontal de las imágenes ópticas sub-métricas PeruSAT-1, basadas en modelamiento geométrico orbital y datos de control terrestre. Actualmente, las imágenes PeruSAT-1 nos brindan detalles de la superficie terrestre con una precisión de 25 metros (CE90) sin uso de puntos de control en tierra (GCPs). Es ese sentido, el trabajo de investigación abordo los fundamentos físicos del modelamiento orbital en el caso del satélite PeruSAT-1, el cual permite predecir la posición real en terreno (x, y, z) desde las coordenadas de imagen (fila, columna) considerando las fuentes de distorsión como la órbita y orientación del satélite, forma y rotación de la tierra, la geometría de observación del sensor, entre otros. Asimismo, se analizó las ventajas de usar GCPs colectados con GPS diferencial, drone o cartografía existente, para mejorar la precisión horizontal mediante procedimientos de ajuste polinomial. Los resultados de esta evaluación serán de gran utilidad para los usuarios del Sistema Satelital PeruSAT-1 quienes requieren ortoimágenes para el desarrollo de sus aplicaciones con una precisión horizontal menor o igual a 5 m, tales como: cartografía/catastro, zonificación ecológica económica, Inventario de lagunas/glaciares, agricultura de precisión, monitoreo de ANP, monitoreo de vías, gestión de riesgos, entre otros.

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