Números Digitales, Radiancia y Reflectancia

Existen conceptos fundamentales en Percepción Remota, siendo el de la Resolución uno de los principales. 

Innumerables lagos, ciénagas y lagunas se encuentran dispersas en la escena del Delta del Yukón en el suroeste de Alaska. Uno de los mayores deltas de los ríos en el mundo, y protegida como parte del "Yukon Delta National Wildlife Refuge", vías sinuosas del río parecen como los vasos sanguíneos se ramifica para incluir un órgano.

Goddard Space Flight Center / USGS de la NASA

En el caso de los datos captados por sensores montados en plataformas satelitales, la resolución se clasifica en:

• Espacial.- Se determina por el tamaño del pixel, medido en metros sobre el terreno.
• Temporal.-  Es la frecuencia de paso del satélite por un mismo punto de la superficie terrestre.
• Espectral.- Consiste en el número de canales espectrales (y su ancho de banda) que es capaz de captar un sensor.
• Radiométrica.- Se refiere al número de valores que puede ser almacenado por pixel.

Fitoplancton florece en la costa de Gotland, una isla sueca en el
mar Báltico, evoca "Noche Estrellada" De Van Gogh
NASA’s Goddard Space Flight Center/USGS

La resolución radiométrica, se encuentra íntimamente asociada a los fundamentos de estructuras de 
datos en sistemas computacionales. Los sensores montados sobre el satélite capturan datos que corresponden a la radiancia y emisión de espectro electromagnético de elementos sobre el terreno. Los datos captados son digitalizados y ajustados a una escala de valores binaria (1bit, 2bits, 4bits, 8bits, 16bits o 32bits) seleccionada por el fabricante del sensor. Al resultado del proceso de digitalizar lecturas de radiancia y ajustarlas a una escala de valores binario se les conoce como Números Digitales.

Los Números Digitales no representan los valores capturados por el sensor sobre el terreno y no deben de considerarse como valores de reflectancia, incluso es común llamar a las imágenes satelitales en Número Digital como imágenes Crudas.

Es necesario convertir los Números Digitales a Radiancia o Reflectancia dependiendo del producto que se espera producto del procesamiento de la imagen. En orden de procesamiento:

1. Conversión de ND a Radiancia, conocido también como calibración readiométrica.
2. Conversión de Radiancia a Reflectancia Aparente, es decir los valores de reflectancia detectados por el sensor. Dichos valores pueden ser calculados para refectancia sobre el sensor o sobre la superficie.

Finalmente el proceso de conersión de ND a Radiancia y/o Reflectancia es importante ya que productos como los Índices de Vegetación se encuentran calculados para la reflectancia sobre la superficie. 

Cada sensor tiene un conjunto particular de ecuaciones para la transformación en radiancia y reflectancia.

El siguiente artículo es una excelente referencia para el cálculo de la radiancia y reflectancia en satélite Landsat: Landsathandbook