Aplicaciones geológicas de la teledetección y SIG
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APLICACIONES GEOLÓGICAS DE LA
TELEDETECCIÓN Y SIG
• INTRODUCCIÓN
• MÉTODOS
• APLICACIONES
CONTENIDO
TELEDETECCIÓN
Ciencia o técnica que nos permite obtener
información a distancia de los objetos situados
sobre la superficie terrestre.
Gaspar felix tournachon
toma la primera
fotografía desde un
globo (1859)
Paloma Baviera toma
imágenes tras las líneas
enemigas en 1903
Primera imagen
ERTS-1 de Dallas,
23 de Julio 1973.
COMPONENTES
INTERACCIÓN DE LA ENERGÍA
ELECTROMAGNÉTICA EN LA SUPERFICIE
Absorción
Dispersión
Reflexión
Transmisión
Emisión
Energía
Incidente
SENSORES SATELITALES
MÉTODOS
SIG Y TELEDETECCIÓN
ANÁLISIS ESPACIAL
Datos Independientes
Suelo
Bosque
Usos de suelo
Topografia
Geologia
Lineamientos
Imágenes de satelite
Fotografias aereas
Data geofísica
Data espectral
Datos Dependiente
Terremotos
Deslizamientos
Inundaciones
Contaminación del
suelo
Recursos minerales
Gas
Petróleo
Contaminación de
aguas subterráneas
Peligros Naturales
Susceptibilidad de terremoto
Susceptibilidad de
deslizamientos
Susceptibilidad de
hundimiento de suelo
Susceptibilidad de
inundación
Recursos
Geológicos
Aguas subterráneas
Potencial geotermal
Potencial de petróleo
Potencial de gas
Potencial minero
Contaminación
Ambiental
Contaminación de suelos
Contaminación de aguas subterráneas
Modelo probabilístico
Relación de
Frecuencias
Modelo estadístico
Regresión logística
Moldelamiento de
datos
Redes Neuronales
Artificiales
Integración correlativa geoespacial
SIG
Mapeo Geológico
Selección de zonas
Mapeo litológico
Mapeo de lineamientos
Pixel(%) Evento(%) Relación de Frecuencias
Total de Clases 100 (100%) 10 (100%) 100% / 100% = 1.00
Clase 1 32 (32%) 4 (40%) 40% / 32% = 1.25
Clase 2 30 (30%) 3 (30%) 30% / 30% = 1.00
Clase 3 38 (38%) 3 (30%) 30% / 38% = 0.79
RF
1.25
1.00
Clase 2
0.79
Clase 3
RELACIÓN DE FRECUENCIAS
Clase 1
%100__
clasesdetotal
clasePorcentaje
pesoclaseEvento
REGRESIÓN LOGÍSTICA
Evento conocido: 1
vs.
Evento nulo: 0
X1
X2
X3
X4
X5
β1
β2
β3
β4
β5
p = predicción de probabilidad de la ocurrencia del evento
552211
552211
...exp1
...exp
XXX
XXXp
METODOLOGÍA
REDES NEURONALES ARTIFICIALES
APLICACIONES
POTENCIAL
MINERO
POTENCIAL MINERO
Clase Sub clase Tipo de dato Escala
Depositos Gold Point coverage 1 : 200,000
Datos Geologicos Lithology, Fault Grid 1 : 200,000
Datos Geoquímicos
Al, As, Ba, Ca, Cd, Cl-, Co,
Cr, Cu, F-, Fe, K, Li, Mg, Mn,
Na, Ni, Pb, Si, Sr, V, W, Zn
Grid 1 : 200,000
Distribución de As Distribución de Cu Distribución de Mo
Distribución de Ni Distribución de Pb Distribución de Zn
Factor
Relación de Frecuencias Coeficiente
Regresion
Logística
Peso
RNA Clase
N° de
pixeles %Area Mineral occ. %occ. RF
Cu (ppb)
1.000-2.034 2.035-2.450 2.451-2.744 2.745-2.994 2.995-3.262 3.263-3.669 3.670-3.977 3.978-4.710 4.711-7.695 7.696-2.9999
116889 116787 116603 117174 116784 116566 116422 116412 116407 116394
10.02 10.01 10.00 10.05 10.01 9.99 9.98 9.98 9.98 9.98
1 4 4 6 6 2 3 2 1 1
3.33 13.33 13.33 20.00 20.00 6.67
10.00 6.67 3.33 3.33
0.33 1.33 1.33 1.99 2.00 0.67 1.00 0.67 0.33 0.33
-0.57369 0.037
Fe (ppm)
2.00-6.77 6.78-7.86 7.87-8.88 8.89-9.91 9.92-11.12 11.13-12.99 13.00-15.76 15.77-21.24 21.25-35.77 35.78-99.99
117031 116771 116611 117384 116592 116876 116535 116233 116234 116171
10.03 10.01 10.00 10.06 10.00 10.02 9.99 9.96 9.96 9.96
2 5 4 4 6 1 2 2 3 1
6.67 16.67 13.33 13.33 20.00 3.33 6.67 6.67
10.00 3.33
0.66 1.66 1.33 1.32 2.00 0.33 0.67 0.67 1.00 0.33
0.00001 0.030
Anomalias magnéticas
(nT)
-145--101 -100--92 -91--83 -82--76 -75--68 -67--59 -58--49 -48--32 -31--9 -8-153
128137 121586 118890 131697 118478 115975 115502 110107 105926 100140
10.99 10.42 10.19 11.29 10.16 9.94 9.90 9.44 9.08 8.59
3 4 6 3 3 4 0 4 1 2
10.00 13.33 20.00 10.00 10.00 13.33 0.00
13.33 3.33 6.67
0.91 1.28 1.96 0.89 0.98 1.34 0.00 1.41 0.37 0.78
-0.00592 0.040
RESULTADOS Relación de Frecuencias
Regresión Logística Redes Neuronales
Artificiales
Validación: 65.85%
Validación: 72.23%
Validación: 71.02%
DETERMINACIÓN
DE ÁREAS
SUSCEPTIBLES A
DESLIZAMIENTOS
CATEGORIA FACTORES TIPO DE
DATO ESCALE OBSERVACIÓN
MAPA DE
PELIGROS Deslizamientos Punto -
Selección de la ubicación de
deslizamiento de tierra sobre
la base de fotografías aéreas
MAPA
TOPOGRÁFICO
Slope
Aspect
Curvature
IHT
Raster 1:5,000 Calcular de DEM
MAPA DE
SUELOS
Drenaje del suelo
Material de suelo
Espesor de suelo
Textura del suelo
Polígono 1:25,000 Tipo de suelos
MAPA FORESTAL
Diámetro de madera
Tipos de madera
Densidad de madera
Edad de madera
Polígono 1:25,000 -
MAPA DE USOS
DE SUELOS Usos de suelo Polígono 1:5,000 Tipos de usos de suelos
MAPA
GEOLÓGICO
Geología
Lineamientos Polígono 1:50,000 Tipos de litologías
(a) Pendiente (b) Aspect (c) Curvatura
(d) IHT(Indice de Humedad Topográfica) (e) Densidad de madera (f) Tipos de madera
(g) Diámetro de madera (h) Edad de madera
(j) Topografia (k) Espesor de suelo (l) Material del suelo
(m) Textura del suelo (n) Geología (o) Distancia de lineamientos
(p)Usos de suelo
Factor Clase No. de
deslizamientos % de
deslizamientos
No. De pixeles en el
dominio
% De pixeles en el dominio
Relación de frecuencias
Coeficientes Regresión Logística
Pendiente (grados)
0-3 4-9
10-14 15-19 20-23 24-26 27-29 30-33 34-37 38-78
9 42 84 136 162 144 153 212 172 147
0.71 3.33 6.66 10.79 12.85 11.42 12.13 16.81 13.64 11.66
60930 68637 62206 68832 69067 55044 57515 67003 48303 40347
10.19 11.48 10.40 11.51 11.55 9.21 9.62 11.21 8.08 6.75
0.07 0.29 0.64 0.94 1.11 1.24 1.26 1.50 1.69 1.73
0.023
Aspect
Flat area N
NE E
SE S
SW W N
0 90 108 145 210 213 206 182 107
0.00 7.14 8.56 11.50 16.65 16.89 16.34 14.43 8.49
29049 68322 78853 81330 79432 67250 67857 63988 61803
4.86 11.43 13.19 13.60 13.29 11.25 11.35 10.70 10.34
0.00 0.62 0.65 0.85 1.25 1.50 1.44 1.35 0.82
-10.220 -0.282 -0.365 -0.075 0.426 0.619 0.537 0.432 0.000
Curvatura Concave(-)
Flat Convex(+)
472 135 654
37.43 10.71 51.86
243609 118660 235615
40.75 19.85 39.41
0.92 0.54 1.32
-0.082 -0.232 0.000
Relación de Frecuencias
Resultados
Regresión Logística
Redes Neuronales
Artificiales
Validación: 82.82%
Validación: 87.72%
Validación: 81.44%
SUSCEPTIBILIDAD DE
HUNDIMIENTO DE
TIERRA
Categoria Factores Tipo de dato Escale Observación
Mapa de peligros Subsidencia Polígono 1: 5,000 Area of subsidence
Geolog Geología Polígono 1: 50,000 Type of strata
Topografía Pendiente Raster 1: 5,000 Calculate from
DEM
Extraído del mapa Altura del río Polyline 1: 1,200
DEM minus
sea level of drift
Distancia del río Polígono 1: 1,200 Buffering of drift
Pozo
Profundidad del agua
subterránea Punto
1: 5,000
IDW
(Inverse Distance
Weight)
interpolation Permeabilidad Punto
Uso de suelo Uso de suelos Polígono 1: 5,000 Type of land use
SUSCEPTIBILIDAD DE HUNDIMIENTO DE TIERRA
(a) Slope (b) Depth of drift (c) Distance from drift
(d) Permeability (e) Depth to ground
water level (f) Land use (g) geology
Factor Class
No. of
subsidenc
e
% of
subsidence
No. of
pixels in
domain
% of pixels
in
domain
FR
Logistic
regressio
n
coefficient
Depth of drift (m)
0-70 71-102 103-129 130-152 153-180 181-213 214-277 278-423
1742 121 165 116 412 12
654 14
24.00 1.67 2.27 1.60 5.68 0.17 9.01 0.19
73175 71700 73500 70875 72675 69800 69900 69000
3.48 3.41 3.50 3.37 3.46 3.32 3.32 3.28
6.90 0.49 0.65 0.47 1.64 0.05 2.71 0.06
-0.001
Distance from drift (m)
0 1 2-3 4-6 7-13 14-32 33-73 74-133 134-234 235-592
776 1341 1749 1489 1564 340
0 0 0 0
10.69 18.47 24.09 20.51 21.55 4.68 0.00 0.00 0.00 0.00
146568 244882 276530 209707 216315 207661 203623 199440 199797 198071
6.97 11.65 13.15 9.97
10.29 9.88 9.68 9.49 9.50 9.42
1.53 1.59 1.83 2.06 2.09 0.47 0.00 0.00 0.00 0.00
-0.071
Relación de Frecuencias
Regresión Logística Redes Neuronales
Artificiales
Resultados
Validación: 95.54%
Validación: 96.89%
Validación: 94.45%
POTENCIAL DE AGUAS
SUBTERRÁNEAS
POTENCIAL DE AGUAS SUBTERRÁNEAS
Categoría Factores Data type Scale
Topología
Elevación de tierra
Raster 1 : 5,000
Elevación de tierra de 300m
Elevación del terreno dentro de
Cuencas Hidrográficas
Pendiente de tierra
Pendiente del suelo dentro del
área de Cuencas
La curvatura terrestre
Índice de humedad topográfica
Densidad de río con el riego
agrícola
Densidad de río sin el riego
agrícola
Área acumulada de la cuenca
Lineamiento Densidad de lineamientos Línea -
Geología Unidades hidrogeológicas Línea 1 : 5,000
Suelo Textura del suelo Polígono 1 : 25,000
Localización de pozos
Ground
curvature River density without
agricultural irrigation Distance from
river
Cumulative
watershed area
Topographic
Wetness Index
Ground elevation Mean ground elevation
within watershed
Ground slope Mean ground slope
within watershed
Ground elevation
within 300m
Lineament
length density
Hydrogeological
units
Soil factors Lineament length
density
weighted by its length
Lineament frequency
weighted by its
length
Factor Clase No. of
pixeles en dominio
Ratio of Data
No. de pixeles
en dominio
% de pixeles
en dominio
Relación de frecuencias
Elevación
~32 ~75 ~128 ~239 240~
21600 19800 4500 3600
0
43.64 40.00 9.09 7.27 0.00
16 13 2 1 0
50.00 40.63 6.25 3.13 0.00
1.15 1.02 0.69 0.43
Pendiente
~5.0 ~17.7 ~30.3 ~45.4 45.5~
19800 15300 8100 1800 4500
40.00 30.91 16.36 3.64 9.09
14 12 3 0 3
43.75 37.50 9.38 0.00 9.38
1.09 1.21 0.57 0.00 1.03
Densidad de lineamientos
~0.507 ~0.778 ~1.003 ~1.284 1.285~
6300 6300 8100 13500 15300
12.73 12.73 16.36 27.27 30.91
12.50 12.50 6.25
31.25 37.50
3600 3600 1800 9000 10800
0.98 0.98 0.38 1.15 1.21
Unidades hidrogeológicas
P-Volc. SC-Sed.2 SC-Sed.1 NP-Volc.
Intrus.
5400 14400 5400 18900 5400
10.91 29.09 10.91 38.18 10.91
12.50 43.75 9.38
31.25 3.13
3600 12600 2700 9000 900
1.15 1.50 0.86 0.82 0.29
Resultados Relación de Frecuencias
Regresión Logística
Redes Neuronales
Artificiales
Validación: 77.78%
Validación: 79.20%
Validación: 78.73%
OTRAS APLICACIONES
Adquisición
Cal radiométrica
Cal Atmosférica
Geocodificación
Librería Espectral
Métodos de mapeo
Productos Temáticos
Modelamiento
EPITERMAL DE ORO RODALQUILAR
Margen oriental de la caldera Lomilla
Vista 3D de la superficie en composición de color: RGB = bands 3, 2, 1
Landsat TM
Composición de
cociente de bandas
Red=TM5/TM7
Green=TM5/TM4
Blue=TM3/TM1
(de Arribas et al.,
1995)
Pixeles de color
amarillo a blanco
representan áreas
de alteración argílica
avanzada
Cociente: banda 4 / banda 6 Composición de falso color
Centros de alteración
COCIENETE DE BANDAS ASTER MUESTRAN LOS CENTROS DE
ALTEACION
Mapa de alteraciones de campo(Arribas, 1995)
Cociente de bandas: 4/6
Carboneras
Town
ASTER
HyMAp
Mapeo
Mineralógico
Cuprite
*Clark & Swayze, 1995,
Mapping minerals...