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3.2 — Índices Espectrales: NDVI, NDWI, NDBI y NBR

📂 Módulo 3: Técnicas de Realce y Clasificación⏱ 20 min
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3.2 — Realce Geométrico y Filtros Espaciales

Convolución, filtros de paso bajo y paso alto, operadores morfológicos

📖 20 min🗂 Módulo 3
💡

El realce geométrico actúa en el dominio espacial modificando la relación entre cada píxel y sus vecinos mediante convolución con un kernel. Los filtros de paso bajo suavizan (eliminan ruido) y los de paso alto realzan bordes y texturas.

3×3Kernel mínimo estándar
8Vecinos en conectividad cuadrada
O(n²·k²)Complejidad de la convolución
MedianaMejor filtro anti-speckle SAR
◻️

Erosión (Morfología)

Reduce zonas brillantes: cada píxel toma el mínimo de su vecindad. Elimina objetos pequeños aislados. Muy útil para limpiar clasificaciones de vegetación.

◼️

Dilatación (Morfología)

Expande zonas brillantes: cada píxel toma el máximo de su vecindad. Conecta objetos próximos. Rellena huecos en masas forestales.

🔵

Apertura (Erosión+Dilatación)

Elimina objetos pequeños sin cambiar el tamaño de los grandes. Muy usado para eliminar árboles aislados en clasificación de bosque continuo.

🔷

Cierre (Dilatación+Erosión)

Rellena huecos pequeños dentro de objetos grandes sin cambiar la forma exterior. Útil para eliminar reflexiones especulares puntuales en zonas de agua.

🔲 Simulador de Filtros Espaciales

Selecciona un filtro y observa su kernel y aplicación





Kernel (3×3):

Aplicaciones en teledetección:

TipoFrecuenciaEfectoUso teledetección
Media 3×3Paso bajoSuaviza ruidoPre-clasificación, preparación SAR
GaussianoPaso bajoSuaviza preservando bordesRuido sal/pimienta en óptico
MedianaPaso bajo (no lineal)Elimina outliers sin borrar bordesSpeckle radar SAR
LaplacianoPaso altoBordes omnidireccionalesFallas geológicas, cuencas
Sobel/PrewittPaso altoGradiente direccionalHillshade, contornos de campo
Unsharp MaskPaso alto compuestoRealce globalImágenes ópticas de alta resolución
1
Processing → Toolbox → GRASS → r.neighbors
Filtros estadísticos: media, mediana, mínimo, máximo en ventana N×N sobre cualquier raster
2
GDAL Warp o gdal_translate
Suavizado gaussiano vía opciones de remuestreo: -r average o -r bilinear con subsampling
3
Raster Calculator convolución manual
Definir kernel propio multiplicando bandas desplazadas: banda(col+1, fila) - banda(col-1, fila) = gradiente horizontal
4
Semi-Automatic Classification Plugin (SCP)
Filtros específicos para teledetección incluyendo Sobel y Laplaciano preparados para imágenes multibanda
5
Morphological filters en SAGA GIS
Erosión/dilatación/apertura/cierre sobre máscaras binarias resultantes de clasificaciones
🎯 Conceptos Clave del Realce Geométrico
  • La convolución es la operación matemática base de todos los filtros: suma ponderada del píxel y sus vecinos según el kernel
  • Paso bajo = suavizado = elimina ruido de alta frecuencia; Paso alto = realce = amplifica bordes y texturas
  • El filtro mediana es el mejor para ruido impulsivo (sal/pimienta) y para el speckle de imágenes SAR
  • Los filtros morfológicos (erosión, dilatación) son no lineales y muy efectivos para limpiar clasificaciones binarias
  • Guardar siempre la imagen original: los filtros son destructivos si se sobreescribe el archivo fuente

Conclusión del Módulo 3.2

  • ✅ Los filtros espaciales transforman el contenido frecuencial de la imagen: suavizar para análisis estadísticos, realzar para interpretación visual
  • ✅ La elección del filtro depende del tipo de ruido (gaussiano → media, sal/pimienta → mediana, speckle SAR → mediana adaptativa)
  • ✅ Los operadores morfológicos son los aliados de la post-clasificación para limpiar resultados y rellenar huecos