Mutltiplatform remote sensing in the radiative characterization of the terrain: land surface temperature and albedo

Abstract

[ES] La caracterización radiativa de la superficie terrestre mediante teledetección es crucial para comprender una amplia gama de características termoreflectivas, que desempeñan un papel fundamental en la gestión sostenible de los recursos naturales y la planificación efectiva de los usos del suelo. Dos de estas características destacadas son la temperatura superficial terrestre (LST) y el albedo. La temperatura superficial proporciona información crucial sobre los patrones térmicos de la tierra, mientras que el albedo ofrece una medida de la capacidad de reflexión de un material. La combinación de estos parámetros permite un análisis detallado de los intercambios energéticos entre atmósfera y superficie terrestre, lo que resulta esencial para comprender mejor los procesos ambientales y climáticos en curso. En esta tesis doctoral, se profundiza en el cálculo de LST y albedo utilizando técnicas y sensores de teledetección actuales. Por último, se amplía el conocimiento en la mejora de parámetros radiativos de entrada con un enfoque multiplataforma, mejorando la resolución espacial de la imagen mediante métodos de unmixing y optimizando la precisión radiométrica mediante ecuaciones que tienen en cuenta la función de distribución de reflectancia bidireccional (BRDF). La teledetección emerge como una herramienta indispensable para adquirir información a escala global y regional de manera eficiente e incluso gratuita. Se hace especial énfasis en las imágenes multiespectrales, que capturan información en diversas longitudes de onda, permitiendo una evaluación detallada de las características temoreflectivas mencionadas.

[EN] Earth's surface radiative characterisation by remote sensing is crucial for understanding a wide range of thermo-reflective characteristics of land covers, which play a key role in sustainable natural resource management and effective land-use planning. Two of these prominent characteristics are land surface temperature (LST) and albedo. LST provides crucial information on the thermal patterns of land covers, while albedo provides a measure of its reflective capacity. The combination of these parameters allows a detailed analysis of the energy exchanges between the atmosphere and the land surface, which is essential for a better understanding of ongoing environmental and climatic processes. In this PhD thesis, the calculation of LST and albedo is further developed using current remote sensing techniques and sensors. Finally, the knowledge on the improvement of input radiative parameters with a multi-platform approach is extended. Improving the imagery spatial resolution by means of unmixing methods and optimising radiometric accuracy by means of equations that accounts the bidirectional reflectance distribution function (BRDF). Thus, remote sensing emerges as an indispensable tool to acquire global and regional scale information efficiently and even free of charge. Special emphasis is placed on multispectral imaging, which captures information at various wavelengths, allowing a detailed assessment of the aforementioned thermos-reflective characteristics.