EL USO DE LOS SENSORES
REMOTOS EN LOS RECURSOS
NATURALES
SEGUNDA PARTE
TELEDETECCIÓN
Miguel Á. Menéndez y Virgilio Núñez
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SALTA
INSTITUTO DE RECURSOS NATURALES Y ECODESARROLLO
CÁTEDRA DE SENSORES REMOTOS
Agradecimientos:
A nuestras respectivas familias por el apoyo incondicional.
Al Ing. Pablo Alejando Campos y al Sr. Facundo Castillo Mercado por su colaboración en la realización de diferentes ilustraciones.
Palabras claves: percepción remota, sensores remotos, fotografía aérea, aerofotogrametría, fotogrametría elemental, fotointerpretación, características espectrales, recursos naturales.
Resumen:
La cátedra de Sensores Remotos desarrolló la presente edición con el objetivo de brindar un material de consulta básica y una guía didáctica de estudio para los alumnos de la carrera de Ingeniería en Recursos Naturales, Facultad de Ciencias Naturales, Universidad Nacional de Salta. El presente material de estudio es el resultado de años de docencia e investigación en las temáticas vinculadas a la utilización de las técnicas de percepción remota en la evaluación de los recursos naturales.
La primera parte del libro “El uso de los sensores remotos en los recursos naturales” trata específicamente sobre la fotografía aérea, la fotogrametría y la fotointerpretación. A modo de introducción se presentan los fundamentos básicos de la percepción remota y la utilización de las fotografías aéreas en levantamientos forestales; luego se tratan las fuentes de la energía electromagnética, y su comportamiento, desde la perspectiva de la percepción remota. A continuación, se desarrollan en detalle todos los aspectos asociados a las fotografías aéreas: las técnicas y aeronaves usadas en los vuelos fotográficos, el tipo y características de los sensores utilizados – tanto analógicos como digitales – y el procesamiento final del material obtenido para su uso en fotointerpretación. El siguiente tema ofrece al lector los principios básicos de la fotogrametría, que permiten conocer las características geométricas de las fotografías aéreas, las deformaciones que las afectan, las técnicas e instrumentos utilizados para la visión estereoscópica (en tres dimensiones) y para la obtención de medidas correctas de los objetos fotografiados. En la interpretación visual se exponen las características y las fases de la fotointerpretación, los factores que determinan el reconocimiento de un objeto, el proceso involucrado y las aplicaciones. Finalmente se tratan las características espectrales de los recursos naturales y de algunas coberturas urbanas o rurales.
Versión:
CONTENIDO
1. SATÉLITES DE OBSERVACIÓN DE LA TIERRA ...8
1.1. Reseña Histórica de los Satélites ...8
1.2. PROGRAMA SKYLAB ... 10
1.2.1. Sensor S-190 A ... 11
1.2.2. Sensor S-190 B ... 12
1.3. PROGRAMA LANDSAT ... 15
1.3.1. Principios generales y fundamentos ... 15
1.3.2. Parámetros orbitales de los programas LANDSAT 1, 2 y 3 ... 17
1.3.2.1. Sensores: Bandas Espectrales ... 17
1.3.2.2. Parámetros de las imágenes ... 18
1.3.2.3. Anotaciones al pie de la imagen ... 18
1.3.2.4. Trayectoria ... 20
1.3.3. El barredor Multiespectral MSS ... 22
1.3.3.1. Cámara vidicón de haz de retorno RBV (Return Beam Vidicon)... 22
1.3.3.2. Utilidad de las bandas del barredor multiespectral MSS ... 24
1.3.3.3. Imágenes en falso color compuesto ó IR color ... 24
1.3.3.4. Formato ... 26
1.3.4. LANDSAT 5 TM (Mapeador Temático) ... 26
1.3.4.1. Sensores ... 26
1.3.4.2. Mapeo temático ... 27
1.3.4.3. Órbita y cobertura... 27
1.3.5. LANDSAT 6 ... 28
1.3.6. El LANDSAT 7 con el sensor ETM+ ... 29
1.4. SPOT-5 Características del sensor de satélite ... 43
1.5. ASTER: Características del sensor ... 47
2.2. SATELITE IKONOS ... 50
2.3. GEOEYE ... 55
3. EL USO DEL RADAR EN LOS RECURSOS NATURALES ... 59
3.1. LOS RADARES AEROTRANSPORTADOS ... 59
3.1.1. RADAR SISTEMA SLAR... 59
3.1.1.1. Principios Generales Y Fundamentos ... 59
3.1.2. Características del radar ... 66
3.1.3. Reflexión ... 66
3.1.3.1. La antena de apertura sintética ... 76
3.2. Escorzo ... 79
3.3. Fig… Escorzo ... 80
3.4. El radarsat 2 se lanzó el 14/12/2007 con lanzador Soyuz con orbita casi polar heliosincrónica y una altitud de 798 Km., período de 100.7 minutos y una dimensión de antena de 15 metros x 1.5 m. Polarización HH HV VH VV ... 85
3.5. Aplicaciones del sistema. ... 85
3.6. La misión SRTM ... 86
3.7. Debido a que la NASA realizó una misión para el Trasbordador Espacial que parte el 11/02/2000, y cambió radicalmente los conceptos topográficos a los que estábamos acostumbrados. ... 86
3.8. Ya, a mediados de Febrero de 2000 se habían recibido y procesado los primeros datos recopilados por el Trasbordador Endeavour de lo que constituye una de las más completas y elaboradas misiones en lo referente al mapeo topográfico. ... 86
3.9. ¿Qué es la SRTM? ... 86
3.10. La misión denominada Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) es un proyecto internacional liderado por la NASA que utiliza al Transbordador Espacial equipado de un revolucionario sistema de radar, para efectuar relevamientos topográficos tridimensionales de la superficie terrestre. Se pretende configurar la más completa base de datos de imágenes topográficas de alta resolución en tres dimensiones, inexistente hasta el momento. Las tareas científicas están divididas en distintas etapas, muchas de las cuales ya fueron superadas, encontrándose a principios de Febrero al comienzo de la última de ellas que es la recopilación de los primeros datos. La fase de comienzo consistió en la denominada STS-99 Mission Overview que consistió en las operaciones que aseguraban el correcto funcionamiento del instrumental que funcionaría durante los 11 días que orbitarían la Tierra, incluyendo: ... 86
de la misma que realizó el Transbordador orbitando nuestro planeta durante esos 11 días en el mes de Febrero... 87
1. SATÉLITES DE OBSERVACIÓN DE LA TIERRA
1.1. Reseña Histórica de los Satélites
Antes de 1960 la percepción remota para el relevamiento de la superficie terrestre sólo contaba con la fotografía aérea tomada desde naves aéreas no espaciales.
En Agosto de 1959, la primera fotografía espacial (no militar) fue tomada y transmitida por el EXPLORER-6 y no pasó un año que el vehículo espacial MA-4 del Proyecto MERCURY-ATLAS (no tripulado), tomaba con una cámara automática las primeras fotografías color.
Al comenzar la década del 60, y como parte del proyecto de poner al hombre en la luna, se probaron satélites artificiales con sensores remotos para registrar parte de la superficie terrestre para luego relevar la luna y planificar el alunizaje. La información obtenida de las áreas de prueba terrestres muy pronto mostró su valor para estudios geológicos generales. Las pruebas se ampliaron para obtener información sobre agricultura, silvicultura, geografía y recursos minerales, hidrología y recursos hídricos, estudios urbanos y regionales.
Por otro lado, los EE.UU. comenzaron el relevamiento sistemático de la superficie terrestre y su atmósfera por medio de satélites espaciales, en 1960, al lanzar el TIROS-1 (Satélite de Televisión de Observación Infrarroja) para relevar información meteorológica. Posteriormente fueron lanzados más de 40 satélites meteorológicos y ambientales y en una segunda tanda (serie) de este tipo de satélites, la NASA (Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio de los EE.UU.), puso en el espacio los satélites denominados ITOS (Satélites Operacionales TIROS mejorados. Como parte de la misma serie, en 1981 se lanzaron el TIROS-N y el NOAA-C (o NOAA-7) que operaron a 830 Km. de altitud y provistos de una gran diversidad de sensores.
En Julio de 1962, el satélite experimental de comunicaciones TELSTAR-1 permitía la transmisión televisiva en blanco y negro en directo, costa a costa de los EE.UU. Al día siguiente las imágenes en blanco y negro fueron recibidas en Europa y unas semanas después la transmisión se realizaba en color. Desde 1970, el sistema de comunicaciones INTELSAT es usado por cerca de 100 países.
El primer experimento fotogeológico formal fue realizado en Junio de 1965 por la misión GT-4 (GEMINI-TITAN) tripulada por dos astronautas. Esta misión produjo una serie de fotografías, con superposición, casi verticales, del sudoeste de los EE.UU. y el norte de México, además fotografías verticales y oblicuas de zonas de América del Norte, África y Asia. La gran utilidad que ofrecieron estas imágenes para los científicos, hizo que las misiones se continuaran hasta el GT-7, incluyendo fotografías para estudios geográficos y oceanográficos.
Los esfuerzos del Servicio Geológico Norteamericano (USGS) para establecer un programa satelital de observación de los recursos terrestres, sentaron las bases del “Programa EROS” (Sistema de Observación de los Recursos de la Tierra), que fuera aprobado en 1966 por el Departamento del Interior y por la Administración Nacional Aeronáutica y del Espacio (Nacional Aeronautics and Space Administration - NASA) del Gobierno de los EE.UU.
multiespectrales blanco y negro para componer en tierra a través de un proceso, imágenes falso color, similares a las obtenidas con películas infrarrojo color. La NASA en el ERST-1 usó bandas espectrales similares a las empleadas por el APOLO-9.
En la década del 70 comenzaron los lanzamientos de los satélites ERST/LANDSAT (ERST: Satélite Tecnológico de Recursos de la Tierra; LANDSAT: Satélite Terrestre), estas denominaciones son sinónimos, siendo ERST el nombre original del programa cambiado y LANDSAT a partir del lanzamiento del ERST-2.
Objetivos del Programa ERST/LANDSAT: entre los principales pueden citarse estudios de geoestructuras regionales, hidrografía, explotación minera a cielo abierto, bosques y praderas, evaluación y planeamiento del uso de la tierra, cartografía, fenómenos ambientales, inundaciones, erosión, entre otras aplicaciones.
Lanzamientos del Programa ERST/LANDSAT: ERST-1 en Julio de 1972, LANDSAT-2 en Enero de 1975 y LANDSAT-3 en Marzo de 1978, estos tres satélites orbitaron el globo terrestre a una altura de 917 Km 14 veces al día, sobrevolando el mismo punto cada 18 días, obteniendo una resolución espacial de 79 m en los LANDSAT-1 y 2 y de 40 m en el 3.
En la década del 80 la NASA mejoró la resolución de las imágenes obtenidas usando el TM (Mapeador Temático) y modificando la altura orbital del satélite a 705 Km. Así se puso en órbita el LANDSAT-5 TM similar al anterior, pero lanzado por el “Space Shuttle o Trasbordador Espacial”, que comenzó sus operaciones en abril de 1981 sufriendo una terrible tragedia con el Challenger en 1986. A pesar de esto, las misiones del Trasbordador Espacial fueron en general exitosas, permitiendo lanzar, recuperar y reparar satélites.
En Marzo de 1973 se inició el Programa SKYLAB con el lanzamiento de una nave espacial sin tripulación, once días después la estación de 100 toneladas de peso y 390 m3 de capacidad,
fue abordada por tres astronautas. El programa comprendió tres lanzamientos con cambios de tripulación (SKYLAB II, III y IV) que duró 171 días en total, entregando como resultado 35.504 fotografías y 72.725 m de cinta magnética grabada con datos de los recursos terrestres. Esta información procesada e interpretada se usó para identificar formaciones geológicas, recursos forestales e hídricos, contaminación de aguas, enfermedades en cultivos, patrones de tormentas oceánicas, vientos superficiales y otras aplicaciones.
En 1978 el Programa SPOT fue planificado y diseñado como sistema operacional y comercial por el gobierno francés, con la participación de los gobiernos de Suecia y Bélgica.
El 22 de febrero de 1986 fue puesto en órbita el SPOT-1 (Systeme Probatoire d’Observation de la Terre) por medio de un cohete ARIANNE, lanzado desde el “Centro Espacial Guyanais” (Guyana Francesa) dependiente del CNES (Centre National d’Estudes Spatiales). El SPOT-2 lanzado y puesto en órbita desde el mismo centro espacial y por el mismo cohete que el SPOT-1, pero el 22 de Enero de 1990. Los SPOT 3 y 4 tienen programado su lanzamiento alrededor del año 2000.
Entre los objetivos principales planteados por el Programa SPOT, tenemos:
a) contribuir al relevamiento de información del globo terráqueo con percepción remota desde el espacio;
c) elaborar progresivamente una base de datos planimétricos y producir imágenes para visión estereoscópica de importantes áreas del mundo;
d) desarrollar una plataforma multivisión con sensores de conjuntos lineales para el futuro.
Se encuentra en desarrollo el “Espectrómetro Aéreo de Imágenes (AIS)”, cuyo dispositivo permitirá medir reflectancias en un rango continuo de bandas muy angostas, mejorando la información que recogen actualmente en unas pocas bandas anchas los sensores MSS y TM del LANDSAT y el HRV del SPOT.
Un prototipo del sensor AIS en una versión más avanzada se está probando a bordo de aviones U-2 de la NASA, bajo la denominación de “Programa AVARIS” (Espectrómetro Aéreo para Imágenes Visibles e Infrarrojas).
Se encuentran en proyecto para el futuro el “SISEX” (Experimento del Shuttle para Espectrómetros de Imágenes) y el AYRIS, cuyos sensores serán montados sobre una futura estación o plataforma espacial.
1.2. PROGRAMA SKYLAB
Skylab fue la primera estación espacial estadounidense y fue lanzada sin tripulación el 14 de mayo de 1973. La estación espacial fue impulsada y puesta en órbita por el cohete Saturno V (misión SL-1); durante dichas operaciones se perdieron componentes de protección importantes de la estación, impidiendo el despliegue posterior del panel solar lo que ocasionó un gran déficit energético y un sobrecalentamiento anormal.
Figura 1.1: Fotografía del Skylab. Tomado de: www.nasa.gov.
bordo. La última tripulación de la Skylab volvió a la Tierra el 8 de febrero de 1974. El 11 de julio de 1979 cayeron sus restos a tierra sobre territorio de Australia.
El Skylab fue puesto en órbita con una inclinación de 51º respecto al ecuador; completaba una órbita cada 93 minutos y repetía su trayectoria terrestre cada 5 días.
Figura 1.2. Orbita del Skylab. Fuente: Aeroterra S.A.
El objetivo de la misión comprendía los siguientes campos del conocimiento: medicina, biofísica, recursos terrestres, ingeniería, uso del ambiente espacial. Para cumplir con dichos objetivos se montaron seis sensores en la estación espacial.
Tabla 1.1. Sensores montados en el Skylab.
Sensor Descripción
S-190 A Cámara fotográfica multiespectral
S-190 B E.T.C (Earth Terrain Camera)
S-191 Espectrómetro Infrarrojo
S-192 Barredor Multiespectral
S-193 Radiómetro de Microondas
S-194 Radiómetro Banda L
Las imágenes difundidas por la NASA corresponden a los dos primeros sensores.
1.2.1. Sensor S-190 A
El sensor S-190 A estaba integrado por seis cámaras de alta precisión formando un solo conjunto. Las cámaras empleaban película de 70 mm con diferente sensibilidad y estaban equipadas con filtros específicos para registrar porciones del espectro electro magnético desde el visible al infrarrojo. Cada cámara, de formato cuadrado, permitía un registro de un área aproximada de 26.503 Km2 en el terreno.
Se utilizó el registro fotográfico multibanda ya que este proporciona una mayor discriminación de las condiciones del terreno, vegetación y agua, merced a la reflexión de las distintas cubiertas del terreno en las diferentes porciones del espectro electro magnético y su expresión en las fotografías.
Figura 1.3. El sensor S-190 A
Pese a ser pequeña, la escala obtenida con el sensor multiespectral (1: 2.860.000) resultó útil para la compilación del mapa base de uso del suelo y del inventario de recursos terrestres. Pudieron lograrse ampliaciones fotográficas de hasta 11 veces con buena resolución.
1.2.2. Sensor S-190 B
Se trataba de una sola cámara que cubría 11.881 Km2 (109 x 109 Km.) en el terreno. Fue
Figura 1.4. Sensor 190 B. Cámara de alta resolución Earth Terrain Camera (E.T.C).
Figura 1.5. Imagen tomada con el sensor 190 B de Montevideo y el río de la Plata. Fuente: http://www.geog.ucsb.edu/~jeff/115a/history/skylab.html.
Tamaños y escalas
Sensor Escala Tamaño de la copia
190 A 1 : 2.850.000 5.588.x 5,588 cm.
190 B 1 : 950.000 11,43.x 11,43 cm.
190 A 1 : 1.000.000 16 x 16 cm.
1 : 500.000 32,5.x 32,5 cm.
1 : 250.000 65 x 65 cm.
190 B 1 : 500.000 21,8 x 21,8 cm.
1 : 250.000 43 x 43 cm.
1 : 125.000 86,8 x 86,8 cm
Sensor S-190A Sensor S-190B
Figura 1.6. Área cubierta por los sensores 190A y 190B.
1.3. PROGRAMA LANDSAT
1.3.1. Principios generales y fundamentos
El primer satélite tecnológico de recursos de la tierra (ERTS 1), ahora llamado LANDSAT 1 fue lanzado el 23-VII-72 habiendo superado con seis años de permanencia en el espacio los 10 meses de vida útil preestablecida.
El lanzamiento del LANDSAT 2 se efectuó el 22-I-75; el LANDSAT 3 el 5-III-80; el 4 en julio de 1982 y el 5 en 1985.
Figura 1.7. Orbita del Landsat. www.fao.org/DOCREP/003/T0446S/T0446S04.htm
Los satélites Landsat están equipados con tres sistemas de adquisición de datos: una cámara vidicón de haz de retorno (RBV) parecido a un circuito de televisión; un barredor multiespectral (MSS) y un sistema de recopilación directa de información (DCS) que retransmite datos numéricos sobre el medio ambiente desde las plataformas de recopilación de datos situadas en tierra a un punto central. El RBV y MSS son fundamentales ya que constituyen los únicos sistemas de formación de imágenes a bordo de los satélites.
Figura 5.3.1: El Satélite LANDSAT 1 (similar al 2 y 3). Fuente : Aeroterra y www.sigagropecuario.gov.ar/catalogo-imagenes/programa-landsat.htm
El análisis de las distintas imágenes en blanco y negro o de las compuestas infrarrojas o falso color, permiten a los científicos identificar e inventariar diversos fenómenos ambientales tales como la distribución y tipo general de vegetación, estructuras geológicas regionales, áreas hidrográficas, oceánicas y nivológicas etc.
Como consecuencia de la rotación de la tierra y de que la imagen se obtiene por medio de un explorador óptico mecánico, las imágenes del MSS son paralelogramos; los lados son paralelos a la órbita del satélite. Las imágenes RBV son cuadradas debido a que ellas son obtenidas instantáneamente.
La superposición entre imágenes consecutivas es de aproximadamente 14% en el Ecuador hasta 85% en latitud 80º.
1.3.2. Parámetros orbitales de los programas LANDSAT 1, 2 y 3
Fecha de lanzamiento: Landsat 1: 23/07/1972 fuera de servicio: Enero de 1978.
Landsat 2: 22/01/1975 fuera de servicio: Febrero 1982.
Landsat 3: 05/03/1978 fuera de servicio: marzo 1983.
Altura sobre la corteza terrestre: 920 Km.
Órbita: Polar, dirección Norte -Sur. Sincrónica con el sol.
Período: 103 minutos.
Ciclo de Cubrimiento: cada 18 días (se considera c/9 días en el caso que 2 satélites (LANDSAT 1 y 2 ) están opuestos en 180º.
Área Relevada: 185 km x 185 km . = 34.225 Km
²
Superposición Lateral de la imagen: 0º = 14%; 60º = 57%; 80º =85%
Resolución espacial: 100m. aproximadamente para ambos sensores
Números de Órbitas por día: 14
Distancia entre órbitas de un periodo (N a N+1) = 2.875 km.
1.3.2.1. Sensores: Bandas Espectrales
MSS: Banda 4 = 0.5 a 0.6 pancromática (verde)
5 = 0.6 a 0.7 pancromática (rojo)
6 = 0.7 a 0.8 Infrarroja (IR cercano)
7 = 0.8 a 1.1 Infrarroja (segundo IR cercano)
RBV: Banda 1 = 0.475 a 0.575 (azul-verde)
3 = 0.690 a 0.830 (infrarrojo)
1.3.2.2. Parámetros de las imágenes
Mínimo elemento de resolución: píxel = 56 m. x 79m. = 0.4 Ha = 1.1 acre
Nº de líneas de barrido: 2.340 y c/línea con 3240 píxel - Total = 7.581.000 píxel en la imagen
Escala original: 1: 3.369.000
Tamaño original de la imagen: 70 mm.
Tamaños estándar de venta: 70 mm. (Escala 1: 3.369.000)
18.5
cm. x 18.5 cm. (Escala 1: 1.000.000)37 cm. x 37 cm. (Escala 1: 500.000)
74 cm. x 74 cm. (Escala 1: 250.000)
1.3.2.3. Anotaciones al pie de la imagen
Fecha de tomafotográfica: 23 de Feb. 73
Latitud y longitud del centro de la imagen: C S 25º 47´ W 54º 43´
Latitud y longitud del Nadir de la imagen: N S 25º 49´ W 54º 37´
MSS: tipo de Sensor: barredor multiespectral
7: Banda empleada (en este caso infrarroja 0.8 a 1.1)
R: Corresponde a imagen grabada (si es directa se usa la D)
SUN EL 47 AZO 75: Ángulo de elevación solar y ángulo acimutal solar
189: Rumbo del Satélite
2995: Nº de revolución de órbita desde el lanzamiento del satélite.
A: Antena receptora A: Alaska (G: Golstone ) (N: TTF Goddard ) (B: Brasil)
1ND1L: Datos del procesamiento de la imagen
NASA ERTS / LANDSAT: Agencia y proyecto
E-1215-13040: Nº de identificación de la imagen
E: Proyecto ERTS LANDSAT
1: Misión ERTS-1
13040: Hora de toma de la imagen fotográfica ( barrido) 13 hs., 04 min., 0 decenas de segundos
7: Clave de identificación de la banda espectral
02: Calibración radiométrica de la imagen y nº de regeneración
Marcas de registro: Son las cruces que aparecen fuera de las esquinas de la imagen; sirven para facilitar la alineación de la distintas imágenes de la misma escena.
Marcas de anotación: Latitud y Longitud fuera del borde de inscripción de la imagen a intervalos de 30´ de arco.
Escala de grises: Se usa para controlar la impresión y procesamiento.
Aspecto de una imagen en banda 7 tomada con el barredor multiespectral (MSS) donde el
formato de la imagen es un paralelogramo por ser una imagen continua afectada por el
Imagen tomada por el sensor RBV en banda 2. Por ser una imagen
instantánea es de formato cuadrado y no es afectada por el giro de la tierra. Esta imagen tiene
marcas de registro y exploración. Gentileza: Cátedra de Fotogeología.
Universidad Nacional de Salta.
1.3.2.4. Trayectoria
Fig. 5.3.2: trayectoria terrestre del Landsat.
Con las tres estaciones terrestres utilizadas, la información que cubre a los ESTADOS UNIDOS (incluyendo ALASKA y excluyendo HAWAI), Se obtiene en aproximadamente 18 minutos de operación por día.
Cubrimiento para dos orbitas en dos días consecutivos. Fuente: www.fao.org/DOCREP/003/T0446S/T0446S04.htm
1.3.3. El barredor Multiespectral MSS
Este sistema reúne información terrestre obteniendo imágenes en varias bandas espectrales simultáneamente, nominadas 4, 5, 6 y 7 (desde 0.5 a 1.1 micrones).
El explorador de 4 canales consiste en:
1-
Un reflector plano que barre líneas transversales a la línea de vuelo, de 185 Km. (100 millas náuticas) de ancho. Este barrido se efectúa por una oscilación transversal del espejo en 2º 53´48”).2-
Un telescopio que enfoca la escena terrestre desde el reflector o espejo hacia una matriz de fibras ópticas y3-
Un grupo de tubos fotomultiplicadores de receptores de imágenes.4-
Un grabador de haz electrónico convierte las señales registradas en la cinta en 4 imágenes espectrales (bandas 4 a 7) de cada escena terrestre, en una película de 70 mm. El intervalo de muestreo es de 10 microsegundos.Figura 5.3.5: El Barredor Multiespectral MSS. Aeroterra S.A.
1.3.3.1. Cámara vidicón de haz de retorno RBV (Return Beam Vidicon)
Figura 5.3.6: Cámaras RBV. Fuente: Aeroterra S.A Marcas de registro y de orientación de la
exploración del RBV . Fuente: Aeroterra S.A.
Aspecto de una imagen tomada con RBV en infrarrojo cercano. Véase las marcas fiduciales y el formato cuadrado por tratarse de una imagen instantánea.
Fuente: www.fas.org/irp/imint/docs/rst/Intro/rbv1
1.3.3.2. Utilidad de las bandas del barredor multiespectral MSS
Banda 4 (0.5 a 0.6 micrones)
Tiene la mejor penetración en el agua. Es la más eficaz para realizar estudios intrínsecos de los cuerpos de agua. Tiene sensibilidad óptima para el análisis de modelos de contaminación de aguas, turbidez, densidad de fitoplancton , topografía submarina y condiciones atmosféricas.
Posee la menor penetración en las nubes. Es conveniente para infraestructuras urbanas y de transportes, trazados de carreteras etc. Tiene máxima reflectancia en nieve seca y derretida.
Banda 5 (0.6 a 0.7 micrones)
Ofrece la mejor definición y discriminación de los modelos de contaminación del agua, turbidez, densidad de fitoplancton, topografía submarina y contaminaciones atmosféricas.
Es útil para la identificación de rasgos culturales, infraestructura urbanas y de transportes, trazado de carreteras, modelos de uso de la tierra, tipo de vegetación y su cubrimiento. Fuerte reflexión de la nieve seca y derretida. Rocas de lecho expuesto.
Banda 6 (0.7 a 0.8 micrones)
Discriminación agua/tierra; redes de drenaje; morfología de las corrientes de agua; vigor de la vegetación, estructuras de las rocas; buena penetración de las nubes.
Banda 7 (0.8 a 1.1 micrones)
Mínima penetración en el agua ; óptima discriminación agua/tierra; infalible para cartografiar costas oceánicas, lagos y tierras húmedas.
Vigor de la vegetación; redes de drenajes y morfología de las corrientes de agua. Estructuras rocosas. Tiene la máxima penetración en las nubes.
Vestigios de incendios recientes. Fuerte reflectancia en la nieve seca y reducida reflectancia en la nieve derretida (probablemente debido a la absorción por delgadas películas de agua).
1.3.3.3. Imágenes en falso color compuesto ó IR color
Figura 5.3.7: Procesado de imágenes en falso color compuesto. Aeroterra S.A.
Imagen falso color compuesto del Landsat 1 tomada el 23/02/1973En rojo se ve la cubierta de la selva circundante al Parque Nacional Iguazú y la triple frontera Argentina – Paraguay – Brasil.
Fuente: elparanaense.com.ar/paranaense/index.php
1.3.3.4. Formato
Las imágenes MSS y RBV son casi idénticas, salvo que las primeras no contienen referencias fiduciales (marcas de cuadrícula y de registro).
Las del MSS son paralelogramos pues se trata de un barrido continuo en el que influye la velocidad de rotación de la tierra ; las RBV son cuadradas pues la imagen que se obtiene es instantánea.
1.3.4. LANDSAT 5 TM (Mapeador Temático)
Comienza con el lanzamiento del Landsat 4 el 16 de Julio de 1982 pero éste tuvo problemas y continúa con el Landsat 5 el 1 de Marzo de 1984.
Objetivos:
• Acceder a la capacidad del sistema y los asociados sistemas terrestres que proveen información mejorada de los recursos terrestres.
• Proveer con eficacia y en forma continua, de datos del MSS y TM.
• Permitir la continuidad de recepción de los datos del Landsat por otras naciones.
Figura 5.3.8: Satélites Landsat 4 y 5 con sensor TM
Fuente: http://landsat.gsfc.nasa.gov/about/landsat4.html http://www.fao.org/DOCREP/003/T0446S/T044626.gif
1.3.4.1. Sensores
Posee los sensores MSS y TM, la diferencia fundamental entre los dos sensores es que el TM barre y obtiene datos en ambas direcciones, así reduce la relación de barrido y provee el tiempo de detención necesario produciendo una mejor precisión radiométrica.
configuración minimiza algunas pérdidas en la intensidad de radiación incidente. Asimismo, esto requiere que la pantalla detectora para varios anchos de bandas espectrales esté separado en el plano focal por el equivalente de varias líneas, significando que el mismo punto en el terreno no sea simultáneamente barrido en todas las 7 bandas. La precisión del registro TM, banda por banda, dependerá del tiempo preciso de registración y del perfil lineal y repetitivo del espejo barredor.
1.3.4.2. Mapeo temático
El TM opera en 7 bandas espectrales:
Banda 1 (0,45 - 0,52 m)
Elegida por su penetración en cuerpos de agua, lo que la hace adecuada para el mapeo de aguas costeras. También es adecuada para la diferenciación de suelos, vegetación y vegetación decidua de coníferas.
Banda 2 (0,52 - 0,60 m)
Seleccionada para medir picos de reflectancia verde, a fin de evaluar vigor.
Banda 3 (0,63 - 0,69 m)
Banda de absorción de la clorofila, importante para discriminación de vegetación.
Banda 4 (0,76 - 0,90 m)
Apta para determinación del contenido de biomasa y delineación de cuerpos de agua.
Banda 5 (1,55 - 1,75 m)
Indicativa del contenido de humedad de la vegetación y de la humedad del suelo. Diferencia nieve de nubes.
Banda 6 (10,40 - 12,50 m)
Banda IR termal para analizar stress de vegetación, humedad del suelo y mapeo termal.
Banda 7 (2,08 - 2,35 m)
Discriminación de tipos de rocas y mapeo hidrotermal. Única banda de aplicación geológica.
La resolución espacial del TM se perfeccionó con un píxel de 30 m en el terreno, a excepción de la banda 6 (termal), que tiene un píxel de 120 m.
El MSS en el Landsat 4 es similar a los anteriores. La óptica ha sido adaptada para que el tamaño del píxel sea similar al del Landsat 1, 2 y 3 (80m de resolución), en una orbitación de menor altura que en los satélites anteriores (750 Km contra 920 Km).
1.3.4.3. Órbita y cobertura
La órbita baja es la que hace más resolutivo al TM.
Superposición lateral en el ecuador: 6 - 7 %
Ancho de faja: 185 Km
Este satélite ya cumplió 25 años orbitando la tierra obteniendo imágenes, salvo algunas interrupciones por distintos motivos técnicos.
Cobertura de Argentina con imágenes tanto Landsat 5 (TM) como Landsat 7 (ETM +) de acuerdo a orbita (223 a 234) y fila (075 a 099) sin considerar el territorio antártico e islas del atlántico sur.
Fuente: http://www.sigagropecuario Gov.ar/images/landsat5-7.gif
Fuente: http://www.sigagropecuario.gov.ar/images/landsat5-7.gif
1.3.5. LANDSAT 6
Fuente: http://landsat.gsfc.nasa.gov/about/landsat6.html
1.3.6. El LANDSAT 7 con el sensor ETM+
Fuente: http://www.ga.gov.au/remote-sensing/satellites-
Fue lanzado el 15 de abril de 1999.
Landsat 7 Enhanced Thematic Mapper (ETM), con 15 m. de resolución en el pancromático y tres bandas espectrales de 30 m. de resolución. La banda 6 con dos rangos:6.1 y 6.2 con resolución de 60 metros
BANDAS ESPECTRALES del TM y ETM +
Anchura de banda (µm) Anchura mínima – Anchura máxima
Sensor Banda
1
Banda 2
Banda 3
Banda 4
Banda 5
Banda 6
Banda 7
Banda 8
TM 0.45 0.52 - 0.52-0.60 0.63-0.69 0.76-0.90 1.55-1.75 10.4-12.5 2.08-2.35 No existe
Resolución
(metros)
30 30 30 30 30 120 30 --
ETM + 0.45 0.52 - 0.53-0.61 0.63-0.69 0.78-0.90 1.55-1.75 10.4-12.5 2.09-2.35 .52 - .90
Región Visible Azul Visible Verde Visible Rojo Infrarrojo Cercano Infrarrojo Medio Infrarrojo Lejano Infrarrojo Medio
Visible
Pancromático
Resolución
(metros)
30 30 30 30 30 60 30 15
Comparación entre las bandas del TM y ETM plus
Resolución Espacial: Se refiere al tamaño del píxel, mínimo elemento de resolución de la imagen satelital.
Resolución Temporal: Corresponde a la repetitividad de pasadas del satélite por el mismo lugar para tomar otra imagen.
Landsat 1 – 3 : cada 18 días
Landsat 4 – 7 : cada 16 días
En Mayo de 2003 empezaron los problemas con el SLC (Scan Line Corrector), dispositivo complementario del espejo barredor que elimina el zigzag de las líneas observadas o barridas y que hasta hoy no se pudo solucionar. Solo la zona central de cada imagen está bien pero muestra un “ruido” que se acrecienta a medida que se avanza a la periferia.
Imagen completa tomada por el Landsat 7
Figura 5.3.9: Orbita del Landsat 7. Distanciamiento entre fajas del mismo día en el Ecuador
Figura 5.3.10: Orbitas recorridas en días sucesivos. Fajas adyacentes desde el día 1 al 16. El intervalo de tiempo entre orbitas adyacentes es de 7 días.
Landsa
t 7
▼ ---Hasta hoy
-Landsa
t 6
▼ Falló en
alcanzar la orbita
Landsa
t 5 ▼ sin transmisión de datos
Landsa
t 4 ▼ sin transmisión de datos
Landsa t 3 ▼ ---● Landsa t 2 ▼ ---● Landsa t 1 ▼ ---● AÑO 1 9 7 2 1 9 7 3 1 9 7 4 1 9 7 5 1 9 7 6 1 9 7 7 1 9 7 8 1 9 7 9 1 9 8 0 1 9 8 1 1 9 8 2 1 9 8 3 1 9 8 4 1 9 8 5 1 9 8 6 1 9 8 7 1 9 8 8 1 9 8 9 1 9 9 0 1 9 9 1 1 9 9 2 1 9 9 3 1 9 9 3 1 9 9 4 1 9 9 5 1 9 9 6 1 9 9 7 1 9 9 8 1 9 9 9 2 0 0 0 2 0 0 1 2 0 0 2 2 0 0 3 2 0 0 4 2 0 0 5
▼:
Año de lanzamiento
Grilla de búsqueda por path & row de las imágenes Landsat para el norte y centro de la Argentina. Esta grilla es la
que se utiliza para elegir
posteriormente las imágenes en el catálogo de la CONAE (Comisión Nacional Actividades espaciales)
5.4. PROGRAMA SPOT
El sistema SPOT fue concebido por el Centro Nacional de Estudios Espaciales en Francia, con colaboración de Bélgica y Suecia.
Fig. 5.4.3: La nave espacial SPOT
El sensor ARV
Tiene dos modos de funcionamiento:
1. Modo Pancromático (en blanco y negro), correspondiente a una observación sobre una amplia banda espectral (0,51 - 0,73 )
2. Modo multibanda (en color), correspondiente a una observación sobre tres bandas más
estrechas: 0,50 - 0,59
0,61 - 0,68
0,79 - 0,89
El píxel o mínimo elemento de resolución es de 10 m en el primer caso, y de 20 m en el segundo en mira vertical. Esta alternativa corresponde a la observación de pequeñas parcelas agrícolas, frecuentes en varios países.
Figura 5.4.4: Sensor SPOT. Detectores
La órbita es heliosincrónica, el satélite pasa por la misma traza cada 26 días (vista nadiral)
La mira vertical
Los dos instrumentos ARV están dispuestos de tal modo que si los ángulos de mira son de + - 1,8º se puede observar a la vertical del satélite una faja de terreno de 117 Km de ancho con un recubrimiento de las dos imágenes de 3 Km. Esta disposición permite tener una visión completa del globo terrestre, puesto que la distancia entre dos trazas adyacentes es de un máximo de 108 Km.
La mira vertical
Con una orientación correcta del espejo de entrada del instrumento fijada por telemando, es posible observar regiones interesantes y que no están necesariamente a la vertical del satélite. Sin embargo, éstas deben estar en una faja de 450 Km de ancho, rodeando la traza en tierra del satélite.
El ancho del segmento efectivamente observado varía entre 60 Km a la vertical del satélite y 80 Km en la mira lateral extrema.
Figura 5.4.7: Frecuencia de observaciones
Frecuencia de las observaciones
Miras verticales: cada 26 días se repite la observación en un mismo lugar, lo que causaría inconvenientes en el caso de observación de un fenómeno de evolución relativamente rápida.
Con las miras laterales puede aumentar considerablemente la frecuencia de las observaciones. Un punto podrá ser observado 7 veces si está a nivel del Ecuador y 11 veces si está a la latitud de 45º.
Si se llama D el nº del día cuando el satélite pasa a la vertical de un punto escogido los días que permiten observación es dado por las figuras.
Figura 5.4.9: La estereoscopía
La Estereoscopía
Las miras laterales permiten también obtener pares de imágenes estereoscópicas de una misma vista; estas imágenes son tomadas bajo ángulos diferentes durante las sucesivas revoluciones orbitales del satélite. La relación B/Z es de 0.75 al nivel del ecuador y 0.50 a 45º de latitud. Las aplicaciones son en geomorfología, estudios hidrogeográficos, etc.
Programación de las observaciones
A través de un programa se fijan ángulos de mira de los dos instrumentos, modos (multibanda o pancromático), emisión directa y/o grabación de datos, etc.
Adquisición de datos
Los datos se adquieren de distintas formas:
CCT: cinta compatible por computadora
Film: procedentes de centros de preprocesado de las estaciones
Niveles de preprocesado: son 4, denominados 1 A, 1 B, 2 y 5.
Formatos: 24 x 24 cm escala 1:400.000
50 x 50 cm escala 1:200.000
70 x 70 cm escala 1: 100.000
100 x 100 cm escala 1:50.000
Producción de datos
1. Copias en papel blanco y negro y transparencias en películas para cada una de las 7 bandas del TM.
2. Falso color compuesto de bandas 2, 3 y 4.
3. Cintas compatibles con computadora (CCT).
Trazas descendentes durante el día (24 horas)
Figura 5.4.10: Programación de las observaciones
Los límites de las escenas y la notación empleada para su identificación son asignados de acuerdo al Grid Reference System (GRS) el cual permite identificar la localización geográfica de las imágenes SPOT a partir de un sistema nominal de franjas (J) y columnas (K). Las imágenes SPOT necesarias para dar cubrimiento a la superficie continental de Argentina se encuentran desde la Franja J 392 hasta la J 464 y desde el K 672 hasta el K 703.
SPOT 5
(Systeme Probatoire d'Observation de la Terre)Resolución 5 m. pancromático y 2.5 m en supermodo. Los telescopios del instrumento HRV (Haute Resolution Visible) trabajan con resolución de 5 m en pancromático y con 10 m para imágenes multiespectrales; el funcionamiento en supermodo es posible usando un nuevo concepto de barrido que consiste en duplicar y dislocar de medio píxel los detectores CCD que ya existen en modo pancromático de 5 m de resolución. Esta tecnología permite que sean captadas dos veces más el área barrida, y por el procesamiento digital de la imagen se alcanza la resolución mencionada (figura 2).
1.4. SPOT-5 Características del sensor de satélite
Fecha de Lanzamiento 3 de mayo de 2002
Vehículo de lanzamiento Ariane 4
Lugar de lanzamiento Centro Espacial de Guayana, Kourou, Guyana francés
La altura de órbita 822 kilómetros
Inclinación orbital 98,7 °, heliosincrónica
Velocidad 7,4 km / segundo (26.640 km / hora)
Tiempo de cruce 10:30 AM (nodo descendente)
Período 101,4 minutos
Tiempo de revisita 2-3 días, dependiendo de la latitud
Ancho de franja 60 Km. x 60 Km. a 80 Km. en el nadir
Precisión Métrica <50 metros, exactitud de posición horizontal (CE90%)
Digitalización 8 bits
Resolución
Pan: 5m (nadir)
MS: 10m (nadir)
SWI: 20m (nadir)
Bandas
Pan: 480-710 nm
Verde: 500-590 nm
Rojo: 610-680 nm
Infrarrojo medio: 1,580-1,750 nm
EL SATELITE ARGENTINO SAC - C
OBJETIVO
La misión SAC-C cubre tanto la Observación de la Tierra como mediciones con fines científicos.
La observación de nuestro planeta, particularmente del territorio argentino, se obtiene a través de imágenes ópticas orientadas al estudio de ecosistemas terrestres y marinos.
En los aspectos científicos obtiene datos de: temperatura y vapor de agua de la atmósfera, campo magnético y onda larga del campo gravitatorio terrestre, y estudia la estructura y la dinámica de la atmósfera y de la ionosfera.
PERFIL DE LA MISIÓN
Peso 485 Kg.
Dimensiones Base:1.85m x 1.68m. Altura: 2.2 m.
Altura de la órbita 705 Km, con mantenimiento de órbita
Tipo de órbita Circular, cuasi helio sincrónica
Hora de pasada del satélite 10:25 AM ± 5 minutos
Lanzamiento 21 de Noviembre de 2000, desde
CARGA UTIL
La carga útil está constituida por las cámaras de teleobservación, provistas por Argentina, y los instrumentos científicos, provistos por diferentes países a través de la Participación Internacional.
MMRS Cámara Multiespectral de Resolución Media CONAE
HRTC Cámara pancromática de Alta Resolución CONAE
HSTC Cámara de Alta Sensibilidad CONAE
GOLPE Receptor GPS de posicionamiento global NASA
DCS Sistema de Recolección de Datos CONAE
MMP Instrumento de medición del campo geomagnético NASA/DSRI
ICARE Instrumento para determinar el efecto de partículas de alta energía en componentes electrónicos
CNES
INES Experimento de navegación y actitud ASI
El SAC-C conforma, junto con los satélites Landsat 7, EO-1 y Terra de los EEUU, la Constelación Matutina, constelación internacional para Observación de la Tierra.
CONSTELACION MATUTINA
La Constelación Matutina es una constelación internacional para la observación de la Tierra, compuesta por los satélites Landsat 7, EO-1 y Terra de los Estados Unidos de América y el SAC-C de la Argentina.
La Constelación incrementa la sinergia entre los diversos instrumentos, provee nuevas capacidades para la observación de la Tierra, explora la utilidad de técnicas de navegación autónoma y permite a los instrumentos a bordo de los distintos satélites obtener imágenes de distinta resolución en diferentes bandas espectrales en forma casi simultánea y efectuar experiencias con la constelación de satélites GPS para estudios atmosféricos de importancia, navegación, control de actitud y determinación de órbita.
En caso de desastres naturales, tales como incendios, inundaciones, etc., ambas agencias programan los satélites para la adquisición de imágenes con la mayor eficiencia posible.
Hoy en día, en percepción remota se han desarrollado y usado con marcado éxito muchos sensores con alta resolución espacial y temporal para la integración de evaluaciones de peligros naturales y en los estudios de planificación para el desarrollo; entre los más comunes están los siguientes:
ASTER (Advanced Spaceborne Termal Emisión – Reflection Radiometer)
ASTER es uno de los cinco sistemas de sensores a bordo de un satélite Terra puso en marcha en diciembre de 1999. Fue construido por un consorcio del gobierno japonés, la industria y grupos de investigación. ASTER monitorea la cobertura de nubes, los glaciares, la temperatura de la tierra, el uso de la tierra, los desastres naturales, el hielo marino, la cubierta de nieve y la vegetación en una resolución espacial de 15 a 90 metros. Las imágenes multiespectrales obtenidas a partir de este sensor con 14 colores diferentes, que permiten a los científicos a interpretar las longitudes de onda que no pueden ser vistas por el ojo humano, como infrarrojo cercano, infrarrojo de onda corta e infrarrojo térmico.
ASTER es el único instrumento de alta resolución espacial de Terra que es importante para la detección de los cambios, la calibración y / o validación, y estudios de la superficie terrestre. De los datos de ASTER se espera contribuir a una amplia gama de los cambios mundiales relacionados con áreas de aplicación, incluyendo la vegetación y la dinámica de los ecosistemas, vigilancia de los riesgos, la geología y los suelos, la superficie terrestre la climatología, la hidrología y la generación de modelos digitales de elevación (DEMs ).
1.5. ASTER: Características del sensor
Fecha de
Lanzamiento
18 de diciembre de 1999 en Vandenberg Air Force Base, California, EE.UU.
Cruce del Ecuador 10:30 AM (de norte a sur)
Inclinación órbita 98,3 grados desde el ecuador
Periodo de órbita 98,88 minutos
Resolución temporal 16 días
Resolución 15 a 90 metros
ASTER consta de tres subsistemas:
VAIC (visible infrarrojo cercano), un telescopio mirando hacia atrás que sólo se utiliza para adquirir un par de imágenes estéreo
IROC (infrarrojos de onda corta)
TIR (infrarrojo térmico)
ASTER sensor de alta resolución es capaz de producir estereoscopía (tres dimensiones) y las imágenes detalladas del terreno modelos de altura. Otras características clave de ASTER son los siguientes:
Procesos de imágenes, incluyendo ortorectification, DSMs, DTMs, y conversiones
raster-a-vector
Proporciona la visualización 3D del terreno y modelado para la planificación de
proyectos y apoyo
Incorpora datos de SIG de terceros e internacionales
Consulta sobre combinaciones de bandas más adecuadas para llevar a cabo la
distribución geográfica y características artificial que son más pertinentes al proyecto, y
realiza el análisis espectral de la cubierta de la tierra / uso de las clasificaciones y los
cambios ambientales.
Datos de alta resolución espacial en Multiespectral e infrarrojo térmico
Resolución espacial más alta reflectancia espectral de superficie, temperatura y emisividad de datos dentro de la suite instrumento Terra
Capacidad para programar en la demanda de adquisición de datos de las solicitudes
ASTER tiene 14 bandas de información:
Instrumento VNIR VAIC SWIR IROC TIR
Bandas 1-3 4-9 10-14
Resolución espacial 15m 30m 90m
Cuantificación (bits) 8 8 12
Resolución
espectral
(micrones)
Banda 1: 0.52-0.60
Banda 2: 0.63-0.69
Banda 3: 0.76-0.86
Banda 4: 1.6 -1.7
Banda 5: 2.14-2.18
Banda 6: 2.18-2.22
Banda 7: 2.23-2.28
Banda 8: 2.29-2.36
Banda 9: 2.36-2.43
Banda 10: 8.12-8.47
Banda 11 8.47-8.82
Banda 12: 8.92-9.27
Banda 13: 10.25-10.95
Banda 14: 10.95-11.65
2.
SATELITES DE ALTA RESOLUCIÓN2.1. SATELITE QUICK BIRD 2
El QuickBird es un satélite comercial de teledetección que fue puesto en órbita el 18 de octubre de 2001 y quedó situado en una órbita polar heliosincrónica a 450 Km. de la superficie terrestre
.
Resolución temporal: cada 2 a 3 días dependiendo de la latitud y ángulo de visión.
Ancho de faja: 16.5 Km.. Imagen: 16.5x16.5 Km.
Quick Bird 2, con 60 cm. de resolución en pancromático (blanco y negro) y con 2.44 m
en multiespectral en las bandas azul (0.45 -0.52 µ), verde (-0.52 – 0.6 µ), rojo(0.63 – 0.69
µ) e infrarrojo cercano(0.76 – 0.90 µ).
Imagen multiespectral en falso color bandas 4, 3, 2 del volcán Miyake – jima recogida por el satélite Quick bird
el 14 de Marzo de 2002. Obsérvese que la zona donde escurre la lava no
hay desarrollo de vegetación que se manifiesta en color rojo. La isla Miyake
– Jima de encuentra a 200Km. al sur suroeste de Tokio. La erupción comenzó en el año 2000 y fueron
evacuados todos los habitantes.
Fuente:www.eduspace.esa.int/subtopic/default.
2.2. SATELITE IKONOS
Introducción
El satélite IKONOS es el primer satélite de tipo comercial que posibilita la captación de imágenes con un metro de resolución espacial. El término "IKONOS" proviene del griego y significa "imagen".
Estas imágenes son consecuencia directa de la liberación tecnológica promovida en 1994 por el gobierno de los Estados Unidos de América. Anteriormente a esa época esta tecnología estaba disponible para satélites con fines militares.
IKONOS colecta información de cualquier zona en promedio dos veces al día, cubriendo áreas de 20.000 km2 en una misma pasada y produciendo como resultado imágenes de 1 metro de resolución cada tres días y de 2 m de resolución todos los días.
resolución. El satélite fue diseñado y fabricado por la empresa Lockheed Martin Commercial Space Systems.
El sensor digital de imágenes del satélite está diseñado para producir imágenes con elevado contraste, resolución espacial y precisión, brindando a los clientes un producto preciso y nítido. La compañía Eastman Kodak proveyó el mecanismo electro-óptico, incluyendo su ensamble con el telescopio óptico, los detectores y su ajuste al plano focal, incluyendo asimismo el mecanismo de procesamiento electrónico de alta velocidad basado en un diseño efectuado por Space Imaging.
Resultando todo un suceso, las imágenes de alta resolución del satélite IKONOS son una grata realidad y están revolucionando el mercado satelital. Anteriormente, ningún satélite comercial logró conseguir un nivel de detalle semejante.
Villa Olimpica, Sydney, Australia
Principales características del satélite:
• Fecha de lanzamiento del satélite: 24/09/99
• Lugar de lanzamiento: Vandenberg Air Force Base, California /USA
• Altitud: 681 km
• Inclinación: 98.1º
• Velocidad: 7km/s
• Sentido de la órbita: descendente
• Duración de la órbita: 98 minutos
• Tipo de órbita: sincrónica con el sol
• Angulo de visada: rápida alternancia entre diferentes ángulos
• Tiempo de revista: 1 a 3 días
• Resolución en el terreno de cada banda:
▪ Pancromática: 1m (considerando posición nominal de 26º para el
▪ nadir)
▪ Multiespectral: 4m (considerando posición nominal de 26º para el
▪ nadir)
• Bandas espectrales:
▪ Pan: 0.45 - 0.90 µm
▪ Azul: 0.45 - 0.52 µm
▪ Verde: 0.52 - 0.60 µm
Productos IKONOS:
• Pancromática 1-metro: posibilita a los usuarios distinguir rasgos con dimensiones tan pequeñas como 1 m.
• Color Multiespectral 4-metros:
posibilita a los usuarios distinguir
rasgos con dimensiones tan
pequeñas como 4 m, a partir de información tomada en tres bandas del espectro visible (azul, verde, rojo) e infrarrojo.
• Pan-Sharpened: este producto combina digitalmente las imágenes pancromáticas de 1 metro de
resolución con las imágenes
multiespectrales de 4 metros,
resultando un nuevo producto que presenta la ventaja de contar con una resolución de 1 m y con la alta
resolución espectral (mayor
Imagen Ikonos Pan-Sharpened 1-m de un sector del Gran Buenos Aires.
El área recuadrada corresponde al edificio del supermercado Carrefour de San Isidro.
o Ikonos Ortorectificadas: se trata de imágenes con precisiones de mapa métricas. Comparativamente, son productos menos costosos y de obtención más rápida que las tradicionales ortofotos aéreas.
o Los procesos de ortorectificación remueven las distorsiones introducidas por la variabilidad y geometría de relieve y re-muestrean las imágenes en una proyección de mapas escogida por el usuario. Incluye el proceso de unión o mosaicos de diferentes imágenes.
APLICACIONES Y VENTAJAS DE LAS IMAGENES IKONOS:
Las imágenes IKONOS están cambiando actualmente las formas de utilización de los productos satelitales. Por el hecho de ser IKONOS el primer satélite comercial que brinda un producto de 1 m de resolución espacial, tenemos la posibilidad de definir los tipos de estándares para imágenes de alta resolución. A través de la utilización de productos elaborados por IKONOS y otros satélites tales como LANDSAT, actualmente es posible:
• Los agricultores pueden monitorear con mayor precisión la condición y vitalidad de sus cultivos y predecir con mayor acierto sus volúmenes de cosecha; además, pueden prevenir problemas y ahorrar importantes sumas de dinero a través de su determinación en estados tempranos.
• Los científicos ambientalistas pueden predecir tendencias en áreas de elevada fragilidad ambiental.
• Los funcionarios de gobierno pueden monitorear, evaluar y planificar políticas de tipos específicos de utilización de la tierra.
• Los planificadores urbanísticos pueden evaluar los avances de planes comunales de viviendas y las compañías de seguros pueden medir y mapear daños a propiedades luego de desastres naturales.
• En las interpretaciones geológico-estructurales. A partir de la posibilidad que ofrece IKONOS de generar productos con elevado nivel de resolución y recubrimiento estereoscópico, estas imágenes resultan ser una alternativa mas junto a las fotografías aéreas.
• Mejor calidad métrica y geométrica ya que las fotografías aéreas originalmente no son productos geométricamente corregidos. Con los productos de IKONOS es posible obtener una ortoimagen que cubra totalmente el área de interés, a partir de pocos puntos de control terrestre, reduciendo así considerablemente el tiempo de procesamiento. Dichos puntos de control pueden seleccionarse a partir de información precisa ya existente (intersección de caminos, líneas sísmicas, pozos de petróleo, obras de infraestructura, etc.).
• En general no requieren procesos de unión de distintas imágenes (mosaicos).
• Mantienen uniformidad de tonos y contraste relacionada con la estabilidad de las condiciones atmosféricas durante el período de captura del satélite.
• Posibilitan la visualización e interpretación estereoscópica tradicional, más la posibilidad de realizar estéreo análisis digital.
• A diferencia de las fotografías aéreas, no es necesaria la superposición lateral, con lo cual se optimiza el costo de los pares, a la vez que se facilita el manejo de los mismos y la consecuente interpretación.
• La interpretación estereoscópica digital facilita el relevamiento y la integración de la información en una base de datos georreferenciada, posibilitando la superposición y el modelado espacial.
• Permite la utilización de diferentes combinaciones de bandas espectrales, incluyendo productos en infrarrojo, lo que aumenta considerablemente las capacidades de diferenciación y discriminación.
• Resultan más versátiles y menos costosas en el momento de extracción de información mediante procesamientos digitales, tanto con filtrados direccionales para detección de estructuras, como clasificaciones o relaciones de bandas orientadas a discriminación litológica.
• Posibilitan la obtención de cartografía de alta calidad en diferentes escalas y combinaciones de bandas, a partir de composiciones de mapas que incluyen diferentes capas temáticas superpuestas, símbolos cartográficos, leyendas, etc.
Estereoproducto consistente en dos imágenes satelitales en la misma locación en la tierra tomadas en dos diferentes perspectivas durante una pasada orbital.
2.3. GEOEYE
Fue lanzado el 6 de septiembre de 2008. Satélite de órbita polar, GeoEye-1 hace 15 órbitas por día volando a una altitud de 684 kilómetros con una velocidad de orbita de alrededor de 7,5 km por segundo ó 27.200 km/hora. Su órbita sincrónica con el sol le permite pasar sobre una zona determinada alrededor de las 10:30 de la mañana (hora local), cada día.
La totalidad del satélite es capaz de girar rápidamente en su órbita apuntando la cámara en las áreas terrestres que se encuentran directamente debajo del mismo, de lado a lado y de adelante hacia atrás. Esta característica le permite obtener mayor cantidad de imágenes durante la misma pasada.
Geo:
Es un producto que define el futuro de las imágenes de alta resolución; está disponible tanto para imágenes pancromáticas de (50 cm y 1 m de resolución) como para imágenes color o multiespectrales de 4 m de resolución, lo cual resulta excelente para una variedad de análisis y aplicaciones que requieren bandas multiespectrales.
Geo es un producto para el análisis visual e interpretativo. Sirve para la detección de cambios; vigilancia y supervisión del lugar. Incluye RPC.
Geo Professional:
Este productos es de uso regional, utilizado para el mapeo de grandes áreas; aplicaciones generales de GIS, mapeo básico, usos de suelo, desarrollo económico, análisis de propiedades inmobiliarias y seguros. Posee alta precisión posicional para aplicaciones urbanas. Es ideal para análisis detallado urbano, catastral, mapeo de infraestructura para transporte, infraestructura y planificación de servicios públicos. Este producto es ortorectificado con DEM existente, sin puntos de control en el terreno..
Geo Stereo:
SENSORES SATELITALES VIGENTES A 2005
Satélite Fecha Órbita y
cobertura Sensor Bandas Resolución Más información
ASTER
(EEUU - Japón) (Advanced Spaceborne Thermal
Emission and
Reflection Radiometer)
Con capacidad
estereoscópica
Diciembre de 1999
polar helio sincrónica 60 x 60 km
VNIR
Visible and near infrared
1 verde
15 m
Asterweb.jpl.nasa.gov/documents/aste r_user-guide_v2.pdf
2 rojo
3 IR cercano
SWIR Shortwave infrared
4 IR medio
30m
5 IR medio
6 IR medio
7 IR medio
8 IR medio
9 IR medio
TIR Thermal infrared
10 IR termal
90 m
11 IR termal
12 IR termal
13 IR termal
14 IR termal
LANDSAT 7
ETM+ (Enhanced Thematic Maper Plus)
Abril 1999 Falla Mayo 2003
polar helio sincrónica 185 km
ETM+
B azul
25 m
Agrecon.canberra.edu.au Infoterra-global.com
G verde
R rojo
NIR IR cercano
MIR IR medio
Thermal IR termal 60 m
MIR IR medio 25 m
Panchro Pancromático 12.5 m
SPOT 5 (Francia)
Con capacidad
estereoscópica
2002
polar helio sincrónica
60x60 y
120x60 km
Óptico
B1 verde
10 m Agrecon.canberra.edu.au
Infoterra-global.com www.digitalglobe.com
B2 rojo
B3 IR cercano
B4 medio
Panchr. PancromáticO 2.5 – 5 m
IKONOS (EEUU)
Septiembr e 1999
polar helio
sincrónica Óptico
Pancromático 1 m IKONOS MSP SATELLITE
Agrecon.canberra.edu.au
estereoscópica 3 rojo
4 IR cercano
QuickBird
Con capacidad
estereoscópica
Octubre de 2.001
polar helio sincrónica 16.5 km x 16.5 km 272 km2
a 0 a 25º
Panchro Pancromático 0.6 – 0.7 m
www.digitalglobe.com Multiesp
ectral
Azul
2.4 a 2.8 m Verde
Rojo
IR cercano
JERS-1
Japanese Earth Resources Satellite-1 Fuyo 1
Feb 1992 hasta Oct. 1998
Polar helio sincrónica 75 x 75 km
Escáner óptico OPS
1 verde
18 x 24 m
2 rojo
3 IR cercano
4 IR cercano
5 IR cercano
Radar SAR banda L 18 x 18 m
SAC-C
(Argentina-EEUU, Brasil,
Dinamarca, Francia, italia)
Abril 2001
polar helio sincrónica 360 km MMRS Multispectral Medium Resolution Scanner
1 Azul verdoso
175 m
www.conae.gov.ar/sac_c/
2 Verde
3 Rojo
4 IR cercano
5 IR medio
HRC High Resolution Technical Camera
3. EL USO DEL RADAR EN LOS RECURSOS NATURALES
3.1. LOS RADARES AEROTRANSPORTADOS
3.1.1. RADAR SISTEMA SLAR
3.1.1.1. Principios Generales Y Fundamentos
El radar es de los sensores corrientemente empleados, el que produce su propia iluminación en forma de ondas de radio (sensor activo).
Como se conocen exactamente las propiedades de la radiación emitida, se puede saber exactamente el tiempo que demora la onda en ir hasta un objeto y regresar. Con ese tiempo y conociendo la velocidad de propagación de la onda, se calcula la distancia al objeto. Con los valores de distancia y velocidad calculados, se emplean en el radar para mejorar la resolución en los sistemas que forman imagen.
El RADAR (Radio Detection and Ranging) se desarrolló alrededor de 1920 por grupos militares para la detección y ubicación de aviones y barcos. Posteriormente, al finalizar la segunda guerra mundial se desarrollaron los sistemas de radar para formar imágenes.
La mayor ventaja del radar es que puede operar bajo cualquier condición atmosférica, con o sin nubes, tanto de día como de noche y sin influencia de radiaciones térmicas.
La banda activa del radar es la correspondiente al rango de microondas comprendida entre 0.75 cm (banda Ka) y 1 m (banda P), en esta ultima banda se facilita la penetración de nubes y niebla. Si la longitud de onda es superior a 3 cm., también podrá penetrar parcialmente nubes espesas (recargadas de agua) y precipitaciones pluviales.
http://webapp.ciat.cgciar.org/dtmmicroondas
