QUE ES UNA IMAGEN SATELITAL?

Transcripción

1 PLATAFORMA SATÉLITE SENSOR: QUE ES UNA IMAGEN SATELITAL? Los satélites de observación de recursos naturales orbitan a unos 800 km de altura y van cubriendo cíclicamente franjas de la superficie terrestre, captando y enviando imágenes a las distintas estaciones receptoras en la Tierra. Los equipos sensores montados sobre los satélites pueden ser pasivos (ópticos) o activos. Los primeros captan la radiación solar reflejada por las distintas zonas de la superficie terrestre, en diversas bandas del espectro electromagnético. Ejemplo: los barredores multiespectrales de la serie LANDSAT y los sensores CCD ("Charge Coupled Device") de la serie SPOT. Los sensores activos, tales como el radar de apertura sintética (SAR en inglés), montados sobre series de satélites más recientes (ERS de Europa y RADARSAT de Canadá) envían a la superficie terrestre señales de radar y captan los ecos reflejados por los distintos elementos del terreno. Al poder operar durante el día o la noche y bajo cualquier condición de visibilidad, son útiles particularmente en regiones cercanas a los polos, en donde existe un alto porcentaje de cobertura de nubes durante gran parte del año. Dada la naturaleza de la información captada, la interpretación de estas imágenes es más compleja que en el caso de las provenientes de sensores pasivos. TOMA DE LA IMAGEN Y CARACTERÍSTICAS: A medida que el satélite avanza en su órbita, el sensor montado en el mismo va "observando" transversalmente líneas de pequeños elementos contiguos de la superficie terrestre representados como "pixeles" (del inglés PICture Element). Tales líneas, ubicadas una a continuación de la otra, van formando los cuadros de imágenes. El "pixel" es el mínimo elemento de detalle discernible que el sistema sensor puede captar, y determina la "resolución" espacial que tendrá la imagen. Las resoluciones de imágenes de satélites de uso civil más utilizadas en evaluación de recursos terrestres son de 30x30 metros, 20x20 metros ó 10x10 metros.

2 Los sensores pasivos u ópticos van captando los elementos de la superficie terrestre de la siguiente manera: el haz luminoso reflejado proveniente del elemento se separa, a través de filtros, en haces de distinta longitud de onda, dentro de los rangos visible e infrarrojo. Estas señales luminosas se convierten en señales eléctricas, que se digitalizan y almacenan como datos numéricos. Los pixeles quedan entonces agrupados en imágenes multiespectrales formadas por varias bandas o planos, que representan la reflectancia del terreno en cada una de las correspondientes bandas del espectro electromagnético. Tres de estas bandas pueden asignarse a los canales rojo, verde y azul en un monitor de video (o fotográficamente) para formar una imagen en color. La importancia de contar con planos de imágenes en distintas bandas espectrales radica en que los elementos sobre la superficie terrestre reflejan la luz solar en distintas proporciones para cada banda, y al tener un juego de datos multibanda se puede posteriormente identificar mejor dichos elementos. Los sensores activos (radar de apertura sintética), a diferencia de los pasivos, envían a Tierra señales en una dada frecuencia y reciben las señales de retorno de los distintos objetos. Las características geométricas y eléctricas del terreno (constante dieléctrica, pendiente, rugosidad, etc.), junto con la longitud de onda (frecuencia) transmitida y la polarización de la antena, determinan la intensidad de los retornos de radar. Luego se procesan los datos recibidos para formar una imagen constituida por pixeles, cada uno con un valor numérico o nivel de gris. Las imágenes de radar constan de una sola banda, por lo que pueden verse sólo en blanco y negro, pero pueden combinarse con imágenes de otras fechas o de otros sensores para formar productos en color. CÓMO SE PROCESA UNA IMAGEN SATELITAL? La imagen satelital consiste en un archivo de datos numéricos que pueden procesarse digitalmente por medio de procedimientos computacionales, que incluyen procesos matemáticos y estadísticos. Las imágenes a procesar se seleccionan en función de la aplicación, teniendo en cuenta las características requeridas: resolución espacial, fecha de toma, cantidad y tipo de bandas, etc. Los tratamientos se realizan en sistemas de procesamiento de imágenes satelitales (software y hardware apropiados), y tienen como finalidad corregir los datos, mejorar las imágenes y extraer información. La corrección de los datos se realiza debido las alteraciones que sufre la imagen por distintas causas, en el momento en que se capta la información, como por ejemplo:

3 movimientos indeseados del satélite, descalibración de los detectores, deformación por la rotación terrestre, etc. Posteriormente, pueden efectuarse procesos para mejorar visualmente la imagen y así facilitar la fotointerpretación, por ejemplo: ensanches de contraste, realces de bordes, ampliaciones digitales, combinaciones color de bandas, etc. Combinación Rojo banda 4 Verde banda 5 Azul banda 3 La vegetación aparece en tonalidades de ocres, naranjas y marrones, la ciudad y caminos en distintas intensidades de celeste, el suelo arado verde claro, el suelo desnudo celeste, la laguna azul negro y el mar azul profundo. Dependiendo de la aplicación, también se utilizan técnicas para extraer información útil. Algunos ejemplos, entre muchos otros otros, son: Clasificación multiespectral: se aplican técnicas estadísticas para identificar clases de elementos en la imagen tales como cultivos, forestación, y en general zonas uniformes. Cocientes matemáticos entre bandas: permiten separar suelo y agua, y tipos de suelo entre sí. Componentes principales: transformación matemática de los planos de imagen que permite la identificación de cierto tipo de elementos tales como rocas y distintos suelos, entre otras aplicaciones. Análisis de textura: utiliza parámatros estadísticos para evaluar las distintas texturas presentes en el terreno. Índices de vegetación: son combinaciones matemáticas entre bandas que indican la presencia y condición de la vegetación verde. Generación de modelos digitales de terreno (elevación del terreno): se realiza a partir de pares estereoscópicos, es decir imágenes de una misma zona tomada desde distintos ángulos de mira del sensor. Filtrados: permiten destacar o enmascarar características relativas a la variación espacial de los tonos de gris del terreno. Opcionalmente, los resultados obtenidos pueden integrarse con información geográfica de otro tipo (infraestructura, caminos, datos demográficos, pendiente del terreno, etc.) en sistemas de información geográfica.

4 APLICACIONES Agricultura Predicción de cosechas Evaluación de uso Degradación y erosión Mapas de suelo Imagen Spot Líneas de erosión eólica por ausencia de cubierta vegetal protectora. Forestación Identificación y cuantificación Planificación de explotaciones Tiempos de llegada en prevención de incendios Imagen Landsat TM. Lagos Nahuel Huapí y Gutierrez, en negro, y formaciones boscosas en distintos tonos y texturas. Uso de la tierra Estudios demográficos Urbanización e industrialización Vías de comunicación Capacidad de uso de la tierra Detección de cambios de uso

5 Imagen Landsat TM en color natural.se identifican rutas de acceso, infraestructura y espacios verdes. Hidrología Identificación de recursos Estudios multitemporales Inundaciones Imagen Landsat TM MSS. En color cian el cauce normal y en magenta crecida de Geología Estudios estructurales Caracterización litológica Impacto ambiental en petróleo y minería

6 Imagen Landsat TM Extremo norte del Macizo de Somuncurá (Río Negro). Las líneas paralelas son desprendimientos de la capa basáltica. Zona sur: arrastre de sedimentos de los bajos por acción eólica. En rojo: vegetación. Medio ambiente Contaminación Optimización de recursos Paisajismo Catástrofes naturales Desertización Imagen Spot Contaminación en el Río de la Plata. SERVICIOS OFRECIDOS Imágenes Landsat MSS de archivo, ampliaciones papel en laboratorio fotográfico. Interpretación temática. Mapeos y estimaciones de superficie. Diseño de metodologías para estudios específicos. Evaluaciones y diagnósticos de problemas. Cursos de capacitación, entrenamiento y actualización. Asesoramiento y consultoría técnica.

7 Combinación Imagen Landsat TM de Mar del Plata. Rojo banda 4 Verde banda 3 Azul banda 2 Se observa la vegetación en tonos rojos, la ciudad en celeste claro, el suelo desnudo en tonos grises y marrones y el agua en negro.