Antecedentes. Imágenes Satelitales

Transcripción

1 Imágenes Satelitales Una imagen satelital es una representación visual de los datos reflejados por la superficie de la tierra que captura un sensor montado en un satélite artificial. Los datos son enviados a una estación terrena en donde se procesan y se convierten en imágenes, enriqueciendo nuestro conocimiento de las características de la Tierra en diferentes escalas espaciales. Los satélites de observación de la Tierra obtienen datos en el menor tiempo posible para dar seguimiento a la evolución de un fenómeno. Nunca antes se tuvo tanta información acerca de la evolución de la superficie terrestre, y lo más sorprendente es la relativa rapidez para recibir los datos en tiempo real, en un centro de control, en la oficina o incluso en la casa. Cada vez tenemos imágenes de mayor resolución, con mayor cantidad de bandas en el espectro electromagnético y mayor disponibilidad para los usuarios, lo que amplía su potencial de aprovechamiento para fines diversos. Antecedentes El 11 de octubre de 2005, el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología CONACYT celebró con la Agencia Aeroespacial Alemana (DLR), un Memorándum de Entendimiento que tiene por objeto establecer los mecanismos de cooperación, para la instalación y operación de una estación terrena, que reciba datos de percepción remota de varios satélites de observación terrestre. En octubre de 2007, entra en operación la Estación para la Recepción de Información Satelital (ERIS- Chetumal), la cual capta señales de los siguientes satélites que orbitan alrededor del planeta: ERS-2, de carácter comercial. TERRA-AQUA y LANDSAT, de carácter civil. Los datos proporcionados por estos satélites contribuyen al conocimiento geográfico de México, América Central y la zona del Caribe. Destaca su utilidad para diversas aplicaciones científicas en los campos de la meteorología, la agricultura, la biología, la silvicultura, la geología, hidrología, oceanografía, cartografía y planeación. Figura 1. Cobertura de la antena ERIS-Chetumal

2 Objetivo ERIS-Chetumal tiene como fin la recepción y el procesamiento de datos provenientes de satélites civiles y comerciales, que fortalezcan el uso de los mismos en proyectos y aplicaciones científicas de percepción remota de instituciones de gobierno, la academia y otras encargadas de la investigación en México y América Central. Ubicación Su centro de operaciones se encuentra en las instalaciones del Colegio de la Frontera Sur (ECOSUR) en Chetumal, Quintana Roo, en las coordenadas geográficas. Latitud N y Longitud O. Figura 2. Antena ERIS-Chetumal Administración Para asegurar la funcionalidad y la operación continua de ERIS-Chetumal participan la Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad CONABIO, el Colegio de la Frontera Sur Unidad Chetumal ECOSUR, CONACYT, DLR y el INEGI.

3 Imágenes recibidas LANDSAT Generalidades El Proyecto LANDSAT fue la primera misión de los Estados Unidos para obtener datos de la evolución del planeta y el medio ambiente con una serie de satélites, en apoyo a proyectos científicos. La constelación de satélites LANDSAT (LAND=tierra y SAT=satélite), que inicialmente se llamaron ERTS (Earth Resources Technology Satellites), se forma por 7 satélites, de los cuales se encuentran activos el 5 y el 7. Figura 4. Satélite LANDSAT 7. Autor NASA La Administración Nacional Aeronáutica y Espacial NASA es responsable del desarrollo y el lanzamiento de naves espaciales, mientras que el Servicio Geológico de los Estados Unidos USGS se encarga del mantenimiento y gestión de todos los datos en tierra (recepción, tratamiento, archivo, generación de productos y distribución).

4 Los satélites LANDSAT llevan a bordo diferentes instrumentos, siempre con la filosofía de captar más información de la superficie terrestre, con mayor precisión y detalle, de ahí sus mejoras radiométricas, geométricas y espaciales. Las imágenes LANDSAT compuestas por 7 u 8 bandas espectrales, fueron elegidas especialmente para el monitoreo de la vegetación y de cultivos, aplicaciones geológicas y en el estudio de los recursos naturales. Dependiendo del satélite y el sensor se incluye un canal pancromático y/o uno térmico; asimismo las resoluciones espaciales varían de 15, 30, 60 y 120m. Los datos pueden obtenerse crudos; es decir sin procesamiento, georreferidos, ortorrectificados u fusionados. Ver más... Figura 5. Imagen LANDSAT 7 formada por las bandas 1, 2 y 3, con resolución espacial de 30 m., que muestra la Sierra El Carmen y zona minera del municipio de Acuña en Coahuila. MODIS/TERRA Dentro del programa Sistema de Observación de la Tierra (EOS, por sus siglas en inglés) que encabeza la NASA, se tienen las misiones de los satélites TERRA y AQUA para obtener información que ayude al conocimiento y monitoreo del ciclo global del agua en la atmósfera, tierra y océanos. Figura 6. Película: Órbitas de los satélites TERRA y AQUA. Autor Jesse Allen, Observatorio de la Tierra de la NASA. Estos satélites llevan a bordo varios instrumentos, entre los que destaca el llamado MODIS, que da origen a imágenes hiperespectrales, cuya resolución espacial las convierte en un elemento básico para estudiar y analizar multitud de fenómenos de mesoescala. Figura 7. Película: Instrumentos del satélite AQUA. Autor Jesse Allen, Observatorio de la Tierra de la NASA Para los científicos, estas imágenes, cuyos datos comenzaron a ser colectados en febrero de 2000, son consideradas un avance importante en el sistema de observación de la tierra:

5 Tienen capacidad para captar información en 36 bandas que van desde el espectro visible hasta el infrarrojo térmico. Se reciben en tiempo real y su resolución espacial (250 metros 2 bandas, 500 metros 5 bandas y 1 km 29 bandas) las hace parecer visualmente mucho más a una imagen LANDSAT. Los datos captados se integran en tres productos básicos (MOD. 01 al 03), de los cuales se derivan toda una serie de productos seleccionando los canales de mejor respuesta al objeto de estudio (índices de vegetación, cobertura de la superficie terrestre, ocurrencia y temperatura de incendios, cobertura de nubes, concentración de aerosoles, etc) Estas imágenes también son de utilidad para el estudio de la atmósfera, la superficie terrestre, el océano, cambios meteorológicos y biológicos, monitoreo de los desastres naturales y de cultivos Ver más... Figura 8. Imagen MODIS de México tomada el día 17 de julio de ERS2 ERS(European Remote Sensing) fue la primera misión comercial de la Agencia Espacial Europea (ESA) que tuvo como propósito capturar imágenes radar con apertura sintética de microondas. Ésta abrió un nuevo campo para la aplicación en la teledetección, al observar los cambios de la tierra y permitir obtener datos con independencia de la nubosidad y existencia de luz solar en un espacio muy corto de tiempo. Sus satélites ERS-1 y ERS-2 orbitaban la Tierra con sólo 24 horas de diferencia. Una falla en el ordenador y en los giroscopios provocó el fin de las operaciones de ERS1 en el 2000, en tanto que el ERS2 permanece activo. Figura 9. Imagen del satélite ERS. Autor:ESA

6 El satélite ERS2 ha reunido datos valiosos de la superficie de la Tierra, el mar y las zonas polares. Sus imágenes de radar obtienen información de utilidad para la medición del viento, las olas del océano, el monitoreo oceánico costero, el movimiento de las capas de hielo polar y en el estudio del clima global, independientemente de las condiciones atmosféricas. Los datos de las imágenes ERS se pueden obtener como datos crudos, con corrección radiométrica o georreferidos. Figura 10. Imagen ERS2 de la Ciudad de México. Autor: ESA Combinando dos o más imágenes SAR del mismo sitio es posible detectar las ligeras alteraciones que pudieran haber ocurrido entre los instantes en que fueron adquiridas las imágenes. Esta técnica, conocida como interferometría SAR o InSAR, ha demostrado ser de gran utilidad para aplicaciones como el monitoreo de glaciares, la detección de deformaciones de la superficie y el mapeado del terreno,ver más... Figura 11. Mapa de hundimientos en la ciudad de Aguascalientes, elaborado con imágenes TERRA SAR-X. Autor: Rubén Esquivel

7 Disponibilidad El acervo de imágenes de ERIS-Chetumal es de: 1227 imágenes LANDSAT de julio de 2007 a noviembre de 2013.Ver tabulado 1180 imágenes MODIS de noviembre de 2007 a noviembre de 2013.Ver tabulado Figura 12. Imagen LANDSAT que muestra la ciudad y zona agrícola de la ciudad de Ensenada, B.C. Respecto a la disponibilidad de estos datos es conveniente mencionar que cada uno de los propietarios de los satélites ha establecido condiciones diferentes para su distribución. Las imágenes MODIS colectadas durante su operación pueden ser descargadas desde el sitio de imágenes de CONABIOftp:// /BIN_level1b/ Las imágenes LANDSAT, también de distribución gratuita, pueden solicitarse al instituto de acuerdo al procedimiento descrito para dichas imágenes en el apartado El acervo de imágenes del INEGI o desde la página de la USGS Para adquirir datos del satélite ERS-2 capturadas durante su operación, es necesario someter una propuesta de investigación a la Agencia Espacial Europea (ESA), para que este organismo emita un dictamen técnico de aceptación o rechazo. Para ello, es necesario llenar un formulario y enviarlo a la cuenta de correo electrónico eohelp@esa.int. La información completa sobre los requisitos por cumplir, se puede encontrar en Cabe resaltar que estas imágenes no se obtuvieron de manera regular para el territorio mexicano, solo es a solicitud expresa de algún determinado proyecto de investigación. A partir de noviembre de 2013, la antena dejó de ser operativa debido a problemas técnicos mecánicos por lo que detuvo toda operación. La rehabilitación de la estación está sujeta a la evaluación que realiza la Agencia Espacial Mexicana (AEM), quien es desde 2014, la entidad oficial responsable de la ERIS.

8 Qué es GPS: Se conoce como GPS a las siglas Global Positioning System que en español significa sistema de posicionamiento global. El GPS es un sistema de navegación basado en 24 satélites (21 operativos y 3 de respaldo), en órbita sobre el planeta tierra que envía información sobre la posición de una persona u objeto en cualquier horario y condiciones climáticas. El GPS fue creado, instalado y empleado en el año 1973 por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos, en un principio era de uso único y exclusivo para operaciones militares pero a partir de los años 80 el gobierno de Estados Unidos permitió a la sociedad civil gozar de este sistema de navegación. El GPS puede ser usado en barcos, camiones, aviones, carros, entre otros. Por otro lado, el GPS fue diseñado con el objetivo de que el usuario obtenga conocimiento sobre su posición, información de la dirección a la cual se dirige, velocidad, tiempo aproximado de llegada, entre otros datos. Algunos ofrecen guiado de voz, para dar instrucciones al conductor sobre los movimientos que debe realizar para seguir la dirección correcta, rutas alternativas, limitaciones de velocidad, entre otros. Ahora bien, para determinar la posición de un objeto, persona o dirección, el GPS calcula el valor de la longitud, en referencia al Meridiano de Greenwich, el valor de la latitud y, por último, el valor de la altitud. Para ubicar un punto, es esencial como mínimo cuatro satélites, y el receptor GPS recibe las señales y hora de cada uno de ellos, y a través de la triangulación calcula la posición donde se encuentra. Actualmente existen dos tipos de sistemas de navegación por satélite: GPS americano y el GLONASS controlado por el Gobierno Ruso. También, la Unión Europea intenta lanzar un sistema de navegación por satélite llamado Galileo

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