Opciones de Sensores Satelitales para el Monitoreo de Centroamérica y la Dominicana en el Contexto de REDD+ Emil ila A. Cherrington, Científico Principal i Centro del Agua del Trópico Húmedo para America Latina y el Caribe (CATHALAC) 28.02.11 Después de casi 40 años de percepción p remota ambiental desde el lanzamiento de Landsat-1 en el 23 de julio de 1972, todavía existe el problema de identificar cobertura de la tierra (delineación e cuantificación) fácilmente y con alta exactitud El Contexto 1
No obstante, existen varios fuentes de datos y varias metodologías, y experiencia in situ para la evaluación de deforestación e degradación forestal en Centroamérica y la Rep. Dominicana La Oportunidad the Regional Visualization & Monitoring System (SERVIR) Terra Aqua Mesoamerica s Earth Observation & Forecasting Platform Data ingest from EDOS EOS and Central LandSat MODIS SRTM AMSR-E IKONOS ASTER Test-bed at NASA MSFC Environmental Monitoring & Decision Support Products Operational Node at CATHALAC Panama Fires Web Interface www.servir.net Red Tides Land Cover / Use Change Users Central American Government agencies NGOs, researchers Educators, etc. Thematic Areas Agriculture Biodiversity Climate Ecosystems Energy Disasters Health Water Weather Impacts Emergency Response Policy Changes Corridor Preservation Species Preservation Sustained Development Improved livelihoods Global Earth Observation System of Systems (GEOSS) International Charter on Space and Major Disasters United Nations Space-based Platform for Information for Disaster Response (UN-SPIDER) Mesoamerican Environmental Information System (SIAM) 2
Panamá participa activamente en la implementación de la plataforma SERVIR Datos descargables Aplicaciones para mapeo en línea Herramientas para la toma de decisiones Herramientas para visualización en 3 dimensiones www.servir.net Monitoreo operacional de los océanos usando productos de la NASA Marea roja 3
Potential Impacts of Climate Change on Biodiversity in Central America, Mexico, and the Dominican Republic, CATHALAC 2008. Data derived from: NatureServe InfoNatura Species Distribution Grids. WorldClim Climate Grids: Current and Future Conditions. IUCN World Commission on Protected Areas, 2007. 4
~115,000 incendios detectados en 10 años 51.9% - incendios agrícolas 32.8% - incendios forestales,, igual a ~4,536* incendios detectados anuales 31.8% de incendios forestales ocurren cerca de la frontera agrícola 88.7% de incendios forestales ocurren en áreas protegidas Perdida: ~$270 millón / año Año País Total BZ CR DO GT HN NI PN SV 2001 125 402 326 1,758 1,232 875 452 390 5,560 2002 36 222 90 1,025 267 382 259 216 2,497 2003 858 624 528 10,907 5,614 3,470 1,168 491 23,660 2004 188 649 599 3,661 1,453 2,389 1,444 873 11,256 2005 421 314 885 7,787 3,841 2,683 418 461 16,810 2006 140 207 511 2,750 1,756 1,450 647 364 7,825 2007 474 367 642 6,271 2,089 1,218 700 421 12,182 2008 408 327 706 4,734 2,012 1,639 762 271 10,859 2009 341 360 462 6,775 2,768 2,043 1,223 401 14,373 2010 345 433 517 4,674 1,551 1,900 439 352 10,211 % 2.9% 3.4% 4.6% 43.7% 19.6% 15.7% 6.5% 3.7% 115,233 5
Tipo de Fecha de producto los No. imagenes 1 C. de la tierra c. 1990, c. 2000 2 C. de la tierra 1992-1993 Fecha de pub. 2005 Earth Satellite Corporation Fuente original Publicado como Imagenes utilizadas Resolucion original Cobertura Numero geografica clases GeoCover LC 1990 Landsat TM 30m global 15 USGS GLCC AVHRR 1km global 100 3 C. de la tierra 1981-1994 1998 University of Maryland GLCC AVHRR 1km global 14 4 C. de la tierra 1992-1993 1998 "Central American Vegetation/Land PROARCA / CAPAS Cover Classification AVHRR 1km regional 24 and Conservation Status" 5 C. de arboles 1992-1993 2000 University of Maryland Tree Cover Continuous Fields AVHRR 1km global 3 6 C. de la tierra 1991-1999 2002 "Central America World Bank Ecosystems Mapping Project" Landsat TM 30m regional 197 7 C. de la tierra 2000 2002 JRC GLC 2000 SPOT Vegetation 1km global 23 8 C. de la tierra 2000, 2005, 2007, 2008 2008 ESA / GeoVille DIVERSITY project MODIS 500m regional 13 9 C. de arboles 2000, 2001, 2008 2002, 2003, University of Maryland MOD44B MODIS 500m global 3 2004, 2005 10 C. de la tierra 2000, 2003, 2004, 2005 2006 University of Arkansas SERVIR MesoClass MODIS 500m regional 6 11 C. de la tierra 2005 2005 Giri & Jenkins MODIS 500m regional 9 12 C. de la tierra 2004-2006, 2009 2008 ESA / MEDIAS France GlobCover project MERIS 300m global 17 13 C. forestal 2007, 2009 2010 JAXA ALOS PALSAR 10m global 2 14 1980, 1990, C. de la tierra 2000, 2010 2011 CATHALAC / PREVDA PREVDA project MODIS 250m regional 16 6
7
8
2000-20092009 Cambio de cobertura 2000-2005-20102010 en base de NDVI Color 2000 2005 2010 Black High High High Red Low High High Green High Low High Blue High High Low Yellow Low Low High Magenta Low High Low Cyan High Low Low White Low Low Low *Áreas de cambios falsos causados por alta nubosidad Color Key Black No change: forest Red Regenerated 2000-05; no change 2005-10 Green Cut 2000-05, regenerated 2005-10 Blue No change 2000-05; cut 2005-10 Yellow No change 2000-05; regeneration 2005-10 Magenta Regenerated 2000-05, re-cut 2005-10 Cyan Cut 2000-05; no change 2005-10 White No change: non-forest 9
Análisis multi-temporal temporal de deforestación en Belize: 1980,1989, 1994, 2000, 2004, 2010 Resultados de una búsqueda en Glovis para El Salvador 262 imágenes con menos de 30% de nubosidad, entre enero de 2007 y febrero de 2009 10
Imágenes satelitales relevantes Imágenes ópticas: ALI de EO-1 (10m) ASTER de Terra (15m) Formosat-2 (2.5m) GeoEye-1 (0.6m) Hyperion de EO-1 (30m) Ikonos (1m) Landsat-5, -7 (15-30m) MODIS de Aqua y Terra (250m-1km) Quickbird (0.6m) SPOT-5 (2.5m) WorldView-2 (0.5m) Imágenes de radar: ALOS PALSAR (12.5m) ASAR de ENVISAT (30m) ERS-2 (~26m) RADARSAT-1, -2 (0.5m 100m) TerraSAR-X, Tandem-X (2.5m) 11
* * * Fuente: p. 2-25, 25, GOFC-GOLD GOLD REDD Sourcebook, Nov. 2009 edition Centroamérica: 50 imágenes cubren 50 millón de ha, ~20 GB de datos para procesar Entonces, desde L4 en 1984 hasta al presente, hay 1,000+ escenas disponible para cualquier área (23 imágenes por año por L5 y L7) 12
Mosaico satelital de Centroamérica, 2010 (época seca: 1/1/10 30/4/10) Menos que 2% de nubosidad Bosques nubosos de Centroamérica (Nair et al 2007) 13
Mosaico de imágenes JERS-1 de Japón (julio agosto 1996) Fuente: JAXA Mosaico de imágenes ALOS PALSAR de Japón (junio noviembre 2010) Imagen compuesta de radar (RGB: HH-HV / HV / HH) Producto del análisis de componentes independientes (ICA) Fuente: JAXA / Alaska Satellite Facility; procesado por SERVIR 14
Cobertura forestal, 2010 PRELIMINAR Producto del análisis de componentes independientes (ICA) Cobertura forestal, 2010 PRELIMINAR Cobertura forestal, 2005 Fuente: FONAFIFO 15
Mosaico de imágenes ALOS PALSAR de Japón (junio noviembre 2010) Imagen compuesta de radar (RGB: HH-HV / HV / HH) Imagen de radar combinada con información óptica de MODIS Fuente: JAXA / Alaska Satellite Facility; procesado por SERVIR Mosaico de imágenes ALOS PALSAR de Japón (septiembre diciembre 2010) Fuente: JAXA / Alaska Satellite Facility; procesado por SERVIR 16
1km pixels e.g. AVHRR, GOES, MODIS 500m pixels e.g. MODIS 17
250m pixels e.g. MODIS 30m pixels e.g. Landsat 18
20m pixels e.g. IRS 15m pixels e.g. ASTER, Landsat ETM (sharpened) 19
10m pixels e.g. SPOT 1m pixels e.g. Ikonos / Quickbird 20
1km 250m 30m 15m 10m 1m 21
22
Landsat 1-7 Terra EO-1 Formosat-2 GeoEye-1 WorldView-2 SPOT-5 Ikonos MSS TM / ETM+ ASTER ALI Quickbird I 0.400 Violet 1: 0.433-0.453 1: 0.40-0.45 0.445 Indigo 0.475 Blue 1: 0.45-0.52 2: 0.45-0.515 1: 0.445-0.516 2: 0.45-0.51 0.510 Green 1: 0.5-0.6 2: 0.52-0.60 1: 0.52-0.6 3: 0.525-0.605 1: 0.50-0.59 2: 0.506-0.595 3: 0.51-0.58 0.575 Yellow 4: 0.585-0.625 0590O 0.590 Orange 0.650 Red 2: 0.6-0.7 3: 0.63-0.69 2: 0.63-0.69 4: 0.63-0.69 2: 0.61-0.68 3: 0.632-0.698 5: 0.63-0.69 II 0.70 Near IR 3: 0.7-0.8 6: 0.705-0.745 0.75 4: 0.8-1.1 4: 0.76-0.90 3: 0.76-0.86 5: 0.775-0.805 3: 0.78-0.89 4: 0.757-0.853 7: 0.77-0.895 0.80 0.85 6: 0.845-0.89 8: 0.86-1.04 1.20 7: 1.2-1.3 III 1.30 Mid IR 1.55 5: 1.55-1.75 4: 1.6-1.7 8: 1.55-1.75 4: 1.58-1.75 1.60 2.10 7: 2.08-2.35 5: 2.145-2.185 9: 2.08-2.35 2.20 6: 2.185-2.225 7: 2.235-2.285 2.30 8: 2.295-2.365 9: 2.360-2.430 IV. 3.00 TIR 8.00 10: 8.125-8.475 11: 8.475-8.825 12: 8.925-9.275 6: 10.4-12.5 13: 10.25-10.95 14: 10.95-11.65 14.00 Respuestas espectrales Histogramas de cada banda Fuente: B. Howell (2006) 23
Imagen Landsat-5 (color real) Imagen Landsat-5 de (color falso) Imagen Landsat-7 (junio 2010) Imagen Landsat-5 (diciembre 2009) 24
Imagen Landsat-5 (diciembre 2009) Imagen ALOS PALSAR (junio 2010) Satélites / sensores ópticos usados para la evaluación de recursos y monitoreo de vegetación Satélite Sensor Tamaño de la escena Terra Landsat 7 ~2300km x 2300km Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM+) 183km x 170 km Terra SPOT 5 Advanced Spaceborne Thermal Emission & Reflection Radiometer (ASTER) 60km x 60km Precio por cada escena* $0 $0 $80 Precio por km 2 $0 $0 $0.02 High Resolution Geometric instrument (HRG) 60km x 60km Moderate Resolution Imaging Spectro- Radiometer (MODIS) $1,654- $4,825 Ikonos 11km x 11km $1,186- $6,388 Quickbird 16.5km x 16.5km $2,057- $10,366 $0.46- $9.80- $17- $1.34 $52.79 $38.11 Numero canales espectrales 36 9 14 5 4 4 Resolución mas alta 250m 15m 15m 2.5m 1m 0.6m Disponible desde 2000 1999 (1982**) 2000 2002 (1998) 1999 2001 25
GUATEMALA BELIZE 3. el interior ~30m ~30m 0 1 2 3 4 5 0.5 km 0 1 2 3 0.5 Miles 0 0.5 1 2 3 4 5 km 0 0.5 1 2 3 Miles Central Farm, Belice: 27 de Enero de 2004 (color falso) 26
Los arboles visibles en la imagen ASTER Fotografia del area de Central Farm area, capturado el 16 de junio de 2007 Reflectancia a través de MODIS 6/4/01 (155) 7/4/01 (185) Fuente: Gao et al (2007) 27
El algoritmo StarFM de la NASA Simulada con MODIS 10:30am 7/11/01 Actual Landsat 10:02am 7/11/01 Fuente: Gao et al (2007) Imagen meteorológica (infrarroja) de GOES de la NOAA 28
GOES-R Para lanzar en el 2015 El sensor VIIRS, el legado de MODIS Imágenes de Centroamérica cada 15 minutos Mejora la probabilidad de tener imágenes despejadas Combinados con algoritmos como STAR-FM, puede tener coberturas nacionales de 30m de resolución varias veces durante el año Gracias / Preguntas? 29