EL USO DE DATOS SATELITALES EN EL ANÁLISIS Y DIAGNÓSTICO DEL TERRITORIO. Potencialidades y datos disponibles. René Muñoz Ingeniero Forestal Universidad de Magallanes rene.munoz@umag.cl
Acerca del término. Percepción Remota Remote Sensing Teledetección In 1962, the first International Symposium on Remote Sensing of Environment (ISRSE) was held in Ann Arbor, Michigan, United States, where the term remote sensing (Huadong 2013)
Qué es la teledetección? La teledetección se define como el conjunto de conocimientos y técnicas utilizadas para determinar características físicas y biológicas de objetos mediante mediciones a distancia, sin el contacto material con los mismos (Lasselin y Darteyre, 1991).
Cómo funciona? A - Fuente de energía. A D B - Radiación y atmosfera. B B E G C - Interacción con el blanco (target). D - Captura de la energía por el sensor. E - Transmisión, recepción y procesamiento. C F - Interpretación y análisis. F G - Aplicación.
El desarrollo de la teledetección. En las últimas décadas la teledetección ha mostrado una creciente importancia en mucha áreas de la geociencia. Agricultura Forestal Geología Hidrología Meteorología Oceanografía La masificación de sensores, plataformas y software ha proporcionado a científicos, investigadores y profesionales de diversas áreas nuevas fuentes de información.
El desarrollo de la teledetección. Terrestres. Aéreas. Espaciales. Hasta principios de la década del 70 se utilizó principalmente imágenes aéreas. Hasta esa fecha, el uso de imágenes satelitales estaba reservado principalmente para usos militares. Desde el lanzamiento del primer satélite del programa Landsat, los datos satelitales han estado disponibles para usos civiles (SFSO 2001)
Aplicaciones. Mapeo Inventario Monitoreo Pronostico Diagnostico y análisis del territorio.
SITUACIÓN ACTUAL DE LA OBSERVACIÓN DE LA TIERRA MEDIANTE TECNOLOGÍA ESPACIAL.
SITUACIÓN ACTUAL. Fig 4. Evolución de los lanzamientos de satélites desde 1957. Basado en McDowel database. Fuente: Durrieu et al., 2013
SITUACIÓN ACTUAL. Países con satélites 1966-2016. Fuente: UCS Satellite database, http://www.ucsusa.org/
SITUACIÓN ACTUAL. 707 Propósito de satélites activos (31/12/2015). 343 7 96 67 161 Comunicación Observación de la tierra Ciencias de la tierra Navegación Obervación y ciencias del espacio Desarrollo y demostración tecnológica Fig 5. Proposito general de los satelites activos que fueron lanzados hasta el 31/12/2015. Fuente: UCS Satellite database, http://www.ucsusa.org/
50 AÑOS DE OBSERVACIÓN DE LA TIERRA DESDE EL ESPACIO El desarrollo ha contado con la transformación de: Resolución temporal Meses Días - Minutos Resolución espacial Km m -cm Resolución espectral Visible - Microondas Sistemas SAR Monopolarización Polarización completa.
LA ERA DE LAS GRANDES CANTIDADES DE DATOS NASA (ESDIS) 7.5 PB de datos 1.5 MM usuarios (2013) D E S A F Í O S O P O R T U N I D A D E S
Aplicaciones. Remote sensing of ecosystem services: A systematic review. Fig 1. Número de publicaciones anuales entre 2001 y 2013. El gráfico representa solo las investigaciones en las cuales se integraron datos satelitales en estudios relacionados con los servicios ecosistémicos. Fuente: Barbosa et al., 2015
Aplicaciones. Remote sensing of ecosystem services: A systematic review. Fig 2. Porcentaje de publicaciones que integran teledetección y servicios ecosistémicos relativo al total de las publicaciones científicas en el campo de los servicios ecosistémicos anualmente. La línea ajustada mediante regresión, muestra claramente una tendencia positiva. Fuente: Barbosa et al., 2015
Qué nos ofrecen los datos satelitales? Continuidad Asequibilidad Accesibilidad
Un ejemplo. Continuidad Asequibilidad Accesibilidad Fig 3. Número de escenas Landsat distribuidas por año. A fines de 2008, cuando se pusieron a disposición de todos los datos Landsat en los archivos de la USGS, el número de escenas osciló entre 14805 y 33583. En Noviembre de 2011, Las adquisiciones de Landsat 5 fueron suspendidas por degradación de los instrumentos, lo que explica la caída en escenas distribuidas en 2012. Fuente: Turner et al., 2014
Algunos datos de libre disposición.
Landsat 8 Cuadro 1: Bandas individuales para Landsat 8, sus características espectrales (Center Wavelength y Bandwith) y su resolución espacial (GSM Ground Sample Distance). O L I T I R S Band Name Center Wavelength (nm) Bandwidth (nm) GSD (m) Coastal/Aerosol 443 20 30 Blue 482 65 30 Green 562 75 30 Red 655 50 30 NIR (Near Infrared) 865 40 30 SWIR1 (Short Wave 1610 100 30 Infrared) SWIR2 2200 200 30 Panchromatic 590 180 15 Cirrus 1375 30 30 TIR1 10900 570 100 * (30) TIR2 12000 1000 100 * (30) Fuente: Edward et al., 2014 y Reuter et al., 2015.
Landsat 8 http://earthexplorer.usgs.gov/ http://glovis.usgs.gov/ Other Characteristics Scene size: 170 km x 185 km Design Life: Minimum of 5 years
Modelos de elevación digital http://gdem.ersdac.jspacesystems.or.jp/ http://earthexplorer.usgs.gov/ SRTM 30m
MODIS - VIIRS http://www.class.ncdc.noaa.gov/ https://lpdaac.usgs.gov/
https://scihub.esa.int/dhus/ Sentinel 1 SAR C
Sentinel 1 SAR C Fuente: European Space Agency (ESA)
Sentinel 2
http://earthexplorer.usgs.gov/ Sentinel 2
Experiencias Departamento de Ciencias Acuícolas y Agropecuarias Proyecto FONDEF - CONICYT Desarrollo de un Sistema Dinámico de Monitoreo de Pastizales en Magallanes Ejecutado entre los años 2010-2014. Su objetivo fue la generación de un sistema basado en el uso de datos satelitales que permitiera monitorear las praderas naturales de los predios ganaderos de la región, con una alta frecuencia de actualización.
Experiencias Departamento de Ciencias Acuícolas y Agropecuarias
Experiencias Departamento de Ciencias Acuícolas y Agropecuarias Tendencias de la Fenología de la Superficie Terrestre de la Isla Grande de Tierra del Fuego a partir de una serie temporal de 15 años de datos MODIS. (UMAG UBA)
Conclusiones Los datos satelitales permiten la obtención de información geográfica y ambiental de la superficie de la tierra de una forma periódica y con gran variedad de resoluciones espectrales, radiométricas y espaciales. La teledetección es una herramienta cada vez mas importante en el monitoreo de fenómenos terrestres y es claramente un insumo clave a la hora de analizar y diagnosticar el territorio deacuerdo a variables de interés. Las políticas de diversas agencias espaciales a nivel mundial permiten que en la actualidad existan una masificación de datos satelitales y aseguran una continuidad, asequibilidad y accesibilidad de los datos. En las futuras misiones espaciales se destaca el incremento de los radares de apertura sintética (SAR), los que tienen una gran potencialidad para la región de Magallanes.
Bibliografía y recursos revisados. 1. Romero, F. S. (2007). TELEDETECCION SATELITAL EN LA VISION TERRITORIAL Y SISTEMAS DE PROTECCIÓN AMBIENTAL URBANO-RURAL (2 Parte). 2. LASSELIN D y J.P. DARTEYRE. 1991. Iniciación a la teledetección y al procesamiento de imágenes. Apuntes del curso Satelites y Agricultura. Colegio de Posgraduados. Montecillos, México.3 p. 3. Turner, W., Rondinini, C., Pettorelli, N., Mora, B., Leidner, A. K., Szantoi, Z.,... & Woodcock, C. (2015). Free and open-access satellite data are key to biodiversity conservation. Biological Conservation, 182, 173-176. 4. für Statistik, B. Application of satellite remote sensing for land use statistics. 5. de Araujo Barbosa, C. C., Atkinson, P. M., & Dearing, J. A. (2015). Remote sensing of ecosystem services: A systematic review. Ecological Indicators,52, 430-443. 6. KNIGHT, E., KVARAN, G. 2014. Landsat-8 Operational Land Imager design, characterization and performance. Remote Sens. 6, 10286 10305 7. REUTER, D. C., RICHARDSON, C. M., PELLERANO, F. A., IRONS, J. R., ALLEN, R. G., ANDERSON, M., THOME, K. J. 2015. The Thermal Infrared Sensor (TIRS) on Landsat 8: Design overview and pre-launch characterization. Remote Sensing, 7(1), 1135-1153. 8. The UCS Satellite Database, Union of Concerned Scientists (UCS), Cambridge, Massachusetts, USA. 2015)[2016-02- 28]. http://www, ucsusa, org/satellite_ database. 9. Huadong, G. (2013). Earth Observation in China and the World: History and Development in 50 Years. Bulletin of the Chinese Academy of Sciences, 27(2). 10. http://database.eohandbook.com/ 11. http://earthexplorer.usgs.gov/ 12. http://glovis.usgs.gov/ 13. http://srtm.csi.cgiar.org/ 14. http://gdem.ersdac.jspacesystems.or.jp/ 15. https://scihub.esa.int/dhus/