LABORATORIO DE GEOTECNIA Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales
Area Sensores Remotos
Sensores Remotos Sistemas de captación de datos (1ª. Parte) Ernesto Guillermo Abril
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GeoLab, Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales CREAN, Facultad de Ciencias Agropecuarias Universidad Nacional de Córdoba - CONICET
Sistemas de adquisición de datos por imágenes Versión 1 setiembre de 2010
Introducción Durante la historia de la adquisición de datos por imágenes de sensores remotos, se ha ido sucediendo una serie de técnicas y sistemas asociados a los sucesivos avances de la tecnología acordes a distintos recursos que tales progresos fueron posibilitando. La imaginación fue impulsando dos aspectos sustanciales en estos avances: los sistemas de captación de datos y las plataformas en las cuales estos podían ser montados. Lamentablemente, debemos el singular desarrollo de las tecnologías ligadas a los sensores remotos a la industria bélica y los aspectos políticos y económicos a ella vinculados. Debemos tener siempre presente que la ciencia está empleando apenas un asomo de lo que en este campo se ha logrado, para ello basta citar que en la década del 60 ya había registros fotográficos de alta resolución de toda la Patagonia argentina (fotografías de resolución aproximada al metro del satélite estratégico Corona, de los EE.UU.) A grandes rasgos, podemos esquematizar el enorme progreso conseguido en este sentido diciendo que la tecnología ha ido desde la fotografía a los sensores digitales y desde la aeronavegación a las plataformas satelitales, con todo lo que ello implica. Existen diferentes sistemas de adquisición de datos y estos se encuentran de algún modo vinculados al tipo de plataforma en la que se montan.
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ernesto.g.abril@gmail.com - FOTOMAP Geo – Publicaciones: http://www.fotomap-geo.com/publicaciones
Los rasgos más destacados y distintivos de las posibilidades analíticas de los productos de estos sistemas son: La resolución geométrica. El significado estricto de la palabra lleva a considerar el tamaño mínimo de las cosas que el sistema permite identificar (resolución fotográfica) La resolución espectral. Se refiere a la cantidad de bandas espectrales que tiene el sistema. De algún modo es un índice objetivo de la capacidad analítica que ofrece el sistema. La resolución temporal. Entendiéndose por ella a la frecuencia de paso que el sensor ofrece, esto es, su eficiencia a la hora de monitorear o seguir la evolución de un fenómeno. La resolución radiométrica. Que describe la capacidad de resolución en
relación a la posibilidad de discriminación de niveles dentro de cada banda. Todos estos son aspectos ligados fuertemente al tipo de plataforma y al sensor empleado en la toma de los datos. Habitualmente, se resalta cada una de los primeras tres características, mientras que no se destaca lo suficiente lo concerniente a la resolución radiométrica, que se refiere al número de bits que es capaz de almacenar el sensor. El sensor TM del satélite LANDSAT tiene 8 bits, lo cual se traduce en una imagen en la que se pueden desplegar datos en 256 niveles. Hablando de cada una de las escenas monobanda, habitualmente consideramos desplegar estos datos en niveles de gris entre el negro (valor cero) y el blanco (valor 255), en lo que se da en llamar una escala de grises expresada en niveles digitales (ND).
Es importante destacar que la información que llega al sensor desde la superficie terrestre, en nuestro caso, debe por un lado “resumirse” en una unidad de resolución, en una celda que representa la superficie mínima que capta el sensor. Entonces, de esa superficie mínima de resolución parte una cantidad de haces lumínicos reflectados que se promediarán. A su vez, estos niveles de energía promedio serán expresados en la cantidad de niveles correspondiente a los bits que puede almacenar el sensor. De lo que disponemos, entonces, es de una síntesis de la energía reflectada, expresada en una gama de niveles, dentro del rango que caracteriza al sensor.
Imágenes de satélite Las imágenes de satélite resultantes del relevamiento consisten en una serie de matrices (una por cada canal) con números del 0 al 255 (la magnitud cero indica que no llega radiación y la magnitud 255 evidencia la llegada del valor máximo posible). A estos valores de la matriz se los transforma en variables físicas a través de una ecuación lineal. Los parámetros de esta ecuación se proveen junto con la imagen. Coeficientes Banda a0
a1
E0 (W/m2)
1
-0.06662095 0.04197408 138.25
2
-0.1573225
0.10345120 139.04
3
-0.1126937
0.06499743 89.1
4
-0.23285630 0.11705160 147.7
5
-0.08640033 0.02726504 44.6
7
-0.05113922 0.01692211 21.33
La tabla muestra los parámetros correspondientes a las bandas de captura de energía reflejada del LANDSAT TM. Se acompañan de la irradiancia solar extraterrestre (cantidad de energía solar que llega al límite de la atmósfera) la cual se utiliza para calcular la reflectividad.
Coeficientes para obtener valores de energía desde los niveles digitales mediante la ecuación E = a0 + a1 ND
Las matrices correspondientes a cada una de estas bandas pueden traducirse entonces a niveles de gris, por ejemplo, mediante la asignación de un tono de gris o de un color acorde a la intensidad de la reflectancia. Existe en la actualidad una gran variedad de sistemas de captación de imágenes a partir de sensores montados en plataformas remotas. Algunos son los más conocidos simplemente por ser los precursores (LANDSAT, SPOT, NOAA) o los más mostrados a través de los medios (GOES, METEOSAT). Deben destacarse al respecto dos grandes saltos cualitativos dados en la década pasada. Por un lado, la aparición de las imágenes de muy alta resolución geométrica. Debe tenerse en cuenta que se pasó de los 10m de SPOT a 1m de IKONOS. Por otro lado, se registró la aparición de sensores con una altísima resolución espectral. A partir del sensor hiperespectral EO-1 Hyperion se pasó de las tradicionales ocho bandas de LANDSAT ETM+ a nada menos que 220 bandas espectrales.
Plataformas aéreas y satelitales Dos son las plataformas ordinarias de toma de imágenes a la distancia en uso generalizado en la actualidad, las plataformas aéreas y las plataformas espaciales, orbitales o satelitales.
Las plataformas aéreas permiten tomas de imágenes mediante el empleo de aeronaves. Se trata de aviones con diferentes capacidades y alcances, que son seleccionados para montaje de diferente tipo de cámaras o sensores, de acuerdo con las necesidades que se planteen. Las plataformas orbitales, en tanto, consisten en vehículos espaciales (como el Shuttle) y satélites, a cuyo bordo se ensayan e instalan los sistemas de mayor difusión en cuanto a uso. Estas últimas, las plataformas satelitales, pueden ser de carácter orbital, como los conocidos satélites de órbita subpolar LANDSAT o NOAA-AVHRR, o los satélites orbitales geoestacionarios, de órbita sincrónica, como los muy nombrados satélites meteorológicos METEOSAT y GOES. Toda esta tecnología, lo enfatizamos, tuvo su desarrollo a partir de la industria bélica y los estudios en el campo de los estudios estratégicos. La faceta comercial de esta industria, muy conservadora, por supuesto, es la que ha permitido acceder a estos productos tecnológicos y que posibilita hoy incorporarlos a la investigación científica.
La fotografía Aérea La aerofotografía es el recurso de percepción remota más antiguo y más difundido. Se concreta a través de cámaras fotográficas montadas en aviones que vuelan entre 200m y 15000m de altura y permiten la captura de información detallada. La imagen que se acompaña pertenece a la agencia catastral de China y corresponde a una aerofotografía en alta resolución color de un vuelo no tripulado. El relevamiento estuvo destinado a la visualización de los daños provocados por el reciente alud registrado en China, el pasado 10 de agosto de 2010.
Las fotografías aéreas ofrecen un inventario visual instantáneo y multitemático de una porción reducida de la superficie del terreno y permiten la creación de mapas detallados. Puede, en general, hablarse de dos tipos de relevamiento, aquellos dirigidos al inventario regular de datos y los que se dirigen a la cobertura de eventos particulares y puntuales, en especial las emergencias, como lo muestra el ejemplo que antecede.
En el primer caso se provee de información ordinaria en formato estándar, periódicamente (catastral para la actualización de impuestos, en particular) y en el segundo para la evaluación objetiva de casos particulares, en su mayoría siniestros, y tomar decisiones rápidas basadas en la información de superficie. Es destacable la posibilidad actual de incorporar estos testimonios gráficos a los sistemas de análisis mediante técnicas de corrección geométrica y geo referenciación, a través de lo cual es posible contrastar situaciones actuales con escenarios pasados y así proceder por comparación a evaluar objetivamente asuntos de gran extensión areal, inaccesibles o tan recientes que no hay existencia de datos al respecto.
Ambito espectral correspondiente a la fotografía pancromática.
Debe hacerse notar que los registros fotográficos siguen siendo el mejor relevamiento multitemático a partir del cual hacer posible el abordaje multidisciplinario de una cuestión o de un problema a resolver. Esta reflexión pretende destacar que las imágenes son per se una base de datos multitemática. Las fotografías aéreas son tomadas por firmas comerciales especializadas que disponen de aeronaves especialmente acondicionadas y equipadas con cámaras de gran formato.
◄ Aerofotografía pancromática en escala original 1:20000 del relevamiento de la provincia de Córdoba (Fuente: DG Catastro de la provincia de Córdoba).
Así, la configuración de las cámaras y plataformas puede agruparse en términos de convencionales y no convencionales, en función de ciertas cuestiones que podrían encuadrarse según parámetros considerados o no como estándar. La fotografía aérea vertical estándar es tomada con una cámara especial, de gran formato, que apunta hacia abajo perpendicularmente (abertura en el piso de la aeronave). Las imágenes resultantes de las aerofotografías convencionales verticales muestran detalles del terreno en forma plana y pueden ser comparadas fácilmente con los mapas y ser utilizadas con el propósito de generar cartografía temática de detalle. Son particularmente útiles en casos en los cuales no hay mapas disponibles. Las fotografías aéreas también pueden ser tomadas con cámaras de formato pequeño (35mm, 70mm), manuales o montadas en aviones no modificados. A diferencia de las citadas, se designan como relevamientos no convencionales (entre ellas se encuentra, por ej., la fotografía aérea oblicua color).
◄ La aerofotografía no convencional se toma según una dirección determinada y con un ángulo no vertical en relación con el plano del suelo. Las imágenes dan una vista real de la superficie pero distorsionada en cuanto que no es posible o es difícil localizar y medir sus elementos y poder llevarlos a la cartografía.
La comparación de fotografías de distintas fechas permite advertir los cambios que puede haber sufrido un área a través del tiempo. La estrategia de estudio que contempla la observación simple entre dos fechas es conocida como análisis temporal. El análisis multi-temporal abarca varios períodos y permite advertir tendencias, a partir de la observación de fenómenos dinámicos naturales (erosión) y antrópicos (uso de la tierra). Las fotos aéreas verticales contienen deformaciones debidas al relieve y otras distorsiones referidas a la persistencia en la dirección del vuelo y la inclinación del avión, así como la distorsión debida a las lentes. Las imágenes verticales se toman con una superposición de unas con otras, metodología llamada solapamiento. Generalmente, esta superposición es de cerca de un 60 % a lo largo de la línea de vuelo y de por lo menos un 20 % entre recorridos contiguas.
Trayectoria del vuelo
Solapado
Tomas en secuencia
La superposición entre aerofotografías contiguas permite observar un mismo lugar desde diferentes puntos de observación y, analizándose un par aerofotográfico con dispositivos llamados estereoscopios, se recrea la visión humana, pudiéndose lograr una vista tridimensional del territorio. El estereoscopio es un dispositivo en principio sencillo, tal es así que puede presentarse en modelos de bolsillo, para trabajar en campaña. También para trabajar en campaña, pero más completos, cómodos y precisos son los estereoscopios de espejos, que pueden montarse sobre un escritorio. Son los más comunes en fotointerpretación. Ya más sofisticados son los llamados interpretoscopios.
Aerofotografía en formato grande Las firmas comerciales de estudios aéreos usan aviones equipados con cámaras cartográficas en formato grande. Estas cámaras (como la Wild RC10, por ejemplo) utilizan rollos de película fotográfica de 23cm de ancho (fotografía de 23cm x 23cm).
Aerofotografía pancromática blanco y negro ► Archivos de vuelos históricos de reconocimiento sobre los efectos de los bombardeos realizados en Corea a mediados del siglo pasado.
Hay fábricas que se dedican específicamente a las variedades de película fotográfica para la fotografía aérea. Se emplea aerofotografía en escalas 1:100000, 1: 50000 y 1:25000. Para la obtención de copias, se emplea el negativo de la película. Las copias en escala 1:5000 presentan una definición excelente para realizar trabajos en niveles importantes de detalle. Entre estos, deben
destacarse los ya citados levantamientos catastrales, que los municipios emplean para la detección de edificaciones ilegales o el control de metros cubiertos para el cobro de impuestos. Se pueden realizar ampliaciones (en laboratorio fotográfico) y apreciar así los rasgos y elementos suficientes como para realizar cartografía de gran detalle o para emplear como guía de trabajo durante las labores de reconocimiento y estudios en campo.
Fotografía en Formato Pequeño Las cámaras en formato pequeño desde aeronaves comunes (aviones de alquiler) constituyen una alternativa económica para realizar vuelos de relevamiento de la situación actual. Se requiere una cámara de 35mm o 70mm, un avión liviano y medios para procesar la película. Los sistemas de 35mm son bastante convenientes debido a que existen laboratorios comerciales en casi todas partes del mundo que realizan el procesamiento de revelado y a bajo costo, por ser tan difundido.
Las fotografías oblicuas pueden tomarse con una cámara manual desde cualquier aeronave liviana. Este tipo de fotografía tiene varias desventajas, entre ellas las restricciones de altura, limitadas por lo general a los 4000m de altura sobre el piso. El tamaño de la película es pequeño, de manera que tienen que sacrificarse la resolución o bien el área a cubrir. Estas fotografías son muy útiles para estudios de reconocimiento y también para efectuar muestreos y observaciones tendientes a advertir variaciones temporales puntuales.
La fotografía Color La fotografía color recién se difunde en los años sesenta. Hasta ese entonces, la gente se había acostumbrado a ver la realidad (color) en blanco y negro (gama de grises, en realidad). Es interesante advertir cómo el cerebro decodifica/codifica señales extrañas a la realidad identificándolas con ella, fenómeno que puede advertirse en la lectura de los llamados “falso colores” aparecidos con la tecnología de los sensores remotos satelitales.
Las fotografías color normales son producidas a partir de un compuesto químico de tres capas de película fotográfica sensible a diferentes longitudes de onda. Este recurso de captación del color natural se implementa mediante la inclusión de filtros intermedios que intervienen para aislar y separar las longitudes de onda correspondientes a cada uno de los colores primarios.
Así, el rojo, el verde y el azul, impresionan emulsiones sensibles colocadas en secuencia.
Esquema de capas de emulsión sensible para obtener fotografía color:
Estructura de papel RC con revelador incorporado ►
El significado que la aparición de la película color tuvo en el ámbito científico fue muy importante. Por primera vez, el “visible” podía descomponerse para estudiar sus partes y visualizar mejor las cosas. Esto traería entonces un avance significativo en el análisis de imágenes.
Ambito espectral de la fotografía color.
Una aplicación de la fotografía color se consigue recurriendo a la agrupación de cámaras en cada una de las cuales se encuentre cargada película en blanco y negro con un filtro físico de un rango específico de longitudes de onda. Se puede lograr así, entre otras cosas, aislar cada una de las bandas componentes del espectro visible para trabajarlas independientemente. El sistema montado configura un equipo de fotografía multiespectral. El objeto de este artificio es ganar en capacidad analítica, ya que puede dividirse la información visible en sus tres diferentes niveles espectrales componentes.
Ambito del infrarrojo ► Ambito del visible ► Correspondencia cromática en fotografía infrarroja VERDE ► ROJO ► INFRARROJO ►
AZUL VERDE ROJO
Cada una de las zonas puede ser tratada para pueden ser empleadas asignándosele a cada una
del espectro en que resultará dividido el visible su mejora y análisis. Las bandas así logradas en la generación de un compuesto color, un filtro color determinado.
Estas aerofotografías son logradas con cámaras fotográficas tradicionales y se encuentran en formato llamado analógico. Para poder incorporar esta información al ámbito del procesamiento digital, hay que digitalizarla, teniendo la precaución de rescatar en el proceso el máximo de resolución del que es capaz el sistema fotográfico que se haya empleado en la toma original, para no degradar la calidad del producto.
La fotografía infrarroja La revolución se completó con la llegada de la fotografía infrarroja. Obviamente, estos avances también se debieron a la investigación en el ámbito de la estrategia militar. La fotografía infrarroja permite fotografiar una banda espectral comprendida entre los 700 y los 1200 nanómetros, ámbito no visible para el ojo humano. Las películas infrarrojas están sensibilizadas para trabajar en tales longitudes de onda. Están tratadas para que reaccionen químicamente en esa longitud de onda. Existe también en el mercado una gama de películas que simulan el efecto, con ayuda de filtros, dando como resultado un falso color. El uso más extendido de la fotografía infrarroja es en astronomía. Un enorme porcentaje de la materia componente del universo no puede
apreciarse en el visible ya que muchas zonas del espacio no irradian este tipo de ondas. La fotografía infrarroja se emplea también en medicina, como medio de diagnosis de patologías que se manifiestan en temperaturas anormales. Con la película color infrarroja, las longitudes de onda se cambian a las más largas para producir un compuesto que posee reflejos aislados de las regiones de longitud de onda del verde, el rojo y el infrarrojo cercano.
El ojo humano no puede ver la luz infrarroja, por lo que se recurre a producir un compuesto de colores falsos al hacer que las longitudes de onda del verde aparezcan azules, las rojas se vean verdes y las infrarrojas se vean rojas.
Videografía Aérea Este recurso plantea el empleo de cámaras y grabadoras de video portátiles de acceso general. Pueden ser empleadas con la misma argumentación que las cámaras fotográficas, incluso para tomas oblicuas, no estándar. La videografía aérea no es adecuada para emplearse en la elaboración de cartografía, pero tiene una gran utilidad para efectuar estudios de reconocimiento. En estos casos es posible el análisis con detenimiento, en laboratorio o en gabinete.
Aerofotografía digital Lo visto para la aerofotografía en general se aplica a los sistemas de sensores digitales, hoy tan popularizados, y que ya han reemplazado a las cámaras fotográficas tradicionales. Una de las razones es su elevada resolución y la economía en tiempos y en dinero que significa tener que obviar los procesos de revelado. Las cámaras digitales son cámaras fotográficas que capturan y almacenan imágenes digitalmente, mediante un dispositivo electrónico.
Las cámaras digitales compactas modernas son generalmente multifunción y pueden hasta filmar en ese formato.
La fotografía digital consiste en obtener imágenes mediante una cámara similar a la cámara fotográfica analógica pero, en lugar de que las imágenes queden grabadas sobre una película fotosensible para revelarse luego, mediante un proceso químico, la fotografía digital permite la capturada de las imágenes por medio de un sensor electrónico. Este se encuentra formado por múltiples unidades fotosensibles; de allí, la imagen se archiva en otro dispositivo, también electrónico, que constituye la memoria. Una de las ventajas de este sistema es que permite disponer de las imágenes al instante, lo que se traduce en que el fotógrafo pueda realizar las correcciones que considere necesarias para lograr la imagen que desea. Las cámaras digitales se pueden conectar a un ordenador y pasar y mostrar las imágenes en un monitor y se pueden procesar con programas de tratamiento y realizarles procesamientos que sean necesarios. El control fácil y rápido de la velocidad del ISO ayuda a resolver los problemas de falta o exceso de luz. Por otro lado, el costo por fotografía impresa es menor que el de la fotografía analógica, además de considerarse que se pueden realizar varias tomas y solo emplear las mejores, incluso sin necesidad de imprimirlas. La señal digital es un tipo de electromagnético. Cada signo que analizado en términos de algunas discretos, en lugar de valores dentro
señal generada por un fenómeno representa su contenido puede ser magnitudes que representan valores de un cierto rango (continuos).
◄ Ejemplos de señales analógica y digital ▲
Los sistemas digitales como los empleados por los ordenadores usan lógica de dos estados representados por dos niveles de tensión, uno alto y otro
bajo. Dichos estados se sustituyen por ceros y unos, lo que facilita la aplicación de la lógica y la aritmética binaria. Un valor digital representa un grupo continuo de valores analógicos. En una señal dada, la cantidad de valores analógicos puros será siempre infinita, mientras que los valores digitales serán siempre finitos. Por ser tales, son manejables, esto es, almacenables y transportables con fidelidad. Una ventaja interesante de la información digital es que los valores con los que se trabaja son calibrados con suma precisión y por lo tanto comparables y compatibilizables. Esto posibilita efectuar las mediciones y cálculos que se necesita realizar en la investigación científica.
Sistemas de barrido satelital La fotografía ha probado ser una importante fuente de información para la confección de mapas, a partir de la interpretación temática. Una misma fotografía puede brindar datos para realizar un mapa de vegetación, un mapa geológico, un mapa hidrográfico o cualquier otro, según sea el ángulo del análisis de los datos contenidos en ella, de allí que se hable de interpretaciones multitemáticas, a partir de una misma fuente de información. El desarrollo de plataformas satelitales de alta complejidad para la obtención de imágenes ha sido coherente con el de los sistemas de lectura o relevamiento de datos por escaneo, incorporando información multi espectral en formato digital.
Las características específicas de cada sistema varían. En general, podrían describirse diciendo que se trata de un mecanismo de barrido que permite el recorrido directo (o indirecto, a través de espejos) de sensores (unidades sensibles a señales) sobre un determinado campo visual, en dirección transversal al del recorrido del satélite (que se mueve en sentido Norte-Sur).
◄ Trayectoria del satélite (órbita) y ancho de la franja de cobertura del mecanismo de barrido multiespectral.
Este recorrido permite captar energía emitida (termal) (reflectancia, respuesta) desde la superficie relevada.
o
reflejada
La señal recibida es grabada en una unidad de almacenamiento de a bordo, que se descarga por retransmisión hacia estaciones especiales de recepción satelitales o terrenas que la re-envían al centro de recepción y almacenamiento final. Este movimiento de barrido o scanning permite capturar información del promedio de la energía proveniente de cada una de las unidades de
superficie recorridas por el sistema y confeccionar las grillas de datos de los valores de energía proveniente de cada uno de ellos, traducidos a cada una de las bandas espectrales, en una estructura conocida como grilla raster o, simplemente, raster.
La estructura raster consiste en una serie de líneas y columnas que define un sistema de celdas cada una de las cuales tiene una ubicación determinada en x y en y (coordenadas) y un valor que es el que representa la magnitud de la energía recibida por el sensor en esa posición. Los sensores que constituyen la unidad de captura de datos son detectores fotoeléctricos que miden cantidad de energía emitida o reflejada, en las partes del espectro electromagnético para la cual son calibrados o tienen sensibilidad específica (ancho de banda).
Cada uno de estos ámbitos espectrales a los cuales son sensibles los sensores es una franja del espectro electromagnético que se denomina banda espectral. Cada plataforma satelital ofrece una serie de bandas espectrales (en una determinada resolución geográfica y temporal) que son apropiadas para aplicaciones temáticas particulares y que la distinguen de las otras en cuanto a la utilidad de sus productos o prestaciones. La más difundida de las plataformas satelitales ha sido LANDSAT, correspondiente a un programa de investigación de los recursos terrestres impulsado por el gobierno de los EE.UU.
Sistema LANDSAT El sistema de satélites LANDSAT es operado hoy por el EROS Data Center, del Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS, United States Geological Survey) ( http://edc.usgs.gov ) al mando de la Compañía de Observación Satelital de la Tierra (EOSAT, Earth Observation Satellite), que
ha sido adquirida por la Corporación de Imágenes Espaciales (Space Imaging Corporation). Han habido siete satélites LANDSAT, siendo el primero lanzado en 1972. El LANDSAT 6 fracasó en su lanzamiento. El satélite LANDSAT 5 continúa aún en operaciones, siendo recientemente intervenido para prolongar su vida útil. A pesar de que ha sobrepasado largamente su programado lapso de operatividad. En 1999 fue lanzado el satélite LANDSAT 7, que sufrió posteriormente averías que subsisten a la fecha aunque, con limitaciones, sigue operativo.
El LANDSAT inicial llevaba un barredor multiespectral designado como MSS (Multi-Spectral Scanner), con cuatro bandas espectrales: azul, verde, rojo e infrarrojo cercano. El sensor MSS tenía una resolución espacial de 80m en el visible y de 120m en el IR. Ambito de LANDSAT Multi Spectral Scanner.
Luego, se decidió equipar LANDSAT con un sensor más sofisticado y abarcativo, el TM (Thematic Mapper), que capta siete bandas espectrales: azul, verde, rojo, infrarrojo cercano, dos del infrarrojo medio y una en el infrarrojo termal, con una resolución de 30m en todas las bandas y de 60m para el sensor termal. Ambito espectral de LANDSAT Thematic Mapper.
Finalmente, LANDSAT 7 fue equipado con un sensor más evolucionado aún, el sensor ETM+ (Enhanced Thematic Mapper).
El diseño de bandas de LANDSAT ETM+ presenta iguales características que el de LANDSAT TM pero ha sido mejorado tecnológicamente. También se le ha incorporado una banda de alta resolución pancromática (visible) con un pixel de 15m. Esta última prestación se encuentra suspendida por desperfectos desde 2005.
Ambito espectral de LANDSAT Enhanced Thematic Mapper.
La amplitud de barrido (franja de cobertura) de estos satélites es de 185 km de ancho y su frecuencia de paso es de 16 días. Las características específicas de esta serie pueden consultarse en nuestra página en la WEB (2)
El sistema SPOT El satélite SPOT (Système Pour L'Observation de la Terre) ( www.spot.com ) fue lanzado en el año 1985. Es operado por un consorcio francés.
Los satélites SPOT llevan dos sensores de barrido (pushbroom) de alta resolución en el visible (High Resolution Visible, HRV) que operan en modo multiespectral o pancromático.
El sensor tiene un funcionamiento como el de un escáner, pero no tiene un movimiento de barrido sensu stricto sino que el relevamiento es llevado a cabo por una densa red de detectores (uno por cada línea de la estructura 2
http://www.fotomap-geo.com/teledeteccionysig
raster), que se mueven a través de la escena.Las imágenes multiespectrales SPOT poseen una resolución espacial de 20m y las pancromáticas una resolución de 10m. Los satélites franceses SPOT 1 al 3 ofrecieron tres bandas multiespectrales: verde, rojo e infrarrojo.
Ambito espectral de SPOT 1 y 2 HRV
El SPOT 4 fue lanzado en 1998 y presenta las mismas tres bandas (verde, rojo e infrarrojo) pero se le incorporó una banda en el infrarrojo de onda corta. La banda pancromática del los SPOT 1 al 3 comprendía entre los 0,51-0,7 µm y la del SPOT 4 entre los 0,61-0,68 µm.
Ambito espectral de SPOT 4 HRVIR.
El satélite SPOT 5 fue lanzado en el año 2002. Los principales avances desde el SPOT 4 incluyen una resolución más alta para las bandas pancromáticas (de 2,5m y 10m), una resolución también más elevada para las imágenes multiespectrales (10m), en las tres bandas visibles y en la del infrarrojo cercano, y un instrumento dedicado a la adquisición de pares estereoscópicos a lo largo de la trayectoria. Todas las imágenes SPOT cubren una franja de 60 km de ancho. La novedad introducida por SPOT fue que el equipo puede ser apuntado para
captar rutas adyacentes, lo que le permite una repetitividad potencial de 12 veces sobre cualquier franja durante su período orbital total que es de 26 días. En su versión libre por convenio, se provee de imágenes NDVI llamadas decádicas (promedio del NDVI de 10 días, tres por mes), orientadas al estudio de la vegetación.
Estas escenas son conocidas como NDVI-SPOT. La compañía que regentea las ventas es Spot Image Inc.
Ambito espectral de SPOT 4 Vegetation.
Los usuarios pueden encargar productos estándar o solicitar que el satélite apunte a cualquier dirección en particular y así lograr adquisiciones especiales.
El sistema IKONOS El satélite IKONOS fue lanzado en el año 1999 por una empresa comercial llamada Space Imaging Corp. ( www.spaceimaging.com ). Esta empresa fue la primera, dentro del ámbito privado, que puso a disposición del público imágenes en muy alta resolución. Esta información era (lo es aún)
considerada estratégica, dado el nivel de detalle y la frecuencia de tomas de la que son capaces estos satélites. El IKONOS orbita la Tierra en 98 minutos y a una altura de 680 km, pasando sobre una misma longitud a la misma hora cada día. Si bien el producto revolucionó el mercado por la frecuencia y definición de las imágenes, su monopolio en la alta resolución fue bastante breve.
IKONOS provee de imágenes pancromáticas de 1m (0,45 – 0,90mm), multiespectrales de 4 m de resolución (azul: 0,45 – 0,52mm, verde: 0,51– 0,60mm, rojo: 0,63–0,70mm e infrarrojo cercano: 0,76–0,85mm).
Los relevamientos abarcan franjas de 10,5 km y, lo mismo que permite SPOT, el usuario puede personalizar sus adquisiciones.
El sistema Quick Bird El satélite Quick Bird fue lanzado en el año 2001 por la compañía Digital Globe ( www.digitalglobe.com ). La empresa ofrece imágenes de altísima resolución. Quick Bird tiene una única banda pancromática con una resolución de 61cm y sus imágenes multi espectrales poseen resolución de 2,44m. Los productos del satélite Quick Bird incluyen la banda pancromática (0,45 – 0,90mm).
Posee cuatro bandas multi espectrales (azul: 0,45 – 0,52mm, verde: 0,52 – 0,60mm, rojo: 0,63 – 0,69mm, e infrarrojo cercano: 0,76 – 0,90mm).
La franja de cobertura de este satélite es de 16,5 km y sus productos fueron espectaculares desde el inicio.
Hoy en día son muy conocidas y se encuentran conformando parte de la base de datos de Google Earth, en una versión en baja resolución para el programa en su modalidad libre.
El sistema IRS La Organización de Investigación Espacial de la India (Indian Space Research Organization) posee varios satélites en operaciones en el sistema IRS. Los datos de estos satélites son distribuidos por ANTRIX Corp. Ltd., que es la extensión comercial de la organización espacial estatal india, y por la Space Imaging Corporation, de los EE.UU. El Sensor de Imagen Lineal y Autoescaneo (LISS, Linear Imaging and Self Scanning Sensor) presenta un formato de imagen de 140 x 140 km. Por su parte, el Sensor de Campo Amplio (WiFS, Wide-Field Sensor) tiene un formato de imagen de 810 x 810 km. Los satélites IRS-1C e IRS-1D, proveen juntos una cobertura global continua con los siguientes sensores:
Las bandas que posee el sistema son: IRS-Pan: IRS-LISS3:
5,8 m de resolución pancromática
23,5 m de resolución multiespectral en las bandas: Verde (0,52-0,59mm) Rojo (0,62-0,68mm) Infrarrojo cercano (0,77-0,86mm) Infrarrojo de onda corta (1,55-1,7mm) IRS-WiFS: 180 m multiespectral en las bandas: Rojo (0,62-0,68mm) Infrarrojo cercano (0,77-0,86mm)
Cabe acotar que el desarrollo que han tenido en la India las industrias de la electrónica y la computación le han permitido un avance autónomo importante, a diferencia de lo observado para otras agencias espaciales de países del mundo en desarrollo.
El sistema NOAA-AVHRR El Radiómetro Avanzado de Muy Alta Resolución (Advanced Very High Resolution Radiometer, NOAA-AVHRR) es llevado a bordo por la serie de satélites que opera la NOAA (U.S. National Oceanic and Atmospheric Administration). Este satélite releva datos sobre una franja de 2400 km de ancho, diariamente.
El NOAA AVHRR recoge cinco bandas: una correspondiente al rojo, una al infrarrojo cercano y tres bandas dentro del infrarrojo termal. La resolución espacial del sensor es de 1,1km. Este conjunto de datos pertenece a la denominada Cobertura de Area Local (LAC, Local Area Coverage). Para el relevamiento de áreas más amplias, se encuentra disponible una versión de una resolución geográfica de 4 km que se denomina Cobertura de Area Global (GAC, Global Area Coverage). Los NOAA-AVHRR presentan resolución espacial elevada para lo que son las aplicaciones ordinarias en meteorología. Las imágenes permiten abordar elementos o patrones muy amplios, de carácter continental, siendo una muy interesante fuente de datos para estudios de tipo ambiental de monitoreo, al poseer una resolución temporal muy elevada y mostrar áreas amplias. Se trata de una muy interesante alternativa para el monitoreo sinóptico de áreas extensas. Las imágenes NOAA-AVHRR son usadas por organizaciones involucradas en la determinación de alertas tempranas regionales (fenómenos extensos).