Informacion Espacial 2011

Universidad Nacional “Daniel Alcides Carrión” – Facultad de Ingeniería AmbientalUniversidad Nacional “Daniel Alcides Carrión” – Facultad de Ingeniería Ambiental

Dr. (e) Edgar BAO YALEDr. (e) Edgar BAO YALE

CARTOGRAFIA, FOTOGRAMETRIA Y CARTOGRAFIA, FOTOGRAMETRIA Y FOTOINTERPRETACIÓNFOTOINTERPRETACIÓN

Dr.(e) Edgar Elisban BAO YALEDr.(e) Edgar Elisban BAO YALE

Cerro de Pasco – julio 2011

UNIVERSIDAD NACIONAL“DANIEL ALCIDES CARRION”

FACULTAD DE INGENIERIA AMBIENTAL



La captación de información desde el espacio, se La captación de información desde el espacio, se inicia en el año 1960, con la puesta en órbita del primer inicia en el año 1960, con la puesta en órbita del primer satélite meteorológico TIROS-1. La misión de este tenia por satélite meteorológico TIROS-1. La misión de este tenia por finalidad la observación de las atmosfera terrestre desde finalidad la observación de las atmosfera terrestre desde el espacio, permitiendo realizar predicciones climáticas, al el espacio, permitiendo realizar predicciones climáticas, al poderse estudiar la formación y el movimiento de las poderse estudiar la formación y el movimiento de las nubes, desde alturas orbitales. A este satélite siguieron la nubes, desde alturas orbitales. A este satélite siguieron la generación de los ITOS, ESSA, NIMBUS, etcétera.generación de los ITOS, ESSA, NIMBUS, etcétera.

En el año 1963, los estados unidos lanzan el En el año 1963, los estados unidos lanzan el GEMINIS, con una altura de órbita ecuatorial de unos 200 GEMINIS, con una altura de órbita ecuatorial de unos 200 km., provisto de cámaras fotográficas Hasselblad, con km., provisto de cámaras fotográficas Hasselblad, con diversas combinaciones de película- filtros, y respuestas diversas combinaciones de película- filtros, y respuestas espectral dentro de la región visible (0,4-0,7 µm).espectral dentro de la región visible (0,4-0,7 µm).

INFORMACIÓN ESPACIALINFORMACIÓN ESPACIAL



En el año 1969 el <<Apolo 9 >>, va a realizar una En el año 1969 el <<Apolo 9 >>, va a realizar una simulación de los sensores que se están desarrollando, para el simulación de los sensores que se están desarrollando, para el estudio de los recursos naturales desde el espacio. Con tal estudio de los recursos naturales desde el espacio. Con tal finalidad, se ensayan las fotografías multiespectrales, en las finalidad, se ensayan las fotografías multiespectrales, en las regiones del espectro visible y del infrarrojo cercano. Se puede regiones del espectro visible y del infrarrojo cercano. Se puede decir, que el experimento SO -65 que portaba el <<Apolo 9>>, dio decir, que el experimento SO -65 que portaba el <<Apolo 9>>, dio inicio a los programas de información espacial, de una formación inicio a los programas de información espacial, de una formación científica y sistemática.científica y sistemática.

Presentan mayores posibilidades para el desarrollo de la Presentan mayores posibilidades para el desarrollo de la información espacial, en sus aplicaciones métricas y semánticas.información espacial, en sus aplicaciones métricas y semánticas.

Los sensores que transportan estos satélites, han Los sensores que transportan estos satélites, han enriquecido extraordinariamente los aspectos cartográficos y enriquecido extraordinariamente los aspectos cartográficos y temáticos de nuestro planeta, fundamentalmente a escalas temáticos de nuestro planeta, fundamentalmente a escalas pequeñas. En el caso concreto de España, la cartografía temática, pequeñas. En el caso concreto de España, la cartografía temática, a escala 1:1.000.000, ha recibido un impulso notable.a escala 1:1.000.000, ha recibido un impulso notable.

En mosaico de la península Ibérica, a escala aproximada a En mosaico de la península Ibérica, a escala aproximada a 1:1.000.000, ha sido confeccionado en base a 14 mosaicos 1:1.000.000, ha sido confeccionado en base a 14 mosaicos parciales, a escala 1:500.000, formados a partir de las imágenes parciales, a escala 1:500.000, formados a partir de las imágenes de los satélites <<Landsat>>de los satélites <<Landsat>>



Esquema de Distribución de Imágenes y Mosaicos a Escala Esquema de Distribución de Imágenes y Mosaicos a Escala 1:500.00.1:500.00.



En América del sur, dadas las especiales facilidades En América del sur, dadas las especiales facilidades que NASA brindo al continente americano, así como a las que NASA brindo al continente americano, así como a las iniciativa del Instituto Brasileiro de Pesquisas Espaciáis iniciativa del Instituto Brasileiro de Pesquisas Espaciáis (INPE), por medio de sus instalaciones en la estación (INPE), por medio de sus instalaciones en la estación telemétrica, receptora y grabadora, situada en Cuba, y a telemétrica, receptora y grabadora, situada en Cuba, y a la estación procesadora de datos de Cachoeira Paulista, la la estación procesadora de datos de Cachoeira Paulista, la información de satélite ha sido ampliamente utilizada, en información de satélite ha sido ampliamente utilizada, en los terrenos cartográficos y de inventario y manejo de los los terrenos cartográficos y de inventario y manejo de los recursos naturales.recursos naturales.

Los satélites <<Landsat>>, fueron inicialmente Los satélites <<Landsat>>, fueron inicialmente denominados ERTS (Earth Resources Technology Satellite), denominados ERTS (Earth Resources Technology Satellite), versión modificada del satélite meteorológico versión modificada del satélite meteorológico <<Nimbas>>, construido por la General Electric Co., y <<Nimbas>>, construido por la General Electric Co., y lanzado por la NASA el 23 de julio de 1972 desde la base lanzado por la NASA el 23 de julio de 1972 desde la base de Lompoc, en las costas de california.de Lompoc, en las costas de california.



El ERTS-1, que mas tarde paso a denominase El ERTS-1, que mas tarde paso a denominase LANDSAT-A, fue operativo hasta el mes de agosto de 1974, LANDSAT-A, fue operativo hasta el mes de agosto de 1974, fecha en la que perdió su capacidad de almacenamiento fecha en la que perdió su capacidad de almacenamiento de información, aunque continuo transmitiendo datos en de información, aunque continuo transmitiendo datos en tiempo real, sobre las antenas de recepción de los EE. UU., tiempo real, sobre las antenas de recepción de los EE. UU., Canadá y Brasil.Canadá y Brasil.

Estos satélites, giran alrededor de la Tierra en una Estos satélites, giran alrededor de la Tierra en una orbita subpolar y heliosincrona, a una altura media de orbita subpolar y heliosincrona, a una altura media de 918km. Estas características, permiten una constante de 918km. Estas características, permiten una constante de iluminación solar. El satélite da una vuelta a la Tierra cada iluminación solar. El satélite da una vuelta a la Tierra cada ciento tres minutos, completando 14 orbitas por día y ciento tres minutos, completando 14 orbitas por día y observando el mismo punto del planeta cada dieciocho observando el mismo punto del planeta cada dieciocho días, con un desplazamiento orbital de unos 37 km.días, con un desplazamiento orbital de unos 37 km.

En el recorrido de su orbita, en sentido norte – sur, En el recorrido de su orbita, en sentido norte – sur, sobrevuela e Ártico entre las 10 y las 12 hora local, sobrevuela e Ártico entre las 10 y las 12 hora local, cruzando el Ecuador hacia las 9,40, hora solar localcruzando el Ecuador hacia las 9,40, hora solar local



Los sistemas de observación LANDSAT, están Los sistemas de observación LANDSAT, están constituidos por la caga útil y el sistema de apoyo esta constituidos por la caga útil y el sistema de apoyo esta integrado por:integrado por:— Antena de recepciónAntena de recepción— Control de altitud y estabilizaciónControl de altitud y estabilización— Antena de transmisiónAntena de transmisión— Paneles solaresPaneles solares

Las cámaras de televisión RBV (Retorno Vean Vidicon), Las cámaras de televisión RBV (Retorno Vean Vidicon), son sensores pasivos, que dependen de la energía reflejada por son sensores pasivos, que dependen de la energía reflejada por el objeto, para la formación de la imagen, por lo cual, solo el objeto, para la formación de la imagen, por lo cual, solo pueden operar con luz solar. El sistema esta constituido por tres pueden operar con luz solar. El sistema esta constituido por tres cámaras idénticas, que operan simultáneamente, con distintos cámaras idénticas, que operan simultáneamente, con distintos filtros, registrándose la información que captan, de la zona filtros, registrándose la información que captan, de la zona visible del espectro electromagnético, en las tres bandas visible del espectro electromagnético, en las tres bandas siguientes:siguientes:— Banda 1: 0,475 – 0,575 µm (azul - verde)Banda 1: 0,475 – 0,575 µm (azul - verde)— Banda 2: 0,580 – 0,680 µm (verde - amarillo)Banda 2: 0,580 – 0,680 µm (verde - amarillo)— Banda 3: 0,698 – 0,830 µm (rojo - infrarrojo)Banda 3: 0,698 – 0,830 µm (rojo - infrarrojo)



1.- Antena de Recepción2.- Control de Altitud y de Estabilización3.- Antena de Transmisión4.- Sistema de Barrido Multiespectral5.- Cámaras de Televisión



Las cámaras toman información simultánea, sobre Las cámaras toman información simultánea, sobre escenas de 185x185 km. Las imágenes se forman en la escenas de 185x185 km. Las imágenes se forman en la superficie foto sensitiva del tubo Vidicon, donde son barrida por superficie foto sensitiva del tubo Vidicon, donde son barrida por un haz de electrones que produce una señal video como salida. un haz de electrones que produce una señal video como salida. El ciclo de actividad de los sensores es de veinticinco segundo El ciclo de actividad de los sensores es de veinticinco segundo por imagen.por imagen.

El sistema RBV puede operar de dos formas diferentes: El sistema RBV puede operar de dos formas diferentes: en ciclo continuo, toma simultáneamente de imágenes cada en ciclo continuo, toma simultáneamente de imágenes cada veinticinco segundos, o bien, en ciclo discreto.veinticinco segundos, o bien, en ciclo discreto.

Los tubos Vidicon tienen una definición de 4.125 líneas Los tubos Vidicon tienen una definición de 4.125 líneas por imagen, lo cual da a estas cámaras de televisión, una por imagen, lo cual da a estas cámaras de televisión, una sensibilidad tres veces superior a la de las fotografías sensibilidad tres veces superior a la de las fotografías convencionales. Otra ventaja de estos sensores, es su convencionales. Otra ventaja de estos sensores, es su capacidad para reconstruir el color real de una escena capacidad para reconstruir el color real de una escena detectada, ya que operan en la región visible del espectro y se detectada, ya que operan en la región visible del espectro y se pueden superponer, con sus respectivos filtros de color, las pueden superponer, con sus respectivos filtros de color, las imágenes correspondientes a cada banda. El sistema operativo imágenes correspondientes a cada banda. El sistema operativo de las cámaras RBV se muestran en la figura.de las cámaras RBV se muestran en la figura.



Sistema de Observación de las Cámaras RBVSistema de Observación de las Cámaras RBV



El equipo de barrido multiespectral MSS El equipo de barrido multiespectral MSS (Multispectral Scanner), es un sensor pasivo, que detecta (Multispectral Scanner), es un sensor pasivo, que detecta radiaciones de la superficie terrestre en las cuatro bandas radiaciones de la superficie terrestre en las cuatro bandas siguientes:siguientes:

— Banda 4:05-06µm (azul - verde)Banda 4:05-06µm (azul - verde)

Básicamente, el sistema MSS (Fig. I-11) consta de Básicamente, el sistema MSS (Fig. I-11) consta de un espejo plano, oscilante, que permite un giro de ±2,89º un espejo plano, oscilante, que permite un giro de ±2,89º alrededor de su posición nominal, efectuándose el barrido alrededor de su posición nominal, efectuándose el barrido constantemente perpendicular a la trayectoria del satélite constantemente perpendicular a la trayectoria del satélite y en dirección oeste – este.y en dirección oeste – este.



La información recogida, es la parte de la energía La información recogida, es la parte de la energía reflejada por el suelo, al estar iluminado por el sol, que reflejada por el suelo, al estar iluminado por el sol, que llega al satélite. Esta información es seleccionada en las llega al satélite. Esta información es seleccionada en las cuatro bandas espectrales descritas (4,5,6 y 7), utilizando cuatro bandas espectrales descritas (4,5,6 y 7), utilizando 24 detectores, seis por banda, transformándose esta 24 detectores, seis por banda, transformándose esta energía electromagnética captada, en energía eléctrica y energía electromagnética captada, en energía eléctrica y registrándose finalmente como datos digitales, haciendo la registrándose finalmente como datos digitales, haciendo la codificación de cada señal por medio de seis bitios, con un codificación de cada señal por medio de seis bitios, con un flujo continuo de datos de 15 mega bitios por segundo.flujo continuo de datos de 15 mega bitios por segundo.

Cada imagen, tiene una información de siete Cada imagen, tiene una información de siete millones y medio de dígitos para una superficie de 185 x millones y medio de dígitos para una superficie de 185 x 185 km., representándose cada impulso electromagnético 185 km., representándose cada impulso electromagnético grabado, la energía reflejada por una superficie del suelo grabado, la energía reflejada por una superficie del suelo terrestre de 57 x 79 metros, lo cual representa terrestre de 57 x 79 metros, lo cual representa aproximadamente, la resolución del sensor.aproximadamente, la resolución del sensor.



Esquema de Esquema de Funcionamiento del Funcionamiento del Barredor (Scanner) Barredor (Scanner)

multiespectral de los multiespectral de los Satélites Landsat Satélites Landsat

(NASA - 1976)(NASA - 1976)



Imagen Landsat – A (22, Imagen Landsat – A (22, septiembre, 1973). Banda 6, rojo septiembre, 1973). Banda 6, rojo – infrarrojo (0,7-0,8 µm).– infrarrojo (0,7-0,8 µm).

La imagen corresponde al La imagen corresponde al suroeste español. El rio suroeste español. El rio Guadalquivir cruza la escena de Guadalquivir cruza la escena de norte a sur, a su paso por las norte a sur, a su paso por las ciudades de Córdoba y Sevilla, ciudades de Córdoba y Sevilla, hasta su desembocadura en el hasta su desembocadura en el Atlántico.Atlántico.

Se puede apreciar las vegas del Se puede apreciar las vegas del rio y la singular estructura de rio y la singular estructura de sus marismas. El parque sus marismas. El parque Nacional del Coto de Doñana, en Nacional del Coto de Doñana, en la margen izquierda del rio en su la margen izquierda del rio en su tramo final, presenta una buena tramo final, presenta una buena definición de sus ecosistemas de definición de sus ecosistemas de dunas, marismas y pinar.dunas, marismas y pinar.



El LANDSAT-B, fue lanzado en enero de 1975, siendo su El LANDSAT-B, fue lanzado en enero de 1975, siendo su diseño similar al primero.diseño similar al primero.

El LANDSAT-C, se programo añadiéndose un quinto canal El LANDSAT-C, se programo añadiéndose un quinto canal en la zona del infrarrojo, y su lanzamiento en el año 1978en la zona del infrarrojo, y su lanzamiento en el año 1978

Finalmente, en esta serie, esta programado el Finalmente, en esta serie, esta programado el lanzamiento en el año 1980, del LANDSAT-D, aumentándose el lanzamiento en el año 1980, del LANDSAT-D, aumentándose el número de canales, con la introducción de las dos bandas número de canales, con la introducción de las dos bandas siguientes:siguientes:— Banda: 1,55 – 1,75 µ m (infrarrojo cercano)Banda: 1,55 – 1,75 µ m (infrarrojo cercano)— Banda: 10,4 – 12,5 µm (infrarrojo lejano)Banda: 10,4 – 12,5 µm (infrarrojo lejano)

Aumentando la resolución del sensor a valores de 30-40 Aumentando la resolución del sensor a valores de 30-40 metros.metros.

Las imágenes LANDSAT contienen la siguiente Las imágenes LANDSAT contienen la siguiente información marginal:información marginal:

Marcas fiduciales en las esquinas de la imagen.Marcas fiduciales en las esquinas de la imagen.

Coordenadas geográficas con intervalos de treinta Coordenadas geográficas con intervalos de treinta minutos en sus cuatro lados.minutos en sus cuatro lados.



Anotación alfanumérica en un borde, Anotación alfanumérica en un borde, correspondiente a la siguiente descripción:correspondiente a la siguiente descripción:— Fecha de tomaFecha de toma— Coordenadas geográficas del punto principalCoordenadas geográficas del punto principal— Coordenadas geográficas del punto nadirCoordenadas geográficas del punto nadir— Elevación solarElevación solar— Acimut solarAcimut solar— Estación terrestre de recepción de los datosEstación terrestre de recepción de los datos— Características de la imagenCaracterísticas de la imagen— Condición de procesado de la imagenCondición de procesado de la imagen— Banda correspondiente del espectroBanda correspondiente del espectro— Día del programa, desde su lanzamientoDía del programa, desde su lanzamiento— Hora solar de toma de la informaciónHora solar de toma de la información



Debajo de la anotación alfanumérica, existe una escala Debajo de la anotación alfanumérica, existe una escala de grises de 15 pasos. Esta escala es configurada en cada una de grises de 15 pasos. Esta escala es configurada en cada una de las imágenes cuando se procesa, encontrándose sujeta al de las imágenes cuando se procesa, encontrándose sujeta al mismo proceso fotográfico que la imagen a la que se encuentra mismo proceso fotográfico que la imagen a la que se encuentra unida, dando la relación entre el nivel de grises y al densidad unida, dando la relación entre el nivel de grises y al densidad del haz de electrones utilizando en la exposición original.del haz de electrones utilizando en la exposición original.

La densidad del haz de electrones esta relacionada con La densidad del haz de electrones esta relacionada con el voltaje del sensor, el cual a su vez lo esta con la energía que el voltaje del sensor, el cual a su vez lo esta con la energía que incide en este. La tabla de la escala de grises tiene el criterio de incide en este. La tabla de la escala de grises tiene el criterio de macro escala y no se puede utilizar con fiabilidad en la macro escala y no se puede utilizar con fiabilidad en la radiometría de la imagen a micro escala, dado que las áreas a radiometría de la imagen a micro escala, dado que las áreas a un nivel pequeño están influidas ir las zonas vecinas, un nivel pequeño están influidas ir las zonas vecinas, presentándose efectos de transferencia modular, efectos presentándose efectos de transferencia modular, efectos adyacentes de revelado químico, etcétera, que motivan que no adyacentes de revelado químico, etcétera, que motivan que no se de un numero suficiente de puntos, para hacer bajar el ruido se de un numero suficiente de puntos, para hacer bajar el ruido a un valor despreciable.a un valor despreciable.

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