Imágenes de satélite

imágenes de satélite (también imágenes de observación de la Tierra, fotografía espacial o simplemente fotografía de satélite) son imágenes de La Tierra recopilada por satélites de imágenes operados por gobiernos y empresas de todo el mundo. Las empresas de imágenes satelitales venden imágenes mediante licencias a gobiernos y empresas como Apple Maps y Google Maps.

Historia

Las primeras imágenes desde el espacio fueron tomadas en vuelos suborbitales. El vuelo V-2 lanzado en Estados Unidos el 24 de octubre de 1946 tomó una imagen cada 1,5 segundos. Con un apogeo de 65 millas (105 km), estas fotografías eran cinco veces superiores al récord anterior, las 13,7 millas (22 km) de la misión del globo Explorer II en 1935. Se tomaron las primeras fotografías satelitales (orbitales) de la Tierra. el 14 de agosto de 1959 por el Explorer 6 de EE. UU. Las primeras fotografías satelitales de la Luna podrían haber sido tomadas el 6 de octubre de 1959 por el satélite soviético Luna 3, en una misión para fotografiar la cara oculta de la Luna. La fotografía de Blue Marble fue tomada desde el espacio en 1972 y se ha vuelto muy popular en los medios y entre el público. También en 1972 Estados Unidos inició el programa Landsat, el mayor programa para la adquisición de imágenes de la Tierra desde el espacio. En 1977, el sistema de satélites KH-11 de Estados Unidos adquirió las primeras imágenes satelitales en tiempo real. El satélite Landsat más reciente, Landsat 9, se lanzó el 27 de septiembre de 2021.

Todas las imágenes satelitales producidas por la NASA son publicadas por el Observatorio de la Tierra de la NASA y están disponibles gratuitamente para el público. Varios otros países tienen programas de imágenes satelitales y un esfuerzo colaborativo europeo lanzó los satélites ERS y Envisat que transportan varios sensores. También hay empresas privadas que proporcionan imágenes satelitales comerciales. A principios del siglo XXI, las imágenes satelitales estuvieron ampliamente disponibles cuando varias empresas y organizaciones ofrecieron software asequible y fácil de usar con acceso a bases de datos de imágenes satelitales.

Usos

La fotografía por satélite se puede utilizar para producir imágenes compuestas de todo un hemisferio

...o para mapear una pequeña zona de la Tierra, como esta foto del campo del condado de Haskell, Kansas, Estados Unidos.

Las imágenes de satélite tienen muchas aplicaciones en meteorología, oceanografía, pesca, agricultura, conservación de la biodiversidad, silvicultura, paisaje, geología, cartografía, planificación regional, educación, inteligencia y guerra. Usos menos convencionales incluyen la búsqueda de anomalías, una técnica de investigación criticada que implica la búsqueda de imágenes de satélite en busca de fenómenos inexplicables. Las imágenes pueden estar en colores visibles y en otros espectros. También existen mapas de elevación, normalmente elaborados a partir de imágenes de radar. La interpretación y el análisis de imágenes satelitales se realizan mediante software especializado de teledetección.

Características de los datos

Hay cinco tipos de resolución cuando se habla de imágenes satelitales en teledetección: espacial, espectral, temporal, radiométrica y geométrica. Campbell (2002) los define de la siguiente manera:

• resolución espacial se define como el tamaño de píxel de una imagen que representa el tamaño de la superficie (es decir, m²) siendo medido en el suelo, determinado por el campo de visión instantánea de los sensores (IFOV);
• La resolución espectral se define por el tamaño del intervalo de longitud de onda (segmento descreto del espectro electromagnético) y el número de intervalos que el sensor está midiendo;
• resolución temporal se define por la cantidad de tiempo (por ejemplo, días) que pasa entre los períodos de recogida de imágenes para una ubicación de superficie determinada
• La resolución radiométrica se define como la capacidad de un sistema de imágenes para registrar muchos niveles de brillo (contraste por ejemplo) y a la profundidad efectiva del sensor (número de niveles de grayscale) y se expresa normalmente como 8-bit (0–255), 11-bit (0–2047), 12-bit (0–4095) o 16-bit (0–65,535).
• La resolución geométrica se refiere a la capacidad del sensor de satélite para imaginar efectivamente una parte de la superficie de la Tierra en un solo píxel y se expresa normalmente en términos de distancia de la muestra terrestre, o GSD. GSD es un término que contiene las fuentes globales de ruido óptico y sistémico y es útil para comparar lo bien que un sensor puede "ver" un objeto en el suelo dentro de un solo píxel. Por ejemplo, el GSD de Landsat es ♥30m, lo que significa la unidad más pequeña que mapa a un pixel único dentro de una imagen es ♥30m x 30m. El último satélite comercial (GeoEye 1) tiene un GSD de 0,41 m. Esto se compara con una resolución de 0,3 m obtenida por un satélite de Reconnaissance basado en una película militar temprana, como Corona.

La resolución de las imágenes de satélite varía según el instrumento utilizado y la altitud de la órbita del satélite. Por ejemplo, el archivo Landsat ofrece imágenes repetidas del planeta con una resolución de 30 metros, pero la mayor parte no ha sido procesada a partir de los datos sin procesar. Landsat 7 tiene un período de retorno promedio de 16 días. Para muchas áreas más pequeñas, pueden estar disponibles imágenes con una resolución de hasta 41 cm.

Las imágenes satelitales a veces se complementan con fotografías aéreas, que tienen mayor resolución, pero son más caras por metro cuadrado. Las imágenes satelitales se pueden combinar con datos vectoriales o rasterizados en un SIG, siempre que las imágenes hayan sido rectificadas espacialmente para que se alineen adecuadamente con otros conjuntos de datos.

Satélites de imágenes

Dominio público

La imagen por satélite de la superficie terrestre es de suficiente utilidad pública que muchos países mantienen programas de imagen por satélite. Los Estados Unidos han liderado el camino para que estos datos estén disponibles libremente para uso científico. Algunos de los programas más populares se enumeran a continuación, seguido recientemente por la constelación Sentinel de la Unión Europea.

CORONA

El programa CORONA fue una serie de satélites de reconocimiento estratégico estadounidenses producidos y operados por la Dirección de Ciencia y Tecnología de la Agencia Central de Inteligencia (CIA). Tecnología con ayuda sustancial de la Fuerza Aérea de EE. UU. El tipo de imagen es panorámica de película húmeda y se utilizan dos cámaras (AFT y FWD) para capturar imágenes estereográficas.

Landsat

Landsat es el programa de imágenes satelitales de observación continua de la Tierra más antiguo. Las imágenes ópticas Landsat se han recopilado con una resolución de 30 m desde principios de los años 1980. A partir del Landsat 5, también se recogieron imágenes térmicas infrarrojas (con una resolución espacial más gruesa que los datos ópticos). Actualmente se encuentran en órbita los satélites Landsat 7, Landsat 8 y Landsat 9.

MODIS

MODIS ha recopilado imágenes satelitales de la Tierra casi a diario en 36 bandas espectrales desde el año 2000. MODIS está a bordo de los satélites Terra y Aqua de la NASA.

Centinela

La ESA está desarrollando actualmente la constelación de satélites Sentinel. Actualmente están previstas 7 misiones, cada una para una aplicación diferente. Ya se han lanzado Sentinel-1 (imágenes SAR), Sentinel-2 (imágenes ópticas decámétricas para superficies terrestres) y Sentinel-3 (imágenes ópticas y térmicas de hectómetros para tierra y agua).

ÁSTER

El ASTER es un instrumento de imágenes a bordo de Terra, el satélite insignia del Sistema de Observación de la Tierra (EOS) de la NASA lanzado en diciembre de 1999. ASTER es un esfuerzo cooperativo entre la NASA y Japón.;s Ministerio de Economía, Comercio e Industria (METI) y Japan Space Systems (J-spacesystems). Los datos ASTER se utilizan para crear mapas detallados de la temperatura, la reflectancia y la elevación de la superficie terrestre. El sistema coordinado de satélites EOS, incluido Terra, es un componente importante de la Dirección de Misiones Científicas y la División de Ciencias de la Tierra de la NASA. El objetivo de las Ciencias de la Tierra de la NASA es desarrollar una comprensión científica de la Tierra como un sistema integrado, su respuesta al cambio y predecir mejor la variabilidad y las tendencias del clima, el tiempo y los peligros naturales.

• Climatología terrestre: investigación de parámetros de superficie terrestre, temperatura superficial, etc., para comprender la interacción de la superficie terrestre y los flujos de energía y humedad
• Vegetación y dinámica de los ecosistemas: investigaciones de la distribución de vegetación y suelo y sus cambios para estimar la productividad biológica, comprender las interacciones entre la tierra y la atmósfera y detectar el cambio de ecosistemas
• Monitoreo del volcán: vigilancia de erupciones y eventos precursores, como emisiones de gas, ciruelas de erupción, desarrollo de lagos de lava, historia eruptiva y potencial eruptivo
• Vigilancia de los peligros: observación del alcance y los efectos de los incendios forestales, inundaciones, erosión costera, daños causados por terremotos y daños causados por el tsunami
• Hidrología, bajo la energía global y los procesos hidrológicos y su relación con el cambio global; incluida la evapotranspiración de las plantas
• Geología y suelos: composición detallada y cartografía geomorfológica de suelos superficiales y rocas para estudiar procesos de superficie terrestre y historia de la Tierra
• Cambio de superficie y cubierta terrestre: vigilancia de la desertificación, la deforestación y la urbanización; suministro de datos para los administradores de la conservación para vigilar las zonas protegidas, los parques nacionales y las zonas silvestres

Meteosat

El satélite meteorológico geoestacionario Meteosat-2 comenzó a funcionar para proporcionar datos de imágenes el 16 de agosto de 1981. Eumetsat ha operado los Meteosats desde 1987.

• El Meteosat visible and infrared imager (MVIRI), imager de tres canales: visible, infrarrojo y vapor de agua; Funciona en la primera generación Meteosat, Meteosat-7 siendo todavía activo.
• El canal 12 Spinning Enhanced Visible and Infrared Imager (SEVIRI) Incluye canales similares a los utilizados por MVIRI, proporcionando continuidad en los datos climáticos durante tres décadas; Meteosat Second Generation (MSG).
• El Imagen combinada flexible (FCI) on Meteosat Third Generation (MTG) will also include similar channels, meaning that the three generations will have provided over 60 years of climate data.

Dominio privado

Varios satélites son construidos y mantenidos por empresas privadas, como se indica a continuación.

GeoEye

El satélite GeoEye-1 de GeoEye fue lanzado el 6 de septiembre de 2008. El satélite GeoEye-1 tiene un sistema de imagen de alta resolución y es capaz de recoger imágenes con una resolución terrestre de 0,41 metros (16 pulgadas) en modo pancromático o negro y blanco. Recopila imágenes multispectral o de color a la resolución 1,65 metros o alrededor de 64 pulgadas.

Maxar

El mundo de Maxar El satélite View-2 proporciona imágenes de satélite comercial de alta resolución con resolución espacial de 0,46 m (pancromática solamente). La resolución de 0.46 metros de las imágenes pancromáticas de WorldView-2 permite al satélite distinguir entre objetos en el suelo que están separados por lo menos 46 cm. Del mismo modo, el satélite QuickBird de Maxar proporciona una resolución de 0,6 metros (en nadir) imágenes pancromáticas.

El mundo de Maxar El satélite View-3 ofrece imágenes de satélite comercial de alta resolución con resolución espacial de 0.31 m. WVIII también lleva un sensor infrarrojo de onda corta y un sensor atmosférico

Airbus Intelligence

La constelación de las Pléiades está compuesta por dos satélites ópticos de imágenes de la Tierra de muy alta resolución (50 centímetros de panorámica y 2,1 metros espectrales). Pléiades-HR 1A y Pléiades-HR 1B cubren la superficie de la Tierra con un ciclo repetido de 26 días. Diseñado como un sistema dual civil/militar, Pléiades satisfará los requisitos de imágenes espaciales de la defensa europea, así como las necesidades civiles y comerciales. Pléiades Neo [fr] es la constelación óptica avanzada, con cuatro satélites idénticos de resolución de 30 cm con velocidad reactividad.

Imagen puntual

Los 3 satélites SPOT en órbita (Spot 5, 6, 7) proporcionan imágenes de muy alta resolución: 1,5 m para el canal pancromático, 6 m para el multiespectral (R,G,B,NIR). Spot Image también distribuye datos multiresolución de otros satélites ópticos, en particular de Formosat-2 (Taiwán) y Kompsat-2 (Corea del Sur) y de satélites de radar (TerraSar-X, ERS, Envisat, Radarsat). Spot Image también es el distribuidor exclusivo de datos de los satélites Pléyades de alta resolución con una resolución de 0,50 metros o aproximadamente 20 pulgadas. Los lanzamientos se produjeron en 2011 y 2012, respectivamente. La compañía también ofrece infraestructuras de recepción y procesamiento, así como opciones de valor añadido.

RapidEye del planeta

En 2015, Planet adquirió BlackBridge y su constelación de cinco satélites RapidEye, lanzados en agosto de 2008. La constelación RapidEye contiene sensores multiespectrales idénticos que están igualmente calibrados. Por lo tanto, una imagen de un satélite será equivalente a una imagen de cualquiera de los otros cuatro, lo que permitirá recopilar una gran cantidad de imágenes (4 millones de km² por día) y revisarlas diariamente. un área. Cada uno viaja en el mismo plano orbital a 630 km y entrega imágenes en un tamaño de píxel de 5 metros. Las imágenes satelitales RapidEye son especialmente adecuadas para aplicaciones agrícolas, ambientales, cartográficas y de gestión de desastres. La empresa no solo ofrece sus imágenes, sino que consulta a sus clientes para crear servicios y soluciones basadas en el análisis de estas imágenes. Planet retiró la constelación RapidEye en abril de 2020.

ImageSat Internacional

Los satélites de observación de recursos terrestres, más conocidos como "EROS" Los satélites son satélites livianos, de órbita terrestre baja y de alta resolución, diseñados para maniobrar rápidamente entre objetivos de imágenes. En el mercado de satélites comerciales de alta resolución, EROS es el satélite más pequeño de muy alta resolución; es muy ágil y por lo tanto permite rendimientos muy altos. Los satélites están desplegados en una órbita circular casi polar sincrónica con el Sol a una altitud de 510 km (± 40 km). Las aplicaciones de imágenes satelitales de EROS son principalmente para fines de inteligencia, seguridad nacional y desarrollo nacional, pero también se emplean en una amplia gama de aplicaciones civiles, que incluyen: cartografía, control fronterizo, planificación de infraestructura, monitoreo agrícola, monitoreo ambiental, respuesta a desastres, capacitación y simulaciones, etc..

EROS A: el 5 de diciembre de 2000 se lanzó un satélite pancromático de alta resolución con una resolución de 1,9 a 1,2 m.

EROS B: la segunda generación de satélites pancromáticos de muy alta resolución con resolución pancromática de 70 cm, se lanzó el 25 de abril de 2006.

China Siwei

GaoJing-1 / SuperView-1 (01, 02, 03, 04) es una constelación comercial de satélites chinos de teledetección controlados por China Siwei Surveying and Mapping Technology Co. Ltd. Los cuatro satélites operan desde una altitud de 530 km. y están separados 90° entre sí en la misma órbita, lo que proporciona una resolución pancromática de 0,5 m y una resolución multiespectral de 2 m en una franja de 12 km.

Desventajas

Debido a que la superficie total de la Tierra es tan grande y a que la resolución es relativamente alta, las bases de datos satelitales son enormes y el procesamiento de imágenes (crear imágenes útiles a partir de los datos sin procesar) requiere mucho tiempo. A menudo se requiere un procesamiento previo, como la eliminación de franjas de imágenes. Dependiendo del sensor utilizado, las condiciones climáticas pueden afectar la calidad de la imagen: por ejemplo, es difícil obtener imágenes de áreas frecuentemente nubladas, como las cimas de las montañas. Por tales razones, los conjuntos de datos de imágenes satelitales disponibles públicamente generalmente se procesan para uso comercial visual o científico por parte de terceros.

Las empresas de satélites comerciales no colocan sus imágenes en el dominio público ni las venden; en cambio, uno debe adquirir una licencia para usar sus imágenes. Por lo tanto, se reduce la capacidad de realizar legalmente trabajos derivados a partir de imágenes de satélite comerciales.

Algunas personas han planteado preocupaciones sobre la privacidad y no desean que su propiedad se muestre desde arriba. Google Maps responde a estas inquietudes en sus preguntas frecuentes con la siguiente declaración: "Entendemos sus preocupaciones sobre la privacidad... Las imágenes que muestra Google Maps no son diferentes de las que puede ver cualquier persona que sobrevuela o conduce por un lugar específico". ubicación geográfica."