viernes, 1 de julio de 2016

SEMANA 12

LOS SATÉLITES


Los Satélites son artilúgios que se envían dentro de artefactos de lanzamiento y que mantienen una órbita alrededor de estrellas o planetas y toman imágenes de estos , gracias a estas imágenes los científicos y astrólogos pueden estudiar mucho mejor la superficie de los planetas , las estrellas , los cometas , los asteroides etc. Cuando un satélite termina el trabajo al que estaba destinado permanece flotando el el espacio y se convierte en basura espacial.



                                         


El movimiento de un satélite que está en órbita alrededor de nuestro planeta está controlado por la gravedad de la Tierra. Cuanto más cerca se encuentre el satélite de la superficie terrestre, mayor será el tirón de la gravedad, y mayor será la velocidad del satélite para compensar la fuerza gravitatoria y mantenerse en órbita. El satélite Aqua de la NASA, por ejemplo, necesita unos 99 minutos para dar una vuelta a la Tierra desde su órbita a 705 kilómetros de altura. En cambio, un satélite meteorológico, que se suele encontrar a algo menos de 36.000 kilómetros de la superficie de la Tierra, tarda un día en completar una órbita. Nuestro único satélite natural, la Luna, que se encuentra a 384.000 kilómetros de distancia, completa una órbita cada 28 días.

Conviene apuntar que los satélites no se distribuyen uniformemente alrededor de nuestro planeta, sino que se que se acumulan principalmente en dos bandas de altitud. La primera de ellas es la llamada órbita baja terrestre (LEO, de sus siglas en inglés low Earth orbit), que comprende la zona situada entre 160 kilómetros y 2.000 kilómetros de altitud. Salvo el programa Apolo que nos llevó a la Luna, todas las misiones espaciales tripuladas han tenido lugar en la LEO; ahí es donde se encuentra ahora mismo la Estación Espacial Internacional. Esta órbita también es la preferida de los satélites de reconocimiento fotográfico y de los satélites de observación del clima y el medio ambiente terrestre. Otro de sus ilustres huéspedes es el telescopio espacial Hubble, que orbita a unos 600 kilómetros de altura.

La otra franja importante es es la órbita geoestacionaria terrestre (GEO), situada exactamente a 35.780 kilómetros de altura. Esta órbita tiene la peculiaridad de que la velocidad de un cuerpo que se encuentra en ella es tal que tarda 24 horas en dar una vuelta entera a nuestro planeta. Como la Tierra también tarda ese tiempo en completar un giro, resulta que un objeto en dicha órbita se encuentra siempre sobre el mismo punto de la superficie terrestre. Por ese motivo, en la GEO se ubican la gran mayoría de los satélites meteorológicos y los satélites de telecomunicaciones. 

De los más de mil satélites que hay en activo actualmente, la mayoría se encuentran repartidos entre la LEO y la GEO (489 y 424, respectivamente). El resto están en la zona intermedia, por encima de los 2.000 kilómetros de la LEO y por debajo de los 36.000 kilómetros de la GEO. Esto es lo que se conoce como órbita media terrestre, MEO. Los 24 satélites que forman el famoso sistema GPS se encuentran ahí, a 20.000 kilómetros de altura, y tardan 12 horas en dar una vuelta a la Tierra. Unos pocos tienen una órbita elíptica, donde se acercan a alturas de LEO en su punto de máxima aproximación, y se retiran a la GEO o incluso más allá en el punto de máximo alejamiento.



Los satélites creados por el Hombre y que han sido puesto en órbita son los llamados artificiales y, el primero de ellos fue el Sputnik, lanzado por los rusos enoctubre de 1957. Éste, tenía un diámetro de 56 centímetros y pesaba 83 kilos, siendo capaz de apuntar varios puntos de la superficie terrestre con una especie de luz de radio.


Cada satélite está compuesto de 4 partes: fuente de poder, control de acción, antena para transmitir y recibir información y, un sistema para recolectar información. Estas cuatro partes son necesarias para que un satélite artificial sea funcional; los satélites fabricados por el Hombre varían mucho en complejidad y van desde estaciones meteorológicas a la Estación Espacial Internacional.

¿Cómo se mantiene un satélite en orbita?

Los satélites artificiales flotan en el espacio indefinidamente, incluso después de cumplir con su misión o tiempo de uso. Estos no caen gracias a dos cosas: su velocidad, que debe ser superior a los 8 kilómetros por hora, y la propia curvatura de la Tierra.


Los satélites tienden a caer de forma continua, pero gracias a la curvatura lo hará alrededor del Planeta, sin entrar nunca a la atmósfera, volviendo a su posición inicial. Los satélites pueden orbitar en diferentes zonas, las que varían según su distancia con respecto a la Tierra. La ubicación de un satélite, depende del uso que se le quiere dar, generalmente los satélites de comunicaciones son los que están más lejos.
Actualmente hay cerca de medio millón de satélites artificiales orbitando la Tierra, pero parte importante de ellos están es desuso, formando parte de la basura espacial. A medida que aumenta la cantidad de satélites, crece el peligro de que un satélite choque con el otro.
La Estación Espacial Internacional se ha visto obligada a maniobrar para evitar que piezas de chatarra golpeen alguna de sus zonas. Las agencias astronómicas, buscan formas de devolver estos satélites en desuso a la Tierra o reciclarlos en el mismo espacio entregándoles una nueva función.



VIDEO :3


SEMANA 16


APLICACIONES DE LA TELEDETECCIÓN
 
 

Las aplicaciones de la Teledetección son múltiples y por tratarse de una tecnología reciente, todavía 
están en proceso de desarrollo.
Las disciplinas que actualmente más utilizan las informaciones de los satélites son: geografía, biología, edafología, geología, agronomía, oceanografía, cartografía y arqueología.

Algunas de las aplicaciones de la Teledetección más destacadas son:
  • Estudio de la erosión de playas y arenales.
  • Inventario regional del medio ambiente para hacer estudios de impacto ambiental.
  • Cartografía geológica para la explotación de recursos minerales y petroleros.
  • Control de la acumulación de la nieve y de los cambios previsibles en la disponibilidad de energía hidroeléctrica.
  • Seguimiento del movimiento de icebergs en zonas polares.
  • Estimación de modelos de escorrentía y erosión del suelo.
  • Inventario del agua superficial.
  • Análisis en tiempo real de masas nubosas de escala media y pequeña.
  • Medidas de aguas superficiales y humedales para evaluar la situación del hábitat para aves acuáticas.
  • Verificación de contenidos de salinidad en las principales corrientes de agua.
  • Cartografía térmica de la superficie del mar.
  • Verificación y control de la calidad del agua, turbidez y contenido de algas.
  • Control de las corrientes marinas.
  • Cartografía de la cobertura vegetal del suelo.
  • Evaluación de condiciones de estrés en la vegetación, por lo efectos de la sequía o la deforestación.
  • Cartografía de áreas quemadas y seguimiento de los procesos de repoblación natural.
  • Cartografía e inventario de la cobertura y uso del suelo.
  • Selección de rutas óptimas para nuevas vías de comunicación.
  • Control de pastizales para el estudio de los efectos de la sequía y del exceso de pastoreo.
  • Cartografía e inventario de cultivos por especies.
  • Agricultura de precisión: predicción del rendimiento de cultivos y del momento óptimo para las cosechas
Explotación de recursos naturales


Expansión urbana



Navegación y rescate marítimos


PERU

Aplicación de la Teledetección para el análisis Multitemporal del retroceso glaciar en el Nevado Pastoruri

https://teledeteccionsigcartografia.files.wordpress.com/2012/11/retroceso-del-nevado-pastoruri2.pdf

Aplicación de la teledetección en la exploración geológica y de recursos minerales.

http://es.slideshare.net/ingemmet/aplicacin-de-la-teledeteccin-en-la-exploracin-geolgica-y-de-recursos-minerales


Arqueología y Teledetección


Se ha realizado un mapa con imágenes del satélite Ikonos de las líneas de Nazca (300 kilómetros al sur de Lima).

SEMANA 15

INTRODUCCIÓN AL TRATAMIENTO DIGITAL DE IMÁGENES
HISTOGRAMA:

El Histograma es la gráfica que muestra la cantidad de píxeles que tienen una determinada intensidad luminosa.








En la Figura 1.5, puede notarse que el histograma de la imagen (a) presenta tres picos y se encuentra centrado, mientras que el de  la  imagen (b) solo tiene dos picos y esta cargado a  los tonos claros ( la media esta por encima de 127) y el de la imagen (c) tiene un solo pico marcado muy cerca del origen (tonos muy oscuros) y la estructura de los tonos que forman al animal es muy pobre. Es posible refinar los detalles usando una escala Log(z+1) para el eje vertical en la Fig. 1.6 se muestra la gráfica con ésta transformación. 

Esta técnica permite observar detalles en la estructura de información del histograma que a simple vista no son notorios y ayuda a encontrar detalles que eventualmente son relevantes en las imágenes. 

El análisis estadístico derivado del histograma puede servir para comparar contrastes e intensidades entre imágenes. El histograma podría ser alterado para producir cambios en la imagen. Por ejemplo, el histograma es utilizado para binarizar una imagen digital, es decir, convertirla en una imagen en blanco y negro, de tal manera que se preserven las propiedades "esenciales" de la Histogramas imagen. La forma usual de binarizar una imagen es eligiendo un valor adecuado o umbral, u, dentro de los niveles de grises, tal que el histograma forme un "valle" en ese nivel. Todos los niveles de grises menores que u se convierten en 0 (negro), y los mayores que u se convierten en 255 (blanco).


INTENSIDAD:

La magnitud física que mide cuanta luz hay presente, ligada a la energía es la intensidad. La intensidad es lo que se cuantifica de 0 a 255 en ocho bits por tono.

Intensidad:
o Es el valor de gris que puede adoptar cada píxel.
o La cantidad de valores posibles que puede adoptar un píxel se denomina Profundidad de Color. Usualmente se mide en potencias de 2. Ej: 2^1, 2^8, 2^16, etc. 

BRILLO:

El brillo por otro lado es una sensación humana. La relación entre brillo e intensidad no es directa debido a la adaptabilidad que tiene el ojo.


CONTRASTE:

El contraste se refiere a la variación de intensidades:

1. si hay mucha variación de intensidades hablamos de alto 
contraste

2. si hay poca variación de intensidades hablamos de bajo 
contraste

AJUSTES DEL CONTRASTE:

Los sensores utilizados en teledetección están calibrados para recibir valores muy altos de radiación sin llegar a saturarse por lo que lo normal es que todos los valores recibidos estén muy por debajo de los máximos posibles. La consecuencia es que los valores de ND obtenidos son muy bajos y las imágenes se van a ver oscuras. Una forma de solventar este problema es ajustar el contraste mediante diversas técnicas que a continuación se exponen. Con ellas se obtiene el nivel de gris (NG) que se representará en el monitor en función del ND representado.


COMPOSICIONES DE COLOR:

En una imagen e satélite se dispone de varias bandas que corresponden a diversas regiones del espectro electromagnético. En muchos casos algunas de estas bandas corresponden a las subregiones del visible que corresponden a los colores azul, verde y rojo. Por otra parte, los monitores y tarjetas de video disponen de 3 canales


USO DEL PSEUDO COLOR:

las imágenes en pseudocolor consisten en imágenes monocromas en las que se ha substituido la escala de grises por una tabla o paleta de colores .

Tradicionalmente las imágenes de satélite, al menos cuando se representa una sola banda, se visualizan con niveles de gris. Diversos estudios evidencias que el ojo humana tiene menos capacidad para distinguir niveles de gris que para distinguir diferentes colores. Por ello puede representarse una banda con colores en lugar de con niveles de gris asignando a cada ND 3 valores (intensidad en el rojo, verde y azul) en una paleta e colores.


SEMANA 14

ESTRUCTURA DE DATOS

IMAGEN DIGITAL

Son datos organizados en una grilla de columnas y líneas. De igual forma de una grilla de pixeles Usualmente representa una área geográfica.

Está compuesta por una matriz de puntos elementales (píxeles) generados por los captadores de los instrumentos de teledetección.




   
PÍXEL
Un píxel (picture element) es la menor unidad en la que se descompone una imagen digital. 
Representa la unidad elemental mínima de información de una imagen digital.
El píxel es el elemento pictórico más pequeño de las imágenes que es susceptible de ser procesado.

Definido por:

¨Su posición (fila, columna)
¨Tamaño (mayor o menor resolución espacial)
¨Luminancia (nivel de gris)



 
El número de píxeles que integran un sensor de satélite o de cámara digital, definen su poder de resolución

A mayor número de píxeles por unidad de superficie, mayor resolución del fotosensor, pero también mayor es el volumen del archivo informático generado.

Los valores de brillo de cualquier banda espectral pueden ser usados para formar una imagen a color de los datos.


La imagen a color se forma como resultado de la mezcla de señales de rojo, verde y azul en cada pixel.


NÚMERO DIGITAL (DN)
  • Cada píxel almacena un número digital (DN) medido por el sensor.
  •  Mide  la radiancia promedio o brillo correspondiente al área de escena abarcada por dicho pixel. 
  •  En una base binaria de 8 bits el DN poseerá 28 valores en un rango de 0 a 255. 








ESTRUCTURA DE UNA IMAGEN DIGITAL

  * Está compuesta  de pixeles ubicados en la intersección de cada fila i y
   columna j en cada una de las k bandas correspondientes a una dada
   escena.

*Asociado a cada pixel existe un número (Número Digital, DN)

   *Cada pixel en una escena que consta de k bandas espectrales habrá
asociados k niveles de grises. Estos definen un espacio espectral k
dimensional en el que cada pixel es representado por un vector que
constituye su firma espectral

      *Sin embargo, debemos considerar que de acuerdo a las características del        terreno, el área abarcada por un pixel puede incluir más de un tipo de objetos    o clases temáticas.

*La radiación reflejada correspondiente a dicho pixel estará compuesta por
las contribuciones de las firmas espectrales de las clases temáticas que
incluye.

FIRMA ESPECTRAL

  • La forma en la cual un objeto refleja, emite o absorbe la energía  que conforma un patrón espectral denominado FIRMA ESPECTRAL.
  •  Firma espectral: es la forma peculiar de reflejar o emitir energía de un determinado objeto o cubierta. Depende de las características físicas o químicas del objeto que interacciona con la energía electromagnética, y varía según las longitudes de onda.
¨La firma espectral se “construye” a partir de la señal registrada.






EL SIGNIFICADO DE LOS COLORES EN LAS COMPOSICIONES MÁS FRECUENTES

La composición de color más parecida a lo que vemos nosotros vemos de forma natural es la 3,2,1 o color verdadero. Tiene el inconveniente de que resulta poco contrastada lo que hace difícil ver los detalles. La composición 4,3,2 es conocida como Falso color y también como Infrarrojo, ya que es parecida a las fotos aéreas tomadas con película infrarroja.

Es fundamental para estudiar la vegetación, ya que la vegetación verde irradia luz infrarroja.
 




Lacomposición 4,5,3 es buena para diferenciar tipos de vegetación, es la utilizada en la cartografía de ocupación del suelo “Corine Land Cover” de la Agencia Europea de Medio Ambiente, al considerar que esas tres bandas son las que llevan mejor información para la interpretación del suelo.

Se denomina SWIR, de Short-Wavelenght Infrared, a una composición en que el rojo se usa para la banda 5 o 7. Vemos que la vegetación se ve verde intensa. Se usa mucho porque es como una imagen en color verdadero intensificado.