4 Plataformes espacials i sensors.

1. 4 Plataformes espacials i sensors. Distints tipus de plataformes utilitzades en Teledetecció:

2. Satèl.lits: Son cossos que giren al voltant de la terra. • naturals: la lluna • artificials: METEOSAT, NOAA, SPOT, ERS1, etc etc Les òrbites són el·lipses

3. Paràmetres orbitals

4. N: Node ascendent • P: Perigeu. • : Punt Àries • i: Inclinació del pla de l’òrbita respecte al pla equatorial de la terra. • : Ascensió recta del node ascendent, mesurat cap al Est a partir del punt Àries. • w: Distància angular del perigeu al voltant de l’òrbita mesurada des de el node ascendent. Aquests paràmetres no es mantenen constants degut, principalment, a la forma de la Terra (esferoide), i per tant el camp gravitatori no te simetria esfèrica.

5. Satelits polars i satelits geoestacionaris.

6. Satèl·lits polars • Es denominen així els satèl·lits amb una òrbita polar: • Són òrbites que passen pels pols de la terra. Les mes corrents son les òrbites quasi polars amb inclinacions pròximes a 90 º. Això permet al satèl·lit veure virtualment cada part de la terra a mesura que la terra gira. Les seves òrbites tenen una altura damunt la Terra de entre 500 i 1500 Km , molt més baixa que en el cas dels satèl·lits geostacionaris (36.000 Km) i períodes entre 1 i 3 hores.

9. Òrbites heliosíncrones. • Les òrbites dels satèl·lits polars solen ser Heliosíncrones (sincronitzades amb el Sol): • són les més habituals, perquè el satèl·lit passa damunt un punt de la terra a la mateixa hora cada dia. • La posició de l’òrbita del satèl·lit respecte al Sol és la mateixa, en canvi és variable respecte a les estrelles fixes. • Característiques principals: • Regularitat en la presa de dades • Uniformitat de la radiació solar damunt las superfícies a observar

11. Satèl·lits geoestacionaris LLes seves òrbites s’anomenen geosíncrones (sincronitzades amb la terra) GGiren al voltant de la terra a la mateixa velocitat angular en que ho fa la Terra al girar, de manera que sempre veuen la mateixa cara de la Terra, o un altre manera de dir-ho estan fixos damunt un punt de la Terra (per exemple el METEOSAT està damunt el punt de latitud 0º i longitud 0º) LLa Terra gira respecte a les estrelles fixes (dia sideri) en 23h 56’ 4.09’’, per les lleis de Kepler un satèl·lit amb aquesta velocitat angular, ha de estar a una altura de 35790 Km. L’òrbita d’aquests satèl·lits està situada pròxima al pla de l’equador , on la força gravitatòria es constant en totes direccions. LL’avantatja principal dels satèl·lits geostacionaris és que poden observar quasi tot un hemisferi de la Terra, i que hi ha imatges de forma regular cada mitja hora, per tant es pot fer un seguiment sense interrupció de situacions meteorològiques. També s’utilitzen com a satèl·lits de comunicacions.

12. Els inconvenients d’aquests satèl·lits són: al estar molt lluny de la Terra la seva resolució espacial és baixa. Les zones polars es veuen molt inclinades i la resolució encara baixa més. Veure exemples imatges Meteosat Proporcionen la millor resolució temporal posible. Generalment usades en satelits meteorològics i de telecomunicacions.

13. Sensors en teledetecció. • Un sensor és un instrument capaç de mesurar REM. • Hem de diferenciar sensor de satèl.lit: els sensors són transportats pels satèl.lits, de fet es dóna noms diferents als sensors que als satèl.lits que els porten. • Tipus de sensors: • Passius: • Fotogràfics • Opto-electrònics. • Sensors actius: RADAR

14. Tipus de sensors • Fotogràfics: • Caracteritzats per: • Tipus de película (pancromàtica, color, infraroja, o fals color). • Angle d’observació. • Alçada d’observació. • Optico-electrònics: • Combinen una òptica similar a la utilitzada en els sensors fotogràfics amb un sistema de registre electrònic. • Segons la forma de captura de la radiació es classifiquen en : • D’escombrat o scanner • D’empenta.

16. Avantatges dels sensors optico-electròncis damunt els fotogràfics. • Poden mesurar REM fora de l’espectre visible. • Major facilitat de calibráció i correcció radiomètrica de les dades. • Possibiliten la realització de cobertures sistemàtiques y de grans espais, gràcies a la capacitat de transmetre dades en temps real. • Permeten el tractament digital de la informació.

17. Concepte de resolució • Capacitat de discriminar informació per un sistema sensor. • Tipus de resolucións: • Espacial • Espectral • Radiomètrica • Temporal

18. Resolució espacial • És el mínim tamany del que tenim mesura (obtenim les seves característiques radiatives) des de el sensor. • Mesures en la resolució espacial: • IFOV (Instantaneous Field of View): és la secció angular (en radians) obsedrvada en un moment donat pel sensor. • Tamany del píxel: Distància damunt el terreny corresponent a l’IFOV • Depèn de l’alçada orbital, velocitat d’exploració, el nombre de detectors i del sistema òptic.

20. Realació entre tamany de pixel i IFOV

23. Normalment, per poder detectar un objecte és necessari que el seu tamany sigui igual o major que la resolució espacial. • És possible detectar objectes geogràfics (per exemple carrerteres) d’una amplària inferior a la resolució espacial si el contrast radiomètirc amb les cobertes veines és molt acusat. • Com més petita sigui la resolució espacial menor és la probabilitat de que un píxels sigui mixte.

24. Resolució espacial de distints sensors: • MSG, GOES, AVHRR: 1 Km. • LANDSAT TM: 30-120 m. • SPOT: 20 m. • IKONOS: 1-4 m. • Quickbird: 0.61-2.5 m. • Militars???: 12 cm.

25. Resolució espectral • Capacitat del sistema sensor per a discriminar la radiància detectada en distints longituds d’ona de l’espectre electromagnètic. • Fa referència tant al nombre de bandes com a l’amplada d’aquestes.

27. Els sistems de menor resolució espectral són els RADAR, ja que només treballem en un sol canal. • Sensors pancromàtics (de banda ampla). • Meteosat: 3 canals • MSG: 12 canals. • LANDSAT TM: 7 canals. • ENVISTAT: 15 canals. • EO-1: 220 canals.

28. Resolució radiomètrica. • Capacitat del sistema sensor per a discriminar nivells o intensitats de radiància espectral. • Ve determinada pel rang de ND que codifica el sensor. • Com major sigui millor es pot interpretar la imatge. • Per interpretació visual basten 64 ND (6 bits). • Normalment 256 ND (8 bits). • MSG 1024 ND (10 bits). • IKONOS 2048 ND (11 bits).

30. Resolució temporal • Capacitat del sistema sensor per discriminar els canvis temporal soferts per la superfície d’estudi. • Fa referència a la periodicitat amb al que el sensor pot adquirir una nova imatge del mateix punt de la superfície. • Depèn dels objectius amb que s’ha dissenyat el sistema sensor. • També depèn de les característiques orbitals.

31. En general una major resolució espacial va associada amb una menor resolució temporal. Exemple: D’un punt donat de la superfície de la terra el METEOSAT proporciona dades cada 15 minuts i els satèl·lits polars com els NOAA, ho fan només varies vegades al dia, per tant la resolució temporal del METEOSAT és major que la dels NOAA (a l’invers que la resolució espacial).

32. MSG: 15 Minuts • NOAA: 12 hores • LANDSAT: 16 dies • SPOT: 26 dies, 2-3 dies amb mira lateral. • ERS: 3,35,168, amb modificacions dels paràmentres orbitals.

33. Relacions entre els distints tipus de resolucions • L’augment de qualsevol de les resolucions implica un augment del volum de dades a processar i transmitir. • Augmentar la resolució temporal normalment significa disminuir la temporal i la espectral.

34. Les imatges a Teledetecció • Una imatge de Teledetecció no és una fotografia, és una representació de les característiques emissives o reflectives dels blancs (superfície de la Terra) que venen donades per les seves signatures espectrals. Són per tant conjunts de valors numèrics, un valor per cada píxel (picture element), relacionats amb la radiància que prové dels blancs, normalment emmagatzemats de forma quantitativa en format informàtic, per un posterior processament i/o representació (pantalla o impressora). • Píxel: mínim element de la imatge amb característiques espacials i espectrals. Les característiques espacials es defineixen a Terra: alt i ample de la zona a que representa.

35. La característica espectral (nivell digital) defineix el valor de la intensitat del píxel per una banda particular. Normalment els valors de Nivell Digital van de 0 a 255. • Una fila de píxels representa la línia de escombrat, recollida pel sensor.

36. Una imatge està formada per píxels ordenats geomètricament en forma de matriu de files i columnes:

37. Un sensor multiespectral detecta radiàncies en més d’una banda del espectre electromagnètic. Cada banda és una matriu de dades amb valors de nivell digital 0-255 (0-1024 en MSG).

38. Imatges RGB (Red, Green,Blue) • Els tres colors principals aditius, vermell, verd i blau al combinar-se a la pantalla de l’ordinador formen tots els colors que l’ull humà pot veure. (2563 = 16 milions de colors)

39. Es poden combinar 3 bandes assignant a cada banda una escala 0-255 en un color principal (Vermell, Verd, i blau) per formar imatges en color RGB. • L’ull humà és més sensible a les variacions de color (cromàtiques) que a les variacions amb intensitat: 200 tons de gris, 2000 colors y tons de colors. • Per augmentar la informació i facilitar la interpretació visual podem mesclar 3 bandes del espectre. • Un sensor o pel·lícula fotogràfica capaç de separar els tres colors fonamentals RGB pot reproduir una impressió de color natural. • Però si tenim sensors en altre bandes es poden combinar per obtenir colors no naturals. • La combinació més coneguda és la anomenada Fals Color.

40. Fals Color: • R: Infraroig Pròxim • G: Vermell • B: Verd Clau interpretativa per a imatges en Fals color: • Vermell-Magenta: Vegetació vigorosa. • Rosa: Vegetació poc densa o en creixement. • Blanc: Niguls, arena, sal, neu.... • Blau obscur, Negre: Aigua o lava. • Gris, Blau metàl·lic: Zones urbanes o sòl nu. • Marro: Vegetació arbustiva. • Beige, daurat: zones de transició, prats secs, etc.