miércoles, 17 de febrero de 2010

Landsat 8, ¿para cuándo?


Después del fallo ocurrido en el Landsat 7, el 31 de mayo de 2003, lo cual ocasionó que el satélite trabaje en modo SLC-off (Ver figura Nº1), generando una serie de líneas perdidas en las imágenes captadas desde esa fecha, los usuarios de este satélite vimos complicada las tareas de procesamiento y extracción de información. Aunque existen algoritmos para corregir este problema, su solución se basa simplemente en hacer una interpolación con alguna otra imagen de la misma zona, con las condiciones de captura similares, lo cual es una manera de paliar la falta de la información captada, pero dificulta la extracción de información cuantitativa.
Figúra Nº1. Escena de arriba antes de la anomalia del SLC. Escena del medio despues de la anomalia del SLC. Escena de abajo despues de la correccion mediante interpolacion (Fuente: NASA).

Con este problema, los usuarios de Landsat volvimos la mirada a las imágenes de Landsat 5, el cual continua aún en funcionamiento, cabe señalar que tanto el Landsat 5, como el Landsat 7, ya cumplieron con creses su tiempo de vida proyectado, con el combustible ya por terminarse, se estima que esto sea en el presente año 2010. Es por ello que la NASA desde el lanzamiento del satélite Landsat 7 en 1999, comenzó a hacer los esfuerzos necesarios para implementar el programa denominado "Misión de continuidad de la información de los satélites Landsat", conocido por su acrónimo en inglés LDCM o Landsat 8. Después de casi 8 años y diferentes planes de implementación, la NASA relanzó el programa en enero de 2007, cuyo lanzamiento se tenía planeado para julio de 2011. Lastimosamente en este satélite no se había considerado la inclusión de una banda térmica, a diferencia de los pasados Landsat, donde si se incluia esta banda. Esta omisión hizo que los científicos, instituciones y personas que trabajaban con esta tipo de información mostraron su disconformidad, ya que la información de la región del infrarroja-térmico, viene siendo usada para medir el consumo de agua de manera remota y realizar monitoreos de la actividad volcánica. Esta información es especialmente valiosa para los Estados del Oeste de los EE.UU, los cuales se apoyan en ésta para determinar derechos de agua y monitorear el consumo de agua y su distribución entre Estados. Cuando la Casa Blanca aprobó la misión LDCM a finales de 2005, ésta no tomó en cuenta la inclusión de una banda termal, ya que su capacidad fue considerada experimental, no un firme requerimiento. Los gobernadores del Oeste protestaron y el congreso respondió ordenando a la NASA a tomar las acciones necesarias para incluir un sensor infrarrojo-térmico.
Figúra Nº2. 37 años de continua observacion global d ela tierra por el Landsat. (Fuente: USGS)

Aunque esta buena noticia ha puesto en tranquilidad a todos los que empleamos este tipo de información en nuestros diferentes proyectos, la inclusión de este nuevo sensor no será cosa fácil, por lo cual la NASA ha visto la necesidad de aplazar el lanzamiento del satélite Landsat 8 en 17 meses, es decir, tiene proyectado ponerlo en órbita en diciembre de 2012. Aunque los usuarios de este satélite, que se cuenta entre los más usados en teledetccion y con el archivo de datos mas extenso (desde 1972), tendremos que esperar buen tiempo para adquirir dichas imágenes, se puede decir que bien vale la espera, ya que el Landsat es junto con el Aster los satélites de moderada resolución que brindan información en el infrarrojo-térmico de buena calidad, siendo la más continua, la del Landsat, ya que el satélite Aster no mantiene una recolección constante.

Después de la buena noticia dada por la NASA y USGS en febrero del año pasado, sobre las disponibilidad gratuita de todo el archivo Landsat, sólo nos queda esperar hasta diciembre de 2012. Mientras que muchos países de la región incluido el nuestro están envueltos en sendas polémicas y discusiones sobre qué tipo de satélite sería el más conveniente de adquirir para uso propio, nosotros el segmento de usuarios de esta información satelital nos seguiremos valiendo, al parecer, durante buen tiempo de los llamados satélites comerciales, ya que la realidad de contar con un satélite propio la veo algo lejana a pesar de todos los esfuerzos que se vienen haciendo, pero esto da motivo para otro post.

miércoles, 10 de febrero de 2010

Correccion de sombras en las imagenes de satelite, ahora es más posible que antes.


Los que empezamos a tocar este tema, allá a finales de los noventa, sabíamos de la gran limitación que teníamos para realizar esta corrección, por la falta de un buen modelo de elevación digital, MDE, el cual es el elemento principal al momento de aplicar dicha corrección.

Por mencionarles un ejemplo, acá en el Perú contábamos con las cartas digitalizadas del Instituto Geográfico Nacional, IGN, a la escala de 1:100000, la cual si bien permitía aplicar dicha corrección, los resultados muchas veces no eran de lo mejor, por la falta de detalle en el MDE en comparación a la información que brinda por ejemplo una imagen Landsat 30 m de resolución espacial.

Por otro lado teníamos las cartas del Proyecto Especial de Titulación de Tierras, PETT, las cuales estaban a la escala 1:25000 (Ver Figura Nº1), esta escala era idónea para aplicar la corrección por sombras, pero el mayor problema que enfrentábamos era que no todas la hojas estaban terminadas y tampoco todas estaban en formato digital, por lo cual muchas veces se tenía que invertir mucho tiempo y esfuerzo en digitalizar el sector de interés y no sólo eso, sino agregar la información de las cotas a la base de datos, menudo trabajo.

Figura Nº1. A la derecha tenemos la cartografía al 25000 y a la izquierda en MDE generado en base a ésta.
 
Luego, aparece el proyecto “Shuttle Radar Topography Mission” más conocido como SRTM por sus siglas en ingles. Este proyecto, llevado a cabo en febrero de 2000 por la Agencia de Inteligencia Geoespacial Nacional, NGA y la Administración Nacional de la Aeronáutica y del Espacio, NASA, ofrecía de manera gratuita un modelo de elevación digital de todo el globo, esto era una noticia muy buena para aquellos que buscábamos un buen MDE, pero lo negativo en cierto modo fue que el MDE, sólo para los Estados Unidos tenía una resolución de 30 m (idóneo para corregir imágenes Landsat) y para el resto de los países este DEM había sido degradado a 90 m de pixel, bueno no podíamos pedir más por algo que era gratis. Aun así este MDE fue de una gran ayuda en muchas aplicaciones, además diversas investigaciones y comparaciones mostraron que su calidad era muy superior, tanto en precisión, como en detalle a la cartografía levantada al 100000 en muchos países del mundo.
 
Ahora, con el MDE lanzado en junio de 2009, por el Ministerio de Economía, Comercio, e Industria del Japón, METI y la Administración Nacional de la Aeronáutica y del Espacio, NASA, el cual ha sido generado mediante imágenes estereoscópicas del satélite ASTER, denominandosele GDEM por sus siglas en ingles “Global Digital Elevation Model” y puesto a disposición de los usuarios de manera gratuita, se ha abierto la posibilidad de mejorar los resultados obtenidos tras la aplicación de corrección por sombras en imágenes Landsat, ya que al fin contamos con información topográfica con un pixel de 30 m (igual al del Landsat) y con un detalle muy superior a otras cartografías nacionales. Esto lo podemos comprobar por ejemplo en la costa del Perú donde se aprecia claramente las dunas y otros formaciones eólicas, islas y otros detalles que no eran detectables con las informaciones topográficas mencionadas anteriormente (Ver Figura Nº2).

Figura Nº2, A la derecha tenemos un modelo de iluminación elaborado en base al MDE SRTM y a la izquierda tenemos el modelo de iluminación para el GDEM, se aprecia claramente la mejora en el detalle del terreno. Esta imagen corresponde a una zona desértica de la costa peruana cercana al ciudad de Huacho en Lima.

Con esto podemos decir que la corrección por sombras, indispensable para muchas aplicaciones de la Geomática, ya se puede convertir en una corrección de rutina, para las imágenes Landsat y otros sensores de similar resolución, ya que contamos con un adecuado modelo de elevación digital, el cual permite obtener resultados satisfactorios (Ver Figura Nº3).

Figura Nº3. En estas imágenes presentamos un ejemplo de lo que se puede lograr al aplicar la correccion por sombras en una imagen con un relieve accidentando como en la region andina del Perú. El mayor aporte se ve en la mejora en la identificacion de los cuerpos de agua, que por su baja reflectividad se confunden con las sombras de la imagen, ademas se aprecia una mejora en la tonalidad de las zonas de glaciares.

Para más información aquí les dejos algunos link de interés: