Nivel de adquisición de datos

La figura a continuación muestra los niveles de adquisición de los datos de percepción remota, ya que la altitud del sensor con relación a la superficie imageada también es un factor de gran interferencia, no sólo en la intensidad y calidad de la señal, como en las formas de registro y análisis de los datos.


Niveles de Adquisición de Datos.

Al pasar de un nivel para otro, se modifican las dimensiones del área a ser imageada, consecuentemente se obtienen imágenes con diferentes resoluciones, lo que exigirá estudios para metodologías de análisis diferentes.

Las técnicas de Percepción Remota evoluyeron en un principio, a partir de necesidades militares. Actualmente estas técnicas y las investigaciones realizadas han producido herramientas cada vez más sofisticadas, ampliando su aplicabilidad a una gran gama de problemas ecológicos, urbanos y de recursos naturales. Sin embargo, en la selección de una determinada técnica de teledetección, el usuario debe tener el conocimiento anticipado del significado de los parámetros medidos con relación al problema que está siendo investigado.

Básicamente, en la Percepción Remota se debe dar atención a dos partes: la adquisición y la utilización de los datos.

La fase de adquisición de datos se puede dividir en:


Introducción a la Percepción Remota



Sistemas Orbitales

En este ítem se tratará con mayor profundidad el sistema Landsat y menos los sistemas SPOT y ERS-1. En la actualidad, el sistema Landsat representa la mayor fuente de datos de percepción remota y es el que tiene mayor potencial de continuidad a lo largo del tiempo. Además, a través del INPE - Instituto Nacional de Pesquisas Espacias se dispone en el país de toda una infraestructura para recepción, procesamiento y distribución de las imágenes generadas por estos sistemas,

Antes de comentar sobre cada uno de los sistemas, se presentan sus características orbitales, las cuales se basan en las siguientes premisas:

La tabla siguiente presenta las características de los sistemas Landsat, SPOT y ERS-1.

Landsat 4 y 5
SPOT 1 y 2
ERS-1
Órbita
circular

98,2 grados

heliosíncrona
circular

98,7 grados

heliosíncrona
circular

98,5 grados

heliosíncrona
Período
99 minutos
97 minutos
100,467 minutos
Altitud
705 Km
832 Km
785 Km
Cruce
9:45 horas
10:39 horas
10:30 horas (desc.)
Ciclo
16 días
26 días
35 días (SAR)
Órbita adyacente
172 Km
108 Km
100 Km
Órbita sucesiva
2.750 Km
2.700 Km
-

LANDSAT

El sistema LANDSAT está compuesto hasta el momento por 5 satélites, que fueron desarrollados por la NASA (National Aeronautics and Space Administration), inicialmente recibieron el nombre Earth Resouces Technology Satellite-1 (ERST-1) y en enero de 1975 pasaron a ser llamados LANDSAT.

El Landsat 1 y 2 llevaban a bordo dos sistemas sensores con la misma resolución espacial, pero con diferentes concepciones de imageamiento: el sistema RBV, con imageamiento instantáneo de toda la escena y el sistema MSS, con imageamiento del terreno por barrido de líneas (line-scanner).

Ambos sistemas tenían la finalidad de adquirir datos multiespectrales, pero el desempeño del sistema MSS, en términos de fidelidad radiométrica, hizo que el tercer satélite de la serie tuviera un sistema RBV modificado, de modo de proveer datos con mejor resolución espacial en una única faja del espectro. Por otro lado, se adicionó una banda espectral al sistema MSS, para operar en la región del infrarrojo termal.

A partir de los Landsat 4 y 5, en vez del sensor RBV, la carga útil del satélite pasó a contar con el sensor TM (Thematic Mapper), operando en 7 bandas espectrales. Este sensor conceptualmente es semejante al MSS ya que es un sistema de barrido de líneas (line-scanner), pero presenta una serie de mejorías tanto en los componentes ópticos como en los componentes electrónicos.

IMAGEADOR RBV

RBV (Return Beam Vidicon): es un sistema semejante a una cámara de televisión y permite el registro instantáneo de un área del terreno. La energía proveniente de toda la escena sensibiliza la superficie fotosensible del tubo de la cámara y durante un determinado tiempo, la entrada de energía es interrumpida por un obturador, para que la imagen del terreno sea barrida por un haz de electrones. La señal de vídeo puede ser transmitida telemétricamente.

IMAGEADOR MSS

MSS (Multispectral Scanner): es un sistema sensor que permite el imageamiento de líneas del terreno en una faja de 185 Km, perpendicularmente a la órbita del satélite. El barrido del terreno es realizado con ayuda de un espejo que oscila perpendicularmente al dislocamiento del satélite. Durante la oscilación del espejo, la imagen del terreno, a lo largo de la faja, es captada por una matriz de detectores. La dimensión de cada detector que compone la matriz de detectores, es responsable por el campo de visión instantáneo (área de la superficie de la Tierra observada por cada detector). La energía registrada por cada detector es transformada en una señal eléctrica y posteriormente es transmitida para las estaciones en la Tierra.

A cada oscilación del espejo, el satélite se disloca a lo largo de la órbita, para proporcionar un imageamiento continuo del terreno. El movimiento de rotación de la Tierra ocasiona un pequeño dislocamiento del punto inicial del barrido para el oeste, a cada oscilación del espejo, o sea, a cada seis líneas imageadas. Si se considera el dislocamiento de 185 Km a lo largo de la órbita del satélite, hay un dislocamiento de 12,5 cm entre la primera y la última columna de pixels.

IMAGEADOR TM

TM (Thematic Mapper): es un sistema avanzado de barrido multiespectral concebido para proporcionar: resolución espacial más fina, mejor discriminación espectral entre objetos de la superficie terrestre, mayor fidelidad geométrica y mejor precisión radiométrica con relación al sensor MSS.

La energía proveniente de la escena alcanza el espejo de barrido que oscila perpendicularmente a la dirección de dislocamiento del satélite en sentido este-oeste y oeste-este. La señal atraviesa un telescopio y un conjunto de espejos, cuya función principal es corregir la señal colectada por el espejo de barrido. De esta manera, la señal detectada en cada matriz de detectores de cada banda es transferida para un amplificador y convertida en una señal digital a través de un sistema A/D (analógico/digital). Los datos de salida son entonces transmitidos vía telemetría.


SPOT

El sistema SPOT es un programa espacial francés semejante al programa Landsat, que fue concebido por el Centre National d'Etudes Spatiales (CNES) y lleva a bordo dos sensores de alta resolución (HRV - HAUT Resolution Visible). Estos sensores fueron concebidos para operar en dos modos diferentes. El modo multiespectral permite la adquisición de datos en tres fajas del espectro electromagnético con una resolución espacial de 20 metros y el modo pancromático con una banda de resolución espacial de 10 metros.

Una de las características principales de los instrumentos a bordo del SPOT es la posibilidad de observación "off-nadir". El sensor podrá ser direccionado de modo de observar escenas laterales a la órbita en la que se encuentra el satélite en un momento determinado. Esta posibilidad de observación "off-nadir" aumenta los medios de obtener un aumento en el recubrimiento repetitivo de determinadas áreas. Otra ventaja de la vista "off-nadir" es la posibilidad de obtener pares estereoscópicos de determinadas áreas.

La luz proveniente de la escena alcanza un espejo plano, que puede ser controlado a partir de las estaciones terrestres variando en ángulos de +/- 0,6 hasta 27o con relación al eje vertical.

La energía que alcanza el espejo plano es captada por una matriz lineal de detectores del tipo CCD (Charge-Coupled Device). Cada matriz consiste en 6000 detectores ordenados linealmente, formando lo que se denomina "push-broom scanner" o sistema de barrido elecrónico. Este sistema permite el imageamiento instantáneo de una línea completa en el terreno, perpendicularmente a la dirección de dislocamiento del satélite en su órbita.


ERS-1

Fue construido por la Agencia Espacial Europea (ESA), el ERS-1 fue lanzado del centro espacial de Guyana Francesa por el cohete Ariane 4 el 16 de julio de 1991. Originalmente con una misión de dos años, los objetivos estaban orientados principalmente a estudios oceánicos y de heladas, en varias áreas de ciencias naturales.

Entre los diferentes sensores a borde del satélite, se tiene el AMI (Active Microwave Instruments), constituido por un radar de Abertura Sintética (SAR) y un escaterómetro (para medición de vientos). Las imágenes adquiridas por el SAR, suministran datos de una faja de 100 x 100 Km, con una resolución espacial de 30 metros.

Una antena de 10 x 1 metros emite y recibe un haz de microondas en la región de 5,3 Ghz (banda C), con polarización VV y un ángulo de incidencia de 23 grados.

La operación del SAR en modo Imagen produce una tasa de datos muy alta (105 Mbps), haciendo que las imágenes sólo puedan ser generadas en zonas equipadas con estaciones receptoras. La superficie terrestre podrá estar enteramente cubierta e imageada en ciclos de 35 días.


Consulte también:
Formato de Imágenes.


Introducción a la Percepción Remota



Sistema de Recepción de Imágenes

El sistema Brasilero de Recepción de Datos de Satélite está compuesto por una Estación de Recepción, implantada en Cuiabá y operando desde 1973. Esta estación de recepción está localizada en el centro geográfico de América del Sur, lo que permite la adquisición de datos sobretodo del territorio brasilero y parte de territorio de los países limítrofes.

Otro componente del sistema brasilero de recepción de datos de satélite, es el laboratorio de procesamiento electrónico y fotográfico de los datos colectados por los sensores a bordo de los satélites, localizado en Cachoeira Paulista - São Paulo.

En Cuiabá, los datos son recibidos a través de una antena parabólica y grabados en cintas magnéticas de alta densidad (High Density Digital Magnetic Tape - HDDT). Estas cintas son enviadas para Cachoeira Paulista - São Paulo.

El laboratorio de procesamiento de imágenes en Cachoeira Paulista tiene la función de transformar los datos recibidos por las estaciones de recepción en imágenes fotográficas, cintas magnéticas compatibles con computador (CCT - Computer Compatible Tapes, Streamer, Dat) o discos ópticos (CD-ROM).


Introducción a la Percepción Remota