Imágenes TerraLook | Formatos de Colección | Sensor ASTER | Sensor LANDSAT | Sensor IKONOS
Todas las imágenes incluidas en las colecciones de TerraLook son jpeg georeferenciados – en otras palabras, imágenes comprimidas que incluyen información de lugar (latitud/longitud). El formato jpg fue escogido para reducir el tamaño de las imágenes, de tal forma que un número suficiente de ellas puedan ser grabadas en un CD o DVD. A pesar de que esto reduce de alguna manera la calidad de los datos, en la mayoría de los casos, la pérdida en la calidad es mínima (se usa un factor de calidad de 85/100, siendo 100 el mejor).
Todas la imágenes digitales, sean de cámaras digitales o de aquellas en el espacio, están compuestas por píxeles (elementos de la imagen). Las imágenes en una colección de TerraLook son imágenes de color “compuestas” y derivadas del verde, rojo y de bandas infrarrojas. Debido a que ninguno, ni ASTER o MSS tienen banda azul (esto se omitió porque la luz azul tiende a dispersarse mucho por la atmósfera, y es al contrario “ruidosa”) se necesita crear imágenes de “color verdadero simulado”, lo cual significa que, en esencia, una banda azul artificial se sintetiza desde otras bandas y entonces se genera una imagen más o menos realista. Para la consistencia en todas las imágenes, se usó el mismo modo para imágenes Landsat TM y también para IKONOS – a pesar de que estos sensores tienen bandas azules.
TEl resultado final es que la vegetación viva es verde, a pesar de que la vegetación muerta (como los pastizales durante la temporada de sequía) puede ser teñida de color púrpura. Se piensa, acerca de esto, que la vegetación muerta es naturalmente marrón, la cual tiene mucho color rojo. Sin embargo, en estas imágenes el algoritmo de sintetizado tiende a poner mucho azul en los píxeles de la vegetación muerta, mientras que el azul combinado con el rojo puede resultar en un matiz púrpura.
Las colecciones utilizan un formato simple de tal forma que pueden ser usadas por una variedad de herramientas. Los usuarios expertos en GIS pueden usar sus propias herramientas, si así lo prefieren. La estructura del directorio es como sigue:
/Nombre de Colección
/Datos
Este directorio contiene archivos que describen las huellas de las escenas en la colección. El primer grupo incluye imágenes de todos los sensores en la colección, mientras que los sensores pueden ser distinguidos a través de la palabra clave “satélite”. Nos disculpamos tal vez por la naturaleza confusa de los nombres, los cuales se refieren a “aster”, aunque se incluye información en todos los sensores. Esto refleja el diseño original que incluía sólo colecciones de datos ASTER, una idiosincrasia que se arreglará en un lanzamiento próximo.
aster.shp: un grupo de cajas que resaltan los bordes de la imagen.
asterline.shp: un grupo de “X”, uno por cada caja, para ayudar a discriminar huellas sobrepuestas.
asterpoint.shp: un grupo de puntos que marcan el punto del centro de cada huella.
Para facilitar el uso de estos datos con algunas otras herramientas GIS como ESRI ArcReader o ArcExplorer, la información de huella se ofrece también de forma “por sensor”. Esto lo hace, de alguna manera, más fácil para los usuarios controlar la muestra de las capas de la imagen individual. Los nombres de los archivos son:
Para Landsat2000
landsat2000only.shp
landsat2000onlyline.shp
landsat2000onlypoint.shp
Para Landsat1990
landsat1990only.shp
landsat1990onlyline.shp
landsat1990onlypoint.shp
Para Landsat1975
landsat1975only.shp
landsat1975onlyline.shp
landsat1975onlypoint.shp
Para ASTER
asteronly.shp
asteronlyline.shp
asteronlypoint.shp
/Imágenes
Este directorio contiene imágenes jpg además de sus correspondientes Archivos Mundo para ofrecer geocodificación. El grado de la comprensión varía pero es generalmente pequeño. Mientas que hay una pequeña cantidad de degradación de imagen, esto disminuye el tamaño de las imágenes en más de un factor 10.
/DEM
Este directorio, que no está disperso en todas las colecciones, contiene datos infográficos de utilidad para la visualización 3-D. El formato es el usado por la Global Land Cover Facility (GLCF) y cada archivo corresponde a un camino/fila Landsat WRS-2 particular.
Muchos de los datos en TerraLook provienen de un instrumento llamado ASTER. Si bien, la mayoría de la gente no está familiarizada con este instrumento, esta sección ofrece alguna información básica. En resumidas cuentas: ASTER es muy similar a Landsat pero brinda imágenes mucho más detalladas. Landsat, sin embargo, tiene una franja más ancha y un archivo histórico más grande.
Visión general
ASTER es una cámara digital grande, basada en el espacio, que empezó a operar a principios del año 2000. Adquiere 600 imágenes de alta resolución por día, cada una cubriendo un área de 60 x 60 km, con un tamaño de píxel de 15 m para bandas 1-3. A diferencia de Landsat, Aster no usa un sistema predeterminado de camino/fila (path/row). Por el contrario, cada imagen es individualmente alineada a un objetivo en particular. Así pues, el cubrimiento de grandes áreas con ASTER no es tan conveniente como con Landsat, mientras que las imágenes ASTER en una colección no están generalmente tan bien alineadas como son las imágenes Landsat.
El instrumento
ASTER (Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer), por sus siglas en inglés, es básicamente una gran cámara digital atornillada a un satélite. El satélite, llamado Terra, es del tamaño de un bus pequeño, fue lanzado en 1999 y tiene otros cuatro instrumentos. Da vueltas a la tierra a una distancia de 705 km, de polo a polo cada 100 minutos y cruza el ecuador a las10:30 de la mañana, hora local.
Sólo Aster toma cerca de 600 fotografías (“escenarios”) por día, cada una cubriendo un área de 60 x 60 km. Como la mayoría de los sensores de satelitales, ASTER es mucho más complejo que una cámara digital de mano. En primer lugar, una imagen separada es creada para cada color (o más precisamente, cada longitud de onda o “banda”). Debido a que ASTER tiene un total de 14 bandas, requiere 14 imágenes diferentes para cada escena. Lo cual es útil porque distintos materiales pueden lucir de manera muy diferente en distintas bandas—adquiriendo imágenes en cada una de las 14 bandas, se puede aprender mucho de los materiales fotografiados. Cuando una imagen es “procesada”, cada banda puede tratarse separadamente, conduciendo a técnicas de análisis muy poderosas y algunas veces bastante complicadas. Para hacerlo más simple y para guardar espacio, la imágenes de este disco son imágenes “compuestas” derivadas de las bandas 1, 2 y 3. Se planea un sitio Web que ofrecerá las imágenes multibandas completas, junto con algunas simples herramientas para ayudar a analizarlas.
Otra diferencia entre ASTER y una cámara digital común es que ASTER tiene tres lentes – (llamados telescopios por su tamaño y poder) – en lugar de uno. De hecho, ASTER está compuesto por tres instrumentos separados, cada uno especializado en una parte distinta del espectro. Esto porque las fotos se comportan muy diferente en un lado del espectro y en otro, de tal manera que distintas tecnologías son usadas para cada parte.
Cada imagen ASTER tiene alrededor de 16 millones de píxeles (4200 x 4200), y cada píxel corresponde a una parcela de 15 x 15 mts en la tierra, o cerca de cuatro veces la resolución de una imagen típica de Landsat, que tiene un tamaño de píxel de unos 30mts.
El instrumento ASTER y su operación es un proyecto conjunto entre Estados Unidos y Japón. Japón designó y construyó el instrumento, el sistema de procesamiento de Nivel 1, y las operaciones del sistema, al tiempo que lleva a cabo la misión diaria de planeación y de procesamiento de datos de Nivel 1. Estados Unidos diseñó, construyó y ahora opera la nave Terra y el sistema de tierra asociado.
El Archivo Completo de Datos ASTER
Todas las escenas ASTER (actualmente llegan a casi un millón) son archivas en un centro de datos en Dakota del Sur, Estados Unidos ( lo mismo que en el centro de datos en Tokio). El acceso a los datos en el archivo de Estados Unidos se hace por medio de una o cualquiera de las herramientas siguientes (la primera ofrece, tanto la búsqueda como la capacidad de ordenamiento, la segunda sólo busca – pero hace una búsqueda más amable – y un fácil camino para ordenar):
** EOS Data Gateway (EDG): http://edcimswww.cr.usgs.gov/pub/imswelcome/
** Global Visualization Viewer: http://glovis.usgs.gov/
Para más información de ASTER, sus productos de datos, de cómo ingresar pedidos de adquisición de datos, el trabajo del Equipo de Ciencia de Aster y mucho más, por favor visite el sitio de ASTER US:
Lanzado: Diciembre de 1999
Tiempo de vida: por lo menos hasta el 2009
Número de bandas: 14
Número de telescopios: 3 (VNIR, SWIR, TIR)
Tamaño de Pixel:
15 m (VNIR)
30 m (SWIR)
90 m (TIR)
Estéreo: sí
Frecuencia repetida: 1-16 días
La mayor parte de los datos en TerraLook son de Landsat, lo cual es una serie de naves con un archivo histórico que data del año 1973. La primera nave Landsat contenía un instrumento llamado el Escáner Multiespectro (MSS, por sus siglas en inglés), el cual tiene un tamaño de píxel de cerca de 80m. Más tarde, la nave Landsat contó con un instrumento llamado Mapeador Temático, con un tamaño de píxel de alrededor de 30m. Todas las imágenes Landsat, sin importar cual sensor las adquiere, cubren un área de 180km x 180km. También, las adquisiciones Landsat siguen un predeterminado sistema de camino/file, lo cual divide la superficie de la tierra en una serie de caminos (columnas de imágenes de Norte a Sur) y filas (filas de imágenes de Este a Oeste). Esto lo hace muy conveniente para comparar imágenes adquiridas en diferentes momentos y con una aplicación. El sistema de camino/fila usado por Landsats anteriores, llamado Sistema de Referencia Mundial 1 (WRS1, por sus siglas en inglés) es de alguna manera distinto del usado por los últimos Landsats, el cual usa el sistema WRS2. Tal cambio se necesitaba por un cambio en la orbita para la última nave.
Las Colecciones de datos de Landsat para TerraLook son tomadas de tres épocas. Estos datos hacen parte del “Geocover” global orthorectified dataset, totalmente explicada en: Tucker, CJ, DM Grant, and JD Dykstra (2004). NASA’s Global Orthorectified Landsat Data Set. Photogramm Eng Rem Sen Vol. 70, No. 3, March 2004, pp. 313–322 which is available online at http://glcf.umiacs.umd.edu/pdf/PERSMarch_04_313-322.pdf.
La época más temprana cubre un rango de fechas desde los años 70 y utiliza datos MSS. En TerraLook a esta época se le conoce como “capa 1975”. Las últimas épocas son 1990 y 2000, y estas capas contienen imágenes que están generalmente entre un año o dos de estas fechas. En todos los casos las imágenes fueron seleccionadas desde un archivo grande, con el criterio de selección primaria cubierto de nubes. Entonces, dependiendo de en qué se usan las imágenes, se requiere algún cuidado cuando se hacen comparaciones entre épocas, pues las imágenes pudieron ser tomadas en diferentes temporadas.
Información adicional acerca de los instrumentos y datos Landsat puede ser encontrada en los siguientes sitios Web:
http://landsat7.usgs.gov/index.php
IKONOS en un sensor comercial de muy alta resolución, no operado por la NASA o USGS. La mayoría de los datos comercial vienen con restricciones de derechos de publicación, sin embargo, ocasionalmente hay datos que pueden ser redistribuidos con colecciones de TerraLook. Por ejemplo, luego del desastre del tsunami en el Océano Indico en 2004, una variedad de imágenes IKONOS se hicieron disponibles por USGS para apoyar las operaciones de emergencia. Al parecer, en el futuro, los datos IKONOS estarán generalmente disponibles sólo para las Colecciones de TerraLook, en especial para circunstancias como las operaciones de ayuda de desastres.
Los datos de IKONOS tienen un tamaño de píxel de 1 o 4m, dependiendo de cómo son procesados, por lo cual tiene una resolución que es, por lo menos, 16 veces mayor que la de ASTER. La franja de anchura es mucho más pequeña, a pesar de que muy seguido, múltiples imágenes son combinadas en una sólo imagen grande, haciendo esto de alguna manera menos significativo.