• Author / Uploaded
• Angel Ayum

Citation preview

TELEDECCION Y PROCESAMIENTO DE IMAGENES

UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA ESCUELA DE POS GRADO MAESTRIA EN GESTION INTEGRAL DE CUENCAS HIDROGRAFICAS CURSO: TELEDETECCION Y PROCESAMIENTO DE IMAGENES Angel Y. Urbano Martínez

WORLDVIEW-1 y WORLDVIEM-2 I. WORLVVIEW-1: WorldView-1, lanzado en septiembre de 2007, es el primero de nuestros satélites de la próxima generación — los satélites comerciales más ágiles en existencia—. El sistema de imágenes pancromáticas de alta capacidad ofrece imágenes con resolución de medio metro. Con una operación a una altura de 496 kilómetros, WorldView-1 tiene un tiempo de revisita promedio de 1.7 días y puede obtener más de un millón de kilómetros por día de imágenes de medio metro. El satélite también está equipado con novedosas capacidades de precisión en geolocalización, y exhibe una sensacional agilidad con un rápido direccionamiento y una eficiente recolección de imágenes estereoscópicas en un solo trayecto.

Fig. N°01: Satélite WorldView-1

El satélite WorldView-1 de Digital Globe, es el satélite comercial más ágil de la historia espacial, al ofrecer el mayor periodo de revisita del mercado, llegando hasta 1 toma cada 2 días. Dispone de un sensor de alta capacidad que recoge imágenes pancromáticas de 0.5 metros de resolución. Con WorldView-1, usted podrá generar Modelos Digitales de Elevación (DEM) de altísima calidad, debido a su capacidad de capturar imágenes en Estéreo.

Ángel Y. Urbano Martínez

1

TELEDECCION Y PROCESAMIENTO DE IMAGENES

DigitalGlobe. Es un proveedor comercial de imágenes espaciales y de contenido geoespacial, y operador civil de teledetección espacial. En 1995, la compañía WorldView se convirtió en EarthWatch Inc., la fusión de WorldView con las operaciones de teledetección comerciales de Ball Aerospace & Technologies Corp. En septiembre de 2001, EarthWatch pasó a ser DigitalGlobe. DigitalGlobe posee y opera la constelación más ágil y sofisticada de satélites de imágenes terrestres comerciales de alta resolución. Juntos, WorldView-1, WorldView-2, WorldView-3 y WorldView-4, GeoEye-1, Ikonos son capaces de recolectar más de mil millones de kilómetros cuadrados de imágenes de calidad por año y ofrecer retiros diarios en todo el mundo.

1.1 CARACTERISTICA  Altísima resolución.  Precisión en geolocalización líder en la industria. Plataforma ultra estable, sensores de posición de alta precisión y sistema de posicionamiento global (global positioning system, GPS).  La mayor capacidad en un amplio rango de tipos de recolección (más amplio que cualquier competidor).  Lectura bidireccional.  Redirección rápida con un giroscopio de control de momento (>2 veces más rápido que cualquier competidor).  Enlace descendente directo a sitios de clientes disponibles.  Telescopio de primer nivel - Contraste (función de transferencia de modulación [modulation transfer function, MTF]) y relación señal-ruido altos - Niveles seleccionables de integración de tiempo de retardo (Time Delay Integration, TDI).  Revisitas frecuentes en alta resolución. 1.2 BENEFICIOS  Proporciona imágenes altamente detalladas para la creación de mapas precisos, la detección de cambios y el análisis exhaustivo de imágenes.  Localiza geográficamente elementos con un margen de error menor de 5 m para crear mapas de áreas remotas y maximizar así la utilidad de los recursos disponibles.  Recolecta, almacena y envía mediante enlace descendente un suministro de productos de imágenes globales, actualizadas con frecuencia mayor, que los sistemas competidores.  La recolección de imágenes estereoscópicas en una sola pasada asegura la continuidad y la consistencia en la calidad de las imágenes.  Extiende el rango de los objetivos adecuados de recolección de imágenes y mejora la capacidad de interpretación de las imágenes.  Aplicaciones mejoradas de detección de cambios y actualizaciones precisas de mapas con imágenes multiespectrales de 8 bandas.

Ángel Y. Urbano Martínez

2

TELEDECCION Y PROCESAMIENTO DE IMAGENES

1.3 DISEÑO Órbita Duración de la misión Tamaño, masa y potencia de la nave espacial Rango dinámico Ancho de barrido Determinación de posición y control

Precisión de dirección y conocimiento Agilidad para cambiar la determinación de objetivos Almacenamiento a bordo

Comunicaciones Máxima superficie contigua recolectada en un solo paso (ángulo de 30° fuera del nadir) Frecuencia de la revisita (a 40° latitud N) Precisión de la geolocalización (error circular del 90 % [circular error of 90%, CE90]) Capacidad

Altitud: 496 km Tipo: Sincrónica con el sol, 10:30 a. m. nodo descendente Período: 95 min De 10 a 12 años, incluidos todos los consumibles y degradables (p. ej., propelente) 3.6 m (12 pies) de alto x 2.5 m (8 pies) de ancho 7.1 m (23 pies) de ancho con los grupos solares desplegados 2290 kg (5038 lb) Grupo solar de 3,2 kW, batería de 100 Ahr 11 bits por píxel 17.7 km en el nadir Estabilizada en los 3 ejes Accionadores: giroscopio de control de momento (Control Moment Gyros, CMG) Sensores: rastreadores estelares, unidad de referencia inercial (inertial reference unit, IRU) de estado sólido, GPS Precisión: < 500m al comenzar y finalizar la imagen Conocimiento: compatible con la precisión de geolocalización que figura a continuación Tiempo de rotación a 200 km: 10 s 2199 Gb de estado sólido con detección y corrección de errores (error detection and correction, EDAC) Datos de imágenes y auxiliares: banda X de 800 Mbps Datos de gestión interna: 4, 16 o 32 kbps en tiempo real, 524 kbps almacenado, banda X Comando: banda S de 2 o 64 kbps Mono: 111 x 112 km (6 tiras [strips]) Estéreo: 51 x 112 km (3 pares) 1.7 días a GSD de 1 m o menos 5.4 días 20° fuera del nadir o menos (GSD de 0.55 m) CE90 < 4.0 m demostrado sin control terrestre 1.3 millones de km2 por día

Ángel Y. Urbano Martínez

3

TELEDECCION Y PROCESAMIENTO DE IMAGENES

1.4 ESPECIFICACIONES Operador del Satélite Información sobre el lanzamiento Resolución del sensor Resolución espacial de la Imagen Bandas Espectrales Bandas de sensores Capacidad de Colección: Mínima área de pedido en archivo Mínima área de pedido en programación

Digital Globe Fecha: 18 de septiembre de 2007 Vehículo de lanzamiento: Delta 7920 (9 montables) Lugar de lanzamiento: Base Vandenberg de la Fuerza Aérea, California 50 cm de distancia de muestra del piso (Ground Sample Distance, GSD) en el nadir GSD de 55 cm 20° fuera del nadir 0.5 m Pancromático Pancromático: 400 - 900 nm Escenas para múltiples objetivos: 17.6 km x 17.6 km Franja larga: 17.6 km x 360 km Stereo: 51 km x 112 km (3 pairs wide) 25 km2 100 km2

Las imágenes WorldView-1 están disponibles según niveles de procesamiento; Basic, Standard y Orthorectified, para entrega en resolución radiométrica de 16 Bit's u 8 Bits ya sea en formato GeoTIFF o NITF 2.0 o 2.1. 1.5 BANDAS ESPECTRALES E IMAGENES Se puede generar Modelos Digitales de Elevación (DEM) de altísima calidad, debido a su capacidad de capturar imágenes en Estéreo. Las imágenes obtenidas a partir de este satélite, son pancromáticas (en tonos de gris solamente) y tienen un mayor nivel de detalle con una resolución espacial de 0.5 metros.

WorldView-1 Opción

Banda

Pancromática Pancromática

Ángel Y. Urbano Martínez

4

Resolución espacial (m)

Resolución espectral (μm)

0.50

0.40 – 0.90

TELEDECCION Y PROCESAMIENTO DE IMAGENES

Fig. N°02: Parte de una resolución de medio metro Imagen de satélite WorldView-1 del Estadio Royal Bafokeng.

Fig. N° 03: PhotoSat 50cm WorldView-1 fotos satelitales en orto para estudios detallados del proyecto. Datos de satélite ortorrectificados en todo el mundo.

__________________________________________________________________________ II. WORLVVIEW-2: WorldView-2, lanzado en octubre de 2009, es el primer satélite comercial multiespectral de 8 bandas de alta resolución. WorldView-2 opera a una altura de 770 kilómetros y proporciona una resolución pancromática de 46 cm y una resolución multiespectral de 1.85 m. WorldView2 tiene un tiempo de revisita promedio de 1.1 días, y puede recolectar hasta 1 millón de km2 de imágenes de 8 bandas por día, lo cual mejora en gran medida la capacidad de recolección de imágenes multiespectrales de DigitalGlobe para una obtención más rápida y confiable. WorldView-2 expande sustancialmente las ofertas de los productos de imágenes para todos los clientes de DigitalGlobe.

Fig. N°04: Satélite WorldView-2

Ángel Y. Urbano Martínez

5

TELEDECCION Y PROCESAMIENTO DE IMAGENES

El satélite WorldView-2, lanzado en octubre de 2009, es el primer satélite de alta resolución, comercial de 8 bandas multiespectrales con 1.9 m de resolución y adquiere imágenes blanco y negro con 50 cm de resolución. Una característica importante de este satélite es que ofrece dos productos a color ya sea en 4 u 8 bandas. Y si usted desea la calidad espectral del producto multiespectral y la alta precisión del producto pancromático existen los productos denominados PanSharpened a 4 u 8 bandas. 2.1 CARACTERISTICA  Altísima resolución.  La máxima diversidad espectral disponible comercialmente - 4 colores estándares: azul, verde, rojo, IR cercano 1 - 4 nuevos colores: costero, amarillo, banda espectral en el borde del rojo e IR cercano 2.  Precisión en geolocalización líder en la industria.  Alta capacidad respecto de una amplia gama de tipos de recolección de imágenes.  Lectura bidireccional.  Redirección rápida con un giroscopio de control de momento (>2 veces más rápido que cualquier competidor).  Enlace descendente directo disponible a sitios de clientes.  Revisitas frecuentes en alta resolución 2.2 BENEFICIOS  Proporciona imágenes altamente detalladas para la creación de mapas precisos, la detección de cambios y el análisis exhaustivo de imágenes.  Localiza geográficamente elementos con un margen de error menor de 5 m para crear mapas de áreas remotas y maximizar, así, la utilidad de los recursos disponibles.  Recolecta, almacena y envía mediante enlace descendente un suministro de productos de imágenes globales, actualizadas con frecuencia mayor, que los sistemas competidores.  La recolección de imágenes estereoscópicas en una sola pasada asegura la continuidad y la consistencia en la calidad de las imágenes.  Proporciona la capacidad de realizar detección de cambios precisa, trazar mapas y realizar análisis en resoluciones sin precedentes en imágenes multiespectrales de 8 bandas 2.3 DISEÑO Órbita Duración de la misión Tamaño, masa y potencia de la nave espacial Rango dinámico Ancho de barrido

Altitud: 770 km Tipo: sincrónica con el sol, 10:30 a. m. nodo descendente Período: 100 min De 10 a 12 años, incluidos todos los consumibles y degradables (p. ej., propelente) 5.7 m (18,7 pies) de alto x 2.5 m (8 pies) de ancho 7.1 m (23 pies) de ancho con los grupos solares desplegados 2615 kg (5765 lb) Grupo solar de 3.2 kW, batería de 100 Ahr 11 bits por píxel 16.4 km en el nadir Ángel Y. Urbano Martínez

6

TELEDECCION Y PROCESAMIENTO DE IMAGENES

Determinación de posición y control

Precisión de dirección y conocimiento Agilidad para cambiar la determinación de objetivos Almacenamiento a bordo

Comunicaciones Máxima superficie contigua recolectada en un solo paso (ángulo de 30° fuera del nadir) Frecuencia de la revisita (a 40° latitud N) Precisión de la geolocalización (error circular del 90 % [circular error of 90%, CE90]) Capacidad

2.4 ESPECIFICACIONES Operador del Satélite Información sobre el lanzamiento

Resolución del sensor Resolución espacial de la Imagen Bandas Espectrales Bandas de sensores

Estabilizada en los 3 ejes Accionadores: giroscopio de control de momento (Control Moment Gyros, CMG) Sensores: rastreadores estelares, unidad de referencia inercial (inertial reference unit, IRU) en estado sólido, GPS Precisión: < 500m al comenzar y finalizar la imagen Conocimiento: compatible con la precisión de geolocalización que figura a continuación Tiempo de rotación a 200 km: 10 s 2199 Gb de estado sólido con detección y corrección de errores (error detection and correction, EDAC) Datos de imágenes y auxiliares: banda X de 800 Mbps Datos de gestión interna: 4, 16 o 32 kbps en tiempo real, 524 kbps almacenado, banda X Comando: banda S de 2 o 64 kbps Mono: 138 x 112 km (8 tiras [strips]) Estéreo: 63 x 112 km (4 pares) 1.1 días a GSD de 1 m o menos 3.7 días 20° fuera del nadir o menos (GSD de 0.52 m) CE90 < 3.5 m demostrado sin control terrestre 1 millón de km2 por día

Digital Globe Fecha: 8 de octubre de 2009 Vehículo de lanzamiento: Delta 7920 (9 montables) Lugar de lanzamiento: Base Vandenberg de la Fuerza Aérea, California Pancromático: GSD de 0.46 m en el nadir; GSD de 0.52 m 20° fuera del nadir Multiespectral: GSD de 1.85 m en el nadir, GSD de 2.07 m 20° fuera del nadir 0.5 mts pancromática y 1.9 mts. multiespectral Pancromático, Coastal Blue, Blue, Green, Yellow, Red, Red Edge, NIR, NIR2 Pancromático: 450 - 800 nm Ángel Y. Urbano Martínez

7

TELEDECCION Y PROCESAMIENTO DE IMAGENES

Capacidad de Colección: Mínima área de pedido en archivo Mínima área de pedido en programación

8 multiespectrales: Costero : 400 - 450 nm Azul : 450 - 510 nm Verde : 510 - 580 nm Amarillo : 585 - 625 nm Rojo : 630 -690 nm Banda espectral en el borde del rojo : 705 - 745 nm IR cercano 1 : 770 - 895 nm IR cercano 2 : 860 - 1040 nm Escena para múltiples objetivos: 16.4 km x 16.4km Franja larga: 16.4 km x 360 km Stereo: 63 km x 112 km (4 pairs wide) 25 km2 100 km2

Las imágenes WorldView-2 están disponibles según niveles de procesamiento: Basic, Standard y Orthorectified, para entrega en resolución radiométrica de 16 Bit's u 8 Bits ya sea en formato GeoTIFF o NITF 2.0 o 2.1. 2.5 BANDAS ESPECTRALES Estas imágenes satelitales proporcionan información detallada para la generación de mapas precisos de para la detección de cambios, cartografía y análisis multiespectral, ya que cuenta con 9 bandas espectrales, con una resolución de 0.46m en la banda pancromática (1 banda) y 1.8 en las bandas multiespecrales multiespectral (8 bandas).

WorldView-2 Opción

Banda

Pancromática

Pancromática Costal Azul Verde

Multiespectral

Amarillo Rojo Borde del rojo Infrarrojo 1 Infrarrojo 2

Ángel Y. Urbano Martínez

8

Resolución espacial (m)

0.50 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0

Resolución espectral (μm) 0.450 - 0.800 0.400 - 0.450 0.450 - 0.510 0.510 - 0.580 0.585 - 0.625 0.630 - 0.690 0.705 - 0.745 0.770 - 0.895 0.860 – 1.04

TELEDECCION Y PROCESAMIENTO DE IMAGENES

2.5 CARACTERISTICAS DE LAS BANDAS

Costal (400 – 450 nm) Esta banda es compatible con la identificación y el análisis de la vegetación en función de sus características de absorción de clorofila. Como tiene un alto grado de atributo de penetración de agua, puede aplicarse a estudios de batimetría de profundidad, monitoreo de regiones costeras y análisis de arrecifes de coral. Además, como es susceptible al impacto de la dispersión atmosférica, también se utiliza en la investigación de técnicas de corrección atmosférica

Amarillo (585 – 625 nm) Esta banda se utiliza para especificar las "características espectrales del amarillo" para las características de la tierra, lo cual es importante en el análisis de la turbidez del agua y las aplicaciones de la vegetación. También se usa para crear una corrección de tono de color verdadero que se ve natural para el ojo humano.

Borde del rojo (705 – 745 nm) Se puede aplicar al análisis de estrés para la vegetación.

NIR2 (860 – 1040 nm) Proporciona una distinción clara entre vegetación y no vegetación, y admite análisis de vegetación más amplios y estudios de biomasa

Fig. N°05: El satélite WorldView-2 está equipado con un sensor multiespectral de 8 bandas de alta resolución que tiene cuatro bandas nuevas (Coastal, Yellow, Red Edge y NIR2) además de las cuatro bandas (Blue, Green, Red, NIR1) en el satélite QuickBird.

Ángel Y. Urbano Martínez

9

TELEDECCION Y PROCESAMIENTO DE IMAGENES

2.6 IMAGENES

Fig. N°06: WorldView-2 image (resolution 50 cm, 07.04.2012), Tokyo.

Fig. N°07: WorldView-2 high-resolution satellite image - Bangkok, Thailand

2.7 APLICACIONES  WorldView-1 nos da una resolución de 0.50 metros en Pancromático; lo cual lo hace ideal para aplicación militar y detección de cambios en el terreno.  Las principales aplicaciones de los satélites WorldView-1 y WorldView-2 son la cartografía de muy alta resolución, la detección de cambios y las imágenes estereoscópicas en 3D.

Ángel Y. Urbano Martínez

10