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En los anos recientes las tecnologias de monitoreo remoto y observacion terrestre han sido fortalecidas para su uso y aplicacion en el estudio de los recursos hidricos.
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Imágenes Satelitales en la
Investigación de los
Recursos Hídricos
En los años recientes las tecnologías de monitoreo remoto y observación terrestre han sido fortalecidas para su uso y aplicación en el estudio de los recursos hídricos.
Las nuevas tecnologías de monitoreo remoto proveen parámetros climáticos, de vegetación y tipo de cobertura necesarios para el análisis distribuido del ciclo hídrico.
También existen satélites para el estudio de glaciares, precipitación, humedad de suelo y cambio de uso de suelo.
Monitoreo Remoto
Misiones actuales relevantes a la atmósfera y los recursos hídricos
Monitoreo Remoto
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Satélite CRIOSAT
Satélite Agencia Espacial Europea
Lanzado desde el sitio 133/3 en el
Cosmódromo de Plesetsk a las 15:02:00 UTC del 8 de
octubre de 2005
Satélite CRIOSAT
Eurockot, utilizando un cohete portador Rockot con una etapa Briz-KM superior
Fallo en el lanzamiento en 2005
Satélite CRIOSAT
7 SIG en la Gestión de Recursos
Hídricos 04/04/2012
Iba a ser operado para estudiar los casquetes polares de hielo de la tierra
Satélite CRIOSAT
Principal instrumento: SIRAL
Sobre hielo marino, con ecos de transmisión medía los témpanos más pequeños
Con interferímetro y apertura sintética se medía ángulo de retorno más cercano al radar así se obtenían posiciones para superficies inclinadas (glaciares y capas de hielo irregulares)
Satélite CRIOSAT
El segundo instrumento, Doris, hubiera servido para calcular precisión la órbita de la nave espacial y verificarla con retrorreflectores
Satélite CRIOSAT
Un satélite de reemplazo, CryoSat-2, fue lanzado con éxito en 2010.
Satélite CRIOSAT
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Satélite IKONOS
Información Básica
• Satélite comercial de teledetección.
• Fue el primero en recoger imágenes con disponibilidad pública de alta resolución con un rango entre 1 y 4 metros de resolución espacial.
• Dispone de una resolución de 1 metro en pancromático y de 4 metros en multiespectral.
Satélite IKONOS
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Satélite
MetOP
Sincronia solar o Heliosincronía
Satélite MetOP
Instrumentos:
ASCAT
Radar que mide la velocidad y dirección del viento sobre los oceanos
GRASS
Temperatura y humedad atmosférica
Satélite MetOP
Instrumentos:
IASI
Perfiles de temperatura y vapor de agua
GOME-2 Concentraciones de Ozono en la Atmósfera
Satélite MetOP
Instrumentos: CNES Comunicación de estaciones para la búsqueda y rescate, retrasmisión de llamadas de socorro. SEM-2 Estudia el flujo de partículas cargadas en el espacio
Satélite MetOP
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Satélite SMOS
• Es un satélite de la Agencia Espacial Europea.
• Proporciona mapas globales de la humedad del
suelo y la salinidad de las aguas superficiales de los océanos.
• Resolución de 35 km.
• Anuncia catástrofes, como El Niño, o sequías, inundaciones, deslizamientos de tierra con suficiente antelación.
Satélite SMOS
Detalles del satélite
Satélite SMOS
• Incorpora la tecnología más avanzada en forma de un sofisticado sistema denominado MIRAS.
• Desarrollado por la empresa española EADS/CASA y permite medir con sus 69 pequeñas antenas (LICEF) dentro su antena de 3 brazos, variaciones de hasta un 4% de humedad y de 3.5g/l de sal en los océanos.
Satélite SMOS
Mapa combinado Humedad y
Salinidad
Satélite SMOS
• Se lanzó el 9 de setiembre de 2009. Su órbita
esta a 758 km de la Tierra. Su diámetro abarca los ocho metros y da 14 vueltas a la Tierra por día.
• El satélite podría captar un área de casi 3000
km de diámetro. Sin embargo, como la antena es en forma de Y, el campo de visión se limita a un hexágono de unos 1000 km de lado llamada ‘la zona libre’.
• Su peso total es de 658 kg y tendrá unos 5 años de vida útil como máximo.
Satélite SMOS
Barrido del satélite
Satélite SMOS
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Satélite TRMM
TRMM contribuirá al estudio sobre el cambio climático y a la comprensión sobre el sistema climático, los ciclos anormales como El Niño, y la predicción de inundaciones.
Satélite TRMM
Es un proyecto conjunto entre los EE.UU., Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA), y Japón, Agencia Nacional de Desarrollo Espacial de Japón (NASDA). La vida útil prevista del satélite era de tres años. El satélite fue impulsado en agosto de 2001 para extender su vida útil.
1988 Modelo de prueba de TRMM
1997
27 de noviembre
TRMM fue lanzado
01 de diciembre
TRMM se encendió.
9 de diciembre Primeras imágenes
Satélite TRMM
Satélite TRMM
El satélite TRMM cuenta con 5 sensores de a bordo:
• Radar de precipitación (PR) 3D • Imágenes Microwave TRMM (TMI) • Escáner infrarrojo visible (VIRS) • Sistema de energía radiante y nubes (CERES) • Sensor de imagen relámpagos (LIS). NOTA: PR, TMI, y VIRS son sensores para medir la lluvia.
Principales características del satélite TRMM
Lanzamiento de peso Aprox. 3,62 toneladas
Fecha de lanzamiento 28 de noviembre 1997 (JST)
Altitud Aprox. 350 km (402,5 kilometros desde el 24
de agosto 2001)
Inclinación Aprox. 35 grados
Forma en el Espacio
el despegue: 5,1 m (largo), 3,7 m (diámetro)
en órbita: 5,1 m (largo), 14,6 m (en la
dirección de paleta)
Diseño de la vida 3 años y 2 meses
Satélite TRMM
El radar de precipitación fue el primer instrumento aerotransportado diseñado para ofrecer mapas tridimensionales de la estructura de la tormenta Estas mediciones proporcionan información muy valiosa sobre la intensidad y la distribución de la lluvia el tipo de lluvia, en la profundidad de la
tormenta altura a la que la nieve se
derrite en forma de lluvia
Muestra la distribución espacial horizontal de los tormentas al sur de los Estados Unidos
Satélite TRMM
IMÁGENES DE MICROONDAS (TMI) Es un sensor de microondas pasivo diseñado para proporcionar información cuantitativa sobre las lluvias de una amplia franja en el marco del satélite TRMM. Midiendo cuidadosamente las cantidades de energía de microondas emitida por la Tierra y su atmósfera, el TMI es capaz de cuantificar • el vapor de agua • el agua de las nubes • la intensidad de la lluvia en la
atmósfera • cantidad de energía que un cuerpo
irradia por su temperatura.
Satélite TRMM
Escáner infrarrojo visible (VIRS) VIRS lee mediante la radiación que emite la tierra en cinco regiones del espectro, que van desde visible hasta el infrarrojos, o de 0.63 a 12 micrómetros.
VIRS puede seleccionar las características individuales de nubes tan pequeñas como 2,4 kilómetros
Satélite TRMM
SISTEMA DE ENERGÍA RADIANTE Y NUBES (CERES) Los datos del instrumento CERES puede ser utilizado para estudiar la energía intercambiada entre el Sol; la atmósfera terrestre, la superficie y las nubes, y el espacio Sin embargo, sólo funcionó durante enero-agosto de 1998 y marzo de 2000
SENSOR DE IMAGEN RELÁMPAGOS (LIS)
Satélite TRMM
SIMULACION TRIDMENSIONAL DE UN TORMENTA
Satélite TRMM
Los datos de precipitación en Google Earth
Satélite TRMM
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Satélite
Suomi NPP
El satélite NPP fue lanzado el 28 de octubre del 2011 de la estación espacial Complex 2W en la base aérea Vandenberg en California. Fue transportado por un United Launch Alliance Delta II y se encuentra a 824 km de altura. Las primeras mediciones se tomaron el 21 de noviembre del 2011 y sus instrumentos proveen diversos datos del clima
Satélite Suomi NPP
El Suomi NPP es el primero de una nueva generación de satélites que monitoreará las múltiples facetas de la Tierra y remplazarán los satélites lanzados entre 1997 y 2011 para observar la Tierra. El Suomi NPP orbita alrededor de la tierra 14 veces al día. Este satélite carga cinco instrumentos en su interior: • ATMS (Advanced Technology Microwave Sounder): un radiómetro
microondas que ayudará a crear modelos de temperatura globales. • CrIS (Cross-track Infrared Sounder): un interferómetro que monitorea la
presión. • OMPS (Ozone Mapping and Profiler Suite) un grupo de espectrómetros
que medirán el nivel de ozono, especialmente cerca a los polos. • VIIRS (Visible Infrared Imaging Radiometer Suite): un radiómetro de 22
bandas que capta luz visible e infrarroja para observar movimientos del hielo y cambios en la forma del terreno.
• CERES (Clouds and the Earth's Radiant Energy System): un radiómetro que detecta radiación termal, incluyendo la radiación solar.
Satélite Suomi NPP
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Satélite ENVISAT
Información Básica
• Lanzamiento:1 de Marzo del 2002
• Construido por la Agencia Espacial Europea (ESA)
• Lanzado por Arianespace en un cohete Ariane 5 desde Kourou, Guyana Francesa
Satélite ENVISAT
http://envisat.esa.int/instruments/tour-index/
INSTRUMENTOS
• ASAR
• MERIS
• AATSR
• RA-2
• MWR
• GOMOS
• MIPAS
• SCIAMACHY
• DORIS
• LRR
Satélite ENVISAT
Atmosphere
ASAR GOMOS RA-2 MERIS MIPAS MWR LR SCIA AATSR DORIS
Clouds x x x x
Water
Vapour x x x x x
Radiation
Budget (x) x (x) x (x) x
Temperatur
e / Presure x x x x
Trace
Gases x x x
Aerosols x x x x x
Turbulence x
Land
ASAR GOMOS RA-2 MERIS MIPAS MWR LR SCIA AATSR DORIS
Surface
(x) (x) Temperatur
e
Vegetation
x x x Characterist
ics
Agriculture
and x (x) (x)
Forestry
Surface
Elevation x x x x x
Geology
and x (x) x
Topography
Hydrology
Parameters x (x) x (x) x
Flooding x
Fire x
Ocean
ASAR GOMOS RA-2 MERIS MIPAS MWR LR SCIA AATSR DORIS
Ocean Colour x
Sea Surface x
Temperature
Surface x x x
Topography
Turbidity x
Wave
Characteristics x x
Near Surface
Wind x x
Current
Features x x
Marine Geoid x
Global
Circulation x x
Ocean Fronts x x (x)
Coastal
Dynamics x x
Oil Spill x
Natural Film x
Ship Traffic x
Ice
ASAR GOMOS RA-2 MERIS MIPAS MWR LR SCIA AATSR DORIS
Sea Ice
Mapping x x x (x)
Sea Ice
Motion x x x
Sea Ice
Processes x
Ship Routing x
Temperature x
Snow Cover x x x
Topography x x x x
Ice Sheet
Dynamic x x x (x)
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Instrumento MODIS
Nombre:
MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) Espectroradiometro de Moderada Resolución de Imágenes.
Instrumento MODIS
Cobertura de la Tierra por el satélite MODIS
Descripción:
El instrumento Modis esta a bordo de 2 satélites: Aqua y Terra. Tiene una amplitud de barrido de 2330 km y ve toda la tierra una vez cada dos días. Sus detectores miden 36 bandas espectrales.
Resolución espacial:
3 resoluciones espaciales de 250m, 500m y 1000m.
Resolución temporal:
Las imágenes y los productos están disponibles:
Diariamente, 8 días, 16 días, mensualmente, trimestralmente, anualmente.
Instrumento MODIS
Instrumento MODIS
BAND # RANGE nm RANGE um KEY USE
Reflected Emitted
1 620–670 Absolute Land Cover Transformation, Vegetation Chlorophyll
2 841–876 Cloud Amount, Vegetation Land Cover Transformation
3 459–479 Soil/Vegetation Differences
4 545–565 Green Vegetation
5 1230–1250 Leaf/Canopy Differences
6 1628–1652 Snow/Cloud Differences
7 2105–2155 Cloud Properties, Land Properties
8 405–420 Chlorophyll
9 438–448 Chlorophyll
10 483–493 Chlorophyll
11 526–536 Chlorophyll
12 546–556 Sediments
13h 662–672 Atmosphere, Sediments
13l 662–672 Atmosphere, Sediments
14h 673–683 Chlorophyll Fluorescence
14l 673–683 Chlorophyll Fluorescence
15 743–753 Aerosol Properties
16 862–877 Aerosol Properties, Atmospheric Properties
17 890–920 Atmospheric Properties, Cloud Properties
18 931–941 Atmospheric Properties, Cloud Properties
19 915–965 Atmospheric Properties, Cloud Properties
MODIS Bandas Espectrales
Instrumento MODIS
BAND # RANGE nm RANGE um KEY USE
Reflected Emitted
20 3.660–3.840 Sea Surface Temperature
21 3.929–3.989 Forest Fires & Volcanoes
22 3.929–3.989 Cloud Temperature, Surface Temperature
23 4.020–4.080 Cloud Temperature, Surface Temperature
24 4.433–4.498 Cloud Fraction, Troposphere Temperature
25 4.482–4.549 Cloud Fraction, Troposphere Temperature
26 1360–1390 Cloud Fraction (Thin Cirrus), Troposphere Temperature
27 6.535–6.895 Mid Troposphere Humidity
28 7.175–7.475 Upper Troposphere Humidity
29 8.400–8.700 Surface Temperature
30 9.580–9.880 Total Ozone
31 10.780–11.280 Cloud Temperature, Forest Fires & Volcanoes, Surface Temp.
32 11.770–12.270 Cloud Height, Forest Fires & Volcanoes, Surface Temperature
33 13.185–13.485 Cloud Fraction, Cloud Height
34 13.485–13.785 Cloud Fraction, Cloud Height
35 13.785–14.085 Cloud Fraction, Cloud Height
36 14.085–14.385 Cloud Fraction, Cloud Height
MODIS Bandas Espectrales
Existen muchos datos derivados de las observaciones MODIS describiendo características de la tierra, océanos y la atmósfera que puede ser usados en estudios de procesos y tendencias de escala local a global.
Distribución de Productos MODIS
Producto Distribuido por
MODIS Level-1 y productos atmosféricos
L1 and Atmosphere Archive and Distribution System(LAADS)
Productos de terreno Land Processes Distributed Active Archive Center (LP DAAC)
Productos de datos criosféricos National Snow and Ice Data Center Distributed Active Archive Center (NSIDC DAAC)
Productos de color de océanos y temperatura de la superficie del mar
Ocean Color Web
Variables de balance de radiación:
- Reflectancia de la superficie terrestre
- Temperatura de la superficie terrestre y emisividad
- BRDF y Albedo
Productos MODIS
Imagen de Albedo tomada entre Febrero – Marzo 2001 en Centro América
Variables de ecosistema:
- Indices de Vegetación (EVI / NDVI)
- LAI (Indice de area de hojas)
- FPAR (Fracción de Radiación Fotosintéticamente Activa)
- Productividad Primaria Bruta
Distribución de Productos MODIS
Imagen de EVI para el Oeste de Estados Unidos
Distribución de Productos MODIS
EVI (Indice de Vegetación Mejorado)
Cuenca en Cajamarca Época seca
Distribución de Productos MODIS
EVI (Indice de Vegetación Mejorado)
Cuenca en Cajamarca Época húmeda
Distribución de Productos MODIS
Tipo de Cobertura
Cuenca en Cajamarca
Año 2009
Características de Cobertura de Suelo:
- Anomalías Termales e Incendios
- Cobertura de Suelo
- VCC/VCF Campos de Vegetación Continua
Distribución de Productos MODIS
Campos de Vegetación Continua para el 2001
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Instrumento ASTER
Nombre:
ASTER (Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer) Radiómetro Avanzado Espacial de Emisión Térmica y Reflexión.
Instrumento ASTER
Imagen ASTER, con datos de altura ASTER
GDEM. Los Ángeles.
Características: • Se encuentra instalado sobre el satélite Terra en una órbita
sincronizada con el sol. • Tiene una combinación de amplia cobertura espectral y alta
resolución espacial. • Los datos de ASTER contribuyen a una serie de aplicaciones en
el cambio global como dinámica de vegetación y ecosistemas, monitoreo de riesgo, geología y suelos, hidrología y cambio de cobertura de suelo.
Por qué ASTER es único? • Su telescopio Visible Cercano al Infra Rojo (VNIR) tiene alta
resolución y observación estereoscópica. • Alta resolución espacial en datos multiespectrales térmicos
infrarojos. • Más alta resolución de la reflectancia superficial, temperatura y
emisividad dentro de los instrumentos Terra. • Capacidad de programar adquisición de datos bajo demanda.
Instrumento ASTER
Metadatos ASTER: • Los datos ASTER Nivel – 1 son productos HDF-EOS.
Los datos Nivel-1B proveen valores escalados o calibrados de radiancia y son los datos de ingreso para la mayoría de productos de alto nivel.
• Los metadatos ECS (generados por el Sistema Nuclear EOSDIS) esta incluidos en un archivo externo .met que es distribuido con el set de datos Nivel – 1.
• Los productos de alto nivel de ASTER también son almacenados de manera similar a los metadatos HDF y los metadatos ECS. Como una fuente adicional de datos, un set de attributos y sus valores ( resumen del producto) son añadidos para todos los productos de alto nivel, excepto para el ASTER DEM.
Metadatos ASTER
Productos ASTER
Shortname Level ASTER Product Res (m)
ASTGTM 3 ASTER Global Digital Elevation Model 30 grid
AST_L1A 1A Reconstructed Unprocessed Instrument Data 15, 30, 90
AST_L1AE 1A Reconstructed Unprocessed Instrument Data - Expedited 15, 30, 90
AST_L1BE 1B Registered Radiance at the Sensor - Expedited 15, 30, 90
AST_L1B 1B Registered Radiance at the Sensor 15, 30, 90
AST_05 2 Surface Emissivity 90
AST_07 2 Surface Reflectance - VNIR & SWIR 15, 30
AST_07XT 2 Surface Reflectance - VNIR & Crosstalk Corrected SWIR 15, 30
AST_08 2 Surface Kinetic Temperature 90
AST_09 2 Surface Radiance - VNIR & SWIR 15, 30
AST_09XT 2 Surface Radiance - VNIR & Crosstalk Corrected SWIR 15, 30
AST_09T 2 Surface Radiance TIR 90
AST14DEM 3 Digital Elevation Model 30
AST14OTH 3 Registered Radiance at the Sensor - Orthorectified 15, 30, 90
AST14DMO 3 Digital Elevation Model & Registered Radiance at the Sensor - Orthorectified
15, 30, 90
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Imágenes Satelitales y
Evaluación de Bofedales
• Existe la capacidad para correlacionar o cuantificar las características biofísicas de la vegetación con señales espectrales de satélites.
• El Indice de Diferencia Normalizada de Vegetación (NDVI) es un indicador gráfico que puede ser utilizado para analizar la presencia de vegetación en un área.
NDVI
NDVI para Junio sobre las Islas Británicas (NOAA AVHRR)
• El NDVI puede identificar de manera simple y rápida las zonas vegetadas y su “condición”.
• Puede ser obtenido de imágenes satelitales u otros instrumentos.
• NDVI es calculado de la reflexión de luz roja e infrarroja.
• La vegetación saludable absorbe bastante de la luz que le impacta y refleja gran proporción de la luz infrarroja. La vegetación marchita y dispersa refleja más luz visible y menos luz infrarroja.
NDVI
• Valores Negativos de NDVI (cercanos a -1 corresponden a agua).
• Valores cercanos a cero (-0.1 a 0.1) generalmente corresponden a terrenos eriazos de roca, arena o nieve.
• Bajos valores positivos (de 0.2 a 0.4) representan valores positivos como arbustos y pasturas.
• Altos valores (cercanos a 1) indican bosques templados y tropicales.
NDVI
NDVI
La formula para el calculo del NDVI es:
NDVI = (NIR — VIS)/(NIR + VIS)
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Mayor Resolución en
Monitoreo Remoto?
• Los drones son métodos efectivos de tener imágenes aéreas de alta resolución (hasta 15 cm)
• Su versatilidad permite el registro de imágenes en diferentes épocas del año
• Permite la evaluación de la fluctuación de bofedales y el cambio de uso de suelo
DRONES
Fuente: diydrones.com
DRONES
Fuente:
diydrones.com
Gracias por su interés en este tema
MEDIO AMBIENTE
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