SISTEMAS SENSORES

Fuente: Héctor del Valle y Emilio Chuvieco

Componentes

1

Espectro electro-magnético Frecuencia (MHz) 10

10

13

10

12

11

10

10

9

100

7

10

6

10

5

10

4

10

3

10

INFRARROJO MEDIO

10

8

10

CERCANO

RAYOS - X

GAMMA

0,01 0,1 1 Longitud de onda (l)

10

ULTRAVIOLETA

RAYOS

14

2

10

10

MICRO-ONDAS RADAR

TÉRMICO

RADIO, TV. UHF

0,1

1

Angstroms

10

100

Micrómetros

0,1

1

10

Centímetros

VHF 1

10

Metros

ESPECTRO VISIBLE AZUL 0,4

VERDE ROJO

0,5

0,6

0,7 µm

(Chuvieco, 1996, p. 49)

Transformación del flujo incidente fi fr

fa

fi = fr + fa + ft fi = fr + fa + ft fi = fi + fi + fi 1=r+a+t 1 = rl + al + tl

ft fi fr ft fa

Energía Energía Energía Energía

incidente reflejada transmitida absorbida

(Chuvieco, 1996, p. 57)

2

Firmas espectrales Reflectividad (%)

Suelo Agua Vegetación sana Vegetación enferma Nieve

80

60

40

20

0,4

0,8

1,2

1,6

2,0

2,4

2,8 µm

(Chuvieco, 1996, p. 58)

Concepto de Resolución Espacial

Espectral 60.00

Reflectance

50.00 40.00 30.00

59.09 33.27

20.00

0.00

10.00 0.00 0.36

Temporal

0.45

0.54

0.63

0.72

0.80

0.89

0.98

1.16

1.42

1.67

1.91

2.15

2.40 Wavelength

Radiométrica

3

Capacidades actuales de los satélites ópticos de observación terrestre

Espacial:

0,6 m – 5 m > 5 – 30 m 100 – 500 m 1 – 8 km

Temporal:

0,5 hr Diario Semanal Mensual Bimensual

Espectral:

Pancromática Multiespectral Hiperespectral

Características de sensores remotos pasivos de resolución baja (100 m - 1 km) Satélite  MODIS Terra/Aqua

 MERIS Envisat

Características El MODIS realiza observaciones de cada zona de la Tierra cada 12 días en 36 bandas espectrales coregistradas, entre 0,4 y 14,4 m con resolución moderada (250 m dos bandas, 500 m cinco bandas y 1 km 29 bandas) El MERIS realiza observaciones de cada zona de la Tierra cada 32 días en 15 bandas espectrales, entre 390 nm y 1040 nm con resolución entre 260 y 300 mts

 SPOT 5 VEGETATION

VIS: 0,61-0,68 µm, NIR: 0,78-0,89 µm, SWIR: 1,58-1,75 µm, Experimental modo: VIS: 0,43-0,47 µm. Resolución espacial: 1 km, ancho de barrido: 2200 km

 NOAA/AVHRR LAC

5 bandas: B1: 0,58-0,68 µm, B2: 0,72-1,10 µm, B3: 3,55-3,93 µm, B4: 10,30-11,30 µm, B5: 11,50-12,50 µm. Tiene una resolución espacial de 1,1 km (en el nadir), alta revisita y con un ancho de barrido de 3000 km.

 SAC-C/MMRS (Multispectral Medium Resolution Scanner)

Es un barredor electrónico con capacidad de detección en 5 bandas del espectro electromagnético (0,48-1,70 µm). El tamaño del píxel en tierra es de 175 ó 350 metros seleccionables. Las bandas para monitorear la degradación de la tierra más usada son la 3, 4 y 5.

 CBERS 2 - Wide Field Imagen (WFI)

2 bandas espectrales: 0,66 µm (verde) y 0,83 µm (NIR). Ancho de barrido de 890 km, resolución especial de 260 m. Revisita de 5 días. 4 bandas espectrales y una en el infrarojo térmico. El ancho de barrido es de 120 km con una resolución espacial de 80 m (160 m en el canal térmico). La revisita es de 26 días.

 CBERS 2 - Infrared Multispectral Scanner (IR-MSS)

4

Características de sensores remotos pasivos de resolución media (10-100 m) Satélite  Landsat 5 TM

Características Productos con el instrumento trabajando en "Bumper mode" y corregidos durante su procesamiento.

 Landsat 7 ETM+

Productos con el instrumento ETM+ trabajando sin el Scan Line Corrector (SLC-off: faltan datos al alejarse del centro de la imagen).

 CBERS 2 (High Resolution CCD Camera, INPE)

VIS: B1: 0,45-0,52 µm, B2: 0,52-0,59 µm, B3: 0,63-0,69 µm, B4: NIR: 0,77-0,89 µm. Pancromática: 0,51-0,73 µm. Resolución: 20 m. Ancho de barrido: 113 km. Revisita 26 días.

 SPOT 5 (HRG High Resolution Geometry CNES)

VIS (B1): 0,50-0,59 µm, B2: 0,61-0,68 µm, NIR (B3): 0,79-0,89 µm, SWIR (B4): 1,50-1,75 µm. Resolución espacial: 10 m. Ancho de barrido: 117 km (2 instrumentos).

 SPOT 5 (HRS High Resolution Stereoscopy CNES)

Pancromática: VIS: 0,49-0,69 µm Resolución espacial: 10 m, ancho de barrido: 120 km

 SAC-C/HRTC (High Resolution Panchromatic Camera)

Imagen pancromática de alta resolución especial (35 m) que complementa a la cámara MMRS en la misma misión. Vis-Nir: 0,40-0,90 µm, ancho de barrido: 90 km.

continuación Características de sensores remotos pasivos de resolución media (10-100 m)

Satélite

Características

 ASTER (Advanced Imágenes de alta resolución (15-30-90 m) en el visible e infrarrojo cercano, Spaceborne Thermal Emission infrarrojo de onda corta e infrarrojo térmico. Comprende 14 bandas espectrales, and Reflection Radiometer) con un ancho de barrido de 60 km. Dado su alta resolución y posibilidad de variar el ángulo de visión produce imágenes estereoscópicas.

 LISS-III (Linear Imaging Self Scanner – III ISRO)

VIS (B2): 0,52-0,59 µm, B3: 0,62-0,68 µm, NIR (B4): 0,77-0,86 µm, SWIR (B5): 1,55-1,75 µm. Resolución espacial: Bandas 2, 3 y 4 (23,5 m), Banda 5 (70,5 m). Ancho de barrido: 140 km

 ALI (Advanced Land Imager)/EO1

Tiene 10 bandas espectrales entre 0,4 y 2,5 µm , 30 m de resolución y 10 m en el pancromático. El ancho de barrido es de 36 km y con cinco unidades cubre aproximadamente 180 km. SUCESOR DEL LANDSAT.

 HYPERION/EO1 (Hyperspectral Imaging Spectrometer)

Tiene 220 bandas espectrales entre 0,4 y 2,5 µm, con 30 m de resolución y 7,5 km de barrido.

5

Características de sensores remotos pasivos de alta resolución (< 10 m) Satélite

Características

 SPOT 5 (HRG High Resolution Geometry CNES)

Pancromática: 0,49-0,69 µm Resolución espacial: Pancromática: 2,5 m Ancho de barrido: 60 km (1 instrumento)

 IKONOS

VIS (B1):0,45-0,52 µm, B2: 0,52-0,60 µm, B3: 0,63-0,69 µm, NIR (B4): 0,76-090 µm, Pancromática: 0,45-0,90 µm. Resolución espacial: multiespectral (4 m), pancromática (1 m). Resolución temporal: multiespectral (1,5 días), pancromática (2,9 días). Ancho de barrido: 13 km.

 QUICKBIRD

VIS (B1): 0,45-0,52 µm, B2: 0,52-0,60 µm, B3: 0,63-0,69 µm, NIR (B4): 0,76-0,90 µm, Pancromática: 0,45-0,90 µm. Resolución espacial: multiespectral (2,44 m), pancromática (0,61 m). Resolución temporal: 1-3,5 días. Ancho de barrido: 13 km.

 LISS-IV (Linear Imaging Self Scanner – IV ISRO)

VIS: 0,52-0,59 µm, 0,62-0,68 µm, NIR: 0,77-0,86 µm, Resolución espacial: 5,8 m. Ancho de barrido: 70 km

 PAN (Cartosat-1, Panchromatic sensor ISRO)

Estéreo visión. Pancromática VIS: 0,5-0,75 µm. Resolución espacial: 2,5 m

 AVIRIS

Existe en fajas muy discontinuas. Tiene 224 bandas espectrales entre el rango del visible e infrarrojo y un píxel de 3,4 m.

Características de sensores remotos pasivos de resolución baja (100 m - 1 km) Satélite  MODIS Terra/Aqua

 MERIS Envisat

Características El MODIS realiza observaciones de cada zona de la Tierra cada 12 días en 36 bandas espectrales coregistradas, entre 0,4 y 14,4 m con resolución moderada (250 m dos bandas, 500 m cinco bandas y 1 km 29 bandas) El MERIS realiza observaciones de cada zona de la Tierra cada 32 días en 15 bandas espectrales, entre 390 nm y 1040 nm con resolución entre 260 y 300 mts

 SPOT 5 VEGETATION

VIS: 0,61-0,68 µm, NIR: 0,78-0,89 µm, SWIR: 1,58-1,75 µm, Experimental modo: VIS: 0,43-0,47 µm. Resolución espacial: 1 km, ancho de barrido: 2200 km

 NOAA/AVHRR LAC

5 bandas: B1: 0,58-0,68 µm, B2: 0,72-1,10 µm, B3: 3,55-3,93 µm, B4: 10,30-11,30 µm, B5: 11,50-12,50 µm. Tiene una resolución espacial de 1,1 km (en el nadir), alta revisita y con un ancho de barrido de 3000 km.

 SAC-C/MMRS (Multispectral Medium Resolution Scanner)

Es un barredor electrónico con capacidad de detección en 5 bandas del espectro electromagnético (0,48-1,70 µm). El tamaño del píxel en tierra es de 175 ó 350 metros seleccionables. Las bandas para monitorear la degradación de la tierra más usada son la 3, 4 y 5.

 CBERS 2 - Wide Field Imagen (WFI)

2 bandas espectrales: 0,66 µm (verde) y 0,83 µm (NIR). Ancho de barrido de 890 km, resolución especial de 260 m. Revisita de 5 días. 4 bandas espectrales y una en el infrarojo térmico. El ancho de barrido es de 120 km con una resolución espacial de 80 m (160 m en el canal térmico). La revisita es de 26 días.

 CBERS 2 - Infrared Multispectral Scanner (IR-MSS)

6

Fecha de lanzamiento: 24 de febrero de 2000

Origen: Estados Unidos – Japon

The sensors on EOS Terra will work much like a camera. The five Terra onboard sensors are: * ASTER, or Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer; * CERES, or Clouds and Earth's Radiant Energy System; * MISR, or Multi-angle Imaging Spectroradiometer; * MODIS, or Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer; * MOPITT, or Measurements of Pollution in the Troposphere. Both TERRA and AQUA merge together all the data captured by the Sensors onboard to produce value added products.

7

Band a

Rango Espectral (nm)

Tierra/Nubes Limites

1

620- 670

2

841- 876

Tierra/Nubes Propiedades

3

459- 479

4

545- 565

5

1230- 1250

6

1628- 1652

7

2105- 2155

8

405- 420

9

438- 448

10

483- 493

Uso

Color del Océano/ Fitoplancton/ Bioquímica

Vapor de Agua Atmosferico

Uso

Banda

Rango Espectral

Superficie/Nub es Temperatura

20

3.660- 3.840

21

3.929- 3.989

22

3.929- 3.989

23

4.020- 4.080

Temperatura Atmosférica

24

4.433- 4.498

25

4.482- 4.549

Nubes Cirrus

26

1.360- 1.390

Vapor de agua

27

6.535- 6.895

28

7.175- 7.475

29

8.400- 8.700

Ozono

30

9.580- 9.880

Superficie/Nub es Temperatura

31

10.780- 11.280

32

11.770- 12.270

Altitud de Nubes

33

13.185- 13.485

34

13.485- 13.785

35

13.785- 14.085

11

526- 536

12

546- 556

13

662- 672

14

673- 683

15

743- 753

16

862- 877

17

890- 920

18

931- 941

Formato

12 bits

19

915- 965

Resolución Espacial

250 m (bands 1-2)

Ancho de Barrido

2330 Km.

Orbita

Pasa 10:30 AM por el Ecuador

36

14.085- 14.385

500 m (bands 3-7) 1000 m (bands 8-36)

MODIS Land Products Energy Balance Product Suite Surface Reflectance Land Surface Temperature, Emmisivity BRDF/Albedo, NBAR Snow/Sea-ice Cover Vegetation Parameters Suite VI’s NDVI/EVI LAI/FPAR PSN/NPP Land Cover/Land Use Suite Land Cover/Vegetation Dynamics Vegetation Continuous Fields Vegetation Cover Change Active Fire and Burned Area

8

Initial MODIS Products (MOD for Terra/MYD for Aqua)

MOD01 MOD02 MOD03 MOD04 MOD05 MOD06 MOD07 MOD08 MOD09 MOD10 MOD11 MOD12 MOD13 MOD14

MOD15 MOD16 MOD17 MOD18 MOD19 MOD20 MOD21 MOD22

Level-1A Radiance Counts MOD23 Suspended-Solids Conc, Ocean Level-1B Calibrated Relocated Radiances Water Geolocation Data Set MOD24 Organic Matter Concentration Aerosol Product MOD25 Coccolith Concentration Total Precipitable Water MOD26 Ocean Water Attenuation Cloud Product Coefficient Atmospheric Profiles MOD27 Ocean Primary Productivity Gridded Atmospheric Product MOD28 Sea Surface Temperature Atmospherically-corrected Surface MOD29 Sea Ice Cover Reflectance MOD30 Temperature and Moisture Snow Cover Profiles Land Surface Temperature & Emissivity MOD31 Phycoerythrin Concentration Land Cover/Land Cover Change Vegetation Indices MOD33 Gridded Snow Cover Thermal Anomalies, Fires & Biomass MOD34 Gridded Vegetation Indices Burning MOD35 Cloud Mask Leaf Area Index & FPAR MOD36 Total Absorption Coefficient Surface Resistance & Evapotranspiration MOD37 Ocean Aerosol Properties Vegetation Production, Net Primary MOD39 Clear Water Epsilon Productivity MOD43 Albedo 16-day L3 Normalized Water-leaving Radiance MOD44 Vegetation Cover Conversion Pigment Concentration Chlorophyll Fluorescence Note: All products except MOD/MYD Chlorophyll_a Pigment Concentration 43,44, are “Standard Products” Photosynthetically Active Radiation (PAR)

Radiation Budget Variables

9

Ecosystem Variables

Land Cover Characteristics

10

Bogotá

11

NDVI

2000

2001

EVI

2000

2001

12

MODIS Rapid Response System Example of 250m Corrected Reflectance Product – Brazil/Bolivia (08/02/01)

Fuente: University of Maryland - GLCF

13

Deforestation in Brazil June 23, 2000

September 22, 2000

VCC Result

In this bitmap red indicates that change has occurred, in this case due to deforestation.

The images above, from Western Brazil, cover an area of 1000 square kilometers. VCC identified that 1% of the land area shown experienced deforestation in 90 days. Fuente: University of Maryland - GLCF

Fires in Paraguay, 18th August 2002

Fuente: University of Maryland - GLCF

14

MERIS: Embarcado a bordo del satélite Envisat, el sensor óptico de campo amplio MERIS adquiere la totalidad del globo en menos de 3 días. con 15 bandas espectrales programables en posición y ancho en el espectro visible e infrarrojo cercano. 650 km x 650 km para una resolución de 300 m, 1150 km x 1150 km para una resolución de 1,2 km. Waveband : VIS-NIR: 15 bands selectable across range: 0.4-1.05 um (bandwidth programmable between 0.0025 and 0.03 um) Aplicaciones: MERIS permite observar el color de los océanos y suministra las características biofísicas y la composición química del agua en las regiones costeras: evaluación de concentraciones de fitoplancton, detección de polución marina, administración de las aguas costeras, gestión pesquera. MERIS ofrece asimismo la posibilidad de medir ciertos parámetros de las superficies continentales relativos al estado de la cubierta vegetal (cartografía de la vegetación, gestión forestal).

MERIS

15

MERIS Globcover

Misión Aquarius/SAC-D

16