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Las primeras imágenes desde el espacio fueron tomadas en el vuelo del cohete suborbital V-2 lanzado por Estados Unidos el 24 de octubre de 1946.
Imagen de satélite de Fortaleza .

Las imágenes de satélite (también imágenes de observación de la Tierra , fotografías desde el espacio o simplemente fotografías de satélite ) son imágenes de la Tierra recopiladas por satélites de imágenes operados por gobiernos y empresas de todo el mundo. Las empresas de imágenes satelitales venden imágenes concediéndoles licencias a gobiernos y empresas como Apple Maps y Google Maps . No debe confundirse con las imágenes astronómicas recopiladas por un telescopio espacial .

Historia

Las imágenes de satélite se hicieron a partir de píxeles. La primera imagen cruda tomada por el satélite Explorer 6 muestra un área iluminada por el sol del Océano Pacífico Central y su cubierta de nubes. La foto fue tomada cuando el satélite estaba a unas 17,000 millas (27,000 km) sobre la superficie de la tierra el 14 de agosto de 1959. En ese momento, el satélite cruzaba México.

Las primeras imágenes del espacio se tomaron en vuelos suborbitales . El vuelo V-2 lanzado en Estados Unidos el 24 de octubre de 1946 tomó una imagen cada 1,5 segundos. Con un apogeo de 65 millas (105 km), estas fotos fueron cinco veces más altas que el récord anterior, las 13,7 millas (22 km) de la misión del globo Explorer II en 1935. [1] Las primeras fotografías satelitales (orbitales) de La Tierra fue construida el 14 de agosto de 1959 por el Explorador 6 de EE . UU . [2] [3] Las primeras fotografías satelitales de la Luna podrían haber sido tomadas el 6 de octubre de 1959 por el satélite soviético Luna 3 , en una misión para fotografiar la cara oculta de la Luna. La canica azulLa fotografía fue tomada desde el espacio en 1972 y se ha vuelto muy popular en los medios y entre el público. También en 1972, Estados Unidos inició el programa Landsat , el programa más grande para la adquisición de imágenes de la Tierra desde el espacio. Landsat Data Continuity Mission , el satélite Landsat más reciente, se lanzó el 11 de febrero de 2013. En 1977, el sistema de satélites KH-11 de los Estados Unidos adquirió las primeras imágenes de satélite en tiempo real .

La primera imagen de televisión de la Tierra desde el espacio transmitida por el satélite meteorológico TIROS-1 en 1960.

Todas las imágenes de satélite producidas por la NASA son publicadas por el Observatorio de la Tierra de la NASA y están disponibles gratuitamente para el público. Varios otros países tienen programas de imágenes por satélite, y un esfuerzo europeo de colaboración lanzó los satélites ERS y Envisat que llevan varios sensores. También hay empresas privadas que proporcionan imágenes de satélite comerciales. A principios del siglo XXI, las imágenes satelitales estuvieron ampliamente disponibles cuando varias empresas y organizaciones ofrecieron software asequible y fácil de usar con acceso a bases de datos de imágenes satelitales.

Usos

... o para mapear un área pequeña de la Tierra, como esta foto del campo del condado de Haskell , Kansas , Estados Unidos.

Las imágenes de satélite tienen muchas aplicaciones en meteorología , oceanografía , pesca , agricultura , conservación de la biodiversidad , silvicultura , paisaje , geología , cartografía , planificación regional , educación , inteligencia y guerra. Los usos menos habituales incluyen la búsqueda de anomalías , una técnica de investigación criticada que implica la búsqueda de imágenes de satélite en busca de fenómenos inexplicables. [4] Las imágenes pueden estar en colores visibles y en otros espectros . Tambien haymapas de elevación , generalmente hechos por imágenes de radar. La interpretación de imágenes y el análisis de imágenes satelitales se llevan a cabo utilizando un software especializado en teledetección .

Características de los datos

Hay cinco tipos de resolución cuando se habla de imágenes de satélite en la teledetección: espacial, espectral, temporal, radiométrica y geométrica. Campbell (2002) [5] los define de la siguiente manera:

  • la resolución espacial se define como el tamaño de píxel de una imagen que representa el tamaño del área de superficie (es decir, m 2 ) que se mide en el suelo, determinado por el campo de visión instantáneo de los sensores (IFOV);
  • la resolución espectral se define por el tamaño del intervalo de longitud de onda (segmento discreto del espectro electromagnético) y el número de intervalos que mide el sensor;
  • La resolución temporal se define por la cantidad de tiempo (por ejemplo, días) que transcurre entre los períodos de recopilación de imágenes para una ubicación de superficie determinada.
  • La resolución radiométrica se define como la capacidad de un sistema de imágenes para registrar muchos niveles de brillo (contraste, por ejemplo) y la profundidad de bits efectiva del sensor (número de niveles de escala de grises) y generalmente se expresa como 8 bits (0-255 ), 11 bits (0–2047), 12 bits (0–4095) o 16 bits (0–65,535).
  • La resolución geométrica se refiere a la capacidad del sensor satelital para obtener imágenes de manera efectiva de una porción de la superficie de la Tierra en un solo píxel y generalmente se expresa en términos de distancia de muestra terrestre , o GSD. GSD es un término que contiene las fuentes de ruido sistémicas y ópticas generales y es útil para comparar qué tan bien un sensor puede "ver" un objeto en el suelo dentro de un solo píxel. Por ejemplo, el GSD de Landsat es ≈30m, lo que significa que la unidad más pequeña que se asigna a un solo píxel dentro de una imagen es ≈30m x 30m. El último satélite comercial (GeoEye 1) tiene un GSD de 0,41 m. Esto se compara con una resolución de 0,3 m obtenida por algunos de los primeros satélites de reconocimiento basados ​​en películas militares , como Corona . [ cita requerida ]

La resolución de las imágenes de satélite varía según el instrumento utilizado y la altitud de la órbita del satélite. Por ejemplo, el archivo Landsat ofrece imágenes repetidas a una resolución de 30 metros del planeta, pero la mayor parte no se ha procesado a partir de los datos sin procesar. Landsat 7 tiene un período de devolución promedio de 16 días. Para muchas áreas más pequeñas, pueden estar disponibles imágenes con una resolución de hasta 41 cm. [6]

Las imágenes de satélite a veces se complementan con fotografías aéreas , que tienen una resolución más alta, pero son más caras por metro cuadrado. Las imágenes de satélite se pueden combinar con datos vectoriales o ráster en un SIG siempre que las imágenes se hayan rectificado espacialmente para que se alineen correctamente con otros conjuntos de datos.

Satélites de imágenes

Dominio público

Las imágenes por satélite de la superficie de la Tierra son de utilidad pública suficiente para que muchos países mantengan programas de imágenes por satélite. Estados Unidos ha liderado el camino para hacer que estos datos estén disponibles gratuitamente para uso científico. Algunos de los programas más populares se enumeran a continuación, seguidos recientemente por la constelación Sentinel de la Unión Europea.

CORONA

Imágenes satelitales CORONA ortorrectificadas de Kornidzor, mapa índice de Armenia (1973-07)

El programa CORONA fue una serie de satélites estadounidenses de reconocimiento estratégico producidos y operados por la Dirección de Ciencia y Tecnología de la Agencia Central de Inteligencia (CIA) con la asistencia sustancial de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos . El tipo de imagen es panorámica de película húmeda y se utilizan dos cámaras (AFT y FWD) para capturar imágenes estereográficas.

Landsat

Landsat es el programa de imágenes satelitales de observación continua de la Tierra más antiguo. Las imágenes ópticas del Landsat se han recopilado con una resolución de 30 m desde principios de la década de 1980. A partir de Landsat 5 , también se recopilaron imágenes térmicas infrarrojas (con una resolución espacial más gruesa que los datos ópticos). Los satélites Landsat 7 y Landsat 8 se encuentran actualmente en órbita. Landsat 9 está previsto.

MODIS

MODIS ha recopilado imágenes satelitales de la Tierra casi a diario en 36 bandas espectrales desde 2000. MODIS está a bordo de los satélites Terra y Aqua de la NASA.

Centinela

La ESA está desarrollando actualmente la constelación de satélites Sentinel . Actualmente, están previstas 7 misiones, cada una para una aplicación diferente. Sentinel-1 (imágenes SAR), Sentinel-2 (imágenes ópticas decámetros para superficies terrestres) y Sentinel-3 (imágenes hectométricas ópticas y térmicas para tierra y agua) ya se han lanzado.

ASTER

El ASTER es un instrumento de imágenes a bordo de Terra, el satélite insignia del Sistema de Observación de la Tierra (EOS) de la NASA lanzado en diciembre de 1999. ASTER es un esfuerzo cooperativo entre la NASA, el Ministerio de Economía, Comercio e Industria de Japón (METI) y Japan Space Systems ( J-sistemas espaciales). Los datos de ASTER se utilizan para crear mapas detallados de la temperatura, reflectancia y elevación de la superficie terrestre. El sistema coordinado de satélites EOS, incluido Terra, es un componente importante de la Dirección de Misiones Científicas de la NASA y la División de Ciencias de la Tierra. El objetivo de NASA Earth Science es desarrollar una comprensión científica de la Tierra como un sistema integrado, su respuesta al cambio y predecir mejor la variabilidad y las tendencias en el clima, el tiempo y los peligros naturales. [7]

  • Climatología de la superficie terrestre: investigación de los parámetros de la superficie terrestre, temperatura de la superficie, etc., para comprender la interacción tierra-superficie y los flujos de energía y humedad.
  • Dinámica de la vegetación y los ecosistemas: investigaciones de la distribución de la vegetación y el suelo y sus cambios para estimar la productividad biológica, comprender las interacciones tierra-atmósfera y detectar cambios en el ecosistema.
  • Monitoreo de volcanes: monitoreo de erupciones y eventos precursores, como emisiones de gas, columnas de erupciones, desarrollo de lagos de lava, historial de erupciones y potencial eruptivo.
  • Monitoreo de peligros: observación del alcance y los efectos de los incendios forestales, las inundaciones, la erosión costera, los daños causados ​​por terremotos y tsunamis.
  • Hidrología: comprensión de los procesos hidrológicos y energéticos globales y su relación con el cambio global; se incluye la evapotranspiración de las plantas
  • Geología y suelos: la composición detallada y el mapeo geomorfológico de suelos superficiales y lechos rocosos para estudiar los procesos de la superficie terrestre y la historia de la tierra.
  • Cambios en la superficie y la cobertura del suelo: seguimiento de la desertificación, la deforestación y la urbanización; proporcionar datos para que los administradores de la conservación monitoreen áreas protegidas, parques nacionales y áreas silvestres

Meteosat

Modelo de un satélite geoestacionario Meteosat de primera generación.

El satélite meteorológico geoestacionario Meteosat -2 comenzó a proporcionar datos de imágenes el 16 de agosto de 1981. Eumetsat opera los Meteosats desde 1987.

  • El generador de imágenes visible e infrarrojo Meteosat (MVIRI) , generador de imágenes de tres canales: visible, infrarrojo y vapor de agua; Opera en la primera generación de Meteosat , estando todavía activo Meteosat-7.
  • El generador de imágenes infrarrojo y visible mejorado giratorio (SEVIRI) de 12 canales incluye canales similares a los utilizados por MVIRI, lo que proporciona continuidad en los datos climáticos durante tres décadas; Meteosat Second Generation (MSG).
  • El generador de imágenes combinado flexible (FCI) de Meteosat Third Generation (MTG) también incluirá canales similares, lo que significa que las tres generaciones habrán proporcionado más de 60 años de datos climáticos.

Dominio privado

Empresas privadas construyen y mantienen varios satélites, como se indica a continuación.

GeoEye

El satélite GeoEye-1 de GeoEye fue lanzado el 6 de septiembre de 2008. [8] El satélite GeoEye-1 tiene el sistema de imágenes de alta resolución y es capaz de recolectar imágenes con una resolución terrestre de 0.41 metros (16 pulgadas) en pancromático o negro y modo blanco. Recopila imágenes multiespectrales o en color con una resolución de 1,65 metros o aproximadamente 64 pulgadas.

Imagen WorldView-2 de la ciudad de Bristol
Imagen WorldView-2 de la ciudad de Bristol.

Maxar

El satélite WorldView-2 de Maxar proporciona imágenes de satélite comerciales de alta resolución con una resolución espacial de 0,46 m (solo pancromático). [9] La resolución de 0,46 metros de las imágenes pancromáticas de WorldView-2 le permite al satélite distinguir entre objetos en el suelo que están separados por al menos 46 cm. De manera similar, el satélite QuickBird de Maxar proporciona imágenes pancromáticas con una resolución de 0,6 metros (en el nadir ).

El satélite WorldView-3 de Maxar proporciona imágenes de satélite comerciales de alta resolución con una resolución espacial de 0,31 m. WVIII también lleva un sensor infrarrojo de onda corta y un sensor atmosférico [10]

Airbus Intelligence

Imagen de las Pléyades del parque central de la ciudad de Nueva York.

La constelación Pléiades está compuesta por dos satélites ópticos de imágenes de la Tierra de muy alta resolución (panorámica de 50 centímetros y espectral de 2,1 metros). Pléiades-HR 1A y Pléiades-HR 1B proporcionan la cobertura de la superficie de la Tierra con un ciclo repetido de 26 días. Diseñado como un sistema dual civil / militar, Pléiades cumplirá con los requisitos de imágenes espaciales de la defensa europea , así como con las necesidades civiles y comerciales. Pléiades Neo  [ fr ] [11] es la constelación óptica avanzada, con cuatro satélites idénticos de 30 cm de resolución con rápida reactividad.

Spot Image

Imagen SPOT de Bratislava

Los 3 satélites SPOT en órbita (Spot 5, 6, 7) proporcionan imágenes de muy alta resolución: 1,5 m para canal pancromático, 6 m para multiespectral (R, G, B, NIR). Spot Image también distribuye datos multirresolución de otros satélites ópticos, en particular de Formosat-2 (Taiwán) y Kompsat-2 (Corea del Sur) y de satélites de radar (TerraSar-X, ERS, Envisat, Radarsat). Spot Image también es el distribuidor exclusivo de datos de los satélites Pléyades de alta resolución con una resolución de 0,50 metros o unas 20 pulgadas. Los lanzamientos ocurrieron en 2011 y 2012, respectivamente. La compañía también ofrece infraestructuras de recepción y procesamiento, así como opciones de valor agregado.

Planet's RapidEye

En 2015, Planet adquirió BlackBridge y su constelación de cinco satélites RapidEye , lanzada en agosto de 2008. [12] La constelación RapidEye contiene sensores multiespectrales idénticos que están igualmente calibrados. Por lo tanto, una imagen de un satélite será equivalente a una imagen de cualquiera de los otros cuatro, lo que permitirá recolectar una gran cantidad de imágenes (4 millones de km 2 por día) y volver a visitar diariamente un área. Cada uno viaja en el mismo plano orbital a 630 km y entrega imágenes en un tamaño de píxel de 5 metros. RapidEyeLas imágenes de satélite son especialmente adecuadas para aplicaciones agrícolas, ambientales, cartográficas y de gestión de desastres. La empresa no solo ofrece sus imágenes, sino que consulta a sus clientes para crear servicios y soluciones basadas en el análisis de estas imágenes. Planet retiró la constelación RapidEye en abril de 2020.

ImageSat International

Los satélites de observación de recursos terrestres , más conocidos como satélites "EROS", son satélites ligeros de alta resolución que orbitan la tierra baja y están diseñados para maniobras rápidas entre objetivos de imágenes. En el mercado de satélites comerciales de alta resolución, EROS es el satélite más pequeño de muy alta resolución; es muy ágil y, por tanto, permite rendimientos muy elevados. Los satélites se despliegan en una órbita polar cercana sincrónica al sol circular a una altitud de 510 km (± 40 km). Las aplicaciones de imágenes de satélites EROS son principalmente para propósitos de inteligencia, seguridad nacional y desarrollo nacional, pero también se emplean en una amplia gama de aplicaciones civiles, que incluyen: mapeo, control de fronteras, planificación de infraestructura, monitoreo agrícola, monitoreo ambiental, respuesta a desastres, capacitación y simulaciones, etc.

EROS A: un satélite de alta resolución con una resolución pancromática de 1,9 a 1,2 m se lanzó el 5 de diciembre de 2000.

EROS B, la segunda generación de satélites de muy alta resolución con una resolución pancromática de 70 cm, se lanzó el 25 de abril de 2006.

China Siwei

GaoJing-1 / SuperView-1 (01, 02, 03, 04) es una constelación comercial de satélites chinos de teledetección controlados por China Siwei Surveying and Mapping Technology Co. Ltd. Los cuatro satélites operan desde una altitud de 530 km y están escalonados 90 ° entre sí en la misma órbita, lo que proporciona una resolución pancromática de 0,5 my una resolución multiespectral de 2 m en una franja de 12 km. [13] [14]

Desventajas

Imagen compuesta de la Tierra de noche, ya que solo la mitad de la Tierra lo es de noche en un momento dado.

Debido a que el área total de la tierra en la Tierra es tan grande y debido a que la resolución es relativamente alta, las bases de datos de los satélites son enormes y el procesamiento de imágenes (crear imágenes útiles a partir de los datos sin procesar) requiere mucho tiempo. [ cita requerida ] A menudo se requiere preprocesamiento, como la eliminación de cuadros de imágenes . Dependiendo del sensor utilizado, las condiciones climáticas pueden afectar la calidad de la imagen: por ejemplo, es difícil obtener imágenes para áreas de nubosidad frecuente como las cimas de las montañas. Por tales razones, los conjuntos de datos de imágenes satelitales disponibles al público se procesan generalmente para uso comercial visual o científico por parte de terceros.

Las empresas de satélites comerciales no colocan sus imágenes en el dominio público y no venden sus imágenes; en cambio, uno debe tener una licencia para usar sus imágenes. Por lo tanto, se minimiza la capacidad de fabricar legalmente productos derivados de imágenes de satélite comerciales.

Algunas personas han planteado preocupaciones sobre la privacidad que desean que no se muestre su propiedad desde arriba. Google Maps responde a esas inquietudes en sus preguntas frecuentes con la siguiente declaración: " Entendemos sus inquietudes sobre la privacidad ... Las imágenes que muestra Google Maps no son diferentes de las que puede ver cualquier persona que vuele o conduzca por una ubicación geográfica específica. " [15]

Ver también

  • Fotografía aérea
  • Satélite de observación de la tierra
  • Espectrorradiómetro de imágenes de resolución moderada
  • Satélite de reconocimiento
  • Sensores remotos
  • Misión de topografía de radar de lanzadera
  • Estraatélite
  • Cronología de las primeras imágenes de la Tierra desde el espacio
  • Globo virtual
    • Viento mundial de la NASA
  • Satélite meteorológico

Referencias

  1. ^ La primera foto desde el espacio , Tony Reichhardt, Air & Space Magazine , 01 de noviembre de 2006
  2. ^ "50 años de observación de la tierra" . 2007: Un Jubileo Espacial . Agencia Espacial Europea . 3 de octubre de 2007 . Consultado el 20 de marzo de 2008 .
  3. ^ "Primera imagen del satélite Explorer VI" . NASA. Archivado desde el original el 30 de noviembre de 2009.
  4. Radford, Benjamin (2019). "Caza de anomalías con imágenes de satélite". Investigador escéptico . Vol. 43 no. 4. Centro de consultas . págs. 32–33.
  5. ^ Campbell, JB 2002. Introducción a la teledetección. Nueva York Londres: The Guilford Press [ páginas necesarias ]
  6. ^ grayaudio el 15 de marzo de 2010. "Imágenes de satélite de mayor resolución del mundo" . HotHardware . Consultado el 9 de junio de 2013 .
  7. ^ "Proyecto ASTER" . Archivado desde el original el 22 de marzo de 2005 . Consultado el 6 de abril de 2015 .
  8. ^ Deberá, Andrea (6 de septiembre de 2008). "GeoEye lanza satélite de alta resolución" . Reuters . Consultado el 7 de noviembre de 2008 .
  9. ^ "Ball Aerospace & Technologies Corp" . Consultado el 7 de noviembre de 2008 .
  10. ^ "Imágenes y fotos de satélite aéreo de alta resolución" . Consultado el 24 de octubre de 2014 .
  11. ^ Pléiades Neo
  12. ^ "Comunicado de prensa de RapidEye" (PDF) . Consultado el 9 de junio de 2013 .
  13. ^ "GaoJing / SuperView - misiones de satélite - directorio eoPortal" . directorio.eoportal.org . Consultado el 14 de noviembre de 2019 .
  14. ^ "GaoJing-1 01, 02, 03, 04 (SuperView 1)" . space.skyrocket.de . Consultado el 14 de noviembre de 2019 .
  15. ^ Catherine Betts dijo a Associated Press (2007) http://news.nationalgeographic.com/news/2007/03/070312-google-censor_2.html

Enlaces externos

  • Envisat Meris de la ESA - 300 m - la imagen más detallada de toda la Tierra hasta la fecha, realizada por Envisat Meris de la Agencia Espacial Europea.
  • Blue Marble: Next Generation : una imagen detallada en color verdadero de toda la Tierra.
  • World Wind : un software de visualización de la Tierra en 3D de código abierto desarrollado por la NASA que accede a la base de datos JPL de la NASA.