Teledetección de la tierra

• Los radares se utilizan principalmente en el control del tráfico aéreo, la alerta temprana, el seguimiento de la cubierta forestal, la agricultura y los datos meteorológicos a gran escala. Los organismos encargados de hacer cumplir la ley utilizan el radar Doppler para controlar la velocidad de los vehículos, así como para obtener datos meteorológicos sobre la velocidad y dirección del viento, la ubicación y la intensidad de la precipitación. Otros tipos de información recibida incluyen datos sobre gas ionizado en la ionosfera. El radar interferométrico de apertura artificial se utiliza para obtener modelos de elevación digitales precisos de grandes áreas de terreno (ver RADARSAT , TerraSAR-X , Magellan ).
• Los altímetros láser y de radar en los satélites proporcionan una amplia gama de datos. Al medir las variaciones del nivel del océano causadas por la gravedad , estos instrumentos muestran las características del fondo marino con una resolución de aproximadamente una milla. Al medir la altura y la longitud de onda de las olas del océano con altímetros, puede averiguar la velocidad y dirección del viento, así como la velocidad y dirección de las corrientes oceánicas superficiales.
• Los sensores ultrasónicos (acústicos) y de radar se utilizan para medir el nivel del mar, la marea y la marea, determinar la dirección de las olas en las regiones marinas costeras.
• La tecnología de detección y rango de luz ( LIDAR ) es bien conocida por sus aplicaciones militares, en particular en la navegación con proyectiles láser. LIDAR también se usa para detectar y medir la concentración de varios químicos en la atmósfera, mientras que LIDAR a bordo de un avión se puede usar para medir la altura de objetos y fenómenos en el suelo con mayor precisión que la que se puede lograr con la tecnología de radar. La teledetección de vegetación es también una de las principales aplicaciones de LIDAR .
• Los radiómetros y fotómetros son los instrumentos más comunes utilizados. Capturan la radiación reflejada y emitida en un amplio rango de frecuencias. Los sensores visibles e infrarrojos son los más comunes , seguidos de los sensores de microondas , rayos gamma y, con menor frecuencia, los sensores ultravioleta . Estos instrumentos también se pueden utilizar para detectar el espectro de emisión de varios productos químicos, proporcionando datos sobre su concentración en la atmósfera.
• Las imágenes estereoscópicas obtenidas de la fotografía aérea se utilizan a menudo para sondear la vegetación en la superficie terrestre, así como para la construcción de mapas topográficos en el desarrollo de rutas potenciales mediante el análisis de imágenes del terreno, en combinación con el modelado de características ambientales obtenidas por tierra. métodos basados ​​en
• Las plataformas multiespectrales como Landsat han estado en uso activo desde la década de 1970. Estos instrumentos se han utilizado para generar mapas temáticos mediante la toma de imágenes en múltiples longitudes de onda del espectro electromagnético (multiespectro) y se utilizan normalmente en satélites de observación de la Tierra. Ejemplos de tales misiones incluyen el programa Landsat o el satélite IKONOS . Los mapas de cobertura y uso de la tierra producidos por el mapeo temático se pueden usar para la exploración de minerales, la detección y el monitoreo del uso de la tierra, la deforestación y el estudio de la salud de las plantas y los cultivos, incluidas grandes extensiones de tierras agrícolas o áreas boscosas. Los reguladores utilizan las imágenes espaciales del programa Landsat para monitorear los parámetros de calidad del agua, incluida la profundidad de Secchi , la densidad de clorofila y el fósforo total . Los satélites meteorológicos se utilizan en meteorología y climatología .
• El método de imagen espectral produce imágenes en las que cada píxel contiene información espectral completa, mostrando rangos espectrales estrechos dentro de un espectro continuo. Los dispositivos de imágenes espectrales se utilizan para resolver varios problemas, incluidos los que se utilizan en mineralogía , biología , asuntos militares y mediciones de parámetros ambientales.
• Como parte de la lucha contra la desertificación , la teledetección permite observar áreas que están en riesgo a largo plazo, determinar los factores de desertificación , evaluar la profundidad de su impacto y brindar la información necesaria a los responsables de tomar decisiones sobre tomando las medidas adecuadas de protección del medio ambiente.

Procesamiento de datos

Con la teledetección, por regla general, se utiliza el procesamiento de datos digitales, ya que es en este formato que actualmente se reciben los datos de teledetección. En formato digital, es más fácil procesar y almacenar información. Una imagen bidimensional en un rango espectral se puede representar como una matriz (arreglo bidimensional) de números I (i, j) , cada uno de los cuales representa la intensidad de la radiación recibida por el sensor del elemento de la superficie terrestre, que corresponde a un píxel de la imagen.

La imagen consta de nxm píxeles, cada píxel tiene coordenadas (i, j)  , número de línea y número de columna. El número I (i, j)  es un número entero y se denomina nivel de gris (o brillo espectral) del píxel (i, j) . Si la imagen se obtiene en varios rangos del espectro electromagnético, entonces se representa mediante una red tridimensional que consta de números I (i, j, k) , donde k  es el número del canal espectral. Desde un punto de vista matemático, no es difícil procesar los datos digitales obtenidos de esta forma.

Para reproducir correctamente una imagen a partir de registros digitales suministrados por puntos receptores de información, es necesario conocer el formato del registro (estructura de datos), así como el número de filas y columnas. Se utilizan cuatro formatos, que organizan los datos como:

• secuencia de zonas ( banda secuencial, BSQ );
• zonas intercaladas por líneas ( Band Interleaved by Line, BIL );
• zonas intercaladas por píxeles ( Band Interleaved by Pixel, BIP );
• una secuencia de zonas con información comprimida en un archivo usando el método de codificación grupal (por ejemplo, en formato jpg ).

En formato BSQ , cada imagen de área está contenida en un archivo separado. Esto es conveniente cuando no hay necesidad de trabajar con todas las zonas a la vez. Una zona es fácil de leer y visualizar, las imágenes de zona se pueden cargar en el orden que desee.

En el formato BIL , los datos de zona se escriben en un archivo línea por línea, mientras que las zonas se alternan en líneas: 1.ª línea de la 1.ª zona, 1.ª línea de la 2.ª zona, ..., 2.ª línea de la 1.ª zona, 2.ª línea de la 2ª zona, etc. Esta entrada es conveniente cuando todas las zonas se analizan simultáneamente.

En el formato BIP , los valores zonales del brillo espectral de cada píxel se almacenan secuencialmente: primero, los valores del primer píxel en cada zona, luego los valores del segundo píxel en cada zona, y así en Este formato se llama combinado. Es conveniente cuando se realiza el procesamiento píxel por píxel de una imagen multizona, por ejemplo, en algoritmos de clasificación.

La codificación de grupo se utiliza para reducir la cantidad de información de trama. Dichos formatos son convenientes para almacenar instantáneas grandes; para trabajar con ellos, debe tener una herramienta de desempaquetado de datos.

Los archivos de imagen generalmente vienen con la siguiente información adicional relacionada con la imagen:

• descripción del archivo de datos (formato, número de filas y columnas, resolución, etc.);
• datos estadísticos (características de distribución de brillo - valor mínimo, máximo y promedio, dispersión);
• datos de proyección cartográfica.

La información adicional se encuentra en el encabezado del archivo de imagen o en un archivo de texto separado con el mismo nombre que el archivo de imagen.

Según el grado de complejidad, se distinguen los siguientes niveles de tratamiento de los CS proporcionados a los usuarios:

• 1A: corrección radiométrica de las distorsiones causadas por la diferencia de sensibilidad de los sensores individuales.
• 1B: corrección radiométrica en el nivel de procesamiento 1A y corrección geométrica de las distorsiones sistemáticas del sensor, incluidas las distorsiones panorámicas, las distorsiones causadas por la rotación y la curvatura de la Tierra, las fluctuaciones en la altura de la órbita del satélite.
• 2A - corrección de imagen en el nivel 1B y corrección de acuerdo con una proyección geométrica dada sin el uso de puntos de control del suelo. Para la corrección geométrica se utiliza un modelo de elevación digital global ( DEM, DEM ) con un paso en el suelo de 1 km. La corrección geométrica utilizada elimina las distorsiones sistemáticas del sensor y proyecta la imagen en una proyección estándar ( UTM WGS-84 ), utilizando parámetros conocidos (datos de efemérides del satélite, posición espacial, etc.).
• 2B - corrección de imagen en el nivel 1B y corrección de acuerdo con una proyección geométrica dada utilizando puntos de control del terreno;
• 3 - corrección de imagen a nivel 2B más corrección mediante DTM de terreno (ortorrectificación).
• S es la corrección de imagen utilizando una imagen de referencia.

La calidad de los datos obtenidos por teledetección depende de su resolución espacial, espectral, radiométrica y temporal.

Resolucion espacial

Resolución espectral

Resolución radiométrica

permiso temporal

Para crear mapas precisos basados ​​en datos de sensores remotos, se necesita una transformación para eliminar las distorsiones geométricas. Una imagen de la superficie de la Tierra con un dispositivo dirigido exactamente hacia abajo contiene una imagen no distorsionada solo en el centro de la imagen. A medida que avanza hacia los bordes, las distancias entre los puntos de la imagen y las distancias correspondientes en la Tierra se vuelven cada vez más diferentes. La corrección de tales distorsiones se lleva a cabo en el proceso de fotogrametría . Desde principios de la década de 1990, la mayoría de las imágenes satelitales comerciales se han vendido ya corregidas.

Además, puede ser necesaria una corrección radiométrica o atmosférica. La corrección radiométrica convierte niveles de señal discretos, como 0 a 255, en sus valores físicos reales. La corrección atmosférica elimina las distorsiones espectrales introducidas por la presencia de la atmósfera.

En el marco del programa del Sistema de Observación de la Tierra de la NASA , se formularon los niveles de procesamiento de datos de teledetección: [2] [3]

Nivel	Descripción
0	Datos provenientes directamente del dispositivo, sin sobrecarga (marcos de sincronización, encabezados, repeticiones).
1a	Datos del dispositivo reconstruidos proporcionados con marcadores de tiempo, coeficientes radiométricos, efemérides (coordenadas orbitales) del satélite.
1b	Datos de nivel 1a convertidos a unidades físicas.
2	Variables geofísicas derivadas (altura de las olas del océano, humedad del suelo, concentración de hielo) con la misma resolución que los datos de Nivel 1.
3	Variables mostradas en la escala universal de espacio-tiempo, posiblemente complementadas por interpolación.
cuatro	Datos obtenidos como resultado de cálculos basados ​​en niveles anteriores.

Formación y educación

En la mayoría de las instituciones de educación superior, la teledetección se enseña en los departamentos de geografía. La relevancia de la teledetección aumenta constantemente en la sociedad de la información moderna. Esta disciplina es una de las tecnologías clave de la industria aeroespacial y tiene una gran importancia económica; por ejemplo, los nuevos sensores TerraSAR-X y RapidEye se desarrollan constantemente, y la demanda de mano de obra calificada también crece constantemente. Además, la teledetección tiene un impacto extremadamente grande en la vida diaria, desde los informes meteorológicos hasta el cambio climático y la previsión de desastres naturales. Como ejemplo, el 80% de los estudiantes alemanes utilizan Google Earth ; solo en 2006, el programa se descargó 100 millones de veces. Sin embargo, los estudios muestran que solo una pequeña fracción de estos usuarios tiene un conocimiento fundamental de los datos con los que trabajan. Actualmente existe una gran brecha de conocimiento entre el uso y la comprensión de las imágenes satelitales. La enseñanza de los principios de la teledetección es muy superficial en la gran mayoría de las instituciones educativas, a pesar de la urgente necesidad de mejorar la calidad de la enseñanza en esta materia. Muchos de los productos de software diseñados específicamente para el estudio de la teledetección aún no se han introducido en el sistema educativo, principalmente debido a su complejidad. Por lo tanto, en muchos casos, esta disciplina no está incluida en el plan de estudios o no incluye un curso de análisis científico de imágenes analógicas. En la práctica, el tema de la teledetección requiere una consolidación de la física y las matemáticas, así como un alto nivel de competencia en el uso de herramientas y técnicas distintas a la simple interpretación visual de imágenes de satélite. 

Véase también

• fotos del espacio
• fotografía satelital
• Landsat es el proyecto de más larga duración para adquirir imágenes satelitales de la Tierra
• Resultados de las actividades espaciales

Enlaces

• ¿De dónde sacan los medios occidentales imágenes del equipo militar ruso? // Mira , 10 de febrero de 2022

Literatura

• Conceder Benjamín. Vista desde arriba. Impresionantes imágenes satelitales de la Tierra = Benjamin Grant. Visión general. — M .: Editorial Alpina , 2018. — 284 p. - ISBN 978-5-9614-6615-7 .

Notas

1. ↑ El volumen y la dinámica de los ingresos de las empresas comerciales en el mercado de sensores remotos de Rusia de 2015 a 2018. Archivado el 1 de febrero de 2020 en Wayback Machine . SIGGeo 2020-01-31.
2. ↑ Manual de referencia de ciencias de la tierra. Una guía para el Programa de Ciencias de la Tierra y las Misiones de Satélites de Observación de la Tierra de la NASA .
3. ↑ Earth System Science Data Resources Archivado el 3 de marzo de 2013 en Wayback Machine // NASA NP-2007-11-859-GSFC, página 13 "Terminología y formatos de datos"

diccionarios y enciclopedias	Gran catalán gran ruso alrededor del mundo universalis Ucrania moderna
En catálogos bibliográficos BNF : 119336434 TIERRA : 4016796-3 J9U : 987007291982005171 LCCN : sh00007607 NDL : 00561989 NKC : ph119671