Landsat-7, el fiel guardián de la Tierra
1999/08/01 Susaeta, Tomasa Iturria: Elhuyar aldizkaria
Antes de 1972 las observaciones de satélite se usaban con éxito en meteorología, pero el estudio de los fenómenos y características superficiales de la Tierra era una zona no cultivada por satélite. La NASA dio el primer paso cuando lanzó el programa Landsat. El éxito del programa fue total: cambió totalmente la forma de mirar a nuestro planeta y con él se lanzó un nuevo campo de investigación científica y aplicaciones prácticas: la teledetección.
Familia
Landsat
En 1972 el satélite Landsat-1 salió de California. Tenía un escáner multiespectral de 75 m de resolución (Multi-Spectral Scanner, MSS) y trabajó hasta el 2 de enero de 1978. Las imágenes enviadas por Landsat-1 demostraron claramente que la teledetección era una herramienta muy adecuada en geología, ordenación del territorio, planificación de recursos hídricos, movimiento de los hielos marinos o cartografía. En sus cinco años y medio de vida envió más de 300.000 fotografías. El éxito del primer satélite Landsat fue un estímulo para el desarrollo y mejora del programa.
Le siguió Landsat-2. Fue expulsado en 1975 y realizó y realizó fotografías hasta febrero de 1982. El siguiente, Landsat 3, trabajó desde el 31 de marzo de 1978 hasta el 31 de marzo de 1983.
Landsat-4 fue espaciado el 22 de julio de 1982, con una órbita inferior a la de sus predecesores y además del escáner MSS utilizado en las tres anteriores, portó una herramienta de mapas temáticos (Thematic Mapper, TM). Mientras el MSS trabaja en 4 bandas espectrales, la TM trabaja en 7 bandas espectrales, una de las cuales detecta radiación infrarroja (calor) y, por tanto, puede hacer fotos nocturnas. Gracias a la TM, Landsat-4 envió datos más detallados y claros que los anteriores. Trabajó hasta julio de 1987.
Landsat-5 se espació en 1984 y se estableció en una órbita inferior a Landsat-4. En cuanto al utillaje, era como el anterior. El siguiente, Landsat-6, diseñado para dar continuidad al programa, fue dotado de herramientas más potentes que las anteriores. Despegó el 5 de octubre de 1993, pero fue un error en el lanzamiento y no consiguió llegar a la órbita. Se desperdició. Sin embargo, las observaciones no se interrumpieron, ya que Landsat-5 siguió trabajando.
El último niño de la familia Landsat-7, que trabaja desde abril de este año, cuenta con un mapeador temático mejorado (Enhanced Thematic Mapper+, ETM+), que trabaja en 8 bandas espectrales y con una resolución superior a las anteriores.
Las imágenes de Landsat ¿para qué?
Desde 1972 y sin interrupción, el programa Landsat ha puesto a disposición de los investigadores un montón de datos e imágenes. Estos datos son un tesoro único. Actualmente, para analizar cualquier cambio planetario, los datos de Landsat son imprescindibles por su calidad y cantidad. La superficie de la Tierra es la expresión de procesos biofísicos y culturales, por lo que los datos de superficie de la Tierra sirven para medir su extensión.
Los datos históricos de Landsat proporcionan información sobre la variación de la extensión de un proceso y la velocidad de su modificación. Por ello, los datos de Landsat son fundamentales para comprender la influencia y distribución de los fenómenos a nivel global en la investigación de los procesos regionales. Estos datos se han utilizado y se van a utilizar para el estudio de muchos ámbitos. Por ejemplo, el estudio de la afección de la urbanización a las zonas rurales o la modelización de fenómenos que inciden en el medio ambiente global (como la distribución de la nieve y el hielo, que incide en el cambio climático) y el estudio de los fenómenos atmosféricos son también de gran utilidad en estos fenómenos cuando los procesos superficiales de la Tierra afectan a estos fenómenos.
Cuantos ejemplos
Existen muchos ejemplos de uso. Por ejemplo, la información sobre fallas y zonas de rotura obtenida a partir de imágenes de Landsat se ha utilizado para seleccionar la ubicación de las centrales nucleares y elegir los recorridos de gasoductos y oleoductos más adecuados. Y se han utilizado imágenes de satélite para apoyar la navegación en Alaska o para monitorizar la contaminación de la bahía de Osaka en Japón.
Los geógrafos también utilizan las imágenes de Landsat. En la Antártida las imágenes de Landsat descubrieron en el sur de la Provincia Victoria y en el glaciar Lambert grupos montañosos hasta entonces desconocidos.
También se pueden utilizar imágenes de satélite para identificar y medir recursos hídricos. Por ejemplo, se pueden utilizar para medir la cantidad de nieve acumulada en invierno en los montes y con ella predecir cuánto variará el caudal de los ríos en primavera al derretirse la nieve. En
otro orden de cosas, las imágenes de Landsat muestran muy claramente el tipo y la distribución de los hielos oceánicos, así como el crecimiento, el movimiento y la ruptura del hielo marino. Esto permite mostrar puertos sin hielo o caminos sin hielo en zonas heladas del mar. En 1975 se demostró claramente la utilidad del satélite Landsat para la navegación: El rompehielos estadounidense Burton Island estaba en una expedición científica en la Antártida. Un día quedó atrapado en el hielo y fue guiado por estrechos canales de agua que sólo podían verse en las imágenes de Landsat hasta que salió de la zona de hielo.
Las aplicaciones de la teledetección y Landsat se han demostrado hoy en día aptas y útiles para todos estos programas.
¿Cómo trabaja Landsat?
Landsat distribuye los datos en las casillas del Sistema de Referencia Mundial (Worlwide Reference System, WRS). En este sistema de referencia toda la superficie de la Tierra está dividida en cuadrados, es decir, en recorridos orbitarios -en pistas- y en líneas. Las pistas dirección norte-sur están numeradas del 001 al 233 de este a oeste, con la pista 001 que atraviesa el ecuador en una longitud occidental de 64,60 grados.
Las separaciones entre las 248 líneas en dirección este-oeste son también uniformes: en el lado del día la línea 60 y en el lado de la noche la línea 184 se unen al ecuador. Por tanto, el sistema WRS divide la superficie de la Tierra en 57.784 cuadrículas. Cada cuadrícula tiene una anchura de 183 km y una longitud de 170 km. Basado en el WRS, el satélite tiene un ciclo de 16 días, es decir, durante 16 días alcanza toda la superficie terrestre o, lo que es lo mismo, el satélite pasa cada 16 días por encima de cualquier lugar.
El escáner ETM+ obtiene una información de 3,8 gigabites por cuadrícula. Estos datos se pueden enviar en tiempo real a través de una banda de rayos X (banda X) de 150 megabites por segundo a la estación central terrestre de Landsat, situada en Sioux Falls, Dakota del Sur, Estados Unidos, o a una de las estaciones internacionales que realizan el seguimiento del satélite Landsat en la Tierra. O bien, pueden almacenarse en un registrador de estado sólido puntero con capacidad de almacenar información de 380 gigabits (100 cuadros de información) para su posterior envío a la Tierra.
Además, el satélite cuenta con la segunda vía de comunicación con la Tierra, la banda de onda corta (banda S), utilizada para recibir órdenes de gobierno de satélites y enviar datos de telemetría.
Creando imágenes a partir de los datos de Landsat
El escáner mapeador de Landsat detecta la luz del Sol
reflejada por la Tierra en todo el rango del espectro electromagnético que ve nuestro ojo, es decir, de azul a rojo, y además detecta la radiación infrarroja que nuestro ojo no puede ver pero que refleja la Tierra (A).
La forma más común de crear imágenes a partir de los datos que envía el escáner de Landsat es utilizar una banda como color primario para obtener una imagen de color (B) combinándola con otras bandas. En la figura C, La figura resultante de la unión de las bandas 4 y 2 muestra la figura "color natural" que se obtiene mediante la unión de las tres bandas de luz visible (3ª, 2ª y 1ª).
Monitorización de la deforestación
En estas imágenes se puede ver parte de la selva amazónica entre los estados brasileños de Tocantins, Mahanhao y Para. La foto de la izquierda se realizó en agosto de 1995 y la de la derecha en mayo de 1997. En un plazo de 2 años, una gran parte de la selva fue exprimida.
Proyecciones estéreo para obtener imágenes tridimensionales
Esta imagen es una perspectiva del sinclinal de Camargo en el centro de Bolivia. La creación de la imagen se basó en dos imágenes reales del satélite Landsat-5, realizadas el 6 de junio de 1985 y el 16 de junio de 1986.
Landsat los cogió de ángulos ligeramente diferentes. Las dos posiciones diferentes del satélite actúan como nuestros dos ojos, ya que nuestros ojos se encuentran a poca distancia. Combinando ambas imágenes con un modelo territorial se pueden obtener imágenes estéreo.
El relieve del terreno en detalle
Imagen de la región cercana a la Ciudad de México, obtenida de los datos enviados por Landsat (combinación de tres bandas: infrarrojo de onda corta, infrarrojo y luz verde). Se ve muy bien el territorio montañoso y abrupto que rodea la ciudad. Esta situación provoca que el aire urbano no salga, se detenga, se detenga y se produzca un smog. La ciudad se ha construido sobre el terreno formado por la erosión de los montes, es decir, los edificios y las estructuras de la ciudad descansan sobre rocas sedimentarias. En consecuencia, los edificios no tienen una base sólida y los terremotos pueden provocar graves desastres en la ciudad.
Midiendo la extensión y el cambio de los glaciares
Los investigadores estudian el movimiento y el comportamiento del hielo en la Antártida. Si cambian las fuerzas que provocan el movimiento del hielo, el hielo podría volar más rápido fuera del continente y caer al mar, elevando el nivel del mar.
El estudio del movimiento desde la Tierra no es fácil, ya que el clima de la Antártida no permite realizar suficientes observaciones y mediciones.
Los geólogos e hidrólogos están utilizando imágenes de Landsat para medir el movimiento y utilizan crevasses como punto de referencia. Con estos datos, junto con otras referencias y datos, se puede observar en las imágenes el aspecto de la Antártida hace 20.000 años (en el último hielo) y el actual.
La combinación de bandas de escáner permite destacar algunas características
En estas imágenes se puede ver una región del sur de California, desde Long Beach hasta San Diego. A la izquierda y a la derecha aparece la misma imagen; a la izquierda aparece la figura 3. (rojo), 2. (verde) y 1. (rojo) es una combinación de bandas, muy similar al color natural. Sin embargo, los campos de golf se manifiestan mucho más si se utiliza la banda 4 (banda próxima al infrarrojo), que es la que mejor refleja la clorofila. La hierba verde de los campos
aparece en color rojo brillante en la imagen de la derecha que utiliza la combinación de bandas 4-3-2.
Herramienta de trabajo de cartógrafos Landsat
Las
imágenes de Landsat también se pueden utilizar en cartografía. En esta imagen se puede ver el lago Scutari (en el centro) entre Albania (a la derecha) y Montenegro. En la parte superior del centro de la imagen se puede ver también la ciudad de Podgorica.
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