Landsat-7, le fidèle gardien de la Terre

1999/08/01 Susaeta, Tomasa Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Astronautika

Avant 1972, les observations satellitaires étaient utilisées avec succès en météorologie, mais l'étude des phénomènes et caractéristiques superficielles de la Terre était une zone non cultivée par satellite. La NASA a fait le premier pas quand elle a lancé le programme Landsat. Le succès du programme a été total: il a totalement changé la façon de regarder notre planète et avec elle a été lancé un nouveau champ de recherche scientifique et applications pratiques: la télédétection.

Famille
Landsat

En 1972, le satellite Landsat-1 quitta la Californie. Il avait un scanner multispectral de 75 m de résolution (Multi-Spectral Scanner, MSS) et a travaillé jusqu'au 2 janvier 1978. Les images envoyées par Landsat-1 ont montré clairement que la télédétection était un outil très approprié en géologie, aménagement du territoire, planification des ressources en eau, mouvement des glaces marines ou cartographie. Dans ses cinq ans et demi de vie, il a envoyé plus de 300.000 photographies. Le succès du premier satellite Landsat a été un stimulant pour le développement et l'amélioration du programme.

Il fut suivi par Landsat-2. Il a été expulsé en 1975 et a réalisé et photographié jusqu'en février 1982. Le suivant, Landsat 3, a travaillé du 31 mars 1978 au 31 mars 1983.

Landsat-4 a été espacé le 22 juillet 1982, avec une orbite inférieure à celle de ses prédécesseurs et en plus du scanner MSS utilisé dans les trois précédents, il a porté un outil de cartes thématiques (Thematic Mapper, TM). Pendant que le MSS fonctionne sur 4 bandes spectrales, le TM fonctionne sur 7 bandes spectrales, dont l'une détecte le rayonnement infrarouge (chaleur) et peut donc faire des photos de nuit. Grâce à la TM, Landsat-4 a envoyé des données plus détaillées et claires que les précédentes. Il a travaillé jusqu'en juillet 1987.

Landsat-5 a été espacée en 1984 et a été établi dans une orbite inférieure à Landsat-4. Quant à l'outillage, c'était comme le précédent. Le suivant, Landsat-6, conçu pour assurer la continuité du programme, a été doté d'outils plus puissants que les précédents. Il a décollé le 5 octobre 1993, mais c'était une erreur dans le lancement et n'a pas réussi à atteindre l'orbite. Il a été gaspillé. Cependant, les observations n'ont pas été interrompues car Landsat-5 a continué à travailler.

Le dernier enfant de la famille Landsat-7, qui travaille depuis avril de cette année, dispose d'une cartographie thématique améliorée (Enhanced Thematic Mapper+, ETM+), qui travaille sur 8 bandes spectrales et avec une résolution supérieure aux précédentes.

Les images de Landsat pourquoi ?

Depuis 1972 et sans interruption, le programme Landsat a mis à la disposition des chercheurs beaucoup de données et d'images. Ces données sont un trésor unique. Actuellement, pour analyser tout changement planétaire, les données de Landsat sont indispensables pour leur qualité et leur quantité. La surface de la Terre est l'expression de processus biophysiques et culturels, de sorte que les données de surface de la Terre servent à mesurer son étendue.

Les données historiques de Landsat fournissent des informations sur la variation de l'extension d'un processus et la vitesse de sa modification. C'est pourquoi les données de Landsat sont essentielles pour comprendre l'influence et la distribution des phénomènes au niveau mondial dans la recherche des processus régionaux. Ces données ont été utilisées et seront utilisées pour l'étude de nombreux domaines. Par exemple, l'étude de l'affection de l'urbanisation dans les zones rurales ou la modélisation de phénomènes qui influencent l'environnement global (comme la distribution de la neige et de la glace, qui influe sur le changement climatique) et l'étude des phénomènes atmosphériques sont également d'une grande utilité dans ces phénomènes lorsque les processus superficiels de la Terre affectent ces phénomènes.

Quelques exemples

Il existe de nombreux exemples d'utilisation. Par exemple, les informations sur les défaillances et les zones de rupture obtenues à partir des images de Landsat ont été utilisées pour sélectionner l'emplacement des centrales nucléaires et choisir les parcours de gazoducs et oléoducs les plus appropriés. Et des images satellite ont été utilisées pour soutenir la navigation en Alaska ou pour surveiller la pollution de la baie d'Osaka au Japon.

Les géographes utilisent également les images de Landsat. En Antarctique les images de Landsat ont découvert dans le sud de la province Victoria et dans le glacier Lambert groupes montagneux jusque-là inconnus.

Des images satellite peuvent également être utilisées pour identifier et mesurer les ressources en eau. Par exemple, ils peuvent être utilisés pour mesurer la quantité de neige accumulée en hiver dans les montagnes et prédire avec elle combien le débit des rivières variera au printemps quand la neige fondra. Dans
un autre ordre de choses, les images de Landsat montrent très clairement le type et la distribution des glaces océaniques, ainsi que la croissance, le mouvement et la rupture de la glace marine. Cela permet d'afficher des ports sans glace ou des routes sans glace dans les zones gelées de la mer. En 1975 a été clairement démontré l'utilité du satellite Landsat pour la navigation: Le brise-glace américain Burton Island était dans une expédition scientifique en Antarctique. Un jour, il a été pris dans la glace et a été guidé par des canaux d'eau étroits qui ne pouvaient être vus dans les images de Landsat jusqu'à ce qu'il quitte la zone de glace.

Les applications de télédétection et Landsat sont aujourd'hui avérées propres et utiles pour tous ces programmes.

Comment fonctionne Landsat ?

Landsat distribue les données dans les cases du système de référence mondiale (WRS). Dans ce système de référence toute la surface de la Terre est divisée en carrés, c'est-à-dire en parcours orbitaux - en pistes - et en lignes. Les pistes direction nord-sud sont numérotées de 001 à 233 d'est en ouest, avec la piste 001 qui traverse l'équateur sur une longueur occidentale de 64,60 degrés.

Les séparations entre les 248 lignes en direction est-ouest sont également uniformes : du côté du jour la ligne 60 et du côté de la nuit la ligne 184 s'unissent à l'équateur. Par conséquent, le système WRS divise la surface de la Terre en 57.784 grilles. Chaque grille a une largeur de 183 km et une longueur de 170 km. Basé sur le WRS, le satellite a un cycle de 16 jours, c'est-à-dire pendant 16 jours atteint toute la surface terrestre ou, ce qui est le même, le satellite passe tous les 16 jours au-dessus de n'importe quel endroit.

Le scanner ETM+ reçoit une information de 3,8 gigabites par grille. Ces données peuvent être envoyées en temps réel via une bande de rayons X (bande X) de 150 mégabites par seconde à la gare centrale terrestre de Landsat, située à Sioux Falls, Dakota du Sud, États-Unis, ou à l'une des stations internationales qui suivent le satellite Landsat sur Terre. Ils peuvent également être stockés dans un enregistreur de pointeur solide capable de stocker des informations de 380 gigabits (100 tableaux d'informations) pour une expédition ultérieure sur Terre.

En outre, le satellite a la deuxième voie de communication avec la Terre, la bande d'onde courte (bande S), utilisée pour recevoir des ordres de gouvernement de satellites et envoyer des données télémétriques.

Créer des images à partir des données de Landsat

Le scanner cartographique de Landsat détecte la lumière du Soleil reflétée par
la Terre dans toute la gamme du spectre électromagnétique qui voit notre œil, c'est-à-dire du bleu au rouge, et détecte également le rayonnement infrarouge que notre œil ne peut voir mais qui reflète la Terre (A).

La façon la plus courante de créer des images à partir des données envoyées par le scanner Landsat est d'utiliser une bande comme couleur primaire pour obtenir une image de couleur (B) en la combinant avec d'autres bandes. Dans la figure C, la figure résultante de l'union des bandes 4 et 2 montre la figure "couleur naturelle" obtenue par l'union des trois bandes de lumière visible (3ème, 2ème et 1ère).

Surveillance de la déforestation

Dans ces images, vous pouvez voir une partie de la forêt amazonienne entre les Etats brésiliens du Tocantins, Mahanhao et Para. La photo de gauche a été réalisée en août 1995 et celle de droite en mai 1997. Dans un délai de 2 ans, une grande partie de la jungle a été serrée.

Projections stéréo pour des images tridimensionnelles

Cette image est une perspective du sinclinal de Camargo au centre de la Bolivie. La création de l'image s'est basée sur deux images réelles du satellite Landsat-5, réalisées le 6 juin 1985 et le 16 juin 1986.

Landsat les a pris d'angles légèrement différents. Les deux positions différentes du satellite agissent comme nos deux yeux, car nos yeux sont à distance de marche. En combinant les deux images avec un modèle territorial, vous pouvez obtenir des images stéréo.

Le relief du terrain en détail

Image de la région proche de la ville de Mexico, obtenue des données envoyées par Landsat (combinaison de trois bandes: infrarouge à ondes courtes, infrarouge et lumière verte). On voit très bien le territoire montagneux et abrupt qui entoure la ville. Cette situation provoque que l'air urbain ne sorte pas, s'arrête, s'arrête et un smog se produit. La ville a été construite sur le terrain formé par l'érosion des montagnes, c'est-à-dire les bâtiments et les structures de la ville reposent sur des rochers sédimentaires. En conséquence, les bâtiments n'ont pas de base solide et les tremblements de terre peuvent provoquer de graves catastrophes dans la ville.

Mesurer l'étendue et le changement des glaciers

Les chercheurs étudient le mouvement et le comportement de la glace en Antarctique. Si les forces qui provoquent le mouvement de la glace changent, la glace pourrait voler plus vite hors du continent et tomber à la mer, élevant le niveau de la mer.

L'étude du mouvement de la Terre n'est pas facile, car le climat de l'Antarctique ne permet pas de faire suffisamment d'observations et de mesures.

Les géologues et hydrologues utilisent des images de Landsat pour mesurer le mouvement et utilisent des crevasses comme point de référence. Avec ces données, ainsi que d'autres références et données, on peut observer dans les images l'aspect de l'Antarctique il y a 20.000 ans (sur la dernière glace) et l'actuel.

La combinaison de bandes de scanner permet de mettre en évidence certaines caractéristiques

Dans ces images, vous pouvez voir une région du sud de la Californie, de Long Beach à San Diego. À gauche et à droite apparaît la même image; à gauche apparaît la figure 3. (rouge), 2. (vert) et 1. (rouge) est une combinaison de bandes, très similaire à la couleur naturelle. Cependant, les terrains de golf se manifestent beaucoup plus si on utilise la bande 4 (bande proche de l'infrarouge), qui est celle qui reflète le mieux la chlorophylle. L'herbe verte des champs apparaît
en rouge vif sur l'image de droite qui utilise la combinaison de bandes 4-3-2.

Outil de travail de cartographie Landsat

Les
images de Landsat peuvent également être utilisées en cartographie. Sur cette image, vous pouvez voir le lac Scutari (au centre) entre l'Albanie (à droite) et le Monténégro. En haut du centre de l'image, vous pouvez voir aussi la ville de Podgorica.