UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL DE SISTEMAS Y DE ARQUITECTURA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERA CIVIL

Modulo V: APLICACIONES SATELITALES

APLICACIONES EN INGENIERIA DEL SATELITE IKONOS

XXVI CURSO DE ACTUALIZACIN DE CONOCIMIENTOS

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

DOCENTE :

ING. MIGUEL BOCANEGRA JCOME

ALUMNOS :

LLUNCOR ROJAS, Jorge Christian

NUEZ EDQUEN, Huver Ronald.

PUICON UCEDA, Deysi Daniela

VASQUEZ PURIHUAMAN , Roxana Elizabeth

INTRODUCCION

Los primeros en observar la Tierra fueron los tripulantes de la nave

espacial Apolo 8, a finales del ao 1968. Afortunadamente, en la

actualidad, todos podemos tener esa visin de la Tierra desde el

espacio gracias a los satlites de teledeteccin.

La teledeteccin es la captura

de imgenes desde satlites o

plataformas areas (aviones,

helicpteros o vehculos areos

no tripulados). La

observacin espacial desde

satlites nos muestra una

cobertura global y exhaustiva

de la superficie terrestre.

OBJETIVOS

Conocer el proceso y caractersticas de la teledeteccin o Imgenes Satelitales.

Uso y aplicacin de las imgenes satelitales en la Ingeniera.

MARCO TEORICO A. Telecomunicacin y Satlites

Los satlites de rbita polar vuelan a una altura de unos 700 - 800

km. o menos; van siguiendo un recorrido que generalmente no es

estrictamente polar sino que se encuentra levemente inclinado (unos 7,5

8,5) con respecto al eje de rotacin de la tierra.

Son los mayoritariamente utilizados

para el monitoreo y relevamiento de

recursos naturales (aplicaciones

agrcolas, forestales y geolgicas),

oceanografa y meteorologa.

(LandSat, QuickBird, IKONOS)

Segn su Orbita

Poseen una velocidad

angular igual a la de la

rotacin del planeta por

lo que permanentemente

miran una de las dos

caras del mismo. Son

ampliamente utilizados

para telecomunicaciones

y tambin para

meteorologa.

Los satlites de rbita geoestacionaria (o de rbita ecuatorial), se

encuentran en una posicin fija con respecto al eje de rotacin terrestre.

Generalmente se sitan a gran altitud.

Un sensor es el aparato que rene la tecnologa necesaria para captar

imgenes a distancia y que es transportado en una plataforma. Puede

captar informacin para diferentes regiones del espectro y cada una de

estas regiones se denomina canal o banda.

Por ejemplo, landsat es una plataforma que contiene dos sensores

landsat-TM y landsat-MSS, el primero de los cuales permite

captar radiacin en 7 bandas (azul, verde, rojo, 3 en el infrarrojo

cercano y 1 en el infrarrojo trmico) y el segundo en 4 bandas (verde,

rojo y 2 en el infrarrojo cercano).

Sensores de Alta Resolucin

Imagen multiespectral (MS).

Imagen que lleva asociados varios valores numricos a cada pxel,

tantos como bandas espectrales sea capaz de detectar el sensor. A

priori, es el tipo de producto ms til ya que nos proporciona, en

cierto modo, la firma espectral de los distintos elementos presentes en

la imagen. As, por ejemplo, el satlite IKONOS proporciona una

imagen multiespectral con 4 bandas, que cubren las regiones

espectrales correspondientes al azul, verde, rojo e infrarrojo prximo.

Cuanto mayor sea el nmero de bandas que proporciona el sensor,

mayor ser la capacidad de anlisis de los elementos presentes en la

imagen.

Segn el Tipos de Imgenes de Teledeteccin

Imagen pancromtica (PAN).

Dispone de una sola banda espectral que abarca comnmente gran

parte del visible y comienzo del infrarrojo, obteniendo como resultado

una imagen que habitualmente se representa en una escala de grises

(imagen en blanco y negro). Como contrapartida, tienen la ventaja de

poseer mayor resolucin espacial que las multiespectrales que

proporciona el mismo satlite. Es por ello que son muy interesantes

para la deteccin de pequeos elementos de la superficie terrestre que

no son distinguibles en la imagen multiespectral.

Imagen fusionada (PS).

Este tipo de imagen se obtiene mediante la fusin de una imagen

multiespectral con una pancromtica. Bsicamente, consiste en asignar

a cada pxel de la imagen pancromtica los valores procedentes de un

algoritmo que combina la imagen pancromtica con la multiespectral.

El resultado final es una imagen multiespectral con la resolucin

espacial de la pancromtica. El in-conveniente de este tipo de

imgenes es que se modifica la informacin espectral original captada

por los sensores a travs de los algoritmos usados, por lo que se suelen

utilizar nicamente como herramientas de interpretacin visual y no

para anlisis espectral.

Imagen estreo.

En realidad se refiere a dos imgenes de una misma zona tomadas con

ngulos de visin distintos. Muchos satlites tienen la capacidad de

reorientar el sensor, lo que les permite tomar, en una o en sucesivas

pasadas, este tipo de imgenes. Se suelen emplear para generar

modelos de elevacin del terreno.

Sensores pticos o Fotogrficos:

La informacin captada es registrada en una emulsin fotogrfica al

ser recibida (ej.: fotografa area pancromtica, satlites fotogrficos

de baja altura).

Sensores Digitales o Electrnicos:

La informacin captada es registrada en un formato digital conocido

como RASTER. Este consiste en una matriz de filas y columnas,

cada celda constituye el pixel (el mnimo tamao que puede detectar el

sensor) que est definido por un valor X (columnas), un valor Y

(filas) y un valor Z o Valor Digital VD, que es el que contiene la

informacin de ese pixel.

De acuerdo a como se registra la informacin

Sensores pticos o Fotogrficos:

La informacin captada es registrada en una emulsin fotogrfica al

ser recibida (ej.: fotografa area pancromtica, satlites fotogrficos

de baja altura).

Sensores Digitales o Electrnicos:

La informacin captada es registrada en un formato digital conocido

como RASTER. Este consiste en una matriz de filas y columnas,

cada celda constituye el pixel (el mnimo tamao que puede detectar el

sensor) que est definido por un valor X (columnas), un valor Y

(filas) y un valor Z o Valor Digital VD, que es el que contiene la

informacin de ese pixel.

Sensores Pasivos de Energa Reflejada:

Estos tiene gran similitud con la visin normal del ser humano; tambin

es el sistema que adopta la fotografa convencional. Se tiene separada

la fuente de energa (ej. sol), el objeto en estudio y el sensor.

Sensores Pasivos de Energa Emitida:

En este caso la fuente y el objeto son uno solo, luego el sensor solo est

midiendo la energa emitida por un objeto (fuente). Los elementos de la

superficie terrestre absorben parte de la energa proveniente del sol y

la transforman en calor, esa energa en forma de calor es re-irradiada

hacia el espacio, es as como bajo este sistema, los elementos de la

superficie terrestre son objeto y fuente de energa a la vez.

De acuerdo a la Fuente de Energa Electromagntica

Sensores Activos de Energa Reflejada:

En este sistema el sensor tiene su propia fuente de energa, generalmente

se trata de una antena radar que emite energa en el rango de las

microondas hacia la superficie terrestre y mide la proporcin de la

energa REFLEJADA por el objeto. Debido a caractersticas

particulares de este tipo de ondas, estos sistemas poseen la ventaja de

poder realizar mediciones en horarios nocturnos (debido a que no

necesitan de la luz solar), o con cobertura nubosa (la onda es capaz de

penetrar las nubes sin ser interferida). Estos sistemas se denominan

radar y tienen mayor aplicacin en pases o regiones con una alta

frecuencia de das nublados o para estudios oceanogrficos.

Orientacin vertical, habitual en satlites de resolucin espacial baja

(meteosat) o media (Landsat);

Orientacin oblicua, tpica del radar;

Orientacin modificable, aparece en los sensores de alta resolucin a

partir del SPOT-IHV. Permite mantener una elevada resolucin

espacial y tener una resolucin temporal (tiempo de revisita) tambin

elevada.

En funcin de la orientacin

Resolucin Espacial:

Es el mnimo tamao del pixel. Constituye la menor dimensin que el

sensor es capaz de individualizar en la superficie terrestre. Esta

propiedad, a su vez, est ntimamente relacionada con la dimensin

terrestre del ancho de faja barrido por el sensor.

Resolucin Radiomtrica:

Es la capacidad del sensor para cuantificar la intensidad de radiacin

que recibe de acuerdo al intervalo (canal) o intervalos de longitud de

onda para los cuales es sensible, fruto de ello es asignado a cada pxel

de cada intervalo o banda un valor digital (VD). Tambin se la

identifica con la cantidad de tonos de grises que el sensor es capaz de

captar.

Propiedades Comunes

Resolucin Espectral:

Es la cantidad de bandas del espectro en las que el sensor es capaz de

obtener informacin. Esto se logra con sensores independientes para cada

banda o con filtros que dejan pasar solo la informacin de bandas

predeterminadas (canales).

Resolucin Temporal:

Es el tiempo que media entre dos pasadas sucesivas del satlite sobre un

punto de la superficie terrestre, en similares condiciones geomtricas de

toma de la imagen. Tambin se conoce como Re-visita o Periodicidad.

Entre los desarrollos ms recientes en teledeteccin estn los sensores de

alta resolucin espacial, los de alta resolucin espectral y finalmente la

utilizacin del Radar de Apertura Sinttica (SAR).

Ikonos, con una resolucin espacial de 1 metro fue el primero de los

satlites de estas caractersticas que fue lanzado. La alta resolucin

espacial requiere satlites y tecnologas completamente diferentes,

incluyendo telescopios y sistemas de reorientacin del ngulo de

observacin, como en Spot.

Sensores de Alta Resolucin Espacial

En la figura se puede observar la diferencia entre una imagen

proveniente de un sensor con una resolucin espacial de 1.00 m y otra de

30.00 m de tamao de pixel, en cuanto al detalle de los elementos que

se pueden observar y a la superficie abarcada por cada una de ellas.

Satlite IKONOS

Es un satlite de alta resolucin operado por GeoEye. Sus capacidades

incluyen la captura multiespectral de 3.2 m, Near Infrared (NIR)/

0.82 m de resolucin pancromtica a nadir. Sus aplicaciones incluyen

elaboracin de mapas de reas urbanas y rurales, de reservas naturales

y desastres naturales, cartografa catastral, anlisis agricultura y

forestal, deteccin de cambios de minera y construccin.

Las imgenes IKONOS

tambin han sido procuradas

por SIC para su utilizacin

para la industria

cinematogrfica, a portando

vistas areas y fotos

satelitales de diversas reas

alrededor del mundo.

El satlite IKONOS es el primer satlite de tipo comercial que

posibilita la captacin de imgenes con un metro de resolucin espacial.

El trmino "IKONOS" proviene del griego y significa "imagen.

IKONOS colecta informacin de cualquier zona en promedio dos veces

al da, cubriendo reas de 20.000 km2 en una misma pasada y

produciendo como resultado imgenes de 1 metro de resolucin cada tres

das y de 4 m de resolucin todos los das.

Descripcin del Satlite

El satlite IKONOS pesa unos 720 kg y orbita la Tierra cada 98

minutos a una altitud de casi 680 km en forma sincronizada con el Sol,

pasando sobre un determinado lugar aproximadamente a las 10:30 a.m.

hora local. La rbita cubierta por el satlite se concentra lejos del rea

directamente debajo del recorrido del mismo, y los datos de un lugar

determinado pueden ser captados casi diariamente, si bien no en todos

los casos con 1 m de resolucin. El satlite fue diseado y fabricado por

la empresa Lockheed Martin Comercial Space Systems.

La empresa Raytheon construy los sistemas de apoyo terrestre, geo-

procesamiento digital, manejo de archivos y servicio al cliente, requerido

para distribuir la informacin captada por IKONOS.

AEROTERRA ofrece una diversidad de productos relacionados con

imgenes captadas por el poderoso satlite IKONOS, incluyendo

imgenes de diferentes resoluciones:

Pancromtica 1-metro: posibilita a los usuarios distinguir rasgos con

dimensiones tan pequeas como 1 m.

Color Multiespectral 4-metros: posibilita a los usuarios distinguir

rasgos con dimensiones tan pequeas como 4 m, a partir de informacin

tomada en tres bandas del espectro visible (azul, verde, rojo) e

infrarrojo.

Productos IKONOS

Pan-Sharpened:

Este producto combina digitalmente

las imgenes pancromticas de 1

metro de resolucin con las imgenes

multiespectrales de 4 metros,

resultando un nuevo producto que

presenta la ventaja de contar con

una resolucin de 1 m y con la alta

resolucin espectral (mayor

discriminacin) de las bandas del

visible y/o infrarrojo, lo cual la

convierte en un producto muy

superior a cualquier imagen de los

satlites actualmente operacionales.

Caractersticas del

Satlite IKONOS

Aplicaciones en la

Ingeniera y Construccin

Satlite IKONOS

En la Agricultura. pueden monitorear con mayor precisin la condicin y

vitalidad de sus cultivos y predecir con mayor acierto sus volmenes de

cosecha; adems, pueden prevenir problemas y ahorrar importantes

sumas de dinero a travs de su determinacin en estados tempranos.

En Geologa, ya no necesitarn recurrir a vuelos fotogrficos para

interpretaciones geolgico-estructurales. A partir de la posibilidad que

ofrece IKONOS de generar productos con elevado nivel de resolucin y

recubrimiento estereoscpico, estas imgenes resultan comparativamente

ms ventajosas que las fotografas areas.

Catastro Rural: Tareas de catastro que antes se deban realizar, s o

s, con fotografas areas o relevamientos en campo se ven simplificadas

y abaratadas por esta tecnologa, por ejemplo inventarios de las

unidades de produccin agropecuaria, la individualizacin de las

parcelas y el valor de las mismas.

Planificacin y catastro urbano y desarrollo local: para estos sectores,

una imagen que permite distinguir casas, calles, espacios verdes y su

estado de conservacin, es una herramienta de especial potencial. Las

imgenes de alta resolucin permiten analizar atributos poblacionales,

realizar tareas de planeamiento desarrollo y construccin, seguimiento de

proyectos o mapeo del uso de la tierra.

Infraestructuras, Obras Pblicas y Servicios: Entre las aplicaciones

especficas en el sector de la construccin todas las referentes a

ingeniera y gestin de vertederos, tendidos elctricos, vas frreas,

carreteras, oleoductos, gasoductos, conducciones de agua y a todo tipo

de instalaciones.

Telecomunicaciones y transportes: La precisin de las imgenes de alta

resolucin es fundamental para el diseo, planificacin y construccin de

las redes de telecomunicaciones, al permitir determinar la localizacin

ms idnea para los receptores, el uso del suelo urbano y hasta la

altura de los edificios. En el sector del transporte se utilizan imgenes

de alta resolucin para gestin de flotas, planificacin de rutas,

logstica de la distribucin, planificacin de Servicios de Emergencia y

Proteccin Civil.

Exploracin Petrolera, Minera y Gasoductos: estos proyectos de

exploracin se ven facilitados, particularmente en reas remotas donde la

informacin cartogrfica disponible es nula o defectuosa. Una vez que

las reas de Alto Potencial son identificadas, las imgenes de Alta

Resolucin son usadas para planeamiento, desarrollo y monitoreo de

recursos naturales e infraestructuras.

Ventajas y Desventajas

Mejor calidad mtrica y geomtrica ya que las fotografas areas originalmente no son productos geomtricamente corregidos. Con los

productos de IKONOS es posible obtener una orto imagen que cubra

totalmente el rea de inters, a partir de slo unos pocos puntos de

control terrestre

Mantienen uniformidad de tonalidades y contraste relacionada con la estabilidad de las condiciones atmosfricas durante el perodo de

captura del satlite.

Posibilitan la obtencin de cartografa de alta calidad en diferentes escalas y combinaciones de bandas, a partir de composiciones de

mapas que incluyen diferentes capas temticas superpuestas,

smbolos cartogrficos, leyendas, etc.

Conclusiones

La aplicacin de la teledeteccin esta dada por las Imgenes Satelitales y un sistema de apoyo como el

GPS

La informacin proporcionada por los Satlites mas que imgenes son datos de apoyo en la Ingeniera, no

son datos que se deben tomar como definitivos,

siempre se tendr que utilizar otro sistema de apoyo.

Imgenes Tomadas

Las islas que componen la ciudad italiana de Venecia y la Laguna de Venecia