Landsat-7, el fidel guardià de la Terra
1999/08/01 Susaeta, Tomasa Iturria: Elhuyar aldizkaria
Abans de 1972 les observacions de satèl·lit s'usaven amb èxit en meteorologia, però l'estudi dels fenòmens i característiques superficials de la Terra era una zona no conreada per satèl·lit. La NASA va fer el primer pas quan va llançar el programa Landsat. L'èxit del programa va ser total: va canviar totalment la manera de mirar al nostre planeta i amb ell es va llançar un nou camp de recerca científica i aplicacions pràctiques: la teledetecció.
Família
Landsat
En 1972 el satèl·lit Landsat-1 va sortir de Califòrnia. Tenia un escàner multiespectral de 75 m de resolució (Multi-Spectral Scanner, MSS) i va treballar fins al 2 de gener de 1978. Les imatges enviades per Landsat-1 van demostrar clarament que la teledetecció era una eina molt adequada en geologia, ordenació del territori, planificació de recursos hídrics, moviment dels gels marins o cartografia. En els seus cinc anys i mig de vida va enviar més de 300.000 fotografies. L'èxit del primer satèl·lit Landsat va ser un estímul per al desenvolupament i millora del programa.
Li va seguir Landsat-2. Va ser expulsat en 1975 i va realitzar i va realitzar fotografies fins a febrer de 1982. El següent, Landsat 3, va treballar des del 31 de març de 1978 fins al 31 de març de 1983.
Landsat-4 va ser espaiat el 22 de juliol de 1982, amb una òrbita inferior a la dels seus predecessors i a més de l'escàner MSS utilitzat en les tres anteriors, va portar una eina de mapes temàtics (Thematic Mapper, TM). Mentre el MSS treballa en 4 bandes espectrals, la TM treballa en 7 bandes espectrals, una de les quals detecta radiació infraroja (calor) i, per tant, pot fer fotos nocturnes. Gràcies a la TM, Landsat-4 va enviar dades més detallades i clars que els anteriors. Va treballar fins a juliol de 1987.
Landsat-5 es va espaiar en 1984 i es va establir en una òrbita inferior a Landsat-4. Quant a l'utillatge, era com l'anterior. El següent, Landsat-6, dissenyat per a donar continuïtat al programa, va ser dotat d'eines més potents que les anteriors. Va enlairar el 5 d'octubre de 1993, però va ser un error en el llançament i no va aconseguir arribar a l'òrbita. Es va malgastar. No obstant això, les observacions no es van interrompre, ja que Landsat-5 va continuar treballant.
L'últim nen de la família Landsat-7, que treballa des d'abril d'enguany, compta amb un mapeador temàtic millorat (Enhanced Thematic Mapper+, ETM+), que treballa en 8 bandes espectrals i amb una resolució superior a les anteriors.
Les imatges de Landsat per a què?
Des de 1972 i sense interrupció, el programa Landsat ha posat a la disposició dels investigadors un munt de dades i imatges. Aquestes dades són un tresor únic. Actualment, per a analitzar qualsevol canvi planetari, les dades de Landsat són imprescindibles per la seva qualitat i quantitat. La superfície de la Terra és l'expressió de processos biofísics i culturals, per la qual cosa les dades de superfície de la Terra serveixen per a mesurar la seva extensió.
Les dades històriques de Landsat proporcionen informació sobre la variació de l'extensió d'un procés i la velocitat de la seva modificació. Per això, les dades de Landsat són fonamentals per a comprendre la influència i distribució dels fenòmens a nivell global en la recerca dels processos regionals. Aquestes dades s'han utilitzat i s'utilitzaran per a l'estudi de molts àmbits. Per exemple, l'estudi de l'afecció de la urbanització a les zones rurals o la modelització de fenòmens que incideixen en el medi ambient global (com la distribució de la neu i el gel, que incideix en el canvi climàtic) i l'estudi dels fenòmens atmosfèrics són també de gran utilitat en aquests fenòmens quan els processos superficials de la Terra afecten aquests fenòmens.
Quants exemples
Existeixen molts exemples d'ús. Per exemple, la informació sobre falles i zones de trencament obtingut a partir d'imatges de Landsat s'ha utilitzat per a seleccionar la ubicació de les centrals nuclears i triar els recorreguts de gasoductes i oleoductes més adequats. I s'han utilitzat imatges de satèl·lit per a donar suport a la navegació a Alaska o per a monitorar la contaminació de la badia d'Osaka al Japó.
Els geògrafs també utilitzen les imatges de Landsat. A l'Antàrtida les imatges de Landsat van descobrir en el sud de la Província Victoria i en la glacera Lambert grups muntanyencs fins llavors desconeguts.
També es poden utilitzar imatges de satèl·lit per a identificar i mesurar recursos hídrics. Per exemple, es poden utilitzar per a mesurar la quantitat de neu acumulada a l'hivern en les muntanyes i amb ella predir quant variarà el cabal dels rius a la primavera en fondre's la neu. En
un altre ordre de coses, les imatges de Landsat mostren molt clarament el tipus i la distribució dels gels oceànics, així com el creixement, el moviment i la ruptura del gel marí. Això permet mostrar ports sense gel o camins sense gel en zones gelades de la mar. En 1975 es va demostrar clarament la utilitat del satèl·lit Landsat per a la navegació: El trencaglaç estatunidenc Burton Island estava en una expedició científica a l'Antàrtida. Un dia va quedar atrapat en el gel i va ser guiat per estrets canals d'aigua que només podien veure's en les imatges de Landsat fins que va sortir de la zona de gel.
Les aplicacions de la teledetecció i Landsat s'han demostrat avui dia aptes i útils per a tots aquests programes.
Com treballa Landsat?
Landsat distribueix les dades en les caselles del Sistema de Referència Mundial (Worlwide Reference System, WRS). En aquest sistema de referència tota la superfície de la Terra està dividida en quadrats, és a dir, en recorreguts orbitaris -en pistes- i en línies. Les pistes direcció nord-sud estan numerades del 001 al 233 d'est a oest, amb la pista 001 que travessa l'equador en una longitud occidental de 64,60 graus.
Les separacions entre les 248 línies en direcció aquest-oest són també uniformes: en el costat del dia la línia 60 i en el costat de la nit la línia 184 s'uneixen a l'equador. Per tant, el sistema WRS divideix la superfície de la Terra en 57.784 quadrícules. Cada quadrícula té una amplària de 183 km i una longitud de 170 km. Basat en el WRS, el satèl·lit té un cicle de 16 dies, és a dir, durant 16 dies aconsegueix tota la superfície terrestre o, cosa que és el mateix, el satèl·lit passa cada 16 dies per sobre de qualsevol lloc.
L'escàner ETM+ obté una informació de 3,8 gigabites per quadrícula. Aquestes dades es poden enviar en temps real a través d'una banda de raigs X (banda X) de 150 megabites per segon a l'estació central terrestre de Landsat, situada en Sioux Falls, Dakota del Sud, els Estats Units, o a una de les estacions internacionals que realitzen el seguiment del satèl·lit Landsat en la Terra. O bé, poden emmagatzemar-se en un registrador d'estat sòlid capdavanter amb capacitat d'emmagatzemar informació de 380 gigabits (100 quadres d'informació) per al seu posterior enviament a la Terra.
A més, el satèl·lit compta amb la segona via de comunicació amb la Terra, la banda d'ona curta (banda S), utilitzada per a rebre ordres de govern de satèl·lits i enviar dades de telemetria.
Creant imatges a partir de les dades de Landsat
L'escàner mapeador de Landsat detecta la llum del Sol
reflectida per la Terra en tot el rang de l'espectre electromagnètic que veu el nostre ull, és a dir, de blau a vermell, i a més detecta la radiació infraroja que el nostre ull no pot veure però que reflecteix la Terra (A).
La forma més comuna de crear imatges a partir de les dades que envia l'escàner de Landsat és utilitzar una banda com a color primari per a obtenir una imatge de color (B) combinant-la amb altres bandes. En la figura C, La figura resultant de la unió de les bandes 4 i 2 mostra la figura "color natural" que s'obté mitjançant la unió de les tres bandes de llum visible (3a, 2a i 1a).
Monitoratge de la desforestació
En aquestes imatges es pot veure part de la selva amazònica entre els estats brasilers de Tocantins, Mahanhao i Per a. La foto de l'esquerra es va realitzar a l'agost de 1995 i la de la dreta al maig de 1997. En un termini de 2 anys, una gran part de la selva va ser espremuda.
Projeccions estèreo per a obtenir imatges tridimensionals
Aquesta imatge és una perspectiva del sinclinal de Camargo en el centre de Bolívia. La creació de la imatge es va basar en dues imatges reals del satèl·lit Landsat-5, realitzades el 6 de juny de 1985 i el 16 de juny de 1986.
Landsat els va agafar d'angles lleugerament diferents. Les dues posicions diferents del satèl·lit actuen com els nostres dos ulls, ja que els nostres ulls es troben a poca distància. Combinant totes dues imatges amb un model territorial es poden obtenir imatges estèreo.
El relleu del terreny detalladament
Imatge de la regió pròxima a la Ciutat de Mèxic, obtinguda de les dades enviades per Landsat (combinació de tres bandes: infraroig d'ona curta, infraroig i llum verda). Es veu molt bé el territori muntanyenc i abrupte que envolta la ciutat. Aquesta situació provoca que l'aire urbà no surti, es detingui, es detingui i es produeixi un smog. La ciutat s'ha construït sobre el terreny format per l'erosió de les muntanyes, és a dir, els edificis i les estructures de la ciutat descansen sobre roques sedimentàries. En conseqüència, els edificis no tenen una base sòlida i els terratrèmols poden provocar greus desastres a la ciutat.
Mesurant l'extensió i el canvi de les glaceres
Els investigadors estudien el moviment i el comportament del gel a l'Antàrtida. Si canvien les forces que provoquen el moviment del gel, el gel podria volar més ràpid fora del continent i caure a la mar, elevant el nivell de la mar.
L'estudi del moviment des de la Terra no és fàcil, ja que el clima de l'Antàrtida no permet realitzar suficients observacions i mesuraments.
Els geòlegs i hidròlegs estan utilitzant imatges de Landsat per a mesurar el moviment i utilitzen crevasses com a punt de referència. Amb aquestes dades, juntament amb altres referències i dades, es pot observar en les imatges l'aspecte de l'Antàrtida fa 20.000 anys (en l'últim gel) i l'actual.
La combinació de bandes d'escàner permet destacar algunes característiques
En aquestes imatges es pot veure una regió del sud de Califòrnia, des de Long Beach fins a Sant Diego. A l'esquerra i a la dreta apareix la mateixa imatge; a l'esquerra apareix la figura 3. (vermell), 2. (verd) i 1. (vermell) és una combinació de bandes, molt similar al color natural. No obstant això, els camps de golf es manifesten molt més si s'utilitza la banda 4 (banda pròxima a l'infraroig), que és la que millor reflecteix la clorofil·la. L'herba verda dels camps
apareix en color vermell brillant en la imatge de la dreta que utilitza la combinació de bandes 4-3-2.
Eina de treball de cartògrafs Landsat
Les
imatges de Landsat també es poden utilitzar en cartografia. En aquesta imatge es pot veure el llac Scutari (en el centre) entre Albània (a la dreta) i Montenegro. En la part superior del centre de la imatge es pot veure també la ciutat de Podgorica.
Gai honi buruzko eduki gehiago
Elhuyarrek garatutako teknologia
