guia tecnica imagenes rapideye final

8/12/2019 Guia Tecnica Imagenes RapidEye Final

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MINISTERIO DEL AMBIENTE

Viceministerio de Desarrollo Estratgico de los Recursos Naturales

Direccin General de Ordenamiento Territorial

GUA TCNICA PARA EL USO DE LAS IMGENESRAPIDEYE

2013


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GUA TCNICA PARA EL USO DE LAS IMGENES RAPIDEYE

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I. ANTECEDENTES

Mediante Decreto Legislativo N 1013 de fecha 14 de mayo del 2008, se cre elMinisterio del Ambiente (MINAM), como organismo del Poder Ejecutivo, cuya funcingeneral es disear, establecer, ejecutar y supervisar la Poltica Nacional y Sectorial

Ambiental, asumiendo la rectora con respecto a ella.

En ese sentido, se constituy como parte de la estructura orgnica bsica del MINAM,al Viceministerio de Desarrollo Estratgico de los Recursos Naturales (VMDERN), elcual tiene, entre otras, la funcin de disear la poltica y estrategia nacional de gestinintegrada de recursos naturales y supervisar su implementacin.

En el Decreto Supremo N 012-2009-MINAM, establece que el Ministerio del Ambientese encargar del desarrollo, direccin, supervisin y ejecucin de la Poltica Nacionaldel Ambiente, que tiene como lineamientos de poltica en materia de bosques deimpulsar la gestin sostenible e integrada de los bosques, considerando lascaractersticas ecosistmicas de cada una de las regiones naturales del pas.

En el Decreto Supremo N 087-2004-PCM, en los artculos 25, 26, 27 y 28 se sealandisposiciones relativas al sistema de informacin sobre zonificacin ecolgicaeconmica y proporciona la base legal para desarrollar aspectos fundamentales comoes la sistematizacin, acceso, intercambio y distribucin de la informacin cartogrficay temtica.

La Direccin General de Ordenamiento Territorial (DGOT), tiene entre sus funcionescoordinar con las entidades correspondientes, la poltica, planes, estrategias,lineamientos y normas de carcter nacional para el ordenamiento territorial, conducir yorientar los procesos de zonificacin ecolgica econmica as como la elaboracin deestudios especializados, administrar, organizar y actualizar el sistema de informacingeogrfica del Ministerio del Ambiente; entre otros.

A lo mencionado anteriormente se suma la necesidad establecer una plataformatecnolgica y de procedimientos que permita el monitoreo de la ocupacin ordenadadel territorio teniendo como marco la ZEE y el Ordenamiento Territorial, ladeforestacin y los cambios de uso de la tierra; aspecto fundamental que se requierepara establecer la estrategia, normas y polticas de uso sostenible de los recursos.

Para tal fin y como parte de la Asistencia Financiera No Reembolsable del Gobiernode JapnDonacin Hatoyama, el Ministerio del Ambiente ha recibido el Lote 1-B-1

correspondiente a Imgenes Satelitales de la Constelacin RapidEye, que estcompuesta de 2,795 escenas que cubren el mbito nacional con una finura de detallevisible de 5 metros (resolucin espacial)del ao 2011-2012.


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II. OBJETIVO GENERAL DE LA GUA

Brindar a los gobiernos regionales y locales los conocimientos necesarios para el usoy manejo adecuado de las imgenes satelitales RapidEye, como fuente de datos de

apoyo para la planificacin y toma de decisiones en temas importantes del desarrollonacional como es el ordenamiento territorial, la gestin de riesgo de desastres, laproteccin del medio ambiente y el aprovechamiento racional de los recursosnaturales.

III. CARACTERSTICAS TCNICAS DE LAS IMGENES

1. Constelacin de Satlites RAPIDEYE

Caracterstica de la misin InformacinNmero de Satlites 5

Vida estimada Ms de 7 aosAltitud de rbita 630 km heliosincrnicaHora de Cruce Ecuatorial 11:00 am. hora local (aproximadamente)Tipo de Sensor Push Broom MultiespectralBandas Espectrales Nombre Rango espectral(nm)

AzulVerdeRojoRed-EdgeNIR

440510520590630685690730760850

Tamao nominal del pxel (nadir) 6.5 mTamao de pxel (ortorrectificado) 5 m

Ancho de barrido 77 km

Capacidad de almacenamiento abordo Hasta 1.500km2 de imgenes por orbitaPerodo de revisita 1 da (off-nadir) / 5.5 das (en nadir)Capacidad de captura de imgenes 4 millones de km2 por daRango dinmico de la cmara 12 bits

2. Especificaciones de los productos de imagen RAPIDEYE

Las imgenes satelitales RapidEye se ofrecen en dos niveles de procesamientodiferentes, siendo con el que cuenta el MINAM el siguiente:

Nivel Descripcin3A Producto Ortho de RapidEye Datos con correcciones radiomtricas y de

sensor aplicadas. La precisin de los productos depende de la calidad delos datos de control (GCPs) y DEM utilizados.


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2.1. Ortho RapidEyeEspecificaciones del producto Nivel 3A (LEVEL 3A)

Los datos estn procesados para tratar de eliminar distorsiones causadas por el

terreno. El producto Ortho de RapidEye est corregido radiomtricamente, a nivel desensor, geomtricamente y referenciados a una proyeccin cartogrfica.

La correccin geomtrica utiliza DEMs con un paso de malla de entre 30 y 90 metros.Los puntos de control (GCPs) son usados en la generacin de cada imagen y laprecisin del producto variar de una regin a otra en base a la disponibilidad y calidadde stos.

Los productos de imagen Ortho de RapidEye se dividen en celdas (o tiles) de 25 por25 km sobre una referencia fija que es el sistema de cuadricula estndar de RapidEye.Todos los productos Ortho (Nivel 3A) son rellenados de negro (blackfill) hasta 1.000metros (200 pxeles) ms all del polgono del rea de inters del pedido, excepto

cuando el pedido se hace en base a tiles completos.2.2. Atributos de la calidad de los productos

2.2.1. Precisin de los productos Ortho(3A) de RapidEyeLa precisin geomtrica de los productos Ortho (3A) de RapidEye dependedirectamente de la calidad de los datos de referencia usados (GCPs y DEM).

Adicionalmente, el papel del ngulo del satlite durante la adquisicin de laimagen, y el nmero y distribucin de los GCP dentro del rea de la imagen,influir en la precisin final del producto. Como ya se mencion en la seccinanterior, se utilizan mltiples fuentes para la generacin de GCPs y suprecisin puede ser variable. De la misma manera, tambin se utilizan diversasfuentes de datos de elevacin para su utilizacin en la correccin de efectoscausados por el terreno. El DEM utilizado por defecto cuando no se cuenta conmejores datos de referencia es el CGIAR v4 SRTM 90m DEM donde estdisponible, o GTOPO 30 en reas por encima de los 60 grados de latitud norte.Para Australia, Canad. Mxico, Nueva Zelanda y partes de los EstadosUnidos (Alaska) se utilizan DEMs de 30m o mejores. De la misma forma quepara los GCPs, RapidEye sigue mejorando continuamente la calidad de susDEM de referencia.Los productos Ortho de RapidEye producidos utilizando GCPs procedentes deGeoCover 2000 y DEM SRTM tienen una precisin geomtrica de 50m CE901

(32m RMSE) o mejor. En reas con GCPs y DEM ms precisos se puedealcanzar una precisin de 9m CE90 (6m RMSE). Estas precisiones son vlidaspara imgenes tomadas en Nadir sobre reas planas (< 10 de pendiente).

1CE90, Confiabilidad al 90%


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2.2.2. Corregistro de bandas

El plano focal de los sensores de RapidEye est compuesto por cinco matricesCCD2, una por cada banda. Esto quiere decir que las bandas tienen diferenciasde tiempo de captura de hasta tres segundos para el mismo punto en la Tierra,siendo las bandas azul y roja las ms distantes en tiempo. Durante elprocesamiento, las bandas de cada producto 1B y 3A son corregistradasutilizando un DEM para hacer una correlacin aproximada de las bandas a lade referencia (Red-Edge). Posteriormente se hace un alineamiento finalutilizando un mtodo de auto correlacin de bandas. Para reas con unapendiente menor de 10, el corregistro de las bandas debe ser de 0.2 pxeles omenos (1-sigma). Para reas con una pendiente de ms de 10 y/o reas con

una estructura limitada (ej. dunas de arena, cuerpos de agua, cobertura denieve significativa) el umbral de corregistro antes mencionado puede que nosea alcanzado.La separacin entre las bandas de RapidEye conduce a algunos efectos queson visibles en las imgenes. En escenas con nubes, stas pueden tener unaaureola azul-rojiza alrededor. Esto se debe a que las bandas Azul y Roja sonlas ms distantes en el sensor y la nube no puede ser completamentecorregistrada por su movimiento durante el tiempo transcurrido entre la toma delas dos bandas. Adems, las nubes no forman parte del DEM, lo que puedeprovocar problemas de corregistro. El mismo efecto es visible en las estelas delos gases de escape de aviones. Vehculos brillantes que se mueven en el

suelo tambin se vern como estelas de colores por las diferencias de tiempode captura de la imagen.

3. Nomenclatura de productos 3AORTHO

La informacin proporcionada en los productos 3A incluye tile ID, fecha y hora deadquisicin, el satlite que adquiri la imagen, nivel de procesamiento, ID del pedido yformato del archivo, El nombre de cada producto est diseado para ser nico y estcompuesto de los siguientes elementos:

Ejemplo:

3AProduct File Name = 3949726_ 2012-01-16_RE3_3A_9876543210.tifDonde,

2El CCD es un circuito integrado. La caracterstica principal de este circuito es que posee una matriz de celdas

con sensibilidad a la luz, alineadas en una disposicin fsico-elctrica que permite "empaquetar" en una

superficie pequea un enorme nmero de elementos sensibles y manejar esa gran cantidad de informacin de

imagen.


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= 3949726 (Ver Apndice B - para ms informacin)

= 2008-10-26 (fecha)

= RE3 (satellite)

= 3A (nivel de procesamiento)

= 9876543210 (nmero de pedido)

= tif (GeoTiFF 6.0)

SAT LITE NIVEL DEPROCESAMIENTO

FORMATOS DE LOS ARCHIVOS

3A = RE Ortho

Tipo de Archivo Extensin deArchivo

1 - 5

Para Imgenes :ninguno para imgenes3A GeoTiFF o banda npara imgenes 1BNITF (donde n = 1..5)

.tif = GeoTiFF

browse .tiflicense .txtmetadata .xmlreadme .txtudm .tif

IV. PROCESAMIENTO PREVIO PARA EL AJUSTE CARTOGRFICO

Segn el reglamento de Zonificacin Ecolgica Econmica DS N 087-2004-PCM queen su Artculo 4, los estudios de Zonificacin Ecolgica y Econmica-ZEE, sernejecutados a tres niveles o escalas, de acuerdo con la dimensin, naturaleza yobjetivos planteados: macrozonificacin, mesozonificacin y microzonificacin.

Teniendo en consideracin estos niveles de zonificacin el procesamiento previo parael ajuste cartogrfico de las imgenes RapidEye tendr en cuenta lo siguiente:

a) Macrozonificacin

Contribuye a la elaboracin y aprobacin de polticas y planes de desarrollo y deordenamiento territorial, principalmente de los mbitos: nacional, macroregional yregional.La cartografa aplicable corresponde a una escala de trabajo menor o igual a1:250,000.


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En este nivel las imgenes RapidEye dado su nivel de procesamiento Ortho - 3A norequieren proceso de ajuste cartogrfico y podrn ser utilizadas preferentemente paravalidar los anlisis e informacin producida con imgenes de menor resolucin.

b) MesozonificacinContribuye a la elaboracin y aprobacin de planes de desarrollo y de ordenamientoterritorial, as como a la identificacin y promocin de proyectos de desarrollo,principalmente en mbitos regionales, cuencas hidrogrficas o en reas especficas deinters. La cartografa aplicable corresponde a una escala de trabajo de 1:100,000.

En este nivel las imgenes RapidEye dado su nivel de procesamiento Ortho - 3A norequieren proceso de ajuste cartogrfico y podrn ser utilizadas para precisar ogenerar informacin complementaria y validar los anlisis e informacin producida conimgenes de menor resolucin.

En determinados casos puede ser necesario el remuestreo del pixel paracompatibilizar el nivel de la escala de trabajo.

c) Microzonificacin

Contribuye a la elaboracin, aprobacin y promocin de los proyectos de desarrollo,planes de manejo en reas y temas especficos en el mbito local. Igualmente,contribuye al ordenamiento y acondicionamiento territorial, as como al desarrollourbano. La cartografa aplicable corresponde a una escala de trabajo mayor o igual a1:25,000.

1. Correccin geomtrica (ajuste cartogrfico)

La meta de toda informacin espacial digital es representar la realidad tan fielmentecomo sea posible; sin embargo, ningn producto digital/analgico est exento deerrores de posicionamiento y por esta razn una vez georeferenciada la imagen debeevaluarse de manera independiente su exactitud posicional para luego certificar sucalidad geomtrica.

La calidad se define en trminos de las caractersticas de un producto que le confierenaptitud para satisfacer las necesidades implcitas y explcitas del usuario(a) y suponeel uso de una norma o estndar. La normalizacin cartogrfica consiste en elaborar,difundir y aplicar normas en la elaboracin de productos cartogrficos. Esto asegura lacalidad de los productos y crea un lenguaje comn entre los productores yusuarios(as) de la informacin espacial.

La norma o estndar es una serie de especificaciones tcnicas, pautas, reglas odirectrices que reglamentan o regularizan los procesos y productos con el fin degarantizar su calidad a los usuarios (as). En otras palabras, es aquello establecido poruna autoridad competente en la materia.

El proceso de ajuste cartogrficode una imagen puede incluir una traslacin en unoo en ambos ejes (X, Y), una rotacin, un reescalado, estirar la imagen en una


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direccin, deformarla, o estirarla en todas las direcciones como si se tratara de unalmina de plstico u ortorectificarla.

Los puntos de control son elementos visibles tanto en la imagen a georeferenciar

como en un mapa, ortofoto o en el campo. Dichos elementos proveen las coordenadasdel Sistema de Referencia Cartogrfico al cual se desea georeferenciar la imagen.

El Instituto Geogrfico Nacional (IGN) Ente Rector de la Cartografa del Per deacuerdo a la Ley N 27292, es el organismo pblico responsable para la elaboracinde la cartografa bsica oficial del pas en tal sentido tiene como una de sus funcionesnormar la produccin de informacin cartogrfica del territorio nacional.

Para la utilizacin de las Imgenes RapidEye en procesos de Ordenamiento Territorialy Zonificacin Ecolgica Econmica estn orientadas principalmente a los procesos deMeso-zonificacin y Micro-zonificacin, para lo cual se deben tener en cuenta lassiguientes consideraciones:

Procesos de Macro-zonificacin escalas menores a 1:250,000Aplicada en la convalidacin de informacin temtica, la misma no requiere un ajustecartogrfico por cuanto su nivel de correccin 3A ya es suficiente para el nivel dezonificacin.

Procesos de Meso-zonificacin escalas 1:100,000 y 1/50,000Para estos procesos las Imgenes deben ser corregidas teniendo en cuenta lassiguientes consideraciones:

a) Cartografa para la Correccin: Cartografa Oficial del IGN escala 1:100,000; encaso sea necesario cuando los cuadrngulos de imgenes RapidEye tengan

mucha discrepancia con la carta oficial, en cuyo caso se requiere la toma depuntos de control segn se indica en el tem (b).b) Alteracin de resolucin espacial: Se sugiere re-muestrear la imagen a un valor de

pixel entre los 20 a 30 metros.c) Puntos de control de Campo: Recogidos mediante GPS navegador o diferencial

(con capacidad de realizar post-proceso) cuyo error no deber exceder a 30metros.

d) Error medio cuadrtico de la imagen: no exceder a 30 metros.

Procesos de Micro-zonificacin escala 1:25,000Para estos procesos las Imgenes deben ser corregidas teniendo en cuenta lassiguientes consideraciones:

a) Cartografa para la Correccin: Cartografa Oficial del IGN escala 1:25,000b) Empleo de la Red Geodsica Nacional Satelital para la toma de Puntos de control

de Campo: recogidos mediante GPS diferencial (con capacidad de realizar post-proceso) cuyo error no deber exceder a 5 metro. Este aspecto implica tener encuenta el uso de las estaciones geodsicas satelitales instaladas en los mbitosregionales.

c) Error medio cuadrtico de la imagen: no exceder 5 metros.


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d) Informacin auxiliar: Modelos de Elevacin Digital generados a partir de lacartografa del Instituto Geogrfico Nacional IGN a escala 1:25,000, caso contrarioser necesario contar con un DEM con un pixel no mayor a 10 metros que seencuentre enlazado a la red geodsica nacional.

V. APLICACIONES EN ORDENAMIENTO TERRITORIALLas imgenes de satlite RapidEye son de utilidad en los procesos de OrdenamientoTerritorial en diferentes rubros de aplicacin, as tenemos:

a) En la elaboracin de la ZEE, EE y DIT (instrumentos tcnicos del OT)

1. Elaboracin de la cartografa base como fuente de datos para su actualizacin omejoramiento segn escala de trabajo, en este caso proveen de informacin de losrasgos geogrficos base: hidrografa, infraestructuras, poblaciones, red vial, etc.,que se incorporan al mapa base teniendo en cuenta la escala de representacin.

2. Elaboracin de mapas temticos a travs de la interpretacin visual, para lo cual elo los especialistas temticos pueden disponer de composiciones espectrales quems convenga para el anlisis fsico, biolgico o socioeconmico.

3. Anlisis digital a travs de procesos de clasificacin supervisada o no supervisadapara la elaboracin de mapas temticos.

4. Apoyo en los procesos de validacin o medicin de la exactitud temtica de losproductos cartogrficos.

5. Apoyo en el inventario de peligros, cuerpos de agua, caminos, forestal, coberturasy uso de la tierra, entre otros.

6. Apoyo en la documentacin del diagnstico integral del territorio, cuando se tratede la identificacin de reas crticas.

7. Insumo principal para generacin de capas temticas de los mbitos fsico ybiolgico. (Hidrografa, Geologa, Geomorfologa, Fisiografa, Vegetacin, Suelos,Zonas de Vida, Cobertura y uso actual, Vulnerabilidad, etc.).

b) En la elaboracin del Plan de Ordenamiento Territorial (instrumento degestin):

En la generacin de la lnea de base de escenarios prospectivos. En la elaboracin de mapas especficos de las reas de intervencin del Plan.

c) En el monitoreo territorial

Evaluacin de las presiones sobre el territorio y sus impactos: deforestacin,degradacin de ecosistemas, conflictos de uso del territorio, entre otros.


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Evaluacin de las respuestas o actuaciones en el marco del procesoordenador.

Produccin de los mapas de los informes de monitoreo.

VI. CONDICIONES Y RESTRICCIONES DE USO

ALLCIV Adenda a contrato de Licencia de Usuario FinalRapidEye

Este Apndice modifica Acuerdo de Licencia de Usuario Final de RapidEye ("EULA") ydesigna a un (1) adicional para el usuario final y la Licencia Tipo. Los trminos de estesuplemento son vinculantes y se incorporan a la EULA por referencia.

A continuacin el usuario final est incluido en la lista de usuarios finales definidos:

Como un solo grupo en un (1) pas Todos los gobiernos civiles agencias / ministerios federales Todo estatal / provincial, de condado, municipales y agencias gubernamentales

locales.

El alcance de la EULA se ampla para incluir el siguiente tipo de licencia y elcorrespondiente nmero de usuarios finales:

ALLCIV 1 (Uno grupo, todos los niveles de la administracin pblica federal y elgobierno estatal / provincial)

En el caso de que el cliente identifica el grupo descrito anteriormente como el usuariofinal, el cliente est obligado a seleccionar el tipo de licencia ALLCIV cuyas tasas delevantamiento apropiadas deben ser pagados. El tipo de licencia ALLCIV permite eluso de todos los productos y los productos de valor aadido desarrollados por elCliente, subcontratistas y / o consultores en diversos organismos y programas delgobierno civil y estatal / provincial, de condado, municipales y locales federal de unpas del Cliente.

MINAM

De transferir el MINAM informacin de imgenes satelitales con licencia, este podrpermitir su uso acorde a los trabajos o proyectos a desarrollarse relacionados con lageneracin, actualizacin o verificacin de informacin cartogrfica o temtica.

La informacin derivada del uso de dichas imgenes satelitales deber de sercompartida con las instituciones involucradas.


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Respetar la fuente y no trasferir total o parcial a terceros, salvo autorizacin previa delMINAM.

VII. RECOMENDACIONES

Las imgenes de satlite RapidEye entregadas son exclusivas para el uso en losProcesos de Ordenamiento Territorial, la gestin del riesgo de desastres, la proteccindel medio ambiente y el aprovechamiento racional de los recursos naturales, cualquieruso distinto deber comunicarse y coordinarse con la Direccin General deOrdenamiento Territorial del Ministerio del Ambiente.


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