SATÉLITE DEIMOS -1

LEONEL CASALLAS RODRÍGUEZ

20111025021

Universidad distrital francisco José de caldas

Ingeniería catastral y geodesia

Bogotá D.C

2012

SATÉLITE DEIMOS -1

LEONEL CASALL

AS RODRÍGUEZ

Trabajo Satélite

DOCTOR

CARLOS GERMÁN RAMÍREZ RAMOS

Universidad distrital francisco José de caldas

Ingeniería catastral y geodesia

Bogotá D.C

2012

1. Captura de datos:

Componentes:

• Fuente de energía: Natural: solar sensor de tipo pasivo.

• Cubierta: El tipo de datos que tienen como objetivo deimos-1 esencialmente es la captura de la cubierta terrestre en su gran magnitud pero principalmente toda España y Portugal, por tanto el uso de estas imágenes para deforestación, incendios, agricultura, etc. han permitido a los usuarios una gran información.

• Sensor: Deimos-1 es equipado con 6 cámaras en bandas Rojo, Verde e IRC (SLIM-6: 6 canales CCD) de tipo multiespectral la cual permite tomar imágenes de la tierra con 22Mts de resolución. Sensor: Eastman kodak KL10203 linear CCD (10224 7.0 * 7.0 Um pixel de formacion) Lente: Schneider Apo-Componon HM 150mm,f/6.3 Por canal FoV = 26.62 degrees / Swath = 324.58Km •

• Recepción: el satélite deimos-1 tiene una capacidad de almacenamiento hasta de 8GB, dentro de sus centros de recepción de información en tierra encontramos a la estación situada en el Parque Tecnológico de Boecillo (Valladolid, España). La cual permite la adquisición de datos en 4 tipos de orbita y para mayor recepción se instalo una estación ubicada en Svalvard, Noruega que permite la recepción de todas las orbitas diarias realizadas por el satélite.

• Intérprete: dentro de los principales distribuidores de productos deimos

encontramos a la empresa astrium encargada de la venta de productos deimos-1 además de un contacto directo desde la misma página del centro de imágenes deimos el cual nos permite incursionar en un banco de imágenes tomadas totalmente gratis.

• Usuario: Cualquier persona capaz de adquirir, procesar y tomar decisiones a partir de la información capturada.

Antecedentes:

• 2001: “Deimos Space nace de la ilusión y el entusiasmo de un equipo multidisciplinar de profesionales de elevada cualificación y experiencia contrastada dentro del sector aeroespacial, con el deseo de emprender un ambicioso proyecto empresarial español. Deimos Space se integra en el Grupo Elecnor” y es en junio de 2001 que elecnor y un grupo de más de 20 ingenieros de diversos países dan la inauguración en Madrid del proyecto aeroespacial Deimos Space S.L.

• 2006: en este año nace Deimos Imaging proveniente de la colaboración entre la empresa española de ingeniería espacial Deimos Space y el Laboratorio de Teledetección de la Universidad de Valladolid (LATUV).

• Origen: El satélite DEIMOS-1, una plataforma SSTL-100 designado y fabricado por SSTL, fue lanza con éxito el 29 de julio de 2009 desde Baïkonour en Kazajstán

Objetivos: La misión de Elecnor Deimos Imaging es desarrollar y ofrecer soluciones innovadoras y de máxima calidad utilizando la vanguardia de la tecnología espacial. Nosotros apostamos por poner la tecnología espacial al servicio de todos.

• Nación: España

• Agencia: el satélite deimos-1 se encuentra vinculado al grupo DMC (Disaster Monitoring Constellation) una constelación de satélites fabricados asimismo por SSTL.

• Fabricante: Elecnor Deimos Imaging desarrolló el nuevo satélite en colaboración con Surrey Satellite Technology Limited (SSTL) con base en Guildford (Reino Unido), está basado en la plataforma del satélite SSTL-100 con un peso aproximado de 90KG

Distribuidor: las imágenes del satélite deimos-1 son comercializadas por la empresa Astrium número 1 en el mercado europeo en cuanto se refiere al trato y comercialización de información espacial.

Futuros proyectos: El satélite DEIMOS-2 es un sistema óptico de muy alta resolución (1m por pixel) con bandas rojo, verde, azul, e infrarrojo cercano (RGB + NIR) que tiene previsto su lanzamiento el 3er trimestre de 2013.

• Resolución:

R.Espectral:3 bandas (Red, Green, Nir)

R.Radiometrica: 8 bits: 0-255 / 10 bits: 0-1023

R.Espacial:22M

R.Temporal: 2 a 3 días

R.Angular: Adquisiciones nadir (hasta 12°)

• Características orbitales:

Órbita Nominal 680 km Masa 110 kg (micro satélite) Dimensiones 63.2 cm x 63.2 cm x 108.5 cm Tiempo de órbita 1 h 37 min 56 sec Altitud min ≈ 642 km Altitud max ≈ 680 km Inclinación ≈ 98.13 grados Hora de pasaje en el ecuador 10:30 UTC Orbita Baja heliosincrónica Amplio Hasta 600 km (8 o 10 bits) Excentricidad 0.002 Puntería Nadir

2. Adquisición de datos

• Plataforma satelital: El satélite deimos-1 hace parte del grupo DMC (Disaster Monitoring Constellation) satélites de la constelación que han sido diseñados y construidos por la compañía británica Surrey Satellite Technology Ltd. (SSTL)

Construido bajo el modelo MicroSat-100 bus incorporando la Innovadora cámara SSTL tiene una sola apertura de todo el diseño óptico reflectante que le permite cabida a muchas bandas espectrales con buen rendimiento óptico. Un plano focal personalizado con Un resultado innovador produce unas muy amplias imágenes franja. En el desarrollo de este satélite también se integra el gran conocimiento de Deimos Imaging y el Laboratorio de Teledetección de la Universidad de Valladolid (LATUV).España los cuales participaron en la fabricación y mejora de partes del satélite.

Programas y lanzamientos: Programa: deimos-1 Lanzamiento: 19 de julio de 2009 Lugar: Baikonur (Kazakhstan) Cohete De Lanzamiento: Dnepr

El proyecto DEIMOS-1, operando por y propiedad de DEIMOS IMAGING (DMI) ofrece nueva fuente de información aeroespacial a los usuarios mundiales de mágenes satélite de resolución media.

El consorcio elecnor deimos potencialmente busca para el año 2013 la puesta en órbita de su segundo programa deimos-2 capaz de tomar imágenes a una resolución de 1M lo cual potencializara el mercado de imágenes de satélite español y europeo.

• Cubrimiento de imágenes

“El satélite DEIMOS-1 ofrece productos basados en imágenes estándar en modo multiespectral con 22 m de resolución sobre un corredor que alcanza los 600 km. Las imágenes se entregan en nivel 3 (producto ortorectificado) en modo estándar. Los datos brutos quedan disponibles si los necesite.

DEIMOS-1 ofrece toda una serie de imágenes de archivo tal como el acceso a servicios de programación estándar o prioritaria.”

cubrimiento de imágenes deimos-1 EEUU.

Sistema de referencia: El sistema de referencia bajo el cual se ejecuta deimos-1 es el ETRS89 (European Terrestrial Reference System 1989)

“Su origen se remonta a la resolución de 1990 adoptada por EUREF (Subcomisión de la Asociación Internacional de Geodesia- AIG, para el Marco de Referencia Europeo) y trasladada a la Comisión Europea en 1999, por lo que está siendo adoptado sucesivamente por todos los países europeos.”

El código EPSG correspondiente a este Datum es EPSG:4258.

Las coordenadas del “punto inicial”, único para todas las series, pueden ser las siguientes: λ

ο= - 6º 10’ 00”00 φ

ο= 44º 00’ 00”00 Datum Madrid

-3º 41’ 15”37 ~ Longitud de Observatorio-Madrid

λο= - 9º 51’ 15”37 φ

ο= 44º 00’ 00”30 Datum ETRS89

• Formatos:

Deimos imagen presenta al usuario dos tipos de formatos uno estándar el cual puede ser descargado de la pagina http://www.deimos-imaging.com/extcat2/

Y otro tipo de formato para el caso de imágenes programadas que en este caso serán entregadas orto referenciadas dependiendo del tipo de sistema que se desee.

El archivo bruto puede ser enviado en CD, correo, etc según lo desee el cliente, entre otras cosas en el modo preferencial se tendrán primero en cuenta las imágenes para el caso de España y Portugal por motivos de convenio.

• Programación de imágenes

Para la programación de imágenes debe diligenciarse el formato encontrado en la página de astrium http://www.astrium-geo.com/es/448-imagenes-satelitales-opticas-con-deimos-1 encontrado al lado derecho de la página el cual ha sido anexado al final de este documento con otros formatos más.

(Anexos formatos deimos and astrium)

• Comercialización

El proceso de comercialización de las imágenes deimos está a cargo de la empresa especializada astrium la cual brinda la información necesaria para la solicitud de las imágenes en la cual debe especificarse ciertos criterios necesarios para la toma, debe tenerse en cuenta los precios y el tipo de prioridad con que se necesite la información.

• Costos

Los costos de las imágenes según astrium serán especificados a continuación en las tablas posteriores.

DEIMOS-1 Images

Products*

Prices for L1T Ortho

Archive Products (Minimum size 6,000km²)

Short-Term Archive (less than 3 months)

0.09 € / km²

Standard Archive 0.06 € / km²

Programming Mode (Minimum size

Standard

0.15 € / km² Priority

0.25 € / km²

DEIMOS-1 Extras***

Products

Prices for L1T Ortho

Value-Added Products

Natural Colour (RGB) + 0.05 € / km² NDVI

+ 0.05 € / km²

Improved Cloud-Free Coverage

Cloud Cover <10% + 0.05 € / km² Cloud Cover <5% contact us

Información de precios

Productos Precios por L1T (productos ortorectificados)

Unidades

Productos de archivo (Tamaño mínimo 6.000 km²)

Archivo reciente menos de 3 meses 0.09 € km²

Archivo estándar 0.06 € km² Modo de programación (Tamaño mínimo 10.000 km²)

Modo estándar 0.15 € km² Modo prioritario 0.25 € km²

http://www.astrium-geo.com/es/448-imagenes-satelitales-opticas-con-deimos-1

3. Interpretación de datos:

• Literatura de imágenes:

El catalogo de imágenes deimos-1 proporciona al usuario un archivo visible para google earh el cual permite al usuario acceder a mas datos de la imagen aparte de este archivo se presenta una información general de la imagen que permite obtener lo siguiente:

DE0048ecs Escena ID Conocer Adq. 11/26/2012 Tiempo Adq. 11:17:28

Area (Sq.Km) 44.698 kilometros ² Dom Azimuth 155,19 ° Dom 36.25 ° Elevación Para más información remitirse al archivo adjunto en una carpeta con el nombre metadato. O diríjase a la página: http://www.deimos-imaging.com/extcat2/

• Nivel de procesamiento de imágenes:

El nivel de procesamiento de deimos presenta ciertos objetivos altamente visibles en el cuadro el cual permite observar la calidad de procesamiento que se puede adquirir.

• Proyectos

El satélite deimos-1 proporciona a sus usuarios la capacidad de información relevante en ciertos aspectos, que están enfocados principalmente a la capa vegetal pero que pueden ser trasladados a otras líneas de investigación por su gran capacidad de información en sus 3 tipos de bandas dentro de las aplicaciones más destacables encontramos:

Seguimiento y evolución de yacimientos desde imágenes DEIMOS-1

El seguimiento con imágenes DEIMOS-1 permite estudiar la evolución de yacimientos naturales, un ejemplo es el caso del altiplano boliviano en el cual podemos observar que la superficie está cubierta con una muy poca cubierta vegetal la cual históricamente fue salpicada por antiguos volcanes lo que repercutió en los suelos de la zona. Hoy en día en este lugar existe una cantidad de litio considerable el cual no puede ser extraído por la poca presencia de agua pero que al día de hoy se puede observar los efectos de la explotación salina artesanal entre otras características.

Yacimiento de sal en Bolivia

Los efectos de la deforestación desde imágenes DEIMOS-1.

Los efectos causados por la tala de árboles y la evolución de masas forestales son altamente observables atreves de las imágenes de satélite Deimos la cuales por su alta resolución temporal permite el control en cuanto a la tala de árboles se refiere ya que puede brindar datos casi reales de la zona de estudio. Uno de los ejemplos más notorios es el caso del departamento de santa cruz de la sierra en Bolivia más específicamente la región de chiquitania en la cual la deforestación alcanza un área de 3Km en forma de estrella gracias al interés económicos de varios sectores económicos.

El satélite Deimos-1 realiza el seguimiento de los últimos incendios declarados en España La resolución de 22m y más aun el poder obtener imágenes casi en tiempo real permiten al satélite deimos proporcionar imágenes que ayuden al control del incendios a nivel local y global además brindar gran apoyo a las autoridades de este país y más aun a organización mundiales que preservan el medio ambiente.

• Productos:

Sector agrícola:

Apoyo a la planificación de riegos, Control de explotación de acuíferos, Seguimiento y evaluación de la sequía, Localización y estimación de daños por helada o granizo, Informes sobre el estado relativo de los cultivos:

Análisis cuantitativos y cualitativos. Generación de informes sobre contenido de nitrógeno, biomasa, índice de área foliar o de vegetación, anomalías, etc.

Administración pública:

Planificación urbanística, ordenación urbana, detección de aéreas inundables.

• Energías renovables: Determinación de zonas idóneas para la implantación de parques eólicos y solares.

Medio ambiente:

Mapa de usos y cubiertas Mapa de usos y cubiertas. Detección y seguimiento de vertidos Detección y seguimiento de vertidos. Evaluación y seguimiento de inundaciones Evaluación y seguimiento de inundaciones. Cartografía de áreas inundables. Análisis de la nubosidad de cuenca Análisis de la nubosidad de cuenca Planificación hidrológica de cuenca y calidad de aguas Planificación hidrológica de cuenca y calidad de aguas Análisis de ubicaciones para aprovechamiento de energía eólica o solar Análisis de ubicaciones para instalaciones eólicas o de paneles solares Otros servicios Desastres naturales: “International Charter Space and Disaster” Desastres naturales: inundaciones, fuegos, huracanes, etc... Detección de Tormentas Detección de Tormentas Los productos DEIMOS proporcionan infinidad de servicios para distintas empresas o entidades públicas a parte de su gran calidad se debe resaltar su muy bajo precio el cual permite un mejor acceso el cual es complementado con su permitida unión de información con otros programas.

Escalas:

El tipo de escala de los productos distribuidos están referenciados de acuerdo a la resolución en la cual deimos ocupa el mercado de imágenes a una escala promedio de 1:50000 que permite hacer estudios a un nivel semidetallado de la zona de estudio.

Producto Precisión horizontal (CE 90)

Escala compatible

o r t h o

Standard Ortho

50m** 1:100 000

Reference 25.4m 1:50 000

4. Aplicaciones:

• Estudio de caso:

Estimación de la Concentración de Sedimentos Suspendidos en la Bahía de Vitoria-Brasil Usando Datos del Satélite DEIMOS-1

Resumen: El estudio de la concentración de sedimentos suspendidos (CSS) en ambientes marinos y estuarios es de suma importancia ya que ella influye en el desarrollo de una red trófica y reclutamiento de peces. Sin Embargo, ellos aún son responsables por las enfermedades debido a su relación con la existencia de virus y bacterias. El objetivo de este trabajo es relacionar la distribución de los sedimentos con los patrones de Circulación hidrodinámica en la Bahía de Vitória de Espíritu Santo, ubicadas en la costa sudeste del Brasil. La metodología utilizada tiene como base la derivación de la CSS a través de la reflectancia del agua obtenida por los satélites (Novo et al., 1989). Han sido evaluados algoritmos como los propuestos por Tassan (1987) que relacionan la reflectancia y la CSS por una función logarítmica y hemos encontrado buenas correlaciones en la Bahía de Vitória con las pruebas hechas recientemente (ver Figura 1). Palabras claves: CSS, reflectancia y estuarios.

Objetivos

El objetivo general de este trabajo es ampliar el conocimiento sobre la dinámica de la concentración de sedimentos suspendidos en los sistemas estuarios y su relación con los patrones de circulación hidrodinámica en la región metropolitana de Vitoria, en Espíritu Santo- Brasil. II. METODOLOGÍA 2.1 Datos y Área de Estudio Se está adquiriendo ocho imágenes del sensor SLIM-6-22 del satélite DEIMOS de Chimbote - Perú y Vitoria - Brasil en el periodo 2010-2011. Estas imágenes DEIMOS son de nivel L1T. La Tabla 1 resume lo adquirido hasta el mes de diciembre 2011 gracias al proyecto LABESUL-LATUV aprobado en el anuncio de oportunidades lanzada por la empresa distribuidora de imágenes DEIMOS Imaging SL con sede en España (http://www.deimos-imaging.com/technology/our-satellite-deimos-1). De agosto a diciembre 2011 se adquirió dos imágenes DEIMOS para Vitoria y Chimbote. Entre marzo y abril 2012 se adquirió la imagen Landsat de Vitoria del 30 de julio 2011. Esta imagen Landsat fue obtenida de la NASA. Las imágenes en color falso se muestran en la Figura 1.

Tabla 1. Adquisición total de las imágenes Deimos-1 del área de estudio. Nº

Área de Estudio

País Fecha Nombre completo del archivo imagen DEIMOS

1 Paracas Perú 20100629 DE01_SL6_22P_1T_20100629T160156_20100629T160235_DMI_0_1d7d

2 Vitoria Brasil 20100905 DE01_SL6_22S_1T_20100905T132630_20100905T132733_DMI_0_2199

3 Vitoria Brasil 20101216 DE01_SL6_22S_1T_20101216T133715_20101216T133808_DMI_0_26c1

4 Vitoria Brasil 20101213 DE01_SL6_22T_1T_20101213T134239_2010

1213T134327_DMI_0_26a3

5 Vitoria Brasil 20110622 DE01_SL6_22P_1T_20110622T134933_20110622T134950_DMI_0_2ef8

6 Vitoria Brasil 20110714 DE01_SL6_22S_1T_20110714T134031_20110714T134131_DMI_0_3042

7 Vitoria Brasil 20110818 DE01_SL6_22S_1T_20110818T134019_20110818T134050_DMI_0_3263

8 Chimbote Perú 20111104 DE01_SL6_22S_1T_20111104T160814_20111104T160834_DMI_0_376f

2.2 Programa IDL para determinar la Radiancia y Reflectancia en sensor TM y ETM de los satélites Landsat 5 y 7 capturadas por el INPE en Brasil. Un programa en IDL fue diseñado para determinar la radiancia de las 7 bandas de los sensores TM y ETM. Luego se obtiene las reflectancias de las bandas 1, 2, 3, 4, 5 y 7 y la temperatura de brillo de la banda 6. El listado del programa IDL a solicitud del autor, (Rojas y Alburqueque, 2012). Un listado del programa IDL para calcular la CSS sobre las imágenes deimos a solicitud del autor (Rojas y Alburqueque, 2011).

III. RESULTADOS

En la Figura 2 se muestran la Temperatura de la Superficie del Mar del sensor MODIS usando el software SEADAS sobre la Bahía de Espíritu Santo en Brasil (a) y el grafico de dispersión de TSM de MODIS y Landsat (b). La Imagen de CSS en la Bahía de Ferrol, Chimbote Perú para el 05/11/11 es mostrado en Fig2(c).

(a) (b) (c)

Figura 2 - TSM del MODIS usando el SEADAS sobre la Bahía de Espíritu Santo (a) y la dispersión de TSM de modis y

Landsat (b), (Texeira, 2011). Imagen de CSS en la Bahía de Ferrol, Chimbote Perú para el 5 de noviembre 2011 (c).

(a) (b) (c) (d)

Figura 3 - TSM da área de estudo para diferentes períodos a partir da equação de regressão TBxTSMMUR (Texeira,2011).

(a) (b) (c) (d)

Figura 4 - CSS da região de estudo para diferentes períodos a partir da equação de (Tassan,1987).

Los campos de SST se presenta en la Figura 3 con dos característica bien definida imágenes con distribuciones tienden a la homogeneidad y las imágenes térmicas con un alto contraste térmico entre las regiones cerca y lejos de la costa. Las figuras 3a y 3b son los que presentan las temperaturas máximas y mínimas, especialmente en la figura 3a en la que está presente el mayor rango de variación para _21_C _26_C. Ya las figuras 3c y 3d tienen una temperatura de superficie más homogénea y más pequeños. Este comportamiento de la gama de variación de la SST, de acuerdo con el período de adquisición de imágenes, se verificaron por Tan (2009), que a través de perfiles transversales a costa observaron variaciones más bruscos de temperatura en verano, mientras que temperaturas más bajas bajo y con una distribución más homogénea están presentes durante el invierno. Con respecto a las regiones de la costa, se observa que sólo en la Figura 3a es una entrada más significativo de plumas termales con aguas más calientes en el medio marino. Estas regiones son principalmente Rio Doce, la Bahía del Espíritu Santo y la Jucu River, cuyas correspondientes temperaturas de estas plumas son _25_C y _24_C _23_C respectivamente. Las mayores tasas de flujo para el Rio Doce ocurren en los primeros 6 meses del año hidrológico, de octubre a marzo, como se ha señalado por Campos (2011), confirmando así los resultados de la pluma térmica se encuentra en la Figura 3a. La figura 4 muestra la distribución de CSS a las mismas escenas, para lo cual se calcularon los ámbitos de la SST en la sesión anterior. La distribución de los valores predeterminados de CSS en estas escenas, una disminución de su valor hacia mayores profundidades y no es uniforme a lo largo de la costa. Tomando las concentraciones más altas, como el núcleo de la mancha, o penacho, sedimento, se puede inferir desde el campo de

advección CSS ser predominantemente hacia el sur en NE-SW. Debido a la capacidad de transporte de la capa de la superficie de los océanos por el viento, que tienen que transportar esta nube de sedimentos puede explicarse por el papel predominante del viento E-NE (Wongtschowski-Rossi et al., 2006). Las concentraciones más elevadas se observan cerca de la Río Doce, la Figura 4d, con valores por encima de 60 mg / l, mientras que en otras regiones del área de estudio son valores predominantes cerca de 10 mg / l. Observando el CSS espacial y cuantitativa, entre las escenas, se puede comprobar un rasgo valores más estrechos e inferior en la figura 4a que los demás.

• Taller de caso

Captura de datos:

Identifique el sistema programa, sensor, cámara, número de bandas que intervinieron en el estudio de caso y haga una breve comparación entre los dos satélites.

Adquisición de datos

Determine el área de trabajo utilizada en el proyecto de css y a partir de las imágenes trate de determinar la posible escala.

Interpretación de los datos

A través de los resultados del artículo relacione esa información con las imágenes y justifique por que se llega a esta conclusión. Tenga en cuenta el color de las fotografías y el objetivo que usted esperaría en las imágenes.

Aplicación

A partir de los niveles de reflectancia de las imágenes y con base en las longitudes y número de bandas intente determinar el posible valor de profundidad de esta bahía y a qué altura se podría encontrar los sedimentos mencionados durante la lectura.

Bibliografía

• http://www.deimos-imaging.com/tecnologia/satelite-deimos-1

• http://www.deimos-imaging.com/imagenes-deimos-1

• http://www.astrium-geo.com/en/84-deimos-1-optical-satellite-imagery

• http://www.elmundo.es/elmundo/2008/07/14/ciencia/1216024994.html

• http://es.wikipedia.org/wiki/Deimos-1

• http://danielmarin.blogspot.com/2009/07/lanzamiento-de-un-dnepr-deimos-1nanosat.html

• Fundamentos de teledetección ambiental Emilio chuvieco

• http://www.deimos-space.com/elecnordeimos/

Anexos