PRACTICA 0

Ejercicio #1. Lecturas Fundamentales

La evolucin del programa Landsat y sus objetivos.

El lanzamiento del primer satlite se dio en el ao de 1972, lleva poco ms de 40 aos de observacin de la tierra, el programa Landsat tiene una ingeniera robusta y la infraestructura necesaria para tratamiento de los datos. Antes del 2008 las imgenes tenan un costo, pero desde ese ao rige una poltica de datos abierta, datos gratuitos a travs de internet para todos los usuarios.

El origen de este programa se da hacia la dcada de 1960, cuando el USGS y NASA reconocieron la oportunidad que ofrecen las plataformas espaciales, la autoridad del programa Landsat pas de la NASA a la NOM, de NOM para el sector privado (EOSAT y corporaciones de imgenes espaciales), del sector privado a la Fuerza Area de Estados Unidos, y luego de vuelta a la NASA y el USGS en 1999. El 1984 las operaciones comerciales que se dieron a travs de EOSAT aumentaron dramticamente los costos de los productos, esto se remedio parcialmente con el lanzamiento del Landsat-7 en 1999, cuando USGS asumi las operaciones y el costo por escena. Actualmente los datos se suministran en un formato listo para el anlisis, conocido como Nivel 1T, este nivel incluye orto rectificacin.

El impacto de la variacin de los costos en la distribucin y acceso a los datos.

La poltica de datos abierta ha estimulado un aumento rpido en las investigaciones cientficas y aplicaciones usando imgenes Landsat, cuando empez a regir dicho sistema, las estadsticas de EROS que permite distribuir las imgenes afirm que ms de 250.000 imgenes se estaban distribuyendo cada mes y 29.500 imgenes fueron descargadas en un solo da, EROS distribuy aproximadamente 2,5 millones de imgenes de forma gratuita en el ao 2010.

El impacto de la liberacin de los datos en el acceso y uso de los datos de Landsat.

Estas polticas de datos gratuitas y de libre acceso permiten combinar datos de varios sensores que de la misma manera tengan polticas de datos abiertos, encontramos dos ventajas principalmente, en primer lugar un sensor individual est limitado en cuanto a la frecuencia de las observaciones y el acceso libre de otros sensores similares podra ayudar a minimizar esa limitacin, en segundo lugar sirve para mitigar el riesgo de brechas de datos. Tambin se plantean acuerdos internacionales referentes a emisiones de gases de efecto invernadero, reduccin de deforestacin y degradacin ambiental, es decir, esta poltica de datos permite que los agentes internacionales vigilen y controlen los aspectos antes mencionados.

La variedad de aplicaciones a partir de los datos Landsat.

Estos datos son utilizados para diversas y un gran nmero de aplicaciones, encontramos: Geolgica bsica, mapeo cartogrfico, cambio en cobertura del suelo y la tierra, tasas de deforestacin y degradacin de los bosques, cambios en los ambientes boscosos, seguimiento de la fragmentacin del hbitat forestal, en entornos urbanos como por ejemplo en patrones de crecimiento, en los entornos costeros se estudian los cambios en las caractersticas del litoral y salud de los arrecifes de coral, estos datos tambin permiten analizar la calidad del agua, la actividad volcnica, el cambio en la extensin glacial, efectos mineros, fenologa (relacin entre la meteorologa y la biologa).

Los datos de landsat-7. ETM se usan principalmente para ampliar los usos comerciales y de investigacin, proporcionar superposicin con otras misiones Landsat que permitan interrelaciones y comparaciones y as mismo mantener la continuidad de datos. Landsat-8, OU, continuar la adquisicin, archivo y distribucin de imgenes multiespectrales que ofrezcan cobertura global y repetitiva de la superficie terrestre de la tierra a una escala en la que los cambios naturales y provocados por el hombre pueden ser detectados y monitoreados a lo largo del tiempo.

El futuro del programa Landsat.

El USGS lleva a cabo una actividad para obtener y consolidar los datos Landsat globales de todos los Cooperadores Internacionales, para agregar todas las posibles imgenes nicas al archivo USGS EROS. Las misiones de datos Landsat seguirn presentando continuidad ofreciendo observaciones multiespectrales globales con mtodos de escner de empuje, nuevas bandas centradas en 443 nm ("Ultra Blue" para el trabajo costero / aerosol) y 1380 nm (para la deteccin de cirros) con una mejor resolucin radiomtrica de 12 bits / pixel. Respeto al escner infrarrojo trmico (TIRS), este ofrecer dos bandas de imgenes infrarrojas a 100 m de resolucin.

Landsat 8 (LDCM) bsicamente reemplazar Landsat 5 en la configuracin orbital actual. Est diseado para 5 aos, pero el observatorio atribuye 10 aos, durante este tiempo obtendr 400 escenas por da, frente a las 250 a 300 adquiridas por da por el Landsat 7. Las observaciones se ampliarn al principio de la atmsfera de reflectancia (en lugar de radiacin) y cuentan con metadatos adicionales por pxel a travs de un campo de control de calidad. An no ha comenzado el trabajo con el sistema Landsat-9, este minimizara el riesgo de un vaco en las operaciones de Landsat, podra ser una casi copia del sistema LDCM con mejoras tcnicas significativas, las ms altas prioridades incluyen mejorar la resolucin espacial de las bandas trmicas a 60 m, proporcionando bandas separadas en el rojo e infrarrojo cercano a 15m de resolucin. Adems el lanzamiento de mltiples sensores similares aumentara la frecuencia de las observaciones.

Ejercicio #2. Landsatlook Viewer.Imgenes seleccionadas para la zona de estudioMetadatos:

Path: 7 Row: 56

26 de diciembre de 1984Programa: Landsat 4Sensor: TMPtocentaje de nubes: 0%

29 de enero de 2015Programa: Landsat 8Sensor: Oli TirsPorcentaje de nubes: 8%

Modificara usted la seleccin inicial de las imgenes (punto 4) con la inclusin de este nuevo set de datos?

No modificara la seleccin de las imgenes ya que al observar estas imgenes ETM+ SLC-off es evidente la alta presencia de nubes en las imgenes recientes adems el objetivo es analizar hasta el ao 2015 ya que tenemos la posibilidad de tener esta imagen, y la imagen ms antigua que nos ofrece es del ao 2003 y no es el objetivo de nuestro proyecto final analizar el cambio de coberturas de los municipios en un periodo de tiempo tan corto.

Presente un resumen de los cambios ms evidentes, a nivel de cobertura, que usted puede observar

En las imgenes elegidas se puede observar un deterioro de la cobertura vegetal de los municipios y cambios del uso del suelo. En donde mas es evidente el cambio es en el municipio labranza grande que es el lmite con Casanare en donde se puede ver la gran prdida de vegetacin en esta zona y en Mangua se ve la disminucin de los bosques.

Ejercicio #3. Google Engine - Timelapse.

Mtodo de generacin de las imgenes mostradas.

Las imgenes de este portal muestran el cambio del planeta a travs de los aos, evidenciando as el grado de destruccin al que ha sido sometido. En 2009 Google se reuni con Tom Loveland un cientfico de USGS con el objetivo de convertir las imgenes en mapas y mini-pelculas para el uso del gobierno y de todo el mundo, ellos llegaron a un acuerdo, en 6 meses se recogieron medio milln de imgenes almacenadas en negativos o impresiones tradicionales; estos datos se empezaron a digitalizar generando un costo alto lo que provoc la construccin de un proyecto digital que permitiera el uso masivo de datos.

Las imgenes mostradas se generan debido a que Landsat y Google llegan a un acuerdo en el que recogen 53.000 imgenes que requeran 15.000 horas de trabajo pero Google puso a trabajar 1000 computadores simultneamente por lo que este trabajo se complet en un solo da. Las imgenes que resultaron son muy asombrosas, ya que un pixel mide 33 metros este tipo de informacin permite que la unin de millones de pixeles muestre los cambios a travs del tiempo, para as tener en cuenta el dao que le estamos haciendo a nuestro planeta y as mismo poder idear planes del camino a seguir acerca de lo que debemos hacer para recuperarlo y administrarlo. Historia del programa Landsat.

La NASA creo el programa Landsat que es un satlite que est observando nuestro planeta continuamente, se realiz este lanzamiento ya que los satlites que orbitaban la tierra solo tenan usos militares para realizar tcticas de ataque al enemigo; este satlite permiti prestar ms atencin a los cambios que estn sucediendo en la superficie terrestre. De este satlite hemos obtenido bastante informacin que nos permite analizar las coberturas terrestres o grandes desastres que han ocurrido por el paso de los aos, ya que se han lanzado al espacio ocho satlites que con la recoleccin de millones de imgenes (almacenadas por el servicio geolgico de Estados Unidos (USGS)) que a travs de la observacin en el tiempo es bastante evidente los cambios presentados, estas imgenes son muy tiles porque cubren reas geogrficas grandes y tambin porque el detalle facilita el anlisis de la informacin.

En 1966 Stewart Udal era un representante de Estados Unidos que junto a su equipo se dio cuenta que se estaban centrando en el estudio de otros planetas y olvidando el nuestro ya que si queramos mantener y observar el medio en el que vivamos tenamos que estar en constante observacin. Este elemento que nos presentara cambios en la urbanizacin, destruccin del hbitat, urbanizacin, expansin industrial y muchos ms era un satlite que lograra observar el planeta todo el tiempo desde el espacio. Esta preocupacin dio origen al programa EROS ms tarde llamado Landsat.El lanzamiento del primer satlite se dio por la NASA en 1972 y desde entonces el satlite ha estado en funcionamiento constante. Luego de esto otros satlites se han sumado a esta iniciativa para reemplazar a aquellos a los cuales su vida til ha llegado a su fin. El satlite que se encuentra actualmente en rbita es Landsat 8 a una altitud de 705 km y realiza una rbita de la tierra cada 84.3 minutos.En 2008 Estados Unidos decidi que estas imgenes que anteriormente eran vendidas deban ser de libre adquisicin, el ms preocupado fue Google ya que de sus portales Google earth y Google maps no eran tan eficientes como lo es Landsat ya que su imgenes eran limitantes porque capturaban informacin solo en el espectro visible y adems solo se observa una imagen de un da, mientras que Landsat ofrece imgenes cada 16 das lo cual permite analizar los cambios en el tiempo.

El uso de los datos Landsat en UNO de los 3 casos de estudio presentados: Extreme Resources, Climate Change o Urban Expansion.

Climate Change: Durante mucho tiempo la tierra ha presentado muy altas temperaturas, el anlisis de estas temperaturas han llegado a determinar que el ao 2012 fue el ms caliente de la historia, en Estados Unidos se presentaron desastres climticos y la tormenta Sandy. Tambin de los 10 aos ms calurosos del mundo 9 han ocurrido en el siglo XXI. Pero el resultado de estos estudios los podemos observar a diario en lugares donde se dan sequias o incendios forestales. En el video se puede observar la disminucin de los glaciares, en donde se puede observar que en la ltima dcada, la capa de hielo ha llegado a disminuir hasta la mitad de 2.7 millones de metros cuadrados a 1.4 millones de metros cuadrados. En algunas reas cuando hay presencia de meses calurosos se han llegado a abrir brechas navegables en el ocano que puede resultar bueno para el comercio mundial pero es malo para la salud del planeta. Uno de los factores que ha hecho que aumente el nivel del mar es que se ha derretido el hielo de Greonlandia incluso est perdida seguir existiendo aunque la temperatura disminuya ya que el hielo refleja la luz solar devuelta al espacio , mientras el agua la absorbe entonces cada brecha de mar que se abre se convierte en un disipador de calor elevando la temperatura del agua haciendo que el hielo que queda se derrita ms rpido. En estados Unidos esto es preocupante ya que esta ocurriendo este fenmeno en el glaciar Columbia ubicado en Alaska, los estudios de las imgenes satelitales muestran que ha perdido cerca de 20km de longitud y 400 metros de espesor, tambin en imgenes Landsat se puede observar que el glaciar Mendenhall ha estado muriendo de manera similar, este es ms pequeo que Columbia pero se ha llegado a perder 2.8 km hasta el momento.

Seleccione una de las imgenes de la Galera The Earth as Art: Satlite Images of Our Planet from Orbit

La combinacion de color de la imagen es falso color estandar, esta imagen es de Holanda situada en la costa occidental de los paises bajos siendo regin martima, Holanda se encuentra en la costa delmar del Norte, en la desembocadura de los rosRinyMosa. Cuenta con numerosos ros y lagos y un extenso canal interioren donde se pueden observar los diques que fueron construidos para contener el mar negro y ademas los sedimentos presentes en estos; las coberturas que predominan en esta imagen son la vegetacion, construcciones, y bosques.

Fuente: Portal timelapsePresente un resumen de los cambios ms evidentes, a nivel de cobertura, que usted puede observar entre los dos periodos de tiempo que usted defini inicialmente en su pregunta de investigacin

Fuente: portal TimelapseA travs de los aos se observa que hay perdida de la cobertura vegetal en los municipios, se puede decir que estos se dieron por deforestacin y cambios en el uso del suelo, estos cambios se pueden observar el municipio Labranza Grande ya que se observa disminucin de la vegetacin y es aun ms evidente en Mongua ya que se ve un deterioro del bosque presente.

Ejercicio #4. Change Matters - ESRI.

Landsat GLS 2010:

Este servicio de imgenes Landsat TM Esri se compil a partir de la Encuesta Global de la tierra (GLS) en el ao 2010, incluye imgenes de Landsat 5 TM y Landsat 7 ETM a 30 metros de resolucin, e incluye todas las bandas de la energa reflejada, es decir, bandas Landsat 1, 2, 3, 4, 5, 7. Los datos de Landsat 7 se corrigen por los errores derivados del Scan Line Corrector (SLC).False Color/Near Infrared (432) 1975-2010

Este servicio contiene imgenes Landsat globales desde 1975-2010 a 30 metros de resolucin. La combinacin es RGB (4,3,2), la vegetacin aparece en tonos de rojo, las zonas urbanas son cian azul, y los suelos varan de oscuro a marrn claro. El hielo, la nieve, y las nubes son de color cian blanco o claro. Generalmente, los profundos tonos rojos indican hoja ancha y/o vegetacin saludable mientras los rojos ligeros significan pastizales o zonas con escasa vegetacin. La vegetacin en la banda del IRC es altamente reflectante debido a la clorofila, adems el agua aparece muy oscura, debido a la absorcin de energa en las bandas de IR y las cercanas del visible. Son productos orto rectificados que apoyan los anlisis en torno al cambio de cobertura del suelo y la dinmica de los ecosistemas.

NDVI Change

Es utilizado para comparar el cambio en el tiempo 1975-2005, se genera mediante la combinacin de imgenes multi-temporal de Landsat GLS, la mayora de las reas de la imagen sern de color gris, lo que indica ningn cambio, ya que cada pxel tiene relativamente el mismo valor en cada banda, las reas que presentan verde aumentaron en el brillo, aquellas que se muestran en color magenta presentaron disminucin en el brillo.

Anlisis en ArcGis en False Color/Near Infrared (432) 1975-2010

La combinacin es RGB (4,3,2), se logra observar en el continente africano haca la zona norte la escaza vegetacin, los tonos ms claros corroboran esto, adems en esta zona se encuentra el desierto del Sahara que ocupa la mayor parte de frica del norte. Otra zona con escaza vegetacin corresponde a Chile, all est el desierto de Atacama, eso debido a la extrema aridez, pues no hay humedad en el suelo en gran parte del pas. Por el contrario, zonas con gran vegetacin encontramos Quebec y Ontario correspondientes a Canad, esto se evidencia por el tono rojo profundo. Este tipo de servicios son de gran utilidad para el pas que tiene a cargo un territorio con deterioro, esto permite generar planes y programas de mejoramiento que con ayuda del anlisis temporal se lleva un control y vigilancia de la zona.

Cambios en Mongua y Labranza Grande en Boyac entorno a la vegetacin

Los cambios que se evidencian en la aplicacin si son coherentes con los procesos de deforestacin y cambios de uso del suelo presentes en algunas zonas de estos dos municipios, lo evidenciamos por ejemplo a ambos costados del ro cravo sur, a lo largo del trayecto en todo el municipio de Labranza Grande hasta el lmite con el departamento del Casanare, es evidente la disminucin en la vegetacin, pasando a ser zonas desrticas. Tambin es evidente en la zona occidental de Mongua en donde se observan varias montaas las cuales en un lapso de 5 aos ya no presentan vegetacin. Estos cambios refuerzan la pregunta de investigacin planteada inicialmente, y aunque la aplicacin presenta datos desde 1990, se hace necesario realizar el anlisis una dcada anterior, es decir, mantenemos la fecha inicialmente planteada.

Fuente: ChangeMatters - ESRI

Ejercicio #5. Comparacin Final

ASPECTOS A EVALUAR

LANDSATLOOKTIMELAPSECHANGEMATTERS

Caractersticas de los datos presentados: son imgenes o productos derivados de estas, mosaicos o compuestos temporales de imgenes? Los productos observados son imgenes Compuesto temporal de imgenes en el cual se observan cambios en el tiempo de la zona que el usuario desee investigar.Presenta productos que son derivados de los datos que proporcionan los satlites, es decir, derivados de las imgenes.

Escala mxima a la que se pueden visualizar los datos. La menor escala en la que se presentan los datos es 1:72 y la mayor es 1:1000000La escala varia entre 4000 km y 2 km.La escala de visualizacin vara entre 20.000 Km y 50 metros.

Combinaciones de Color empleadas para la presentacin de los datos.

Este portal nos ofrece la visualizacin de los datos en color natural, adems nos permite la posibilidad de descargar la imagen tomada por el sensor y la visualizacin de los datos pueden llegar a variar segn las caractersticas del sensorColor NaturalColor Natural RGB (3,2,1)Infrarrojo RGB (4,3,2)

Fechas de los datos disponibles (mnima y mxima).

La fecha mnima se visualizacin de los datos es 1974 y la mxima es 2015Los datos estn disponibles desde el ao 1984 hasta el ao 2012.Los datos estn disponibles en lapsos de 5 aos desde 1975 hasta el 2010.

Limitaciones/Desventajas frente a los otros 2 portales.

Se presentan muchas imgenes, en las cuales algunas hay muchas nubes y es muy difcil observar los cambios a travs del tiempo.Las imgenes solo se observa en color natural lo que impide realizar anlisis en otras longitudes de onda.Los datos que se observan corresponden a periodos de tiempo con 5 aos de diferencia, lo cual no permite realizar un anlisis preciso en la fecha en que empez a ocurrir cierto fenmeno.

Velocidad de carga, despliegue o visualizacin.

Las imgenes se demoran en cargar.La velocidad de visualizacin de las imgenes se puede elegir se pueden observar los datos en velocidad lenta, media o rpido,La velocidad de despliegue de las imgenes es rpida teniendo en cuenta que son tres cargas que se realizan al mismo tiempo.

Calidad de las imgenes en pantalla.Las imgenes son directamente del satlite y de la zona de estudio que se quiere analizar. La correcta seleccin de las imgenes permite llegar a analizar los cambios que se pretenden indagar.Lo que se observa en pantalla permite visualizar grandes cambios ocurridos en la cobertura del suelo.La calidad de lo que se observa en pantalla no permite realizar un anlisis detallado de la zona de estudio siempre que se necesite de escalas grandes, la calidad se va deteriorando y no se obtienen imgenes ntidas al aumentar el zoom que ofrece la aplicacin.