CBERS

Cooperación de Sensores Remotos entre Brasil y China

La teledetección es un proceso en continua evolución. La tecnología ha hecho que las imágenes de satélite estén al alcance de todos, no sólo de personas especializadas. Por lo tanto, estamos comenzando una verdadera transformación de la teledetección en todo el mundo. Muchas de las nuevas aplicaciones y usos de imágenes satelitales se espera que la teledetección se haga más y más popular.

En un comienzo, la disponibilidad de satélites se limitaba a unos pocos países. Las capacidades y características de las cargas no son muy grandes. Actualmente, las resoluciones espaciales son muy diversas, desde unos pocos centímetros a cientos o miles de metros, son las estrechas franjas de unos pocos kilómetros a más amplias como de dos mil kilómetros. Hay misiones con sólo un instrumento, y misiones con diversos instrumentos.

Esta diversidad de las resoluciones es importante para los usuarios, ya que pueden elegir la mejor combinación de sensores, satélites, y políticas de datos que se ajuste a sus necesidades. Al mismo tiempo, más y más países se están convirtiendo en parte del club de propietarios de satélites.

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Figura 1 Esta imagen de Brasilia, capital de Brasil, con su forma de avión rodeado por el Lago Paranoa, fue tomada con la cámara de alta resolución (2,7 metros) a bordo de CBERS-2B, que se puso en marcha en septiembre del 2007. La imagen fue tomada el 15 de octubre del 2007.


Brasil fue uno de los primeros países en construir y operar una estación terrestre para recibir datos del Landsat-1 en 1973. Desde entonces, la teledetección es muy fuerte allí, contando con el apoyo de programas educativos a diversos niveles, incluyendo cursos de postgrado en la maestría y doctorados. Sobre la base de estas fundaciones, una serie de investigación y programas de aplicación de teleobservación se han desarrollado.

Como Brasil es grande geográficamente – más de 8,5 millones de km2 y tiene una alta diversidad biológica, ecosistemas especiales como la Amazonía y regiones de Pantanos, una cada vez mayor agricultura, un rápido cambio de uso de la tierra y cubierta terrestre, y un largo litoral, es especialmente apropiado para la observación basada en teledetección. Por lo tanto, es natural que Brasil prevé su propio satélite de teleobservación de desarrollo.

CBERS: Satélite de recursos Terrestres China-Brasil

A finales de la década de 1980, Brasil inició el desarrollo de un satelite civil de teleobservación con la ayuda de China. Esta cooperación 20 años después ha lanzado tres satélites con éxito. Es uno de los primeros programas en el mundo que participan dos países en desarrollo que se esfuerzan por construir y lanzar un satélite – un esfuerzo que trae difíciles desafíos tecnológicos. Para tener éxito, el esfuerzo de cooperación tuvo que superar muchos obstáculos. El primero fue el idioma, ya que los dos países tienen idiomas que son muy diferentes, un tercio tenía que ser elegido para trabajar con un lenguaje común. Las culturas son muy diferentes también, y adaptaciones de ambas partes había que realizarse para que ambos equipos pudieran trabajar juntos. Muchos otros obstáculos que había que superar a medida que el proyecto evolucionó.

El primer acuerdo fue firmado para el desarrollo y lanzamiento de dos satélites de teleobservación. En octubre de 1999, el primer satélite, CBERS-1, fue lanzado desde Xi’an (una base de lanzamiento China), y fue llevado por el vehículo Larga Marcha-IV. El segundo CBERS se inició cuatro años más tarde, en octubre de 2003. En 2002, antes de la puesta en marcha de CBERS-2, se firmó un nuevo acuerdo para la continuidad de la misión CBERS, que incluye dos nuevos satélites de teleobservación, con nuevas características y cargas útiles. Sin embargo, como CBERS-3 sería lanzado sólo en el 2010, después del lanzamiento de CBERS-2, ambos países decidieron firmar un tercer acuerdo en 2004, para el desarrollo de CBERS2B, muy similar al CBERS-1 y -2, Utilizando a medida de lo posible la ingeniería de las partes de los dos primeros satélites. CBERS-2B fue lanzado con éxito en muy poco tiempo, en septiembre de 2007.

La cooperación entre Brasil y China para el desarrollo de los satélites de teleobservación ha sido tan exitoso y útil para ambos países de que un nuevo miembro de la familia CBERS se está llevando a cabo, con CBERS-5 y -6. La continuidad del Programa CBERS es considerada como estratégica para la vigilancia del medio ambiente de ambos países.

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Figura 2 – Compaña en terreno para calibración CCD/CBERS

Constelación CBERS

La órbita de los satélites CBERS es sol-sincrónica, cuasi-polar, por etapa de 26 días y órbita circular, a 744-km de altitud, y a10:30 de tiempo de cruce en el Ecuador. La principal carga útil de los tres primeros satélites CBERS es una cámara CCD con 20-m GIFOV (campo de visión terrestre instantanea), cinco bandas (azul, verde, rojo, NIR, pan), 8 bits, 113 kilómetros de franja, y ± 32 °- a través de la capacidad de ver la pista. La segunda carga importante presente en estos tres satélites es un amplio campo de imágenes (WFI), con dos bandas (rojo y NIR), 260-m GIFOV en el nadir, 890 kilómetros de franja. Como parte de CBERS-1 y -2, hubo un escáner infrarrojo (IRMS), con cuatro bandas (pan, TIR, y dos en SWIR), 80-m (160 m TIR) de resolución espacial, 120 km de franja. Para CBERS-2B, este escáner se sustituyó con una cámara de alta resolución (pancromática, 2,7 m de resolución espacial de 27 kilómetros de barrido). La Figura 1 muestra una imagen HRC. CBERS-2 está todavía en funcionamiento, pero sólo la cámara CCD está trabajando; CBERS-2B está en pleno funcionamiento. Todos los satélites CBERS tienen capacidad de grabación a bordo. La Figura 2 muestra un pequeño proyecto de campo para calibrar CCD/CBERS-2.

La segunda generación CBERS se compone de dos nuevos satélites: CBERS-3 y -4. Las características orbitales son los mismos que para el CBERS-1, 2 y 2B. La carga útil se multiplica con una cámara multiespectral similar a la Convencional de las anteriores CBERS. Una segunda cámara es una Pancromatica multiespectral (10-m-n XS azul, verde, rojo, NIR, 5-m PAN), con 60 kilómetros de franja. El WFI se ha mejorado: cuatro bandas (azul, verde, rojo, NIR), 70-m de resolución espacial en el nadir, 860 kilómetros de franja. El escáner también fue mejorado: cuatro bandas (pan, dos SWIR, una TIR), con 40-M (80-m TIR) de resolución espacial. Capacidad de grabación a bordo de 15 minutos para todos los instrumentos por completo.

Políticas de datos y aplicaciones

Uno de los principales aspectos del Programa CBERS es la política de datos adoptada después del lanzamiento de CBERS-2. Brasil aprobó la política de distribución gratuita de datos de CBERS cuando se solicitan los datos en formato electrónico. Inicialmente aprobado para usuarios brasileños, que se extendió por los países vecinos y, a continuación, para el mundo. Actualmente, todos los datos CBERS recogidos en Cuiaba, la estación en tierra brasileña, se distribuye gratuitamente a cualquier persona ((www.dgi.inpe.br/CDSR).

Cada año, más de 100.000 escenas CCD se han distribuido en el interior del país a miles de usuarios e instituciones. El sistema de procesamiento es muy rápido y toma sólo unos pocos minutos para que el usuario tenga su solicitud de una resolución completa de escena finalizado. Este tipo de política de datos y fácil sistema de distribución promovió un fuerte aumento en el número de usuarios y aplicaciones.

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Figura 3 – Número de imágenes CCD/CBERS-2 que se solicitaron en tan sólo un mes. Cada estrella indica un camino/fila que se solicito al menos una vez.

Hoy en día, no hay ninguna organización relacionada con la agricultura, el medio ambiente, geología o hidrología que no sea usuario CBERS. Cientos de empresas en materia de teleobservación se abrieron después de la aprobación de la actual política de datos. El control ambiental de la sociedad también fue aumentado. La Figura 3 muestra las imágenes CCD/CBERS de tan sólo un mes. Casi todo Brasil y otras partes de los países cubiertos por la estación receptora terrestre Cuiaba han solicitado datos al menos una vez al mes.

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Figura 4 – Datos estereoscópicos CCD/CBERS para la extracción de características.

En general, las instituciones gubernamentales tienen dificultades en la adquisición actualizada de datos de teleobservación. Este problema es peor en los países en desarrollo. Por ejemplo, la deforestación en la región amazónica es el principal problema ambiental en Brasil. Acciones gubernamentales de la Agencia de Protección Ambiental dependen de la vigilancia, sobre la base de la teledetección COMdata. El rápido y libre acceso a la información CBERS permite a la Agencia el uso actualizado de los datos obtenidos por el satélite a medida que avanza por rutas y áreas deforestadas. El mapa y cifras de áreas deforestadas en la región amazónica sobre una base anual solía ser la base de datos Landsat, y ahora el mapa tiene la ayuda de los datos CCD/CBERS (www.obt.inpe.br/prodes/index.html).

Otra actividad importante en la Amazonía es el proyecto denominado DETER (Detección de la Deforestación en tiempo casi real; www.obt.inpe.br/deter/metodologia.pdf), que tiene por objeto detectar signos tempranos de deforestación y alertar a la Agencia de Medio Ambiente a tiempo para tomar medidas. Se trata de un sistema de vigilancia permanente sobre la base de datos MODIS y WFI/CBERS.

La legislación brasileña exige que cada agricultor identifique y notifique a la Agencia de Medio Ambiente sobre las áreas que deben protegerse en cada granja. Este procedimiento se llama concesión de licencias y medio ambiente y ha sido aprobado en muchos estados de todo el país. Actualmente, la mayor parte de este procedimiento se realiza sobre la base de imágenes CBERS y ha abierto cientos de pequeñas empresas especializadas en este tipo de servicio. Como los datos CCD/CBERS son estereos tienen la capacidad de visualizar sus datos para la extracción de características (Figura 4).

Una aplicación interesante de las imágenes CBERS es en la de impuestos (Figura 5). Algunos estados usan CBERS para ayudar a vigilar las granjas para asegurarse de que todas las declaraciones realizadas por los agricultores están de acuerdo con la legislación fiscal. Más ejemplos de aplicaciones de datos CBERS en Brasil se pueden encontrar en www.dsr.inpe.br/seminariocbers/

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Figura 5 – Imagen CCD/CBERS ayuda al organismo fiscal del Brasil para aplicar impuestos encargados de hacer cumplir la ley.

Como parte del objetivo de lograr que el Programa CBERS sea lo más útil posible para la comunidad, Brasil y China decidieron poner en marcha el proyecto CBERS para África, que distribuirá las imágenes CBERS a los países africanos para ayudarles a controlar la deforestación y proteger el medio ambiente. Este proyecto es parte de la contribución de ambos países a los GEO (Grupo de Observación de la Tierra). Al menos dos estaciones receptoras terrestres en África serán capaces de bajar directamente datos CBERS de teledetección a partir de este año.

El Programa CBERS, desarrollado en virtud de la cooperación china y Brasileña, es un importante y muy útil proveedor de datos para ambos países y sus vecinos – y ahora para África. La política de datos que asegure el libre acceso a las imágenes CBERS a traído nuevos usuarios a la teledetección, las aplicaciones y los negocios. Las aplicaciones relacionadas con la protección del medio ambiente se han mejorado con CBERS y la disponibilidad de datos y el libre acceso.

Fuente:

Imagingnotes

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