28/3/16

Atalaiant des de l'espai III

La teledetecció i la cursa espacial.
Durant la guerra freda, a la dècada de 1960, imatges de satèl·lits de reconeixement constaten l'elevat nivell tecnològic del moment.
Durant la dècada de 1960 i de1970, en un escenari de Guerra Freda entre els EUA i l'antiga URSS, la cursa espacial jugà un paper clau. Aquesta competició, informal, entre les dues potències, per l'exploració de l'espai fou en part utilitzada com una eina de propaganda i inclou algunes fites senyalades: La posada en òrbita, dia 4 d'octubre de 1957 del primer satèl·lit artificial Spútnik; el viatge a l'espai exterior del cosmonauta Iuri Gagarin, dia 12 d'abril de 1961 o la missió lunar Apollo 11, que va posar l'home a la lluna dia 20 de juliol de 1969.
Dins aquesta cursa, la teledetecció, com eina de proporcionar informació del territori, tingué un paper rellevant. Durant la dècada de 1960 i de 1970, els EUA varen dur a terme una sèrie de missions de teledetecció amb diferents satèl·lits de reconeixement. Un dels motius era esbrinar la capacitat del sistema de míssils de la antiga Unió Soviètica, a la vegada que produir cartografia per l'exèrcit i altres organismes federals. Així, entre la dècada de 1960 i de1970 es varen enregistrar un total de 50.000 imatges de la superfície terrestre.
Els satèl·lits es llançaren en diferents missions, orbitant entre els 180 i els 300 km d'altitud. Durant la seva òrbita, una o vàries càmeres equipades amb teleobjectius anaven enregistrant fotografies de la superfície terrestre. Finalment, el satèl·lit perdia l'òrbita i una càpsula que contenia el material fotogràfic desplegava un paracaigudes i era recuperada al vol per un avió de l'exèrcit. La resolució espacial de les imatges variava entre els 60 cm i els 140 cm.
Una part d'aquestes imatges va ser desclassificada l'any 1995. En l'actualitat, les imatges estan disponibles en el Servei Geològic dels Estats Units. Les imatges, comparades amb imatges actuals, són una font d'informació per observar els canvis soferts a la superfície terrestre durant els darrers cinquanta anys.
Com a exemple, la figura 1 mostra el retrocés de la glacera d'Aletsch, en els Alps Bernesos. La imatge en blanc i negre fou enregistrada per un satèl·lit de reconeixement el dia 13 de juliol de 1975 mentre que la imatge en color, enregistrada dia 7 de juliol de 2013 és del satèl·lit Landsat-8.




La figura 2 incideix en la vessant geopolítica, origen del programa de reconeixement. Es mostra una imatge de la badia de Santiago de Cuba enregistrada des d'un satèl·lit de reconeixement dia 24 de gener de 1965. L'elevada resolució espacial de la imatge permet observar amb claredat gran quantitat d'elements del port.

En certa manera, que amb la tecnologia de fa mig segle, es poguessin enregistrar imatges des de l'espai amb aquest nivell de qualitat, ens convida a pensar en les possibilitats de la tecnologia actual.

22/3/16

Atalaiant des de l'espai II

Una imatge del satèl·lit Landsat-1 ens permet viatjar en el temps i observar aspectes biogeogràfics i socioeconòmics de Mallorca de fa 44 anys.
La imatge que es presenta fou enregistrada pel satèl·lit el dia 16 d'agost de1972 a les 09:57 GMT. Poques setmanes abans, el dia 23 de juliol de 1972 El Landsat-1, amb un pes de 953 kg era enlairat i posat en òrbita a 917 km d'altitud. Es tractava del primer satèl·lit d'observació de la Terra d'ús civil. Els responsables del projecte foren el departament d'agricultura i el d'interior del govern dels EUA juntament amb la NASA.
El Landsat-1 engegava un dels programes més brillants d'observació de la Terra que, de forma ininterrompuda —Actualment està operatiu el Landsat-8— ha anat enregistrant imatges de la Terra. Cada nou enlairament d'un satèl·lit de la sèrie Landsat afegia millores tecnològiques però, tenint cura de mantenir bandes amb longitud d'ona semblant en els seus sensors i així poder realitzar una anàlisi de tota la sèrie històrica.
El Landsat-1 anava equipat amb el sensor Multispectral Scanner (MSS) amb quatre bandes: verd, vermell i dues a la zona de l'infraroig proper. Al no disposar de banda blava no es podien representar imatges a color natural. La resolució espacial era de 80 metres per píxel i agafava una dallada de 170 km x 185 km. El seu temps de revisita d'un mateix punt de la Terra era de 18 dies.
La figura 1 mostra la imatge de Mallorca enregistrada dia 16 d'agost de 1972. L'illa es veu incompleta degut als límits de la dallada del sensor que hem explicat abans. Mallorca està en gran part coberta de niguls i també es veu Cabrera. La imatge es presenta en una combinació d'una de les bandes de l'infraroig amb la banda vermella i la verda. Així, amb color vermell es mostren les àrees amb presència de vegetació.

Imatge enregistrada pel satèl·lit Landsat-1 dia 16/08/1972 Font: USGS

Si ens fixem en el requadre, s'observa amb més detall Palma, l'Horta de Palma, el Pla de Sant Jordi i l'aeroport de Son Santjoan. Palma i l'aeroport estan envoltades d'una gran quantitat de taques de color vermell brillant, aquesta tonalitat indica les zones amb la presència de vegetació herbàcia.
La figura 2 resulta de aplicar l'índex de vegetació NDVI a partir de les bandes vermella i de l'infraroig proper de la imatge. En aquest cas, la vegetació apareix amb tonalitat verdosa. La resolució espacial de 80 metres per píxel és un tant grollera i no permet una visió precisa si bé la visió en conjunt és prou bona. Actualment, el Landsat-8 té una resolució de 30 metres per píxel i el Sentinel-2A arriba a 10 metres per píxel. Dades que, en cap cas, resten valor a la informació que ens brinda la imatge.


La imatge del satèl·lit és testimoni d'un moment on la cria intensiva bovina va ser important a Mallorca on s'havia desenvolupat una especialització en la producció intensiva de llet i pastures de regadiu. Així, la imatge ens mostra una Horta de Palma i Pla de Sant Jordi ocupat pel regadiu, envoltant l'aeroport i arribant fins a l'actual via de cintura de Palma.

Palma gaudia d'un "rebost" a tir de fona, amb presència de molins de ramell, inventats pel fuster Damià Reixach, amb l'ajuda del Capellà de ses idees i el metge Herodes. Molins —fins a 70 per km2— un temps moguts per l'embat gratuït i que, finalment, serien substituïts per la motobomba.

7/3/16

Atalaiant des de l'espai I

Per teledetecció entenem l'obtenció remota de dades de la Terra o de l'Univers a través de sensors. 

Dins l'àmbit de la teledetecció espacial, una sèrie de satèl·lits artificials descriuen òrbites al voltant de la Terra. Un d'aquests satèl·lits és el Sentinel-2A de l'Agència Espacial Europea. El satèl·lit té un pes de 1.2 tones i fou enlairat el passat 25 de juny. Té la seva òrbita a 786 km d'altitud i va equipat amb un sensor que capta l'energia del Sol reflectida a la superfície de la Terra i el mar. Té un temps de revisita (el temps que torba a passar per damunt un mateix lloc) de 10 dies. Aquest temps baixarà a cinc dies amb l'enlairament l'estiu que ve d'un satèl·lit bessó.

Una particularitat del sensor és que, a més de captar la llum visible (aquella que poden veure els nostres ulls), té capacitat per captar energia electromagnètica en altres longituds d'ona. Energia no visible pels nostres ulls però, sí pel sensor i que permet disposar d'informació valuosa.

La figura 1 fou enregistrada pel Sentinel-2A el passat dia 15 de febrer a les 10:30 GMT. A la imatge es pot observar la presència de neu a la part central de la Serra de Tramuntana, sobre tot al puig Major de Massanella. La neu no es veu de color blanc sinó de color cian. Això és degut a la utilització, de forma intencionada, de la banda de l'infraroig mitjà i que ens permet discriminar la neu dels niguls. Per altra banda, l'alta resolució espacial del Sentinel, amb un píxel de 10 m permet veure amb precisió molts detalls com per exemple el nivell de l'aigua als embassaments de Cúber i del Gorg Blau.

La figura 2 correspon a una zona de conreu del pla de Mallorca. Es comparen dues imatges: una de dia 17 de gener i l'altra de dia 15 de febrer. La composició utilitza la banda de l'infraroig proper on la vegetació té una resposta particular: com major intensitat de vermell, major vigor de la vegetació. Així, podem observar l'evolució de la vegetació durant els 30 dies que separen les imatges.

A més de l'anàlisi visual que podem fer a partir de les imatges, també es poden treure indicadors que permeten comparar quantitativament diferents imatges. Un d'aquests indicadors és l'NDVI que mesura el vigor de la vegetació. A la taula 1 es pot veure un exemple d'aquest indicador pel conjunt de les Illes Balears. En color negre es veu la mitjana del període 2003-2011 i que ens servirà de referència per analitzar el període 2015/2016 així com període 2006/2007. S'observa com, durant la primavera de 2015 el valor d'NDVI estava per davall la mitjana mentre que durant la tardor estava per damunt. El valor comença a caure a finals de novembre, quedant per davall de la mitjana. En aquest moment, tenim un valor semblant a mes de febrer de 2007. Aquest índex és utilitzat per les assegurances agràries a l'hora de determinar l'efecte de la sequera a les pastures.


En definitiva, els satèl·lits ens ofereixen una visió en conjunt del territori a la que, juntament amb la verificació de les dades sobre el terreny, ens ajudarà a encertar a l'hora de prendre decisions.

Figura 1

Figura 2

Taula 1