Libro gratuito: Algoritmos para el procesamiento de imágenes utilizando satélites del programa COPERNICUS de la Unión Europea

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Si te interesa el procesado de datos Sentinel estas de enhorabuena, ya que acaba de publicarse el libro Algoritmos para el procesamiento de imágenes utilizando satélites del programa COPERNICUS de la Unión Europea. El autor es Manuel Dávila Sguerra y está disponible para su descarga en PDF de forma gratuita.

Este libro, de 275 páginas, puede ser útil para quienes están comenzando a trabajar con estas tecnologías. El libro es un manual didáctico, con explicaciones claras y en mayor parte sencillas, aunque también hay algunos algoritmos que requieren de estudio para entenderlos bien. Pero queremos destacar los diagramas de flujos de trabajo utilizados, de elaboración propia por el autor y que nos ayudan a replicar los ejercicios con otras imágenes.

Como software se utilizan SNAP y QGIS, al ser ambos software libre también podremos utilizarlos sin límite.

Este libro, Algoritmos para el procesamiento de imágenes utilizando satélites del programa COPERNICUS de la Unión Europea, nace de la experiencia de años de trabajo sobre las imágenes que el programa satelital Copernicus de la Unión Europea nos provee para el estudio del comportamiento de la tierra en diferentes tipos de observaciones.

Los satélites de Copernicus giran alrededor de la tierra de manera permanente y sus sensores reciben las señales de luz que envía la naturaleza desde unos 700 kilómetros de distancia. Esos datos son “empaquetados” en archivos que se envían a centros de datos que están en tierra firme y que son los que Copernicus pone a nuestra disposición.

No son simples fotografías sino datos, estructurados dentro de un abanico de posibilidades del espectro electromagnético y que para ser analizadas se requiere de procesamientos especializados a través de herramientas de software libres de uso, como SNAP y QGIS, y desde la plataforma propietaria llamada ARCGIS de la empresa ESRI.

Acceso directo al libro en formato PDF:

https://repository.uniminuto.edu/bitstream/10656/16740/3/Libro_Algoritmos_2023.pdf

APA: Dávila, M. (2023). Algoritmos para el procesamiento de imágenes utilizando satélites del programa Copernicus de la Unión Europea. Corporación Universitaria Minuto de Dios. https://doi.org/10.26620/uniminuto/978-958-763-633-8

Índice completo

  • Contenido
  • Agradecimientos
  • Nota sobre las referencias bibliográficas
  • Autor
  • Introducción
  • Resumen
  • I. Coordenadas
    • 1.1. Paralelos
    • 1.2. Sobre el Círculo Polar Ártico
    • 1.3. Meridianos
    • 1.4. Definiciones gráficas
  • II. El proyecto Copernicus y los Sentinel
  • III. Método de comunicaciones
  • IV. Imágenes que proporcionan los Sentinel
  • V. Aspectos destacados de los Sentinel
    • 5.1. Sentinel-1
      • 5.1.1. Principios del radar
      • 5.1.2. Polarización
      • 5.1.3. Modos de adquisición Sentinel-1
      • 5.1.4. Formato de los archivos del Sentinel-1 (Sentinel Online, 2021a)
    • 5.2. Sentinel-2
      • 5.2.1. Configuración orbital y resumen de las características
      • 5.2.2. Procesamiento de datos del Nivel 1 (Sentinel-2, 2012)
      • 5.2.3. Convenciones del nombre de los archivos del Sentinel-2
    • 5.3. Sentinel-5 (Sentinel Online, 2021b)
      • 5.3.1. Cobertura geográfica
      • 5.3.2. Imagen de contenido web
  • VI. Un caso de aplicación: georreferenciación de cultivos y análisis de vegetación con el Sentinel-2
    • 6.1. Justificaciones del proyecto
    • 6.2. Diagrama de flujo del algoritmo aplicado
    • 6.3. Georreferenciación
    • 6.4. Análisis: Estrés de la vegetación con el índice de vegetación diferencial normalizado NDVI
    • 6.5. Análisis: Índice de agua de la superficie de tierra
    • 6.6. Índice Clorofila GCI o de cobertura verde B3
    • 6.7. Índice de vegetación mejorado, también conocido como EVI (EVI, 2000)
    • Conclusiones.
  • VII. Análisis de agua en la laguna de Tota utilizando series de tiempo con el Sentinel-2: IOP: Propiedades ópticas inherentes.
    • 7.1. Diagrama de flujo del algoritmo
    • 7.2. Características químicas, físicas y biológicas del agua.
    • 7.2.1. Sobre la radiancia
    • 7.2.2. ¿Por qué se necesita hacer correcciones atmosféricas?
    • 7.2.3. La corrección atmosférica
    • 7.2.4. Constituyentes ópticamente activos (OAC)
    • 7.2.5. Transmitancia
    • 7.2.6. Procesador C2RCC basado en redes neuronales
    • 7.2.7. Definiciones necesarias para entender los resultados que aparecen en el software SNAP en el proceso del análisis
    • 7.2.8. ¿Qué se puede medir con el Sentinel-2 C2RCC?
    • 7.2.9. Flujo de trabajo para reensamble y subconjuntos
    • 7.2.10. Proceso para cargar el procesador C2RCC
    • 7.2.11. Series de tiempo
    • 7.2.12. Ubicación territorial usando el Open Street Map OSM de la plataforma Qgis
  • VIII. Representación del cuerpo de agua en una laguna usando el Sentinel-2 en María La Baja.
    • 8.1. Diagrama de flujo del algoritmo
    • 8.2. scl o clasificación de escenas
    • 8.2.1. Sobre las nubes
    • 8.3. Reensamble de bandas y selección del territorio
    • 8.4. índice de agua normalizado NDWI
    • 8.5. Filtrar a través de una máscara para desaparecer lo que no sea agua
    • 8.6. Mediciones geométricas y ubicación territorial
  • IX. Una experiencia con el Sentinel-1 para el análisis de sismos
    • 9.1. Algoritmo para análisis de sismos
    • 9.2. Desarrollo del algoritmo
      • 9.2.1. Lectura inicial de los mapas
      • 9.2.2. Flujo de trabajo para la adecuación de la órbita del vuelo
      • 9.2.3. Interferometría
      • 9.2.4. Limpieza de franjas
      • 9.2.5. Convertir la cara interferometría en desplazamiento
      • 9.2.6. Corrección de rango doppler
  • X. Una experiencia con el Sentinel-1 para visualizar masas de agua
    • 10.1. Diagrama de flujo general
    • 10.2. Filtración de bandas, aplicación de la órbita y eliminación de ruido térmico
      • 10.2.1. Flujo de trabajo para hacer correcciones de terreno
  • XI. Análisis de incendio utilizando el Sentinel-2
    • 11.1. Diagrama de flujo del algoritmo a ser aplicado
    • 11.2. Visualización inicial de los mapas
    • 11.3. Control de nubes
    • 11.4. Cálculo de la relación de combustión normalizada (NBR)
    • 11.5. Gravedad de la quemadura
    • 11.6. Flujo de trabajo para calcular el NBR y mezclar las bandas pertinentes
    • 11.7. Colocación o “Collocate”
    • 11.8. RBR o Relación relativa de quemado o “Relative Burn Ratio”
  • XII. Análisis de deforestación
    • 12.1. Diagrama de flujo del algoritmo a ser aplicado
    • 12.2. La radiancia
    • 12.3. Medidas primarias y secundarias de las copas de los árboles
    • 12.4. Proceso de reensamble y escogencia del territorio
    • 12.5. Proceso para generar las características bioquímicas del terreno estudiado
    • 12.6. Sobre los índices biofísicos
    • 12.7. Resultados visuales del proceso de generación de los índices biofísicos
    • 12.8. Representaciones cartesianas de los resultados de los índices Biofísicos
      • 12.8.1. Medición de fapar con series de tiempo: fracción de absorción de la radiación fotosintética
      • 12.8.2. Medición de fcover con series de tiempo: fracción de cubrimiento de vegetación
      • 12.8.3. Medición de Lai con series de tiempo: índice de áreas de las hojas
      • 12.8.4. Medición de Lai_cab con series de tiempo: contenido de clorofila en las hojas
      • 12.8.5. Medición de Lai_cw con series de tiempo: contenido de agua en las copas de los árboles
    • Conclusiones
  • XIII. Calidad del aire utilizando el Sentinel-5P
    • 13.1. Diagrama de flujo del algoritmo a ser aplicado
    • 13.2. Tecnologías necesarias
    • 13.3. Mapas seleccionados
    • 13.4. Formato de los archivos del Sentinel-5P
    • 13.5. Aerosoles
    • 13.6. Funcionamiento del proceso para analizar calidad del aire y presencia de aerosoles
    • 13.7. Funcionamiento del proceso para analizar calidad del aire y presencia de NO2
    • 13.8. Opciones que provee el Sentinel-5P para otros análisis
  • XIV. Cultivos de arroz con el Sentinel-1
    • 14.1. Algoritmo para el análisis de cultivos de arroz
    • 14.2. Las imágenes iniciales
    • 14.3. Sobre el Sigma0
    • 14.4.Corregistración
    • 14.5. Filtrar “Ruidos” moteados
    • 14.6. Limpieza granular
    • 14.7. Transformación a decibelios
    • 14.8. Crear imagen Geotiff para QGIS
  • XV. Monitoreo de volcanes: volcán ETNA
    • 15.1. Algoritmo para monitoreo de volcanes
    • 15.2. Flujos de trabajo para reensamble de bandas y selección del territorio
    • 15.3. Exportación a QGIS para hacer mediciones
    • 15.4. Curvas de nivel
  • Conclusiones
El libro Algoritmos para el procesamiento de imágenes utilizando satélites del programa COPERNICUS de la Unión Europea está protegido por el Registro de propiedad intelectual. Los conceptos expresados en los artículos competen a los autores, son su responsabilidad y no comprometen la opinión de UNIMINUTO. Se autoriza su reproducción total o parcial en cualquier medio, incluido electrónico, con la condición de ser citada clara y completamente la fuente, siempre y cuando las copias no sean usadas para fines comerciales, tal como se precisa en la Licencia Creative Commons Atribución – No comercial – Compartir Igual que acoge UNIMINUTO.

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