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Practica PROCESAMIENTO DIGITAL DE IMAGENES

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PRACTICA 0
JUSTIFICACIÓN DE LA SELECCIÓN PREVIA DE ZONA DE ESTUDIO PARA
EL PROYECTO FINAL
Ingeniero Especialista Javier Espejo
Objetivo.
Familiarizarse con el uso, características, ventajas, desventajas y limitaciones de los
diferentes portales de visualización y análisis del archivo histórico de imágenes
Landsat.
Facilitar al estudiante la justificación y evaluación de la pertinencia de la selección de
su zona de estudio para el proyecto final del curso.
Introducción.
La importancia del programa Landsat no solo radica en la extensión, disponibilidad y
calidad de su archivo de imágenes satelitales multiespectrales de la superficie terrestre
desde 1972, sino además en convertirse en un punto de referencia de como la
disponibilidad y acceso de los datos generados fortalecen los procesos de monitoreo de
la dinámica de las coberturas y su uso a nivel regional, local y global.
Tras casi 40 años de recolección, calibración e interpretación de los datos de este
programa el volumen de datos disponibles es gigantesco y descubrir o determinar la
pertinencia de estos para la formulación de su pregunta de investigación para el curso
de Procesamiento Digital de Imágenes es fundamental.
Ejercicio #1. Lecturas Fundamentales
1. Realice la lectura del artículo: Opening the archive: How free data has enabled
the science and monitoring promise of Landsat. Michael A. Wuldera, Jeffrey G.
Masek, Warren B. Cohen, Thomas R. Loveland, Curtis E. Woodcock 1.
2. Reflexione y presente sus conclusiones sobre (Max 1 hoja):
a. La evolución del programa Landsat y sus objetivos.
b. El impacto de la variación de los costos en la distribución y acceso a los
datos.
c. El impacto de la liberación de los datos (Open Data Policy) en el acceso y
uso de los datos de Landsat.
d. La variedad de aplicaciones a partir de los datos Landsat.
e. Y el futuro del programa Landsat.
Recuerde que usted desarrollara durante todo el semestre, y en preparación para el proyecto final,
el trabajo de PDI sobre una zona de estudio de su elección (aprobada por el profesor) y analizara
cuanto han cambiado las coberturas en la zona durante un tiempo determinado.
Es decir, usted realizará un Análisis multitemporal (el COMO), para cuantificar (el CUANTO) los
cambios de coberturas en una zona del país (el DONDE) durante el tiempo transcurrido entre las
fechas de toma de dos imágenes satelitales (el CUANDO) y producido por un fenómeno de tipo
espacial (el QUE).
1
http://larse.forestry.oregonstate.edu/sites/larse/files/pub_pdfs/Wulder_etal_2012.pdf
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Ing. Esp. Javier Espejo
Ejercicio #2. Landsatlook Viewer.
1. Acceda al portal http://landsatlook.usgs.gov/.
2. Revise la documentación y manual de ayuda para familiarizarse con el uso de
este: http://landsat.usgs.gov/LandsatLook_Viewer.php.
3. Visualice las imágenes disponibles en cada categoría (Landsat 8 OLI, Landsat 7
ETM+ SLC-off, etc) en diferentes fechas para su zona de estudio.
4. Para cada categoría, presente la imagen más antigua y la mas reciente y de
mejor calidad (menor cobertura de nubes, brumas sombras y otras perdidas de
información) que encontró para su zona de estudio.
Categoria
Imagen Mas antigua
Imagen Mas reciente
5. Cuáles serían las 2 imágenes más convenientes para apoyar el desarrollo de su
proyecto final?. Presente el metadato.
6. Presente un resumen de los cambios más evidentes, a nivel de cobertura, que
usted puede observar en las imágenes más separadas en el tiempo que usted
pudo encontrar.
Ejercicio #3. Servicios de procesamiento en la Nube - AWS.
7. Revise la documentación sobre la disponibilidad de los servicios de visualización
y procesamiento de los datos de Landsat 8 que se han puesto en
funcionamiento con sobre la plataforma Amazon Web Services. Puede revisar la
entrada de Blog de Vicent Sarago: http://remotepixel.ca/blog/19Mar2015.html.
8. Revise la utilidad de las siguientes herramientas desarrolladas por Vicent
Sarago en el sitio web http://remotepixel.ca/webmapping/index.html.
 Realice una comparación Antes y Después de dos imágenes
Landsat
8
sobre
su
zona
de
interés:
http://remotepixel.ca/webmapping/landsat8beforeafter.html
 Construya un mosaico de imágenes Landsat 8, con la menor
cantidad de nubes, para uno de los departamentos de Colombia.
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Ing. Esp. Javier Espejo
Asegúrense de que no se repinten Depratamentos entre los grupos
de trabajo en los dos Cursos de PDI.
 Cree un GIF animado de las imágenes Landsat 8 de la imagen de
su
zona
de
interés.
http://remotepixel.ca/webmapping/landsat8evolution.html
Ejercicio #4. Google Engine - Timelapse.
1. Acceda al sitio web: http://world.time.com/timelapse/ donde se presenta un Especial
preparado por la revista TIME sobre de los 40 años del programa Landsat.
2. Revise el contenido de este especial, lecturas, imágenes y videos.
3. Presente brevemente sus conclusiones acerca de (Max 1 hoja):
a. Método de generación de las imágenes mostradas.
b. Historia del programa Landsat.
c. El uso de los datos Landsat en UNO de los 3 casos de estudio
presentados: Extreme Resources, Climate Change o Urban Expansion.
4. Seleccione una de las imágenes de la Galería The Earth as Art: Satélite Images
of Our Planet from Orbit (asegúrese de no repetir la selección con alguien más
del mismo grupo)2. Y determine (Max 1 hoja):
a. La combinación de color en la que es presentada cada imagen.
b. Describa brevemente la zona presentada y en lo posible describa o
determine cuáles son los rasgos/accidente geográficos más importantes
o visibles en la imagen.
c. Enumere las coberturas predominantes que usted puede determinar
están presentes en la zona de la imagen.
d. ¿Qué es lo que más le llamo la atención de esa imagen?
5. De nuevo en la web Timelapse, analice los datos presentados, y familiarícese
con el funcionamiento de la aplicación.
8. Visualice las imágenes disponibles en diferentes periodos para su zona de
estudio.
9. Presente un resumen de la evolución de los cambios, más evidentes, a nivel de
cobertura, que usted puede observar entre los dos periodos de tiempo que
2
Puede encontrar las imágenes a mayor resolución, en formato de poster y con datos como fecha de toma
y una descripción más extensa en: http://eros.usgs.gov/imagegallery. Para la descarga se accede con sus
datos de cuenta en EarthExplorer.
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usted definió inicialmente en su pregunta de investigación.
10. Si le interesa aún más información, tutoriales sobre el uso de la plataforma
Google Earth Engine puede visitar: https://earthengine.google.org/#intro
Ejercicio #6. ChangeMatters - ESRI.
1. Acceda al sitio web:
http://www.esri.com/software/landsat-imagery donde se
presentan los servicios y capacidades de procesamiento y análisis de ArcGIS sobre el
archivo histórico de datos Landsat.
2. Revise
a.
b.
c.
la documentación de los servicios de imágenes (Image Services):
Landsat GLS 2010.
False Color/Near Infrared (432) 1975-2010
NDVI Change.
PARA LOS PUNTOS 3 a 6 SE REQUIERE EL USO DE ARCGIS VERSIONES 10.0 Y POSTERIORES, ASÍ
COMO UNA CONEXIÓN A INTERNET PARA LA DESCARGA DE DATOS DESDE LOS SERVIDORES DE
ESRI. SI NO CUENTA CON ESTOS RECURSOS EN SU CASA, REALÍCELO EN ALGUNA DE LAS SALAS
DE LA UNIVERSIDAD.
3. En una ventana de ArcGis 10.x proceda a cargar datos desde los servicios de
ArcGIS Online:
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4. Realice una búsqueda de todos los servicios que correspondan a datos Landsat.
5. Seleccione y abra el servicio False Color/Near Infrared (432) 1975-2010.
6. Proceda sobre dichos datos a revisar diferentes partes del mundo, presente y
describa un lugar donde la cantidad de vegetación sea escasa o inexistente y
otro lugar donde esta sea abundante.
7. Además compare y complemente sus observaciones con las presentadas por
Carl Sagan en la lectura “Un Punto
Azul Palido”. Y una breve reflexión sobre la utilidad, ventaja y desventaja de
este tipo de aplicaciones y servicios. (max 1 hoja)3.
8. De nuevo en el portal de ESRI, revise el Visor ChangeMatters.
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Para tener una referencia geográfica, puede proceder a cargar además el servicio World Administrative
Divisions, que le permite visualizar los límites de las unidades administrativas primarias: municipios, estados,
regiones administrativas, etc.
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8. Para familiarizarse con el uso e información desplegada en esta herramienta
realice el Tour Guiado: ChangeMatters Tips.
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9. Realice una visualización de los cambios en su zona de estudio a partir del
“Image Map” Vegetation Analysis. Modifique los diferentes periodos de
comparación (Select Dates).
10. Presente brevemente sus conclusiones acerca de (Max 1 hoja):
a. Los cambios en la vegetación mostrados por la aplicación. ¿Son
coherentes con procesos de la cobertura vegetal?. Ej: ciclos de cultivos,
deforestación, etc. O En algunos casos son debidos a cambios en las
condiciones de toma, ej: nubes y sombras.
b. Los cambios observados refuerzan su planteamiento inicial para la
pregunta de investigación para el curso? Son más evidentes los cambios
en el periodo seleccionado inicialmente o se observan cambios más
significativos en otros periodos de comparación?
Ejercicio #5. Comparación Final.
11. Finalmente realice una tabla comparativa de los portales: Landsatlook,
RemotePixel, Timelapse y ChangeMatters, a partir de los siguientes criterios:
a. Características de los datos presentados: son imágenes o productos
derivados de estas, mosaicos o compuestos temporales de imágenes?
b. Escala máxima a la que se pueden visualizar los datos.
c. Combinaciones de Color empleadas para la presentación de los datos.
d. Fechas de los datos disponibles (mínima y máxima).
e. Limitaciones/Desventajas frente a los otros 2 portales.
f. Velocidad de carga, despliegue o visualización.
g. Calidad de las imágenes en pantalla.
h. Utilidad de cada aplicación.
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