Programa académico 2018 - eva.fing.edu.uy · Configuración del sistema. Procesamiento de datos....

Captura de Datos por Percepción Remota

UdelaR / FING / IA Departamento de Geomática Prof. Adj. Gdo. 3, Ing. Agrim. Edison Rosas Prof. Asist. Grdo. 2, Geógrafo Eduardo Vasquez

CU

RSO

de GR

ADO

– TCI24

Program

a académico 2018

MÓDULO III Plataformas y misiones satelitales

Sensores

3.1 - Resolución de un sistema sensor. Resolución espacial. Concepto de IFOV. Resolución espectral. Resolución radiométrica. Resolución temporal. Resolución angular. Relaciones entre resoluciones de un sistema sensor. 3.2 - Órbitas estacionarias y heliosincrónicas. Satélites Meteorológicos. Satélites de Observación de la Tierra. Sensores activos y pasivos. Sensores multiespectrales e hiperespectrales. Como adquirir una imagen de satélite. 3.3 - Misiones con sensores de Alta Resolución. Misiones planetarias de la NASA. Misiones actuales y futuras. Servidores de datos. 3.4 - La misión Landsat. Características generales. Constelación. Especificaciones. Objetivos del programa satelital. Respuesta espectral. Productos. USGS. 3.5 - Misión topográfica SRTM. Sensores activos. Sensores de radar (SAR). Sensores LIDAR. Aspectos técnicos. Funcionamiento y Operatividad. Captura de información. Cálculo de la posición. Configuración del sistema. Procesamiento de datos. Aplicación de filtros. Archivos de datos lidar. Ventajas y desventajas. Aplicaciones.

Objetivos de las diferentes misiones satelitales

Un sistema de observación remota La misión Landsat

Otras misiones

UdelaR / FING / IA - Departamento de Geomática – Programa académico 2018 – Curso de Grado – TCI24 / Captura de Datos por Percepción Remota 1er. Semestre 2018

MÓDULO III

3.4 – La misión Landsat

3.4 La misión Landsat.

USGS, Servicío Geológico de los Estados Unidos. Servidor de datos, entendiendo la interface. Características generales. Estaciones terrenas. Constelación Landsat. Misión Landsat, especificaciones. Nueva misión, objetivos. Especificaciones de productos. Gerenciar las imágenes.

MÓDULO III Plataformas y Sensores

Misión Landsat

Servicio Geológico de los Estados Unidos

USGS http://earthexplorer.usgs.gov

UdelaR / FING / IA - Departamento de Geomática – Programa académico 2018 – Curso de Grado – TCI24 / Captura de Datos por Percepción Remota 1er. Semestre 2018

(United States Geological Survey USGS, que anteriormente se llamó Geological Survey) es una agencia científica del gobierno de los Estados Unidos. Allí estudian el paisaje de Estados Unidos, sus recursos naturales, y fundamentalmente, los riesgos naturales que amenazan. La organización cuenta con cuatro grandes ramas, de disciplinas relativas como son: la biología, la geografía, la geología y la hidrología. El USGS es una organización de investigación y en uno de sus capítulos, disponibiliza con un aplicativo muy amigable, toda la colección de imágenes recogidas con el satélite del programa Landsat.

https://en.wikipedia.org/wiki/Federal_government_of_the_United_States

UDELAR – FING – IA - CAPTURA DE DATOS POR PERCEPCIÓN REMOTA / TCI19

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Repositorio, servidor de datos ………..

web site

LA MISIÓN LANDSAT

http://earthexplorer.usgs.gov/


Misión Landsat

DIRECCIÓN

PATH / ROW ELEMENTO GEOGRÁFICO

COORDENADAS

ÁREA PREDIFINIDA


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criterios de búsqueda

entendiendo la interface


LA MISIÓN LANDSAT MÓDULO III

Plataformas y Sensores Misión Landsat


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LA MISIÓN LANDSAT

FECHAS


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LA MISIÓN LANDSAT

TIPO DE DATO REQUERIDO



Misión Landsat

CRITERIOS ADICIONALES


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LA MISIÓN LANDSAT



Misión Landsat

IDENTIFICACIÓN DE ESCENAS

ZONA ESCENA, QUICKLOOK, DESCARGA, ENCARGUE, METADADO, ELIMINAR DE SELECCIÓN

KMZ PARA EL CONJUNTO DE LA CONSULTA


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selección de resultados



LA MISIÓN LANDSAT MÓDULO III Plataformas y Sensores

Misión Landsat


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características generales

objetivo, observación de

recursos naturales

LA MISIÓN LANDSAT

primer proyecto dedicado exclusivamente a la observación de los recursos naturales de la tierra por teledetección, data de

la década del 60.

SATELITE de la serie ERTS (Earth Resource Technollogy Satelitte)

la denominación de LANDSAT, ocurrió luego del segundo lanzamiento en el año 1975, y es el proyecto más fructífero

hasta la época.

PORQUÉ ? debido a la buena resolución, el carácter global, su comercialización, y hoy, cuenta con un

archivo histórico extraordinario

HOY CUENTA CON INFORMACIÓN HISTÓRICA MUY COMPLETA, DE LOS ÚLTIMOS 30 AÑOS Y PARA CASI

TODA LA SUPERFICIE TERRESTRE.


Misión Landsat


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estaciones terrenas

ubicación de las estaciones de bajada

de información

LA MISIÓN LANDSAT

http://landsathandbook.gsfc.nasa.gov/ground_system/prog_sect4_2.html

MÓDULO III

Plataformas y Sensores Misión Landsat


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estación terrena CÓRDOBA / CONAE

descripción

LA MISIÓN LANDSAT

http://www.conae.gov.ar/index.php/espanol/2012-12-04-19-32-37/area-de-cobertura

La Estación Terrena Córdoba (ETC) desarrolla las actividades de recepción, procesamiento, publicación y almacenamiento de la

información satelital que es generada por diferentes satélites de observación de La Tierra.

Desde la ETC se han controlado los satélites argentinos SAC-A, SAC-B, SAC-C y SAC-D y se reciben imágenes de otros satélites internacionales, tales como Landsat, Spot, EROS, Terra,

Aqua, NPP, la serie NOAA y GOES. Asimismo, forma parte de la red de estaciones que dan soporte

al SIASGE formado por los satélites operativos de la Agencia Espacial Italiana (ASI) Cosmo-Skymed y por los satélites

SAOCOM-1A y SAOCOM-1B que serán lanzados próximamente. Además presta soporte tanto para las misiones nacionales prevista en el Plan Espacial como algunas otras misiones

internacionales que tienen acuerdos específicos para hacer uso de los servicios de la CONAE y compartir el uso de los datos

generados, tanto en la bajada de datos como tareas de seguimiento, telemetría y control (TTyC).

Se continuará con el proceso de actualización y mejoramiento de los sistemas de hardware y software para permitir la

incorporación del resto de los satélites del Plan Espacial (SAOCOM, SABIA-Mar y SARE).

MÓDULO III Plataformas y Sensores Misión Landsat

constelación LANDSAT


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LA MISIÓN LANDSAT 19

70

1975

1980

1985

1990

1995

2000

2005

2010

2016

SATÉLITE AÑO LANZAMIENTO FIN DE OPERACIÓN ÓRBITA ALTURA RESOL. TEMP. ÁREA CUBIERTA RESOL. ESP. RESOLUCIÓN ESPECTRAL RESOL. RAD.

ERTS 1 1972 1978

órbita circular, casi

polar, sincrónica al

Sol

altura de 920 Km.

18 días de resolución temporal

escenas de 185 Km.

80 x 80 m. V, R, IRC

8 BITS

LANDSAT 2 1975 1983 80 x 80 m. V, R, IRC

LANDSAT 3 1978 1993 40 x 40 m. Pancromático

LANDSAT 4 1982 1983

altura de 705 Km.

16 días de resolución temporal

80 x 80 m. A, V, R, IRC

LANDSAT 5 1985 2011 80 x 80 m. A, V, R, IRC, IRM, IRM, IRT

LANDSAT 6 1993 1993 80 x 80 m. A, V, R, IRC, IRM, IRM, IRT

LANDSAT 7 1999 EN OPERACIÓN CON PROBLEMAS

escenas de 170 Km.

40 x 40 m. A, V, R, IROC, IRC, IRM, IRT, PAN

LANDSAT 8 2013 EN OPERACIÓN 30 x 30 m. AC, A, V, R, IRC, IRM1, IRM2, IRT1, IRT2, PAN, Cirrus 16 BITS

http://www.un-spider.org/sites/default/files/LDCM-L8.R1.pdf

MÓDULO III Plataformas y Sensores Misión Landsat


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Especificaciones

Características, según la serie que

corresponda a que misión

LA MISIÓN LANDSAT

3 a 4 m. 1000 Kg. Órbita polar, a una altura de 917 Km. Cada 18 días la pasada a la misma hora local Correcciones de órbita en estaciones terrenas Serie 1, 2 y 3

6 m. 1500 Kg. Órbita polar, a una altura de 705 Km. Cada 16 días la pasada a la misma hora local Correcciones de órbita automatizadas Serie 4, 5, 6, 7 y 8


Misión Landsat


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Especificaciones

misión Landsat

LA MISIÓN LANDSAT

INSTRUMENTOS DE OBSERVACIÓN

LOS TRES PRIMEROS LANDSAT MMS, Multiespectral Scanner, equipo de barrido con info en 4 bandas y tres cámaras de video, RBV, Return Beam Vidicon con una banda que iba del V, al IRC. LOS LANDSAT 4 y 5 Nuevo explorador de barrido, TM, Thematic Mapper, con mejora en la resolución espacial y espectral y se mantuvo el equipo de barrido MMS operando conjuntamente con dos cámaras pancromátricas y se pasó de 4 a 7 bandas. Ya en los últimos Landsat, se incorporó un nuevo sensor, el ETM+, Earth Thematic Mapper, que mejora la resolución espacial, agregando una banda pancromátrica de 15 m. y aumentando la resolución de la banda térmica a 60 m.


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Objetivos del programa satelital nuevo, de Landsat

tres pilares fundamentales

LA MISIÓN LANDSAT

Recopilar y archivar datos bandas multiespectrales y térmicas para toda la superficie de la tierra, en cada época del año y con resolución tal, que

pueda afinar la información en un área próxima de un campo de béisbol.

Que los datos sean consistentes con los datos de las misiones Landsat anteriores, en geometría de adquisición, en calibración, en información

espectral y espacial tal que la disponibilidad de los datos permita estudios de cobertura de la tierra y uso de la tierra en periodos multitemporales.

Distribuir los productos de datos, en forma estándar y sobre una base no

discriminatoria y sin costo a los usuarios.


Misión Landsat


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Especificaciones

Landsat 8

LA MISIÓN LANDSAT

El satélite Landsat 8, incorpora: dos instrumentos de barrido Operational Land Imager (OLI)

un sensor térmico infrarrojo llamado Thermal Infrared Sensor (TIRS)

Sensor OLI, similar al sensor ETM+ mejora espectral banda nueva en el canal azul visible – recursos hídricos y zonas costeras

infrarrojo – detección de nubes cirrus nueva banda de control de calidad, con info de nubes, agua y nieve

Sensor TIRS, recoge dos bandas de los anteriores TM y ETM+

bandas del infrarrojo térmico

LA MEJORA EN CALIDAD DE LOS DATOS (mejor relación entre la señal y el ruido) y MEJOR

RESOLUCIÓN RADIOMÉTRICA (ahora de 12 bits), se aplica mucho a la detección de cambios en la

cobertura terrestre.

MÓDULO III – PLATAFORMAS Y SENSORES

ANTENA BANDA X

PROPULSIÓN

RASTREADOR DE ESTRELLAS

CONTROL TÉRMICO

RUEDAS REACCIÓN

ANTENA BANDA S

OLI

TIRS


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Esquema del satélite y sub-sistemas

ilustración esquemática

LA MISIÓN LANDSAT

http://www.gmv.com/es/Empresa/Comunicacion/Noticias/2013/02/Landsat8.html



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Especificaciones productos a Nivel 1

LA MISIÓN LANDSAT

Procesamiento Nivel 1 T-Corrección geométrica

Tamaño de pixel Bandas OLI multiespectrales 1-7, 9 de 30 m. Banda OLI pancromática 8 de 15 m. Bandas TIRS 10-11, tomadas en 100 m. y remuestreadas en 30 m.

Características de los datos

• Formato de datos GeoTIFF • Remuestreo por convolución cúbica (CC) • Norte arriba • Proyección cartográfica Universal Transversal Mercator UTM (estereográfica

polar de la Antártida) • Datum del Sistema Geodésico Mundial WGS 84 • 12 m. de error circular, con el 90% de confianza o exactitud para OLI • 41 m. de error circular, con el 90% de confianza o exactitud para TIRS • Valores de pixel en 16 bits

Entrega de datos Archivo comprimido *Tar *gz para descarga a través de HTTP

Tamaño de archivo Aproximadamente de 1 Gb comprimido y luego de 2 Gb



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Identificación de las bandas en OLI y TIRS CAPÍTULO 2 – ADQUISICIÓN DE DATOS

LA MISIÓN LANDSAT La

ndsa

t 8,

sens

ores

OLI

y

TIR

S

Bandas Longitud de

onda en micrómetros

Resolución espacial en metros

Banda 1 – Aerosol costero 0.43 / 0.45 30 Banda 2 – Azul 0.45 / 0.51 30 Banda 3 – Verde 0.53 / 0.59 30 Banda 4 – Rojo 0.64 / 0.67 30 Banda 5 – Infrarrojo cercano (NIR) 0.85 / 0.88 30 Banda 6 – SWIR 1 1.57 / 1.65 30 Banda 7 – SWIR 2 2.11 / 2.29 30 Banda 8 – Pancromático 0.50 / 0.68 15 Banda 9 – Cirrus 1.36 / 1.38 30 Banda 10 – Infrarrojo térmico (TIRS) 1 10.60 / 11.19 100 Banda 11 – Infrarrojo térmico (TIRS) 2 11.50 / 12.51 100


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Respuesta espectral

esquema de bandas

LA MISIÓN LANDSAT

La resolución espacial, siempre es lo que mas se atiende en el caso de las imágenes, pero un tema no menor, es tener en

cuenta cual es la respuesta espectral en las imágenes.



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Productos I

tipos de información suministrada

LA MISIÓN LANDSAT

definiciones de tipo de producto proporcionadas por el USGS

Productos de Nivel 0 (L0): son imágenes digitales con todas las transmisiones de datos y objetos sin formato. Estos productos están al

mismo tiempo ordenados de manera proporcional, espacial y secuencialmente por bandas multiespectrales.

Productos de Nivel 1 Radiometric (L1R): datos de imágenes

radiométricamente corregidas. Son derivados de datos L0 y escalados a valores de radiancia espectral o reflectancia.

Productos de Nivel 1 Sistematic (L1G): son productos de datos del tipo L1R con correcciones geométricas sistemáticas aplicadas y muestreos

para el registro en una proyección cartográfica, se encuentran referenciados al Sistema Geodésico Mundial de 1984 (WGS84), G873,

o a su versión actual. .


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Productos II

tipos de información suministrada

LA MISIÓN LANDSAT

definiciones de tipo de producto proporcionadas por el USGS

Productos de Nivel 1 Gt (L1Gt): del tipo anterior, y que además utilizan la información de posición a bordo o efemérides definitivas, así como el uso

de los datos controlados de elevación para corregir los errores de paralaje.

Productos de Nivel 1 Terrain (L1T): consisten en productos de datos L1R con correcciones geométricas sistemáticas aplicadas, utilizando para ello puntos de control terrestre (GCP) o información de posición integrada a

bordo para entregar una imagen registrada a una proyección cartográfica, referenciada a WGS84, G873, o a su versión actual. Adicionalmente los

datos también contienen una corrección topográfica por el desplazamiento del terreno debido al relieve.


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Descripción y nomenclator de los archivos

LA MISIÓN LANDSAT

ARCHIVO COMPRIMIDO

Ls8ppprrrYYYYDDDGGGVV_FT.ext

IDENTIFICADOR DESCRIPCIÓN

L Nombre de misión: Landsat

s Tipo de sensor con que se adquirieron los datos: O = OLI, T = TIRS, C = Combinado OLI y TIRS

8 Número de la misión Landsat

ppp Coordenada de la órbita satelital en sistema global de referencia, PATH

rrr Coordenada de la órbita satelital en sistema global de referencia, ROW

YYYY Año de adquisición de la imagen

DDD Día del año, de adquisición

GGG ID de la estación terrena

VV Versión

_FT Tipo de archivo y contenido:

Archivo por banda (B1-B11), MTL (metadato), BQA (archivo de calidad de banda), MD5 (archivo de chequeo)

.ext Extensión del archivo: .TIF son los GeoTIFF y .TXT de texto



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Conjunto de archivos

descripción y especificidades

LA MISIÓN LANDSAT

ARCHIVO COMPRIMIDO LC82230842014265LGN00_tar.gzt

nomenclatura general de un producto final L1G para una imagen, tendrá luego de descomprimir, los

siguientes archivos de bandas: LC82230842014265LGN00_B1.TIF

……………… LC82230842014265LGN00_B11.TIF

También tenemos el archivo correspondiente a la banda de calidad:

LC82230842014265LGN00_BQA.TIF Cada píxel contiene un valor decimal que representa las combinaciones de bits de relleno de la superficie, la

atmósfera, y las condiciones de sensores que pueden afectar a la utilidad general de ese píxel.

LandsatLook.PNG Proporciona una vista rápida de la calidad de los píxeles para determinar qué escenario sería el mejor para

la aplicación de cada usuario. Sólo se utilizan las condiciones de confianza más altas para crear esta imagen de calidad



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Landsatlook

calidad de la información

LA MISIÓN LANDSAT

BITS INDIVIDUALES 0, 1, 2, 3 0 – No, condición que no existe 1 – SÍ, condición de que sí existe BITS DOBLES 4-5, 6-7, 8-9, 10-11, 12-13, 14-15 00 – No se determinó la condición 01 – Poca confianza de cumplir condición 0-33% confianza 10 – Confianza media de cumplir 34-66% de confianza 11 – Confianza de que exista la condición 67-100% confiable



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Conjunto de archivos

descripción y especificidades

LA MISIÓN LANDSAT

archivo de chequeo, que es un archivo que se crea para cada producto, de texto plano

LC82230842014265LGN00_MD5.txt

LC82230842014265LGN00_MTL.txt También se crea el archivo de metadatos, conteniendo la información específica del

producto, siendo un archivo de texto

LC82230842014265LGN00.JPG Imagen de acceso rápido, quick look, como para poder visualizar la imagen de

manera rápida, pero sin gran detalle



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LA MISIÓN LANDSAT

Data Set Attribute Attribute Value Landsat Scene Identifier LE72250842015172CUB00 Sensor Mode BUMPER Station Identifier CUB Day/Night DAY WRS Path 225 WRS Row 084 Date Acquired 2015/06/21 Start Time 2015:172:13:44:01.2067500 Stop Time 2015:172:13:44:27.9606875 Image Quality VCID 1 9 Image Quality VCID 2 9 Processing Software Version LPGS_12.6.1 Calibration Parameter File L7CPF20150401_20150630.07 Cloud Cover 0.04 Cloud Cover Quad Upper Left 0.05 Cloud Cover Quad Upper Right 0.01 Cloud Cover Quad Lower Left 0.09 Cloud Cover Quad Lower Right 0.02 Sun Elevation 23.97780228 Data Type Level 1 ETM+ L1T Sun Azimuth 33.28784943 Full Aperture Calibration N


https://lta.cr.usgs.gov/landsat_dictionary.html























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CAPÍTULO 2 – ADQUISICIÓN DE DATOS

LA MISIÓN LANDSAT

Data Set Attribute Attribute Value

Gain Band 1 H Gain Band 2 H Gain Band 3 H Gain Band 4 L Gain Band 5 H Gain Band 6 VCID 1 L Gain Band 6 VCID 2 H Gain Band 7 H Gain Band 8 L Gain Change Band 1 HH Gain Change Band 2 HH Gain Change Band 3 HH Gain Change Band 4 LL Gain Change Band 5 HH Gain Change Band 6 VCID 1 LL Gain Change Band 6 VCID 2 HH Gain Change Band 7 HH Gain Change Band 8 LL Browse Exists Y Data Category NOMINAL Gap Phase Source DE Gap Phase Statistic -13.427752
























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LA MISIÓN LANDSAT

Data Set Attribute Attribute Value Elevation Source GLS2000 Output Format GEOTIFF Ephemeris Type PREDICTIVE Panchromatic Lines 14041 Panchromatic Samples 16261 Reflective Lines 7021 Reflective Samples 8131 Thermal Lines 7021 Thermal Samples 8131 Ground Control Points Model 88 Geometric RMSE Model 11.303 Geometric RMSE Model X 10.944 Geometric RMSE Model Y 2.826 Map Projection L1 UTM Datum WGS84 Ellipsoid WGS84 UTM Zone 21 Grid Cell Size Panchromatic 15 Grid Cell Size Reflective 30 Grid Cell Size Thermal 30 Scan Gap Interpolation 2 Orientation NORTH_UP

























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LA MISIÓN LANDSAT

Data Set Attribute Attribute Value Resampling Option CUBIC_CONVOLUTION Corner UL Latitude Product -33.63097 (33°37'51.49"S) Corner UL Longitude Product -60.04542 (60°02'43.51"W) Corner UR Latitude Product -33.66779 (33°40'04.04"S) Corner UR Longitude Product -57.41637 (57°24'58.93"W) Corner LR Latitude Product -35.56693 (35°34'00.95"S) Corner LR Longitude Product -57.42596 (57°25'33.46"W) Corner LL Latitude Product -35.52742 (35°31'38.71"S) Corner LL Longitude Product -60.11546 (60°06'55.66"W) Center Latitude 34°36'52.09"S Center Longitude 58°44'23.39"W NW Corner Lat 33°39'38.30"S NW Corner Long 59°32'38.80"W NE Corner Lat 33°57'34.92"S NE Corner Long 57°29'01.18"W SE Corner Lat 35°33'46.87"S SE Corner Long 57°54'54.90"W SW Corner Lat 35°15'28.62"S SW Corner Long 60°00'58.97"W Center Latitude dec -34.61447 Center Longitude dec -58.73983 NE Corner Lat dec -33.9597











https://lta.cr.usgs.gov/EO1.html














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LA MISIÓN LANDSAT

Data Set Attribute Attribute Value NE Corner Long 57°29'01.18"W SE Corner Lat 35°33'46.87"S SE Corner Long 57°54'54.90"W SW Corner Lat 35°15'28.62"S SW Corner Long 60°00'58.97"W Center Latitude dec -34.61447 Center Longitude dec -58.73983 NE Corner Lat dec -33.9597 NE Corner Long dec -57.48366 NW Corner Lat dec -33.66064 NW Corner Long dec -59.54411 SE Corner Lat dec -35.56302 SE Corner Long dec -57.91525 SW Corner Lat dec -35.25795 SW Corner Long dec -60.01638


















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Como identifico las escenas

caso particular en el Uruguay

LA MISIÓN LANDSAT

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Programa académico 2018 - eva.fing.edu.uy · Configuración del sistema. Procesamiento de datos....

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