Application of the sharpening technique to the L-band using higher spatial resolution radiometric observations in preparation for CIMR

Applica ion o he sha pening echnique o he L-band using highe spa ial esolu ion adiome ic obse a ions in p epa a ion o CIMR T abajo inal de G ado p esen ado po la Escola Tècnica Supe io d'Enginye ia de Telecomunicació de Ba celona de la Uni e si a Poli ècnica de Ca alunya po Ma c Lucena González En cumplimien o pa cial de los equisi os pa a la ob ención del GRADO EN INGENIERÍA DE TECNOLOGÍAS Y SERVICIOS DE TELECOMUNICACIÓN Di ec o /a: Me cè Vall-llosse a y Mi iam Pablos Ba celona, junio de 2024 1 Resumen Los sa éli es de obse ación de la Tie a desempeñan una unción undamen al en el p oceso de p opo ciona medidas globales y pe iódicas a ce ca de los pa áme os geo ísicos. En el año 2028 se lanza á la misión CIMR (Cope nicus Imaging Mic owa e Radiome e ) de la ESA, la cual lle a á emba cado un adióme o de mic oondas mul i ecuencia con el obje i o p incipal de p opo ciona obse aciones de la empe a u a del ma , concen ación del hielo ma ino y salinidad de la supe icie del ma . Además, ambién oma á medidas sob e la ie a y p opo ciona á p oduc os como la empe a u a y la humedad supe icial. El obje i o p incipal de es e p oyec o es aplica y alida la écnica de pansha pening a imágenes de adiome ía de mic oondas de dos bandas de ecuencia di e en es. Es a écnica se pod á u iliza con los da os de CIMR pa a mejo a la esolución espacial de la banda L con los da os de la banda X medidos con el adióme o mul i ecuencia que lle a á emba cado. Pa a es e es udio se han u ilizado da os de senso es a es as ecuencias que es u ie an en ó bi a simul áneamen e y con ca ac e ís icas simila es a las del ins umen o que lle a á emba cado en un u u o la misión CIMR. Se ha abajado con medidas de empe a u a de b illo de SMAP pa a las medidas en banda L. Mien as que, pa a los da os en banda X se ha elegido el adióme o AMSR2. 2 Resum Els sa èl·li s d'obse ació de la Te a exe ceixen una unció onamen al en el p océs de p opo ciona mesu es globals i pe iòdiques sob e els pa àme es geo ísics. L'any 2028 es llança à la missió CIMR (Cope nicus Imaging Mic owa e Radiome e ) de l'ESA, la qual po a à emba ca un adiòme e de mic oones mul i eqüència amb l'objec iu p incipal de p opo ciona obse acions de la empe a u a del ma , concen ació del gel ma í i salini a de la supe ície del ma . A més, ambé p end à mesu es sob e la e a i p opo ciona à p oduc es com la empe a u a i la humi a supe icial. L'objec iu p incipal d'aques p ojec e és aplica i alida la ècnica de pansha pening a ima ges de adiome ia de mic oones de dues bandes de eqüència di e en s. Aques a ècnica es pod à u ili za amb les dades de CIMR pe millo a la esolució espacial de la banda L amb les dades de la banda X mesu ades amb el adiòme e mul i eqüència que po a à emba ca . Pe a aques es udi s'han u ili za dades de senso s a aques es eqüències que es iguessin en ò bi a simul àniamen i amb ca ac e ís iques simila s a les de l'ins umen que po a à emba ca en un u u la missió CIMR. S'ha eballa amb mesu es de empe a u a de b illan o de SMAP pe a les mesu es en banda L. Men e que, pe a les dades en banda X s'ha escolli el adiòme e AMSR2. 3 Summa y Ea h obse a ion sa elli es play a undamen al ole in he p ocess o p o iding global and pe iodic measu emen s o geophysical pa ame e s. In 2028, he ESA's CIMR (Cope nicus Imaging Mic owa e Radiome e ) mission will be launched, which will ca y a mul i- equency mic owa e adiome e wi h he p ima y objec i e o p o iding obse a ions o sea su ace empe a u e, sea ice concen a ion, and sea su ace salini y. Addi ionally, i will also ake measu emen s o e land and p o ide p oduc s such as su ace empe a u e and humidi y. The main objec i e o his p ojec is o apply and alida e he pansha pening echnique o mic owa e adiome y images o wo di e en equency bands. This echnique can be used wi h CIMR da a o imp o e he spa ial esolu ion o he L-band wi h he X-band da a measu ed wi h he mul i- equency adiome e i will ca y. Fo his s udy, da a om senso s a hese equencies ha we e in o bi simul aneously and wi h simila cha ac e is ics o hose o he ins umen ha he CIMR mission will ca y in he u u e ha e been used. B igh ness empe a u e measu emen s om SMAP ha e been used o he L-band measu emen s. Meanwhile, he AMSR2 adiome e was chosen o he X- band da a. 4 Ag adecimien os Me gus a ía ag adece a Me cè Vall-llosse a po da me la opo unidad de ealiza es e TFG cuando acep o se mi u o a, po acili a me odo el ma e ial que he necesi ado, guia me y ayuda me cuando lo he necesi ado. También, quie o ag adece a Mi iam Pablos po su ayuda incansable, su dedicación y su cla idad a la ho a de simpli ica odos los concep os, a ni el eó ico y sob e odo en el código. Además, quie o ag adece la apidez en las espues as de los co eos elec ónicos y la disposición pa a lle a a cabo euniones. G acias a Me cè y Mi iam es e TFG se ha desa ollado de mane a sa is ac o ia. 5 His o ial de e isión y ap obación Re isión Fecha Obje i o 0 25/03/2024 C eación del documen o 1 15/04/2024 Re isión de la in oducción y es ado del a e 2 06/05/2024 P ime a e isión me odología 3 20/05/2024 Segunda e isión es ado del a e y me odología 4 03/05/2024 P ime a e isión esul ados 5 10/06/2024 Segunda e isión esul ados 6 15/06/2024 Re isión conclusiones 7 18/06/2024 Re isión inal Lis a de dis ibución del documen o Nomb e E-Mail Ma c Lucena González ma c.lucena@es udian a .upc.edu Me cè Vall-llosse a Fe an me ce. all-llose [email p o ec ed] Mi iam Pablos He nández [email p o ec ed] Esc i o po : Re isado y ap obado po : Fecha 25/03/2024 Fecha 18/06/2024 Nomb e Ma c Lucena Nomb e Me cè Vall-llosse a Posición Au o del p oyec o Posición Supe iso del p oyec o 6 Tabla de con enidos Resumen ......................................................................................................... 1 Resum ............................................................................................................. 2 Summa y ......................................................................................................... 3 Ag adecimien os .............................................................................................. 4 His o ial de e isión y ap obación ...................................................................... 5 Tabla de con enidos ......................................................................................... 6 Lis a de igu as ................................................................................................. 8 Lis a de ablas ............................................................................................... 10 Lis a de ac ónimos y siglas ............................................................................. 11 1. In oducción ........................................................................................... 12 1.1. Obje i os ......................................................................................... 13 1.2. Reque imien os ................................................................................ 13 1.3. Me odología ..................................................................................... 13 1.4. Plan de abajo ................................................................................. 14 1.5. Incidencias ...................................................................................... 17 2. Es ado del a e .................................................................................... 18 2.1. Concep os de elede ección y adiome ía ......................................... 18 2.1.1. Telede ección ............................................................................ 18 2.1.2. Telede ección po mic oondas. Radióme o de mic oondas ......... 19 2.1.2.1 Rada y LIDAR ........................................................................... 21 2.2. Con ex o y componen es del P og ama Espacial Eu opeo de Obse ación de la Tie a ................................................................................................. 23 2.2.1. Agencia Espacial Eu opea (ESA) ................................................. 23 2.2.1.1. Misión y unciones ................................................................... 23 2.2.2. P og ama Cope nicus ................................................................ 23 2.2.2.1. Obje i os y alcance .................................................................. 23 2.2.2.2. Sen inel .................................................................................. 24 2.2.2.3. CIMR ....................................................................................... 25 2.3. Sa éli es de obse ación de la Tie a .................................................. 26 2.3.1. Misión SMAP ............................................................................. 26 7 2.3.2. AMSR2 ...................................................................................... 28 2.4. Medidas de Tempe a u a de B illo (TB) ............................................... 29 2.5. Técnicas de p ocesamien o de da os ................................................. 30 2.5.1. Ag egación ................................................................................ 30 2.5.2. Mues eo .................................................................................. 30 2.5.3. In e polación ............................................................................ 30 2.5.4. Pansha pening .......................................................................... 31 3. Me odología/Desa ollo del p oyec o ........................................................ 32 3.1. Ag egación de los da os a 108 km ...................................................... 34 3.2. Mues eo de los da os a 36km ........................................................... 39 3.3. Reg esión lineal ................................................................................ 40 4. Resul ados ............................................................................................. 41 4.1. Mé odos de mues eo ....................................................................... 41 4.2. Compa ación mapas con p omediado del año en e o ......................... 43 4.3. Compa ación mapas con en ana de 15 días ..................................... 47 5. Análisis de sos enibilidad e implicaciones é icas ...................................... 51 5.1. Impac o medioambien al .................................................................. 51 5.2. P esupues o ..................................................................................... 53 6. Conclusiones y líneas u u as ...................................................................... 54 6.1. Conclusiones ................................................................................... 54 6.2. Líneas u u as .................................................................................. 55 Bibliog a ía .................................................................................................... 56 8 Lis a de igu as Figu a 1. Espec o elec omagné ico: ipo de adiación, longi ud de onda, ecuencia y empe a u a en la que la adiación es más in ensa pa a cada ecuencia [20]. .......... 19 Figu a 2. Radióme o de mic oondas diseñado en el labo a o io CommSensLab, oma medidas desde ie a. Es á si uado encima módulo D3 Campus No d [21]. ............... 20 Figu a 3. Imagen a ís ica del sa éli e SMOS que lle a emba cado el adióme o in e e omé ico MIRAS (Mic owa e Imaging Radiome e by Ape u e Syn hesis) [22]. ..................................................................................................................... 21 Figu a 4. Imagen a ís ica de PAZ, p ime ada español en o bi a la Tie a [23]. ...... 22 Figu a 5. Imagen a ís ica de ICESAT-2 u ilizando LIDAR [24]. ................................. 22 Figu a 6. Imagen a ís ica de los sa éli es Sen inel en ó bi a [25]. ........................... 24 Figu a 7. Imagen a ís ica del p o o ipo del sa éli e CIMR [26]. .............................. 25 Figu a 8. Imagen a ís ica del sa éli e SMAP de la NASA [27].................................. 27 Figu a 9. Imagen a ís ica del sa éli e AMSR2 de la JAXA [28]. ................................ 28 Figu a 10. Mapa concep ual del p oceso seguido en es e es udio pa a la alidación de la écnica de pansha pening en la mejo a de la esolución espacial de los mapas de Tempe a u a de b illo de la banda L con da os de la banda X. ................................. 32 Figu a 11. Compa aciones de la huella de campo de isión ins an ánea en km pa a las bandas L y X de CIMR con los canales de banda de es e es udio: SMAP ag egado (banda L) y AMSR2 (banda X). ...................................................................................... 33 Figu a 12. La imagen supe io p esen a las empe a u as de b illo medidas po AMSR2 en un día. La imagen in e io son las TBs de AMSR2 p omedio de un año. Ambas imágenes en T(K). ............................................................................................ 34 Figu a 13. Imagen de las p oyecciones de la malla EASE2 [17]. .............................. 35 Figu a 14. Fo ma o malla EASE 2 G id u ilizada espec o la longi ud y la la i ud. ....... 36 Figu a 15. Mapa de las TBs de SMAP an es de la ag egación (malla de 36 km) en T(K). ..................................................................................................................... 36 Figu a 16. Mapa de las TBs de SMAP después de aplica ag egación (malla de 108 km) en T(K). .......................................................................................................... 37 Figu a 17. Mapa de las TBs de AMSR2 an es de la ag egación (malla de 25 km) en T(K). ..................................................................................................................... 38 Figu a 18. Mapa de las TBs de AMSR2 después de la ag egación (malla de 108 km) en T(K). ............................................................................................................... 38 Figu a 19. Mapa de TBs de SMAP con la másca a de ma aplicada en T(K). .............. 40 Figu a 20. Mapa de TBs de SMAP a la esolución de 36 km a pa i de la esolución de 108 km aplicando in e polación lineal (linea ). ..................................................... 41 Figu a 21. Mapa de TBs de SMAP a la esolución de 36 km a pa i de la esolución de 108 km aplicando in e polación al ecino más ce cano (nea es ). ........................... 42 Figu a 22. Mapa en T(K) del é mino independien e ‘a’ de la ecuación (3). .............. 43 Figu a 23. Mapa en T(K) del é mino ‘b’ de la ecuación (3). ................................... 44 15 P oyec o: Implemen a y aplica el pansha pening. WP e : (WP#2) Desc ipción: Implemen a pansha pening pa a se u ilizado con SMAP de banda L y AMSR2 TB de banda X que pe mi a mejo a la esolución de los mapas. Fecha de inicio p e is a: 03/03/2024 Fecha de inalización p e is a: 05/05/2024 Inicio: 03/03/2024 Final: 05/05/2024 Ta ea in e na T1: C ea un sc ip pa a isualiza co ec amen e los mapas SMAP y AMSR2. Ta ea in e na T2: C ea sc ip s pa a ag ega y emues ea los di e en es mapas en las di e en es cuad ículas (25km, 36km y 108km). Ta ea in e na T3: C ea un sc ip pa a calcula los coe icien es del algo i mo de pansha pening median e una eg esión lineal en e los da os SMAP y AMSR2 pa a cada píxel sob e ie a, con una en ana deslizan e de 15 días. Ta ea in e na T4: C ea un sc ip pa a aplica los coe icien es pa a cada píxel y día pa a es ima los mapas con pansha pening. En egables: C i ical Re iew. Mapas de TB con el algo i mo de pansha pening aplicado. Fechas: 14/04/2024 05/05/2024 Tabla 2. Wo k package 2. 16 P oyec o: E aluación de los mapas ob enidos. WP e : (WP#3) Desc ipción: A pa i de los esul ados ob enidos con el algo i mo pansha pening, analiza los esul ados y comp oba si son co ec os. Fecha de inicio p e is a: 21/04/2024 Fecha de inalización p e is a: 19/05/2024 Inicio: 21/04/2024 Final: 19/05/2024 Ta ea in e na T1: Valida los mapas ob enidos. En egables: Tabla con es adís icas de alidación. Fechas: 19/05/2024 Tabla 3. Wo k package 3. P oyec o: Explicación inal y de ensa. WP e : (WP#4) Desc ipción: Redac a e ilus a odos los pasos de la me odología seguida pa a alcanza los esul ados y conclusiones y ealiza el in o me inal del p oyec o. De ensa del p oyec o. Fecha de inicio p e is a: 20/05/2024 Fecha de inalización p e is a: 14/06/2024 Inicio: 20/05/2024 Final: 14/06/2024 Ta ea in e na T1: Redac a el in o me. Ta ea in e na T2: De ensa del abajo. En egables: Final P ojec . De ensa del p oyec o. Fechas: 19/06/2024 01/07/2024 Tabla 4. Wo k package 4. A con inuación, se mues an los hi os que esumen odos los wo k packages y que han enido g an impo ancia pa a el co ec o desa ollo del abajo. 17 WP# Ta ea# Ti ulo Hi o/En ega Fecha (Semanas) #1 T1 Ap ende a ce ca de SMAP y AMSR2. T abaja con los mapas de da os e es es de los sa éli es. 3 #1 T2 Ap ende a ce ca de SMAP y AMSR2. Desca ga odos los mapas. 6 #2 T1 C ea un sc ip . C ea un sc ip pa a isualiza los mapas de SMAP i AMSR2. 7 #2 T2 C ea los sc ip s pa a ag ega y emues ea . Ag ega y emues ea . 9 #2 T3 Calcula los coe icien es del algo i mo de pansha pening. Calcula los coe icien es de la eg esión lineal en e los da os SMAP y AMSR2 pa a cada píxel sob e la ie a. 12 #2 T4 C ea un sc ip pa a aplica los coe icien es. C ea un sc ip pa a aplica los coe icien es pa a cada píxel y día pa a es ima los mapas con pansha pening. 13 #3 T1 E alua los mapas ob enidos Valida los mapas. 14 #4 T1 Explicación inal Esc ibi la memo ia. 18 #4 T2 Explicación inal De ensa del abajo. 20 Tabla 5. Hi os de cada wo k package. 1.5. Incidencias Al inicio del p oyec o, se decidió cambia la idea o iginal en la que se combinaban los da os del sa éli e SMAP (banda L) con da os AMSR2 en banda C. Finalmen e, se decidió sus i ui la banda C de AMSR2 po la banda X de AMSR2. 18 2. Es ado del a e 2.1. Concep os de elede ección y adiome ía 2.1.1. Telede ección La elede ección es una écnica de adquisición de in o mación que consis e en ob ene in o mación a dis ancia de obje os o enómenos sin ene con ac o di ec o (no pe u ba dicho medio), median e la de ección y medición de la ene gía elec omagné ica que emi e, e leja o i adia el obje o. Es o se mide a a és de senso es que pueden es a ins alados en d ones, globos ae os á icos, a iones, sa éli es, o es, e c. En el ámbi o de la obse ación de la Tie a, la elede ección se u iliza en campos muy di e sos como son: • Ag icul u a: ges ión de cul i os o p edicción de la p oducción ag ícola. • Ciencias ambien ales: pa a moni o ea la ege ación, humedad del suelo, calidad del suelo o del ai e. • Geología: de ección de los ecu sos mine ales. • U banismo: e aluación de c ecimien o u bano o de ección de cambios en in aes uc u as. Los ins umen os (senso es) de elede ección se pueden clasi ica dependiendo de donde p ocede la po encia que ecibida: • Ac i os: uncionan con su p opia uen e de emisión, de mane a que emi en una señal, se p opaga y llega al obje o de es udio, se e leja pa e de la po encia que se ecibe es a e lexión. Según el iempo en e emisión y ecepción y el cocien e de po encias emi ida y ecibida se deducen di e en es aspec os, como dis ancia del blanco ada y algunas de sus ca ac e ís icas. Ejemplos de senso es ac i os son el ada (Radio De ec ion and Ranging) y los sis emas LIDAR (Ligh De ec ion and Ranging). • Pasi os: el ins umen o cap a la emisión espon ánea, e lejada o emi ida po el obje o de es udio al es a a una empe a u a ísica más al a del 0 absolu o (0 K). Ejemplos de senso es pasi os son los adióme os, las cáma as é micas o las cáma as o og á icas. 19 2.1.2. Telede ección po mic oondas. Radióme o de mic oondas Las mic oondas cub en un ango de ecuencias den o del espec o elec omagné ico en e las ecuencias de adio y las in a ojas, como se mues a en la igu a 1. Es e ango de ecuencias no malmen e se ex iende desde 300 MHz a 300 GHz (en é minos de longi ud de onda en e 1 m y 1 mm). Exis en o as de iniciones como la de la IEEE (Ins i u e o Elec ical and Elec onics Enginee s), que de ine la banda de ecuencias desde 1 GHz has a 300 GHz (en e 30 cm y 1 mm). En la abla 6, se indican las bandas en las que se di iden las ecuencias de mic oondas. Además, la ecuencia máxima y mínima de cada banda, y sus co espondien es longi udes de onda mínima y máxima. Figu a 1. Espec o elec omagné ico: ipo de adiación, longi ud de onda, ecuencia y empe a u a en la que la adiación es más in ensa pa a cada ecuencia [20]. Banda P L S C X Ku K Ka Q U V E W F D F ec. Mínima (GHz) 0,2 1 2 4 8 12 18 27 30 40 50 60 75 90 110 F ec. Máxima (GHz) 1 2 4 8 12 18 27 40 50 60 75 90 110 140 170 Tabla 6. Tabla de bandas de ecuencia de mic oondas. La azón undamen al po la que se u iliza la elede ección po mic oondas pa a la obse ación de la Tie a es que las señales a ecuencias de mic oondas, especialmen e las bandas de mic oondas bajas (L, S, C y X), ienen la capacidad de pene a la a mós e a e es e, incluyendo nubes y llu ia. Además, en el caso de la banda L, es a capacidad de pene ación pe mi e la obse ación de la supe icie e es e bajo la cobe u a ege al baja o mode ada (has a con enidos de agua de la ege ación ≤ 5 kg/m²). Así mismo, 20 o a en aja del uso de las mic oondas es su independencia a la iluminación sola : se pueden ob ene obse aciones de día y de noche. Es as son algunas de las azones po las que ac ualmen e exis en a ias misiones con adióme os de mic oondas en ó bi a. Po ejemplo, las misiones SMOS (Soil Mois u e and Ocean Salini y) de la ESA (Agencia Espacial Eu opea) y SMAP de la NASA, dedicadas p incipalmen e a la medida de la humedad del suelo y, en el caso de SMOS ambién a la salinidad de los océanos, lle an emba cado un adióme o de mic oondas en banda L (1.4 GHz). Exis en an o ada es como adióme os abajando a la ecuencia de mic oondas. En es e p oyec o se desc ibe en de alle el uncionamien o de los adióme os de mic oondas, po que los da os que se u ilizan han sido cap ados po es e ipo de ins umen os emba cados en sa éli es. Es os adióme os, como an e io men e se ha mencionado, se pueden diseña pa a oma medidas en ie a, como es el caso del adióme o que se mues a en la igu a 2 y ambién se pueden desa olla pa a se una ca ga ú il en sa éli es, como se puede e en la igu a 3. Los adióme os pueden se emba cados en sa éli es geoes aciona ios o de ó bi a baja, no malmen e. Los geoes aciona ios (ó bi a a 36.000 km) pe mi en un moni o eo con inuo y en á eas muy amplias, pe o ienen meno esolución espacial. En cambio, los sa éli es de ó bi a baja (no malmen e en o no a los 700 km-800 km) ienen al a esolución espacial, pe o una cobe u a empo al limi ada. Po o a pa e, ambos pueden p opo ciona da os egula es a escala global. Figu a 2. Radióme o de mic oondas diseñado en el labo a o io CommSensLab, oma medidas desde ie a. Es á si uado encima módulo D3 Campus No d [21]. 21 Figu a 3. Imagen a ís ica del sa éli e SMOS que lle a emba cado el adióme o in e e omé ico MIRAS (Mic owa e Imaging Radiome e by Ape u e Syn hesis) [22]. 2.1.2.1 Rada y LIDAR En los ins umen os ac i os se dis ingue en e los que gene an imágenes y los que no, el ada y el LIDAR espec i amen e. El ada es un sis ema de de ección emo a que usa las ondas elec omagné icas pa a de ec a la p esencia de obje os o o maciones me eo ológicas y p opo ciona dis in as in o maciones. T abaja en el ma gen de las mic oondas, conc e amen e en la banda del espec o en e 1mm y un 1m. El LIDAR es un sis ema de de ección emo a pe o que, a di e encia del ada , u iliza pulsos de luz lase . Es os pulsos son en iados al obje o y la luz e lejada es la que uel e al ins umen o midiendo el iempo que a da en eg esa pa a de e mina la dis ancia de las pa ículas de ec adas. También, puede analiza los cambios de ecuencia, elocidad y di ección del obje o en mo imien o. T abaja en longi udes de onda desde ul a iole a a in a ojo ce cano, 10 nm y 700-1400 nm espec i amen e. Es os senso es, a pa i de sus p opiedades de mic oondas, pueden ope a de mane a e icien e en cualquie condición me eo ológica, aunque sus capacidades y limi aciones puedan di e i . En la imagen 4 se puede e imagen a ís ica de la misión PAZ, que lle a emba cado el p ime ada español en o bi a la Tie a y, en la igu a 5, el sa éli e ICESAT- 2, que lle a emba cado un LIDAR. 22 Figu a 4. Imagen a ís ica de PAZ, p ime ada español en o bi a la Tie a [23]. Figu a 5. Imagen a ís ica de ICESAT-2 u ilizando LIDAR [24]. Po úl imo, menciona ambién que los sis emas de mic oondas ac i os ienden a se los ins umen os más pesados y con mayo consumo de ene gía, además de que la in e p e ación de sus da os no suele se simple. Es os ins umen os como poseen una esolución espacial signi ica i amen e mayo que los adióme os pasi os, manejan y almacenan olúmenes de da os inmensamen e supe io es. 23 2.2. Con ex o y componen es del P og ama Espacial Eu opeo de Obse ación de la Tie a 2.2.1. Agencia Espacial Eu opea (ESA) La ESA (Agencia Espacial Eu opea), c eada en 1975, es una o ganización in e nacional dedicada a la explo ación de la Tie a y el Uni e so. La ESA p opiamen e se de ine como la pue a de acceso al espacio del con inen e eu opeo [1]. 2.2.1.1. Misión y unciones La ESA se enca ga del diseño y lanzamien o de sa éli es pa a la obse ación de la Tie a, na egación, as onomía y las elecomunicaciones, en iando sondas en el sis ema sola y colabo ando en la explo ación del espacio con o as o ganizaciones como la NASA o la JAXA. Su misión p incipal, apa e de con igu a el desa ollo de la capacidad espacial eu opea, se en oca en ga an iza la in e sión en ac i idades espaciales y que sigan dando bene icios a los ciudadanos eu opeos. La ESA es á o mada po 22 es ados miemb os, como po ejemplo Alemania, España, G ecia e I alia. La coo dinación de los ecu sos económicos e in elec uales en e odos los es ados miemb o pe mi e lle a a cabo p og amas y ac i idades de mayo alcance de los que pod ía ealiza cualquie país eu opeo indi idualmen e. Lle a a cabo una a iedad de misiones espaciales que se pueden clasi ica en a ias ca ego ías: • Obse ación de la Tie a: ienen como obje i o moni o ea an o la supe icie como la a mos e a e es e, po ejemplo, los sa éli es Sen inel [5]. • Cien í icas: diseñadas pa a esponde p egun as undamen ales sob e el uni e so, el sis ema sola y la ísica. • Explo ación humana: misiones ipuladas e in es igación pa a la u u a explo ación humana del espacio. • As onomía: se cen an en obse a el uni e so y es udia enómenos as onómicos. 2.2.2. P og ama Cope nicus 2.2.2.1. Obje i os y alcance Cope nicus es el p og ama c eado po la UE (Unión Eu opea), que sus i uye al p og ama GMES (Global Moni o ing o En i onmen and Secu i y) del 2001 y que empieza en 2012. El obje i o p incipal es obse a y moni o iza la Tie a pa a p opo ciona medidas de o ma g a ui a, pa a desa olla aplicaciones que pe mi an, en e o os obje i os, en ende mejo el plane a, p edeci y palia los e ec os del cambio climá ico y ges iona de o ma sos enible el medio ambien e [2][3]. 24 Jun o a es e p og ama ambién se ha gene ado la inicia i a CCI (Clima e Change Ini ia i e) con el obje i o de de e mina y comba i los e ec os del cambio climá ico. La ESA, como la NASA, dispone de egis os his ó icos de da os medidos con los ins umen os emba cados en sus sa éli es que es án a disposición de los usua ios de o ma g a ui a. Además, con el p og ama Cope nicus se p e ende da con inuidad empo al a los da os pa a que las aplicaciones desa olladas engan ga an izado su adquisición en un pe iodo la go de iempo. Los sa éli es ope acionales Sen inel o man pa e del p og ama Cope nicus. 2.2.2.2. Sen inel Sen inel es una se ie de sa éli es desa ollados desde el p og ama Cope nicus con el in de p opo ciona una amplia gama de da os sob e la Tie a, incluyendo in o mación de la a mós e a, océanos y supe icie e es e. Los da os ecogidos po los sa éli es Sen inel son de acceso g a ui o y disponibles pa a usos in o ma i os o académicos. Es a se ie de sa éli es ha desencadenado más de 6 lanzamien os, el p ime o ue Sen inel- 1 el 3 de ab il de 2014 pa a p opo ciona imágenes de ada diu nas y noc u nas en cualquie condición me eo ológica pa a los se icios e es es y oceánicos [5]. En años pos e io es se han seguido en iando sa éli es con o as unciones, como se puede e en la igu a 6, y es án p e is as más misiones has a el año 2025. Figu a 6. Imagen a ís ica de los sa éli es Sen inel en ó bi a [25]. Con un único sa éli e se suelen ene iempos de e isi a de unos 12 días. Pa a mejo a es e iempo se suelen u iliza dos sa éli es idén icos sepa ados media ó bi a, consiguiendo e isi as de unos 6 días. 31 En el con ex o de da os espaciales, es a écnica se u iliza pa a es ima alo es de una a iable en ubicaciones especí icas basándose en ubicaciones ce canas. Exis en a ios mé odos de in e polación: • Lineal: se es ima el alo de un pun o in e medio en unción de la pendien e de los dos pun os conocidos más ce canos. • Polinómica: se es iman los alo es a pa i de un polinomio que se ajus a a los pun os conocidos. • K iginig: se es iman los alo es a pa i de un modelo de a iog ama y la in o mación de los pun os conocidos. • Po splines: se es iman los alo es a pa i de ajus a una unción compues a po segmen os de polinomios. • Po ce canía: se es iman los alo es de los pun os in e medios po asignación del alo del pun o conocido más ce cano. 2.5.4. Pansha pening Los ins umen os de elede ección pa a obse ación de la Tie a adquie en imágenes mul iespec ales y panc omá icas, las p ime as incluyen una al a esolución espec al, pe o ienen una esolución espacial educida. En cambio, las imágenes panc omá icas con ienen una al a esolución espacial, pe o ienen un núme o educido de bandas espec ales. La aplicación de imágenes mul iespec ales o panc omá icas po sí solas supone desca a pa e de la in o mación. Las écnicas de usión de imágenes se u ilizan con ecuencia pa a combina dos o más imágenes y p oduci imágenes mejo adas. El mé odo que usiona imágenes mul iespec ales y panc omá icas de la misma escena adqui idas po el mismo sa éli e iene el nomb e de pansha pening. El obje i o de los mé odos de pansha pening es p oduci imágenes mul iespec ales sin e izadas que con engan la in o mación espec al y espacial de las imágenes mul iespec ales y panc omá icas de en ada [15][16]. Se puede encon a una axonomía de los mé odos de pansha pening. A g andes asgos, pueden di idi se en cua o clases [16]: • Sus i ución de componen es (CS): se basa en la subs i ución de un componen e de la imagen mul iespec al po la imagen panc omá ica. • Análisis mul i esolución (MRA): u iliza de alles espaciales ob enidos al descompone la imagen panc omá ica en los da os mul iespec ales. • Bayesiano: se basa en el uso de la dis ibución pos e io de la imagen obje i o de esolución comple a dadas las imágenes mul iespec ales y panc omá icas obse adas. • Va iacional: es un caso pa icula de la bayesiana, en la que la imagen obje i o se es ima maximizando la densidad de p obabilidad pos e io de la imagen de esolución comple a. 32 3. Me odología/Desa ollo del p oyec o Los sa éli es de SMAP y AMSR-2 p opo cionan da os de las TB a una esolución de 36 km y 25 km, espec i amen e. Con el obje i o p incipal de e si la écnica de pansha pening aplicada a imágenes de adiome ía de mic oondas de dos bandas de ecuencia di e en es, mejo a la esolución espacial de la que iene esolución meno ( ecuencia más baja). Pa a alida es a écnica con da os eales, se han c eado unos mapas a la esolución de 108 km con la ag egación, pa a las ecuencias de es udio Después, se mues ean los mapas a una esolución de 36 km pa a ob ene una ecuación de eg esión con los da os a las dos ecuencias y después alida los con el mapa de TBs o iginal de SMAP a 36 km. Con es e mé odo se in en a mejo a la esolución espacial de la banda L de SMAP, con los da os de la banda X de AMSR2. Pa a es a alidación, se han u ilizado écnicas de p ocesamien o de da os como la in e polación, la ag egación o el mues o de imágenes. En la igu a 10 se puede e un mapa concep ual del p oceso seguido en es e abajo. Se han elegido es os sa éli es po que miden a las bandas L (SMAP) y X (AMSR2). Ambas bandas de ecuencias se medi án con el adióme o de la misión CMIR. La igu a 11, se puede e la compa ación de huella de campo de isión pa a las bandas de ecuencia de CIMR y las de es e es udio. Figu a 10. Mapa concep ual del p oceso seguido en es e es udio pa a la alidación de la écnica de pansha pening en la mejo a de la esolución espacial de los mapas de Tempe a u a de b illo de la banda L con da os de la banda X. 33 Figu a 11. Compa aciones de la huella de campo de isión ins an ánea en km pa a las bandas L y X de CIMR con los canales de banda de es e es udio: SMAP ag egado (banda L) y AMSR2 (banda X). Los mapas de TB ob enidos de las medidas de un día no cub en odo el mundo, al como demues a la imagen supe io de la igu a 12. En ella se iden i ican las ó bi as en las zonas de paso y las zonas que no se miden en un día conc e o. Mien as que la imagen in e io mues a un mapa p omedio de odo el año, de mane a que se cub e oda la supe icie de la Tie a. Es as medidas han sido omadas con AMSR2. 34 Figu a 12. La imagen supe io p esen a las empe a u as de b illo medidas po AMSR2 en un día. La imagen in e io son las TBs de AMSR2 p omedio de un año. Ambas imágenes en T(K). Como se puede obse a , en la imagen supe io se iden i ican las ó bi as y las zonas no cubie as. En cambio, en la imagen in e io no hay da os pa a cub i odo el mapa. Lógicamen e, las zonas de ma se mues an más ías que las TBs sob e ie a. 3.1. Ag egación de los da os a 108 km Pa a pode aplica la écnica del pansha pening se equie en medidas a dis in as esoluciones. Las ecuencias más bajas ienen longi udes de onda mayo es y peo es esoluciones. Como CIMR end á medidas de una misma zona a a ias ecuencias, las ecuencias mayo es a mejo esolución, se quie e analiza el uso del pansha pening con la combinación de a ias medidas. Como se ha explicado en el pun o 2.5.1, el mé odo de la ag egación ha sido u ilizado con el obje i o de amplia la malla de 36 km y 25 km a 108 km, an o pa a SMAP como pa a AMSR2, espec i amen e. Al ag ega los mapas a 108 km, la esolución espacial disminuye y los píxeles se hacen más g andes, es o p o oca que se ean menos de alles en el mapa po que cada píxel equi ale a una zona más g ande del e eno. Es e p ocedimien o se ha lle ado a cabo a pa i de di e en es unciones usadas en conjun o en un mismo código pa a p omedia los píxeles de las celdas con iguas pa a ob ene las TB en una malla más g ande. 35 Pa a es e código se u ilizó la malla EASE2 (Equal-A ea Scalable Ea h G id 2), que es un sis ema de mallas c eado po la NASA que se u iliza pa a analiza y o dena los da os geoespaciales sob e la supe icie e es e. Es a malla o ece di e en es en ajas: • Igual amaño: odas las celdas ienen la misma á ea y se asegu a una ep esen ación uni o me de la supe icie e es e. • Fácil uso: simpli ica el análisis y o ece una es uc u a cohe en e y me ódica pa a da os p oceden es de dis in as uen es. • Escalabilidad: puede adap a se a di e en es esoluciones pe mi iendo análisis a di e en es escalas. Como se puede obse a en la igu a 13, la malla EASE2 iene cua o p oyecciones que incluyen dos p oyecciones azimu ales de á ea igual pa a los hemis e ios No e y Su , una p oyección global cilínd ica de á ea igual y una p oyección cilínd ica de á ea igual pa a la zona emplada [17]. Figu a 13. Imagen de las p oyecciones de la malla EASE2 [17]. La malla de 25 km iene un amaño de 1388x584 píxeles, la de 36 km un amaño de 964x406 píxeles y la de 108 km un amaño de 136x322 píxeles. Es a malla iene la ca ac e ís ica de u iliza las coo denadas x e y, po que la malla es á equiespaciada en coo denadas x e y (el sal o en e un pun o y el siguien e siemp e es el mismo), pe o no es á equiespaciada en coo denadas la i ud/longi ud. Se u iliza el código que co esponde a EASE2 (6933) pa a calcula las la i udes/longi udes a pa i de las x e y. En la igu a 14 se puede e el o ma o de dicha malla. 36 Figu a 14. Fo ma o malla EASE 2 G id u ilizada espec o la longi ud y la la i ud. En la igu a 15 se p esen a el mapa de TB a 36 km de SMAP (malla o iginal) y en la igu a 16 el mapa ag egado a 108 km. Pa a que se pueda ap ecia mejo el cambio de esolución (malla), se ha hecho un zoom a los mapas en la zona de Eu opa. Figu a 15. Mapa de las TBs de SMAP an es de la ag egación (malla de 36 km) en T(K). 37 Figu a 16. Mapa de las TBs de SMAP después de aplica ag egación (malla de 108 km) en T(K). Y, en la igu a 17 se puede e el mapa o iginal de TBs AMSR2 a 25 km y en la igu a 18 el mapa ag egado a 108 km. 38 Figu a 17. Mapa de las TBs de AMSR2 an es de la ag egación (malla de 25 km) en T(K). Figu a 18. Mapa de las TBs de AMSR2 después de la ag egación (malla de 108 km) en T(K). 39 Como se puede obse a en las imágenes, la ag egación a una malla de 108 km se pie de mucho de alle po que la esolución espacial disminuye. Cuando ya enemos los mapas de los dos sa éli es ag egados a la malla de 108 km, se puede pasa al siguien e paso: el mues eo. 3.2. Mues eo de los da os a 36km Como se ha explicado en el apa ado 2.5.2, el mues eo es ú il pa a aumen a el núme o de mues as, y en es e caso pa a aplica la eg esión lineal. In e esa ene los máximos da os posibles pa a hace la eg esión con la máxima p ecisión. En es e paso no se aumen a la esolución espacial, aunque los píxeles del mapa esul an e sean más pequeños, es solamen e p esen a los alo es en una malla más es echa. Es como ene los mismos mapas a 108 km, pe o con más mues as pa a pode hace el cálculo de la ecuación. Pa a es e código se ha u ilizado la unción in e p2. Es a unción ealiza una in e polación pa a encon a alo es in e medios en una ma iz de da os que ep esen an una malla. Es a unción de Ma lab pe mi e elegi en e di e en es mé odos de in e polación, pe o los u ilizados en es e p oyec o han sido, la in e polación al ecino más ce cano (nea es ) e in e polación lineal (linea ). La p ime a da el alo que iene más ce cano sin in en a se ninguno, es deci , los píxeles del mapa de 36 km esul an e que caen den o de un píxel del mapa de 108 km ienen el mismo alo que el píxel de 108 km. Habi ualmen e, se pueden e algunos e ec os no deseados en algunas zonas de los mapas, como pueden se los lími es de los píxeles g andes. Es e e ec o puede no desapa ece al aplica la ecuación de la eg esión lineal y puede aslada se al esul ado inal. El segundo ipo, hace una in e polación lineal con los alo es de los lados y sua iza las ansiciones haciendo p omedios en alo es medios. En el caso de los píxeles g andes de la malla de 108 km, si ienes un alo muy al o y el siguien e muy bajo, la in e polación lineal, lo que hace es que los píxeles de 36 km esul an es no engan odos el mismo alo , sino que aya disminuyendo p og esi amen e. Después de ob ene los mapas mues eados, de 25 km a 36 km del AMSR2 y de 108 km a 36 km de ambos sa éli es, con los dos ipos de in e polación, se han gua dado odos los esul ados en una ma iz pa a pode u iliza los en cualquie momen o. Como los da os impo an es pa a es e es udio son los que es án en ie a y no las medidas sob e ma , se aplica una másca a que elimina oda la pa e de da os del agua. En la igu a 19 se puede e un ejemplo de mapa de TB de SMAP a la malla o iginal de 36 km con la másca a de ma . 40 Figu a 19. Mapa de TBs de SMAP con la másca a de ma aplicada en T(K). 3.3. Reg esión lineal Una ez se ienen los mapas gua dados después del mues eo, se c ea un código pa a aplica una eg esión lineal con la ó mula que se puede e a con inuación. Es a eg esión lineal lo que pe mi e es modela y analiza la elación en e una a iable dependien e y una o más independien es. 𝑇𝐵𝑆𝑀𝐴𝑃,36𝑘𝑚 = 𝑎 + 𝑏 × 𝑇𝐵𝑆𝑀𝐴𝑃,108𝑘𝑚 ×𝑇𝐵𝐴𝑀𝑅𝑆2,36𝑘𝑚 𝑇𝐵𝐴𝑀𝑆𝑅2,108𝑘𝑚 (3) El obje i o es calcula los coe icien es a ( é mino independien e) y b (pendien e) de la ec a, donde ‘a’ ep esen a el desplazamien o de la TB en las bandas y ‘b’ como cambian los alo es de TB a esoluciones bas as y medias en e las bandas. Los o os é minos son las ma ices con odos los mapas del año, dependiendo de su subíndice. A pa i de es a ó mula, se c ea un código con la unción poly i n pa a hace la eg esión. La unción poly i n se u iliza, de igual mane a que la unción de base de MATLAB poly i , pa a encon a los coe icien es del polinomio que mejo se ajus a a los da os p opo cionados, pe o con la en aja de pode e más in o mación que con poly i . En es e es udio se ha enido en cuen a que SMAP y AMSR2 no pasan po el mismo si io el mismo día, en onces, pa a ene da os de ambos sa éli es, se ha u ilizado una en ana de 15 días pa a ene da os su icien es en el mapa. También, se ha epe ido el mismo cálculo, pe o sin e ec ua el p omediado de 15 días, si no que se ha abajado con el mapa p omediado de odo el año. Después se han analizado las di e encias en e ambos Finalmen e, se ha hecho el análisis es adís ico de los esul ados. 47 4.3. Compa ación mapas con en ana de 15 días En es e apa ado, pa a hace un análisis empo al de los coe icien es ‘a’ y ‘b’ de la ecuación (3), se ha calculado el mapa dia io de es os coe icien es, pe o al habe poca coincidencia de paso de ambos sa éli es un mismo día, no había da os su icien es pa a analiza . Po ello, se ha hecho el es udio ealizando mapas p omedio con una en ana empo al de 15 días. De es a mane a se ga an iza la cobe u a o al. En la igu a 27 se puede e el mapa de TB del é mino ‘a’ de la ecuación (3). Figu a 27. Mapa en T(K) del é mino ‘a’ de la ecuación (3) con en ana de 15 días. Como se puede e en la imagen, los alo es ‘a’ es án ce canos a 0, pe o se obse a más dispe sión y el alo medio es más al o. Aho a los alo es oscilan desde -150 K a 300 K y la media y de la des iación son 33.3 y 148.82, espec i amen e. En es e caso, ambién coincide que las zonas con alo es supe io es a 0 son las de ege ación más densa y mayo can idad de á boles. Los alo es del é mino ‘b’ de la ecuación (3) se pueden obse a en la igu a 28. Los alo es son ce canos a 1, al como se deduce del mapa y el his og ama. 48 Figu a 28. Mapa en T(K) del é mino ‘b’ de la ecuación (3) con en ana de 15 días. Los alo es in e io es a 1 se encuen an en las zonas con ege ación más densa y donde hay más á boles. Los alo es más bajos (al ededo del 0) ambién se encuen an en las zonas cos e as. La media iene un alo de 0.89 y la des iación de 2.15. Después de habe analizado los mapas de los é minos ‘a’ y ‘b’ de la ecuación (3), se pasa a hace la compa ación de los mapas de TBs de SMAP o iginal a 36 km y el mapa de la ecuación (3) con la en ana de 15 días. En la igu a 29, se isualizan los dos mapas. 49 Figu a 29. Compa ación mapa SMAP o iginal (malla de 36 km) con en ana, en la imagen supe io , y el mapa ob enido aplicando la ecuación (3) con los é minos 'a' y 'b' con en ana de 15 días en T(K). Los dos mapas e his og amas son muy pa ecidos. Pa a ap ecia las di e encias y alida el mé odo se ha calculado la co elación y el e o cuad á ico medio de dichos alo es. La co elación se mues a en la igu a 30. 50 Figu a 30. Mapa de co elación al cuad ado con en ana de 15 días en T(K). Las co elaciones cuando se hace la alidación usando la en ana empo al de 15 días no son an al as en es e caso. Es o pod ía suge i una dependencia empo al de los pa áme os ‘a’ y ‘b’ de la ecuación. Finalmen e, se analiza el e o cuad á ico medio en la igu a 31. Figu a 31. Mapa de e o cuad á ico medio con en ana de 15 días en T(K). El mapa del e o cuad á ico ambién sigue el mismo pa ón. En las zonas cos e as y densidades más al as se ob ienen e o es mayo es. 51 5. Análisis de sos enibilidad e implicaciones é icas 5.1. Impac o medioambien al A con inuación, se ealiza el es udio sob e el impac o medioambien al que ha supues o la ealización de es e TFG. Se iene en cuen a odas las posibles emisiones que han podido ene los co eos elec ónicos, el uso del po á il y el anspo e a la uni e sidad pa a las euniones de seguimien o. También, se menciona el impac o posi i o que iene es e abajo. Emisiones po el uso del po á il: Pa a la ealización de es e abajo, el o denado po á il se ha u ilizado una media de 35 ho as semanales du an e las 20 semanas de abajo. Es e uso da un o al de 700 ho as. El o denado po á il iene un consumo medio de 50 W o 0,05 kW, po lo an o: • Consumo semanal de ene gía: 0.05 kW × 35 h/semana = 1.75 kWh/semana • Consumo o al du an e las 20 semanas: 1.75 kWh/semana × 20 semanas = 35 kWh La can idad de CO2 emi ida po kWh puede a ia , pe o un p omedio global es de ap oximadamen e 0.5 kg de CO2 po kWh. • Emisión du an e las 20 semanas: 35 kWh × 0.5 kg CO2/kWh = 17.5 kg CO2 El impac o es imado pa a el uso del po á il pa a es e p oyec o es de 17.5 kg CO2. Emisiones de co eos elec ónicos: En elación con es e TFG, el impac o causado po los co eos elec ónicos es el siguien e. Se han en iado un o al de 266 co eos elec ónicos, de los cuales 80 lle an a chi os adjun os. Según el es udio del in es igado Mike Be ne s-Lee [19], se es iman los siguien es ac o es de emisión pa a los co eos elec ónicos: • Co eos sin a chi os adjun os: 0.3 g CO2eq/co eo • Co eos con a chi os adjun os: 50 g CO2eq/co eo Po an o, las emisiones o ales causadas po el en ío de co eos elec ónicos es el siguien e: • Sin a chi os: 186 co eos × 0.3 g CO2eq/co eo = 55.8 g CO2eq • Con a chi os: 80 co eos × 50 g CO2eq/co eo = 4000 g CO2eq Con es os cálculos se ob iene un o al de 4055.8 CO2eq o 4.05 kg CO2eq en emisiones po co eos elec ónicos. 52 Emisiones anspo es en coche: Pa a el desplazamien o del domicilio has a la uni e sidad, donde enían luga las euniones de seguimien o con las u o as del abajo, se ha u ilizado el coche. Se iene en cuen a que desde la localidad del au o del TFG has a la uni e sidad hay una dis ancia de 29 km y, se iene en cuen a el ayec o de ida y uel a con un Kia Ceed que iene unas emisiones de 115 g CO2/km. Po lo an o, cada iaje gene a: • Emisiones coche: 58 km × 115 g CO2/km = 6670 g CO2 En o al se han enido 12 euniones. En onces, las emisiones de CO2 en los desplazamien os ha sido de 6670 g CO2 × 12 = 80040 g CO2. En o al, pa a ealiza es e TFG, se han gene ado las siguien es emisiones: • Emisiones o ales: 17.5 kg CO2 + 4.05 kg CO2 + 80.04 kg CO2 = 101,59 kg CO2 • Emisiones o ales: 17.5 kg CO2 + 4.05 kg CO2 + 80.04 kg CO2 = 101,59 kg CO2 Impac o posi i o del p oyec o En el análisis de la sos enibilidad ambién es impo an e des aca el impac o posi i o del abajo. A pesa de las emisiones que p o oca hace el es udio, una ez ealizado, puede u iliza se pa a ines posi i os como en ende mejo los enómenos geo ísicos, p edeci enómenos a mos é icos o es udia el clima. Todos es os usos pueden ayuda a educi posibles emisiones en un u u o, analiza y palia los e ec os del cambio climá ico. Tal como se ha indicado en la in oducción, los sa éli es de obse ación de la Tie a al ob ene medidas globales y pe iódicas ayudan a comp ende los enómenos geo ísicos. El sa éli e CIMR iene como p incipal obje i o moni o iza los polos y e el e ec o del cambio climá ico en ellos. Sin emba go, ambién oma á medidas sob e ie a y se pod án moni o iza dis in os pa áme os como la humedad, la empe a u a supe icial, los cue pos de agua y el es ado de la ege ación. Es as a iables son muy impo an es pa a en ende y palia los e ec os del cambio climá ico: sequías, inundaciones y g andes incendios cada ez más ecuen es. SMAP y SMOS ob ienen, ac ualmen e, medidas de la humedad del suelo y el pa áme o VOD (Vege a ion Op ical Dep h) a esoluciones de unos 36 km. G acias a las medidas mul iespec ales de CIMR, se in en a á mejo a la esolución espacial de las TBs, con la combinación de las medias en banda L y bandas C y/o X. Mapas de humedad y de VOD a mejo es esoluciones son ú iles pa a mejo a el análisis de los e ec os del cambio climá ico y desa olla aplicaciones a escalas globales, locales y egionales. Además, son da os imp escindibles pa a la oma de decisión en di ección a palia los e ec os nega i os del cambio climá ico gene ado po la acción humana. 53 5.2. P esupues o En es e apa ado se p esen a un es udio del p esupues o pa a ealiza es e p oyec o. El equipo de abajo es á o mado po un ingenie o junio que iene un sala io de 10 €/ho a, donde se iene en cuen a el núme o de ho as o ales has a inaliza el p oyec o. Se puede di idi en di e en es e apas, como se puede e en la abla 8. Tabla 8. Tabla de cos es del pe sonal. Respec o a los cos es de ma e ial, odo el p oyec o se ha ealizado a pa i de la e sión R2023b de MATLAB de o ma g a ui a y, eniendo en cuen a que la du ación del p oyec o ha sido de 20 semanas, los cos es son los de la abla 9. Tabla 9. Tabla de cos es de ma e ial. Una ez se ienen an o los cos es de ma e ial como los cos es de pe sonal, se puede calcula el cos e o al del p oyec o, como se puede obse a en la abla 10. Tabla 10. Tabla de p esupues o o al. Po lo an o, el cos e inal del p oyec o con la du ación de 20 semanas es de 7.610 €. 54 6. Conclusiones y líneas u u as 6.1. Conclusiones Es e p oyec o se enma ca en el con ex o de la elede ección. Se ha ealizado en el g upo CommSensLab del depa amen o de Teo ía de Señal y Comunicaciones de la Uni e si a Poli ècnica de Ca alunya (UPC). Es e g upo de in es igación iene como línea de in es igación la elede ección ac i a y pasi a. El p oyec o se ha bene iciado de una base de in es igación sólida es ablecida en el g upo en adiome ía de mic oondas. El obje i o p incipal de es e abajo ha sido aplica y alida la écnica de ni idez (en inglés, pansha pening) a imágenes de adiome ía de mic oondas de dos bandas de ecuencia di e en es y así mejo a la esolución espacial de los mapas ob enidos a baja ecuencia. Conc e amen e, se ha aplicado es a écnica pa a mejo a la esolución espacial de los mapas de TB ob enidos con medidas del adióme o en banda L del sa éli e SMAP de la NASA. Pa a ello, se ha aplicado la écnica pansha pening con da os en banda X ob enidos con el adióme o AMSR2 de la JAXA. Es e es udio se á ú il pa a su aplicación a los da os adqui idos po la u u a misión CIMR. Se ha ealizado la compa ación en e los mé odos de in e polación lineal (linea ) e in e polación al ecino más ce cano (nea es ). El mé odo nea es in oduce el enómeno boxing, donde a ios píxeles con iguos asumen el mismo alo , p o ocando una apa iencia menos de allada y más segmen ada del mapa. En cambio, el mé odo linea , o ece una dis ibución más con inua y sua e, donde cada píxel oma un alo dis in o, log ando una a iación de colo más g adual y una ep esen ación más ealis a de las ansiciones en los da os, aunque, sin emba go, es a g aduación sea u o de la in e polación y pueda no se exac a. Po o a pa e, se ha ealizado el análisis de los esul ados de la eg esión lineal pa a e si la écnica de pansha pening ha mejo ado la esolución espacial. Se han es udiado de dos mane as, man eniendo los é minos ‘a’ y ‘b’ cons an es du an e el año y a iando los é minos ‘a’ y ‘b’ con una en ana de 15 días. Con los é minos de la eg esión con an es, se mues a que en la zona de ege ación más densa hay mayo disc epancia, lo cual pod ía se debido a que las medidas omadas po ambas bandas disc epan más que en zonas de suelo desnudo. Es a di e encia pod ía explica se po que la banda L iene mayo p o undidad de pene ación que la banda X y po an o, pene a más la ege ación que las medias de la banda X. Las di e encias an al as en la cos a pod ían debe se a la con aminación ma - ie a. Po o o lado, que las di e encias sean mayo es cuando se u iliza la en ana de 15 días pod ían indica que hay los alo es ‘a’ y ‘b’ además de ene la dependencia espacial, engan una dependencia empo al o es acional. 55 Con los esul ados ob enidos, es e es udio apoya el alo de las mediciones de mic oondas mul i ecuencia y el uso de la banda X a escalas más inas pa a la mejo a de la esolución de la banda L. Lo cual sugie e que pod ía se una écnica ú il pa a u iliza se en CIMR. En dicha misión, las medidas de las dos bandas se án colocadas en iempo y espacio, y los esul ados debe ían se mejo es. La mejo a de esolución en las empe a u as de b illo de i a á en la mejo a de esolución de los mapas de humedad y del pa áme o elacionado con es ado de la ege ación VOD. 6.2. Líneas u u as A pa i de los esul ados ob enidos como líneas u u as de abajo se pueden conside a las siguien es: • U iliza un mapa de cubie as del suelo y analiza la dependencia de los pa áme os ‘a’ y ‘b’ de la ecuación 3 con espec o a las cubie as ege ales. • Analiza la dependencia empo al de los alo es ‘a’ y ‘b’. • Compa a los esul ados con el uso de o as bandas. • Ve si se puede mejo a los e o es en las zonas de ege ación más densa y en las zonas cos e as. 56 Bibliog a ía [1] Da os de la ESA. (s/ ). Esa.in . Recupe ado el 21 de ab il de 2024, de h ps://www.esa.in /Space_in_Membe _S a es/Spain/Da os_de_la_ESA [2] Cope nicus en pocas palab as. (s/ ). Cope nicus.eu. Recupe ado el 21 de ab il de 2024, de h ps://www.cope nicus.eu/es/sob e-cope nicus/cope nicus-en-pocas- palab as [3] Ins i u o Geog á ico Nacional. 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