Jak zacząć korzystać z bezpłatnych obrazów satelitarnych: Sentinel, Landsat, CBERS i inne

*Źródło zdjęcia: Unsplash ( Pasmo Tian-Shan, Wensu, Aksu, Chiny )

*Satelity Landsat, Sentinel, CBERS i Amazonia w kontekście obrazowania multispektralnego na poziomie orbitalnym

Obecnie istnieje wiele sposobów dostępu do zdjęć satelitarnych i ich wykorzystania — poniżej przedstawiam zestawienie najważniejszych opcji, z których korzystam w swoich projektach, a wszystkie są bezpłatne :-)

(Bardzo) krótki przegląd opcji satelitarnych

Po pierwsze, porozmawiajmy o samych satelitach i czujnikach. Obecnie istnieje wiele opcji, każda z unikalnymi możliwościami.

Do analizy rolniczej i środowiskowej (czym zajmuję się na co dzień) dwa najczęściej używane programy satelitarne to Landsat i Sentinel. Każdy z nich był częścią wielu misji z ewoluującymi czujnikami przez dziesięciolecia, oferując coraz bogatsze dane do różnych zastosowań.

Posterunek

Na przykład Sentinel-2 jest częścią europejskiego programu Copernicus i specjalizuje się w obrazowaniu multispektralnym. Obecnie w serii Sentinel-2 są trzy satelity: Sentinel-2A, Sentinel-2B i Sentinel-2C (ostatni został wystrzelony bardzo niedawno, we wrześniu 2024 r., tutaj ). (Zwykle mój pierwszy wybór, ponieważ może łączyć najlepsze rozdzielczości przestrzenne, czasowe i widmowe).

Landsat

Landsat, zarządzany przez US Geological Survey (USGS) w ramach National Land Imaging Program, działa od lat 70. Jego najnowszą misją jest Landsat-9, który, podobnie jak jego poprzednicy, zapewnia obrazowanie multispektralne do różnych zastosowań.

Przy tak wielu programach satelitarnych, ważne jest, aby dokonać wyboru na podstawie konkretnych potrzeb projektu. Niektóre satelity koncentrują się na konkretnych regionach planety, podczas gdy inne mają bardziej globalne cele, co prowadzi mnie do uwzględnienia tutaj również innych, mniej konwencjonalnych opcji (na arenie międzynarodowej).

Satelity brazylijskie: CBERS i Amazonia. Jeśli interesują Cię programy krajowe, Brazylia oferuje dwie godne uwagi opcje:

CBERS (Chińsko-Brazylijski Satelita Zasobów Ziemi):

Ta chińsko-brazylijska współpraca uruchomiła kilka misji. Najnowsza, CBERS-4A, zapewnia obrazowanie multispektralne na poziomie orbitalnym wraz z wcześniejszymi satelitami CBERS z różnymi czujnikami.

Amazonia-1:

Wystrzelony w 2021 r., jest to pierwszy w Brazylii całkowicie lokalnie opracowany satelita. Chociaż oferuje obrazowanie multispektralne, podobnie jak inne, jego rozdzielczość przestrzenna jest stosunkowo niższa. Jego głównym celem jest monitorowanie rozległych obszarów leśnych, takich jak Amazonia (jak sugeruje nazwa). Przyszłe misje obejmują Amazonia-1B i Amazonia-2.

Ze wszystkich powyższych opcji powiedziałbym, że ideał scenariusz byłby taki użyj wszystkich dostępnych opcji aby mieć jak największą ilość zdjęć dla swojego obszaru. Jednak takie podejście podnosi co najmniej dwa ważne pytania do rozważenia:

• Jaki jest cel Twojej analizy? (i czy większa częstotliwość obrazów jest w ogóle konieczna)
• W jaki sposób zamierzasz przeprowadzić przetwarzanie , aby wszystkie obrazy były kompatybilne i możliwe do analizy?

Gdzie zdobyć zdjęcia satelitarne

Gdy już znasz wymagania swojego projektu i czujniki, które je spełniają, istnieje kilka sposobów dostępu do danych. Niezależnie od tego, czy potrzebujesz okazjonalnych obrazów do raportów, czy częstych danych do analizy na dużą skalę, oto główne platformy i metody pozyskiwania:

1. Oficjalne portale danych

• Landsat: Eksplorator Ziemi
• Sentinel: ekosystem przestrzeni danych Copernicus
• CBERS i Amazonia: Katalog obrazów INPE

Inne opcje obejmują na przykład GloVis .

2. Platformy chmurowe

• Google Earth Engine (GEE) : Uzyskaj dostęp do ogromnego katalogu danych satelitarnych, w tym Landsat, Sentinel, CBERS i wielu innych produktów. Zawiera internetowy edytor kodu do szybkiego użycia i API dla JavaScript (wiele jest już gotowych do użycia w JS, więc jest to wykonalne, nawet jeśli nie znasz tego języka — ja osobiście nie znam) i Pythona.
• Amazon Web Services (AWS): dane Landsat i Sentinel są dostępne w AWS. Sprawdź AWS Open Data Registry, aby uzyskać więcej szczegółów.

3. API i dostęp programowy

Dla użytkowników bardziej technicznych interfejsy API i biblioteki języka Python stanowią potężne narzędzia:

• Sentinel API : Dowiedz się więcej
• Landsat API : Dowiedz się więcej
• CBERS i Amazonia API: Przeglądarka INPE STAC
• Biblioteki Pythona: Biblioteki takie jak pystac-client są świetne, ponieważ obsługują wiele katalogów za pośrednictwem standardu SpatioTemporal Asset Catalog (STAC). Za pomocą jednej biblioteki możesz uzyskać dostęp do wszystkich tych dostawców i wiele więcej.

4. Narzędzia i oprogramowanie innych firm

• Sentinel Hub: Usługa komercyjna oferująca łatwy dostęp do obrazów satelitarnych Sentinel i innych
• Earth Data (NASA) : Doskonała opcja na dodatkowe zestawy danych, podobna do katalogów w GEE
• Oprogramowanie GIS: Narzędzia takie jak QGIS i ArcGIS często integrują się bezpośrednio z repozytoriami danych satelitarnych. W QGIS może być potrzebna wtyczka do pobierania i przetwarzania danych. Pamiętaj, aby sprawdzić status konserwacji wtyczki pod kątem ciągłości.

Ostatnie myśli

Krajobraz satelitów i czujników oferuje niesamowitą różnorodność opcji, ale poruszanie się po nich, zwłaszcza na początku, może wydawać się przytłaczające. Dobra wiadomość? Gdy zidentyfikujesz swoje potrzeby i odpowiednie czujniki (dużo pracy do wykonania!), istnieje wiele narzędzi i platform — większość z nich jest bezpłatna — umożliwiających dostęp do danych i wykorzystanie ich w projekcie.