Klimat och miljö genom satelliters ögon 3/4

Stora skogsområden är lika betydelsefulla som svåra att övervaka från marknivån. Genom fotosyntesen fungerar skogar som kolsänkor. Därtill skyddar skogarna marken från uttorkning och erosion, bereder en stor del av jordens levande varelser en livsmiljö och ger oss ett mångsidigt råmaterial. Vi borde med andra ord se till våra skogsområden.

Hur kan man då hålla ett vakande öga över de utbredda skogsområden som per definition snarare utgör ödemarken än befinner sig däri? Svaret finns i spektrometrin. Våra egna ljussensorer, ögonen, är behändiga och utgör en mycket viktig del av insamlandet av den information genom vilken vi uppfattar vår omvärld. Däremot är de starkt begränsade både i upplösning och i förmågan att särskilja olika våglängder av elektromagnetisk strålning. De sensorer som från satelliter kartlägger förhållandena på jorden är betydligt bättre lämpade för sina uppdrag än vi vore om vi själva skulle överblicka jorden från den internationella rymdstationen.

Sentinel-2:an, från vilken data till bilden nedan är hämtad, är utrustad med ett multispektralinstrument med 13 band. Med andra ord ger data från den satelliten möjligheter att bygga upp information utgående från elektromagnetisk strålning, emitterad från jorden i 13 specifika våglängder. En del av dem utanför det spektrum vi kan uppfatta med våra ögon.

 

chiapas_forest_land-cover_map

Chiapas’ skogslandskap. Bilden är baserad på material från Sentinel-2 vilket har bearbetats på VTT’s tekniska forskningscentrum i Finland. Mer om bilden på ESA’s webbsida.

 

Bilden ovan, från Chiapas i södra mexico, visar hur man kan få fram detaljer i en bild genom att överge tanken att den ska se ut som den bild vi ser, eller förväntar oss se, med våra ögon. Bilden/Kartan baserar sig på material från ESA’s och Copernicus-programmets Sentinel-2’s optiska data från 14:e april 2016. Den ger en försmak av vad man kommer att jobba med inom F-TEP-projektet. F-Tep står för ”Forestry Thematic Exploitation Platform”. Tanken med F-TEP är att underlätta bruket av satellitdata inom skogssektorn.

Det är betydelsefullt att underlätta såväl nedtankning av data från satellit, behandlingen av inhämtad data som presentation av den information man bygger på basen av satellitdata. Redan mängden i sig, kring en Terabyte per dag bara från Sentinel-2, är en utmaning.

Följande bild visar de typiska fiskbensmönstren som uppstår när nya vägar dras och skogen intill de vägarna huggs ner. Vi ser här skogen i grönt och områden utan skog i rött. De stora gröna områdena i bilden utgörs av nationalparker vilka inrättats för att skydda skogslandskapet från skövling. Denna bild är tagen från ESA’s satellit Proba-V, en tvättmaskinsstor satellit som befunnit sig i omloppsbana sedan maj 2013. ”V” står för vegetation, vilket beskriver satellitens huvuduppdrag.

proba-v_image_of_western_brazil

En bild över området kring Porto Velho i Brasilien, på gränsen till Bolivia. Bild: ESA/VITO, 2014 

Här nedan ser vi en bild som är tagen över samma område, men nu två år senare – i augusti 2016. Den här bilden är tagen av Sentinel-2A. Vem som helst som har en hyfsad internetuppkoppling kan numera komma åt data från Sentinel-satelliterna. Endera via de kraftiga verktygen i Sentinels verktygslåda eller så via den enklaste möjliga vägen, Sentinel Hub Playground som belönades med Copernicus Master Prize 26:e oktober 2016.

portovelhobrazil

Området kring Porto Velho – Sentinel-2 augusti 2016

Sentinel-2:orna, det kommer att vara två identiska satelliter i omloppsbana för att få en ny global bild av jorden vart femte dygn, har en strängbredd på 290 km. Det betyder att satelliten samlar in data från ett område vars bredd är 290 km under sin färd kring jorden. Dess omloppsbana är solsynkron, vilket betyder att varje gång den passerar över ett område gör den det vid samma tid på dygnet. Detta för att förhållandena ska vara i högsta möjliga grad jämförbara. I bilden ovan syns ”strängarna” tydligt. Tänk på att varje sådan är 290 km bred. Det betyder att området som bilden täcker är mer än fyra gånger 290 km brett – närmare 1200 km från väst-nordväst till ost-sydost.

portovelhobrazil_utsnitt

Abunã – i gränstrakterna mellan Brasilien och Bolivia. Ett utsnitt av området i bilden ovan.

De två Sentinel-2- bilder som visas här är baserade på band 2, 8A och 11. Band två samlar data från elektromagnetisk strålning med en våglängd på 490 nm (nanometer/miljard-dels meter) vilket vi uppfattar som blått ljus. Band 8A är just utanför det som det mänskliga ögat uppfattar – 865 nm. Det är en våglängd nära infrarött som levande vegetation reflekterar. Band 11 är känslig för en våglängd om 1610 nm, kortvågig infraröd strålning, SWIR. Just den kombinationen används för att visa bland annat agrikultur.

Upplösningen på Sentinel-2’s band 2 är tio meter. De övriga som använts för bilderna här ovanför har en upplösning på 20m. Det betyder att en pixel i bilden motsvarar ett 400 kvadratmeter stort område. Trots att strängbredden är imponerande 290 km och att vi kan få 313 uppdateringar av den globala vegetationskartan varje år är upplösningen tillräcklig för att även det minsta kalhygge ska upptäckas.

Vi är ännu i början av den tid när varje medborgare med tillgång till en dator och en internetuppkoppling själv kan se på ett stort spektrum av satellitdata. Men – Den tid när man kunde ljuga stort om förhållandena beträffande de stora skogarna, och mycket annat också för den delen, är i stort sett förbi.

Varför inte gå in på Sentinel Hub Playground och ”muta in ett område” på valfri plats på jorden och följa med det som händer i området under en längre tid? Tänk, att en elev i tredje klass kan välja ett litet område på Borneo, i Tanzania eller i Amazonas och följa med det som händer där varje månad under ett års tid. Att sedan fortsätta och följa samma område genom hela skolan ger på sikt en värdefull databank. Kan man jubla ifall inget händer?

Tänk att den frågan skulle ställas.

I tidigare avsnitt har vi sett på havsis och på glaciärer. Det avslutande avsnittet i serien ägnas åt agrikultur och urbana områden.


JanJan är lärare i matematik och vetenskapliga tillvalsämnen på Sursik skola i Pedersöre, Finland. Att ta in världsrymden i klassrummet ger ofta, åtminstone, ett delsvar på frågan ”Varför?”, en fråga som hörs rätt ofta i samband med matematikundervisningen. Att dryfta stora frågor ger nyfikenheten näring, vilket i sin tur är en av nyckelingredienserna till framgång.

Annonser

4 reaktioner på ”Klimat och miljö genom satelliters ögon 3/4

  1. Ping: Klimat och miljö genom satelliters ögon 2/4 | EduGalaxen

  2. Ping: Klimat och miljö genom satelliters ögon 1/4 | EduGalaxen

  3. Ping: Klimat och miljö genom satelliters ögon 4/4 | EduGalaxen

Kommentera

Fyll i dina uppgifter nedan eller klicka på en ikon för att logga in:

WordPress.com Logo

Du kommenterar med ditt WordPress.com-konto. Logga ut / Ändra )

Twitter-bild

Du kommenterar med ditt Twitter-konto. Logga ut / Ändra )

Facebook-foto

Du kommenterar med ditt Facebook-konto. Logga ut / Ändra )

Google+ photo

Du kommenterar med ditt Google+-konto. Logga ut / Ändra )

Ansluter till %s