martes, 12 de abril de 2016

Sentinel 2, el satélite de moda.

Seguimos indagando en el interesante mundo de la teledetección, esta vez con otro de los satélites de moda en los últimos tiempos: Sentinel 2. Como siempre no queremos hacer de este artículo un compendio técnico sobre un campo que nos supera por mucho, por lo que baste decir que los satélites Sentinel forman parte del Programa Copérnico de la Agencia Espacial Europea. Sus imágenes, como vimos en el artículo anterior sobre Landsat 8, se componen igualmente de múltiples bandas espectrales cuya diferente combinación genera diferentes usos.
Resolución y descripción de las diferentes bandas de las imágenes Sentinel.
Podéis ampliar información fácilmente en la web en excelentes artículos como este de Nosolosig, directamente en la web oficial de la Agencia Espacial Europea, o en multitud de páginas que hablan sobre ello. Nosotros enfocamos este artículo de la manera más práctica que sabemos: dónde y cómo descargar las imágenes Sentinel y su manipulación básica para visualizarlas.
Las imágenes a menudo se encuentran en páginas web demasiado engorrosas, difíciles de entender o que tienen el acceso a los datos demasiado escondido. Hemos seleccionado dos formas de obtener las imágenes, que nos han parecido las más sencillas, rápidas y cómodas de entre todo lo que hemos encontrado por la web.

La web oficial para descarga de imágenes Sentinel nos ofrece dos posibilidades de acceso a los datos: Scientific Hub es la principal, que requiere registro pero que a cambio nos ofrece las imágenes Sentinel 1 y Sentinel 2, así como un filtro de búsqueda más avanzado. La opción S-2 PreOpsHub tiene un login abierto (guest como user y password) pero solamente ofrece imágenes Sentinel 2.

Selección de zona de interés (cuadro naranja). Pulsamos el botón lupa de búsqueda y las imágenes disponibles nos aparecen en la columna izquierda y representadas en el mapa (rojo para Sentinel 1, verde para Sentinel 2). Seleccionada una imagen tenemos las opciones de hacer zoom sobre ella, añadirla al carro, ver detalles -importante para conocer el tamaño del archivo o la cobertura de nubes de la imagen- o descargarla directamente (destacadas en amarillo).
El tamaño del archivo de descarga no es ninguna broma, y frecuentemente tiene un peso de varios gigas, con lo que una buena conexión de internet es muy recomendable. Aún así, y aunque buscamos una descarga pequeña, la de ejemplo para este artículo (713 megas) fue para tener paciencia ya que el servidor se mostró muy fluctuante. La ventana de detalles del producto nos ofrece exhaustiva información de todo lo relacionado con la imagen elegida.
Mapa de cobertura y vista previa de la imagen, tamaño del archivo, porcentaje de cobertura de nubes de la imagen, estructura del archivo, botones de navegación por imagen previa o siguiente, botón de descarga, etc, etc....


Muy importantes son las opciones avanzadas de búsqueda (que también pueden serlo de filtrado sobre los resultados en bruto), pues nos permiten acotar el número de imágenes que arroja el buscador de manera significativa por fecha, satélite y varios parámetros más. Esto se agradece, pues el visor de resultados es un poco basto y a menudo se solapan tantas imágenes sobre la misma zona que nos interesa que es imposible distinguir con claridad el área de cada una, por mucho zoom que hagamos (por suerte en el mapa dinámico de la ventana de detalles podemos verlo con más precisión).
Una vez descargado el archivo de nuestro interés nos encontramos con una verdadera locura de carpetas y archivos accesorios, por lo que os pongo una captura con la ruta para llegar a las imágenes de las bandas:
Las imágenes se encuentran dentro de la carpeta GRANULE. En este caso consta de cuatro carpetas (una por cada cuadrícula de unos 100x100 kms, según la nomenclatura destacada en amarillo). Abriendo cada cuadrícula, y dentro de la carpeta IMG_DATA, encontramos las imágenes jp2 de las 13 bandas.
En resumen, la unidad básica de imagen es una cuadrícula de unos 100x100 kms. Cuanto más terreno abarque la descarga elegida, más carpetas de cuadrículas dentro de la carpeta GRANULE y, por ende, mayor tamaño de archivo a descargar.


2.- http://sentinel-pds.s3-website.eu-central-1.amazonaws.com/browser.html
La segunda opción que nos ha parecido bastante cómoda para conseguir las imágenes es a través del servicio en la nube de Amazon (AWS). Y aunque en este caso sólo se ofrecen las imágenes Sentinel 2, le hemos visto varias ventajas. La primera es un visor web simple y eficaz, con filtro para fecha y cobertura de nubes, que curiosamente nos ofrece áreas de datos mucho más específicas y reducidas que el visor oficial (organizadas así por el proveedor).
Simplemente haciendo zoom sobre nuestra zona de interés, y según las opciones de filtrado por fecha y nubes, observamos las cuadrículas con la imagen Sentinel 2. Pinchando sobre la deseada la seleccionamos y se nos abre ventana de detalles a la derecha, donde tenemos el enlace a los datos (destacado en verde).

Pinchando en dicho enlace a los datos, y sin necesidad de ningún registro previo, accedemos a una estructura de ficheros tipo FTP, organizada por mosaicos según el sistema militar de referencia (MGRS) que se explica en esta página y que creo es aproximadamente la distribución original en cuadrículas de la que hablamos más arriba. En ella se nos ofrece también la descarga de un fichero KML (103 megas) conteniendo la estructura de mosaicos a nivel mundial, con el que podemos adivinar el nombre de la cuadrícula de nuestro interés y luego navegar por el browser de datos estructurados en árbol hasta llegar a ella (como vemos el  nombre de la cuadrícula en el visor "30TVM-2016-02-04" corresponde con la ruta final de nuestra navegación por el browser de datos "sentinel-s2-l1c>tiles>30>T>VM>2016>2>4>0".

Por decirlo de alguna forma, accedemos a la estructura de la imagen en forma de archivos sueltos, de forma que podemos descargar cada banda espectral independientemente, así como los metadatos, una imagen preview, y demás ficheros que componen el lote de la imagen Sentinel. Un poco engorroso de entender quizá al principio, pero con la ventaja de no tener que descargar una enorme cantidad de megas si lo que queremos es algo mucho más específico (por ej: conseguir el True Color de una zona).
Archivo KML con cuadrículas Sentinel 2 abierto en Google Earth.
Archivo KML con cuadrículas de imágenes Sentinel 2 abierto sobre topográfico del IGN en Global Mapper.
Nosotros hemos descargado simplemente las bandas 2, 3 y 4 (azul, verde y rojo, unos 120 megas cada una) de una imagen para combinarlas en QGIS y formar la imagen True Color, tal como explicamos en el artículo anterior sobre imágenes Landsat 8.. Hemos adornado un poco la escena con algunas referencias espaciales y ya tenemos una espectacular imagen satélite del Sentinel 2 sobre mi querida y nevada tierra leonesa.

Y esto es todo por hoy. La descarga oficial nos ofrece ficheros por bloques, con todos los archivos y datos accesorios, que generalmente abarcan bastantes cuadrículas de imagen originales por lo que su tamaño de descarga suele ser enorme. Y la descarga desde Amazon se ofrece por cuadrículas individuales, con lo que los resultados a descargar son más "limpios de paja", individualizados y, por tanto, de un tamaño de archivo mucho menor.
Apasionante en todo caso. Saludos!!

8 comentarios :

  1. En la página principal no aparece la opción de registrarse

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    1. Una vez que pinchas en "Scientific Hub" y accedes al mapa buscador, tienes la opción de registrarte en la esquina superior derecha (Sign In). Aunque estos días parece que la web se encuentra en labores de mantenimiento y no está disponible

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  2. Buenos días,
    Tengo una duda que posiblemente me podáis solucionar. A la hora de descargar los ficheros por bloques, en la actualidad solo están disponibles hasta finales de septiembre, ya que en octubre, noviembre y diciembre únicamente se pueden descargar cuadrículas individuales.
    ¿Tenéis conocimiento de cuál es el rango de tiempo que pasa desde la adquisición de la imagen, hasta su publicación (pero el bloque entero no por cuadrículas)?

    Gracias

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    1. Lo cierto es que no conozco el rango temporal que mencionas. Probablemente en algún lugar el publicador de las imágenes informe de ello, pero imagino que es algo que ya se te ha ocurrido buscar. Por otro lado cada imagen tiene su fecha de adquisición, por lo que comprobando cuando las publican puedes hacer una estimación de dicho rango. Saludos!

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    2. Gracias Javier, no he encontrado ninguna indicación donde informen de ello. No estoy seguro pero puede que sea debido a la presencia de alta nubosidad, aunque seguiré buscando.
      Un saludo.

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