sábado

Imágenes de Satélite vs Imágenes de Alta Resolución Libres

Imágenes de Satélite de media resolución vs servidores de imágenes de alta resolución (Google Earth/Bing Maps/Here Maps)

Con el auge de los aplicaciones web que nos brindan imágenes de alta resolución como Google Earth, Bing Maps y Here Maps, y su interacción con los programas SIG muchos profesionales noveles en el campo son indiferentes o ignoran al uso de imágenes de satélite de media resolución, hasta cierto punto se establece una dependencia en dichas plataformas web, las cuales no son necesariamente constantes, debido a: no garantizan una cobertura continua, ni actualización. A mi parecer su desarrollo obedece más que todo a la competencia entre ellas pudiendo presentar altibajos.

Los que hemos visto el auge de las imágenes de satélite, nos emocionamos cuando tuvimos a nuestra disposición en la web las imágenes LandSat, especialmente al no contar con recursos para comprar imágenes de satélite. Posteriormente pude adquirir de forma "libre" imágenes del satélite Terra y el Spot. Por supuesto la aparición de servidores de "capturas" de imágenes de alta resolución como el emblemático Google Maps/Earth, Bing Maps, Here Maps, cambio totalmente el panorama, ya podemos contar con una imagen de altísima resolución espacial y relativamente actualizada, esto hace innecesario el preocuparse por los trabajosos pero a su vez interesantes procesamientos de imágenes.

¿A que me refiero? Una imagen con una resolución espacial de 30 metros o 15 metros, es decir, con una unidad mínima o pixel de esas dimensiones, nos permite visualizar información hasta una escala determinada, si intento dilucidar por encima de esa escala, por ejemplo 1:50.000 (para imágenes LandSat) primero debo procesarla, por ejemplo mejorar el contraste, aplicar filtros, todo ello en la búsqueda de descubrir y delimitar objetos, fenómenos que no podría captar a simple vista, pero si la imagen tiene una resolución de 1 metro o menos, dicho trabajo no es necesario, esto es a simple vista una gran ventaja

Por ejemplo si ven las siguientes imágenes de la misma zona, al mismo nivel de acercamiento notaran las diferencias en la resolución, imagen tratar de separar las zonas urbanas en cada una de ellas, lógicamente la imagen LandSat presentara mayor dificultad


¿Proyectos como LandSat, Sentinel tendrán a su vez ventajas comparativas sobre servidores de imágenes como Google Earth, Here Maps etc? por supuesto que SI, no las conocemos y nos interesan, entonces debemos adentrarnos en el fascinante campo de la teledetección, veamos a continuación algunas de ellas






Ventajas de las imágenes de satélite de media resolución frente a los servidores de imágenes de alta resolución

Como vimos en anteriores artículos las imágenes de estos servidores no son propiamente imágenes de satélite, lo que podemos hacer y descubrir con las imágenes de satélite va mucho más allá de una interpretación visual.

Esto es de suma importancia:

  • Estimación de parámetros ambientales: en la actualidad las imágenes de satélite constituyen insumos capaces de sustentar ecuaciones o modelos para derivar parámetros ambientales, las imágenes de satélite multiespectrales y de radar nos dan la posibilidad de poder determinar variables ambientales de interés sin necesidad de tener instrumentos de registro en el sitio.

    Entremos un poco al detalle de algunos conceptos básicos de Teledetección, por ejemplo, los sensores multiespectrales (los que producen las imágenes multiespectrales como LandSat, Spot, Aster etc) captan la energía "solar" (energía electromagnética) reflejada por la tierra en sus diferentes longitudes de onda, es decir, cada pixel de la imagen poseerá un valor numérico (Nivel Digital) que estará directamente relacionado con la cantidad de energía reflejada en un rango de longitud de onda especifico por la cobertura (agua, suelo, vegetación) presente dentro del área cubierta por dicho pixel en el terreno, a su vez la cantidad de energía reflejada en un rango de longitud de onda depende de varios factores entre ellos la composición del objeto observado. La interacción de un cuerpo, objeto, con los diferentes rangos de energía electromagnética, dicho comportamiento representado en forma gráfica se denomina Firma Espectral

    La Firma Espectral es el fundamento básico de la teledetección y el procesamiento de imágenes de satélite, esto no es algo que podamos hacer con las "capturas de imágenes" que nos brindan servidores como Google Earth/Bing Maps/Here Maps. Ciertamente a dichas imágenes podemos aplicarles ciertos procesamientos de imágenes pero solo para mejorar su visualización y búsqueda de patrones.

    Se ha determinado y correlacionado el comportamiento espectral con ciertas propiedades físicas permitiendo determinarlas de manera indirecta

    Algunos ejemplos de variables que podemos determinar mediante imágenes de satélite, hay muchas más en otra oportunidad podriamos hacer un compendio más completo

    • Temperatura: las imágenes captadas en el rango del infrarrojo térmico nos permiten derivar la temperatura a nivel del suelo, de importancia por ejemplo para monitorear cambios de temperatura por acciones antropicas (industrias, trafico etc) o fenómenos naturales
    • Evapotranspiración: existe amplia investigación para desarrollar y calibrar modelos que permiten estimar evapotranspiración real, entre ellos podemos señalar el método METRIC y sus posteriores mejoras y adaptaciones. De esta forma es posible estimar un balance hídrico y su distribución espacial de amplias regiones
    • Derivar indices de vegetación y humedad
    • Volúmenes de agua y caudales: en este caso se refiere a la aplicación de imágenes de radar, del satélite MODIS, para monitorear en "Tiempo Real", diariamente, los volúmenes de agua y caudales de grandes ríos. Si desean conocer más detalles sobre esta aplicación pueden ver el articulo científico en la Web oficial del Flood Observatory of Darmouth RESUMEN TÉCNICO: Descarga Fluvial por Satélite y Medidas de Escorrentía
    • Seguimiento de vida útil de embalses: mediante imágenes multiespectrales existen variadas investigaciones para monitorear la sedimentación y procesos de eutrofización de embalses y costas
  • Amplia distribución espacial: en relación al item anterior, si determinamos de forma confiable, previa calibración, un parámetro ambiental, dichos datos generalmente serán obtenidos a nivel de pixel, es decir, en teoría obtendremos el valor buscado y su distribución espacial para una extensa región. Esto es una gran diferencia de cuando tenemos una estación que registra un parámetro y lo asumimos para áreas extensas, por supuesto, en dicho caso la estación determina el parámetro directamente
  • Homogeneidad y revisita: posterior al lanzamiento de un satélite y su periodo de ajuste, el mismo queda registrando datos (imágenes) de forma continua, con un periodo de revisita fijo para todo el globo o una amplia parte de él, hasta que se cumple su vida útil o el mismo presenta fallas, por lo cual en el mejor de los casos tendremos una fuente confiable de datos durante un largo periodo de tiempo, pudiendo llevar a cabo el seguimiento de fenómenos, coberturas. Su gran cobertura nos permite extrapolar o comparar nuestros estudios con zonas distantes
  • Base de datos robustas y antiguas: en el caso del satélite LandSat, el más antiguo, comenzó a captar imágenes a inicios de los 70, de forma que podemos evaluar los cambios en la superficie de la tierra hasta nuestros días, incluso ahora contamos con una plataforma Online que nos facilita dicha tarea, el Google Earth Engine

Esta y muchas cosas más nos permiten hacer las "verdaderas" imágenes de satélite, posteriormente colocare unos aspectos básicos de teledetección que nos permitan irnos adentrando paulatinamente en el tema