Imágenes por satélite: ¿cómo funciona y para qué se utiliza?

Las primeras imágenes tomadas desde el espacio fueron de vuelos suborbitales en la década de 1940, y la primera imagen de satélite fue tomada en 1959 por Explorer 6. La obtención de imágenes por satélite es el uso de satélites para recopilar datos sobre la Tierra a través de satélites en órbita o aviones a gran altitud.

Las imágenes de satélite han recorrido un largo camino desde entonces. Ahora hay más de 2.000 satélites en órbita alrededor de la Tierra y muchos tipos diferentes con capacidades variables. Las imágenes satelitales tienen usos en meteorología, conservación, geología, agricultura, cartografía, educación, inteligencia, guerra y más.

Este artículo cubrirá parte de la tecnología detrás de las imágenes por satélite, cómo funciona y para qué se puede utilizar.

¿Cómo funcionan las imágenes por satélite?

Las imágenes por satélite son un tema amplio. Existen diferentes tipos de sensores y diferentes métodos para adquirir imágenes de satélite. Estas son algunas de las formas en que los satélites y sus sensores pueden variar.

Pasivo vs. Detección activa

Hay dos categorías amplias de sensores de satélites de imágenes. Estos son sensores activos y sensores pasivos. Los satélites de sensores pasivos recopilan datos sobre la Tierra a través de la radiación electromagnética que emite el sol y se refleja en la Tierra. Por otro lado, los satélites sensores activos emiten su propia radiación y la analizan a medida que se refleja en el satélite.

Resolución del sensor

Como una cámara normal, un satélite diferente los sensores tienen diferentes capacidades. Cada sensor tendrá una determinada resolución espacial. Básicamente, se trata de cuánta área puede capturar el sensor a la vez, o cuántos y qué tan pequeños son sus píxeles. Algunos sensores pueden capturar una resolución de hasta 0,31 metros cuadrados por píxel, aunque la mayoría no tendrá una resolución tan fina.

Tenga en cuenta que los satélites están en constante movimiento. Eso significa que para capturar imágenes de un área amplia, el sensor debe poder moverse o debe haber una serie de sensores. Por ejemplo, si el satélite está orbitando de norte a sur, puede tener un sensor o espejo que se mueva en la dirección opuesta para “escanear” un área más amplia a medida que se mueve.

La resolución espectral, por otro lado, es qué tipo de luz puede capturar el sensor. Las diferentes estructuras de la Tierra reflejan la radiación electromagnética de manera diferente, que es lo que permite que los satélites sean tan útiles. La radiación electromagnética incluye luz visible (como vemos a través de nuestros ojos), luz infrarroja y ultravioleta. Por ejemplo, la nieve refleja toda la radiación con bastante fuerza, mientras que la vegetación densa absorberá mucha luz roja pero emitirá luz infrarroja.

De esta manera, un satélite con sensores que pueden capturar luz visible e infrarroja podrá diferenciar entre diferentes entornos en la superficie del planeta. Pero esto no es todo lo que los satélites pueden hacer.

A diferencia de las cámaras normales, los satélites también tienen resolución temporal. Esto se refiere a la cantidad de tiempo entre imágenes para una ubicación en particular. Si se está utilizando un satélite para monitorear un área determinada, el satélite tardará un cierto número de horas en alcanzar esa ubicación sobre la Tierra nuevamente.

Entonces, puede ver que los satélites son equipos altamente especializados. Cada satélite se producirá con una tarea específica en mente (o múltiples tareas).

Procesamiento de imágenes

Debido al tamaño de la Tierra, la naturaleza de los sensores de imágenes y el volumen puro de imágenes que deben tomarse, se requiere el procesamiento de imágenes para generar imágenes útiles.

Un ejemplo es la costura de imágenes. Independientemente del tamaño del sensor, para tomar imágenes de alta resolución de áreas grandes, será necesario tomar varias imágenes. Luego, será necesario "coserlos" (afortunadamente, el software lo hace casi sin problemas ahora) para crear una imagen única y más grande.

Debido a la radiación, las imágenes de satélite a menudo presentan artefactos como rayas o rayas. La eliminación de bandas de imágenes es el proceso de eliminarlos para crear mejores imágenes.

Además, dependiendo del uso de las imágenes, es posible que sea necesario volver a crear imágenes de regiones individuales dependiendo de la cobertura de nubes u otras obstrucciones a la toma. Aquí es donde entra la resolución temporal y por qué puede requerir miles de horas de tamizar imágenes para crear un mapa ideal de un área.

¿Para qué se utilizan las imágenes por satélite?

Como mencionamos, las imágenes por satélite tienen una amplia gama de usos. Estos incluyen cartografía y navegación, planificación urbana, predicción meteorológica, vigilancia ecológica y vigilancia militar. A continuación, se explican con más detalle tres de los usos más comunes de las imágenes por satélite.

Imágenes y mapas

El ejemplo más conocido de imágenes satelitales es probablemente Google Earth. Puede utilizar fácilmente esta herramienta para ver tu propia casa. Muchas otras organizaciones también han desarrollado bases de datos de imágenes de satélite que se recopilan en mapas utilizables. Esto puede resultar en la capacidad de acercarse a un cierto nivel de detalle en cualquier lugar del planeta.

Para crear mapas, se deben tomar imágenes de alta resolución a muchas altitudes para cada ubicación. Esto incluye fotografía aérea y satelital. Se utiliza un software sofisticado para "mezclar" las altitudes entre sí a medida que se acerca el mapa.

Detección de cambios

Los satélites pueden rastrear cambios en un área determinada de la superficie de la Tierra. Un buen ejemplo son las regiones polares. Los satélites no solo pueden rastrear la cantidad de hielo presente en un momento dado (a través de luz visible e infrarroja reflexión), pero también pueden producir mapas topológicos del suelo para medir los cambios de elevación en hielo.

Predicción del tiempo

¿Alguna vez ha visto el pronóstico del tiempo o usó una aplicación meteorológica? Puedes agradecer a los satélites por eso.

Los satélites tienen sensores que pueden capturar ciertas longitudes de onda de luz infrarroja y pueden obtener información sobre los niveles de calor.

Combinados con imágenes de luz visible, los satélites pueden capturar una imagen casi completa de los sistemas meteorológicos. Esto se debe a que la luz visible proporciona información que podría no estar disponible a través de infrarrojos, como la niebla (que está muy cerca de la temperatura de la tierra debajo de ella).

Las imágenes térmicas también están disponibles por la noche (cuando no hay luz visible). Esto es importante para la predicción del clima porque los diferentes tipos de sistemas climáticos tienen diferentes firmas de calor (por ejemplo, tipos de nubes).

Los satélites geoestacionarios pueden vigilar una región en particular desde una gran altura. Lo hacen orbitando la Tierra a la misma velocidad que la Tierra gira. Estos proporcionan la mayor parte de la información que ve en el pronóstico del tiempo. El otro tipo de satélite meteorológico es el de órbita polar y solo puede obtener imágenes de un área dos veces al día, pero proporciona una resolución mucho más alta.

La combinación de información sobre el calor y la luz reflejada permite analizar los sistemas de nubes, la contaminación, los incendios, las tormentas, las temperaturas de la superficie y más.

Imágenes por satélite: una nueva era de la ciencia

Con el advenimiento de las imágenes por satélite, los científicos pudieron observar la Tierra con un nuevo nivel de detalle antes inimaginable. Con fácil acceso a imágenes de todo el mundo en todo el espectro de luz, el estudio de los patrones climáticos y ecológicos se volvió mucho más sofisticado.

Pero toda nueva tecnología también tiene un lado peligroso. Las imágenes satelitales son indispensables para los esfuerzos militaristas modernos, incluida la vigilancia de estados extranjeros o las estrategias de planificación.

Esperamos que este artículo le haya enseñado algo que no sabía sobre cómo los satélites de imágenes recopilan imágenes.

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