¿Qué Es La Resolución Espacial En Una Imagen Satelital?

¿Qué Es La Resolución Espacial En Teledetección?

Explicado de forma sencilla, la resolución espacial es el tamaño de un píxel, el punto más pequeño visible para el sensor. Sin embargo, una persona no familiarizada con el tema puede sentirse confundida por esta simplificación. En realidad, el sensor de un satélite de teledetección percibe una imagen a través de su campo de visión instantáneo elíptico (IFOV) ^{Alvaro Valenzuela, Karin Reinke, Simon Jones. A new metric for the assessment of spatial resolution in satellite imagers, International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation. Volume 114, 2022, ISSN 1569-8432. https://doi.org/10.1016/j.jag.2022.103051}, que luego se procesa en un píxel cuadrado. Por ejemplo, si observamos una imagen con una resolución espacial de 30 m, no podremos reconocer ningún objeto de menos de 30m en ella y tendremos que buscar algo bastante más grande que esos 30m para empezar a distinguir detalles.

En función de la distancia al objeto y las capacidades del equipo, la teledetección puede realizarse con una resolución espacial baja, media y alta. Por ejemplo, los drones que vuelan cerca del suelo pueden captar imágenes con una resolución espacial excepcionalmente alta. Los satélites, que están mucho más lejos de la Tierra, pueden tomar imágenes de teledetección de la superficie del planeta en cualquiera de las 3 resoluciones, dependiendo del sensor.

Teniendo en cuenta que la tecnología de teledetección está en constante desarrollo, la clasificación en resolución espacial baja, media y alta no es más que un punto de referencia. En la década de 1980, una resolución espacial de 60 metros por píxel en el satélite Landsat de la NASA se consideraba relativamente alta, pero hoy en día se considera excesivamente baja.

Veamos algunos ejemplos reales de resolución espacial en teledetección. Estas tres imágenes satelitales del barrio de Jangokh, en Tashkent (Uzbekistán), sirven para darse cuenta de la diferencia de resolución espacial. La imagen de 0,4 m/px de Kompsat-3A permite ver claramente edificios, carreteras e incluso coches, pero en la mayoría de los casos hay que pagar por ese nivel de detalle. La calidad de las otras 2 imágenes (30m/px) (10m/px) no es tan nítida, pero estas imágenes satelitales son gratuitas.

Ya conocemos el evidente contraste entre las imágenes de satélite de alta resolución espacial y baja. Aunque una mayor resolución espacial proporciona detalles más finos, no siempre son necesarios para un análisis espacial preciso. En algunos casos, basta con una resolución espacial media o incluso baja. Vamos a profundizar en los distintos niveles de resolución espacial de diferentes tipos de satélites, sus ventajas prácticas y sus limitaciones.

Teledetección De Resolución Espacial Media Y Baja

Hoy en día se dispone de una enorme cantidad de imágenes de teledetección de resolución espacial media y baja, procedentes, principalmente, de los satélites Sentinel y Landsat. Estos datos, que comprenden 50 años e incluyen diversas bandas espectrales, están a disposición del público de forma gratuita y pueden utilizarse en diversos contextos.

¿Cuáles son los inconvenientes de las imágenes de teledetección de resolución espacial media y baja? Sólo tienen un problema importante: la falta de detalle. Para sopesar sus ventajas y desventajas, es necesario examinarlas más detenidamente.

Enorme Colección De Imágenes

Es fácil conseguir imágenes de teledetección de resolución media y baja gracias a la abundancia de recursos disponibles en línea. El servicio en línea de datos de satélite EOSDA LandViewer, por sí solo, proporciona acceso a ocho conjuntos de datos gratuitos de observación de la Tierra. Estos conjuntos de datos proceden de Sentinel 2, Landsat 8 OLI y TIRS, Landsat ETM+ y MODIS. Mediante el uso de distintas fuentes de datos, los usuarios pueden examinar, analizar y descargar imágenes actualizadas con las siguientes características:

• resolución espacial de 10 a 500 m/píxel;
• periodo de revisita entre 2 y 16 días;
• resolución espectral de 4 a 12 bandas y la opción de crear su propia configuración personalizada de combinaciones de bandas.

Datos De Muchas Bandas Espectrales Disponibles Para Análisis

La abundancia de información que puede obtenerse de las numerosas bandas espectrales y sus combinaciones hace que estas imágenes sean increíblemente útiles a pesar de su aparente falta de detalle. Con estos datos de teledetección se puede conocer información sobre una amplia gama de objetos y sus propiedades que, de otro modo, serían inaccesibles.

Perspectiva Histórica

Nuestra actual riqueza en imágenes de teledetección de estas categorías es el resultado directo del proyecto Landsat, que comenzó hace más de medio siglo. Visualizando y analizando imágenes satelitales desde 1982 en EOSDA LandViewer, puede obtener información valiosa sobre la evolución de sus objetos de estudio a lo largo del tiempo.

Bajo Nivel De Detalle

Debido a la falta de detalle de estas imágenes, sólo se pueden distinguir objetos grandes como puentes, canales o trazados urbanos. Incluso el Coliseo, cuyas dimensiones no son nada desdeñables, parecerá un punto.

Teniendo en cuenta estas ventajas y desventajas, queda claro que la resolución espacial media y baja de las imágenes satelitales serán suficientes para tareas concretas que no requieran una alta precisión. Hablemos ahora de las ventajas e inconvenientes de la teledetección de alta resolución espacial.

Teledetección De Alta Resolución Espacial

La mayor ventaja de una resolución espacial alta frente a una resolución espacial baja es el preciso nivel de detalle que muestra. Además, proporciona cobertura cuando y donde se necesita. Sin embargo, las imágenes de mayor calidad suelen ser más caras para los clientes, así como una menor disponibilidad. Otro problema es su escasa cobertura territorial. Veamos con más detalle sus ventajas y desventajas.

Alto Nivel De Detalle

Estas imágenes tienen la ventaja de mostrar detalles más pequeños, como árboles individuales, vehículos, edificios y mucho más. En EOSDA LandViewer, puede elegir entre ocho conjuntos de datos de satélite con la resolución espacial más alta, que va desde los 5 metros (SPOT 5) hasta los 40 centímetros (Kompsat-3A).

Cobertura A La Carta De Cualquier Lugar Y En Cualquier Momento

Con la ayuda de los modernos satélites comerciales de alta resolución espacial, ahora es posible obtener información sobre un lugar concreto en un momento determinado. Recurra a estos satélites de alta resolución espacial si los datos de que necesita no están fácilmente disponibles en las bases de datos de satélites gubernamentales que siguen trayectorias predefinidas.

EOS SAT, una constelación de satélites cuyo primer satélite fue lanzado a principios de 2023, puede proporcionar una imagen cada dos días del área de interés del cliente al asignarnos una tarea. EOS SAT permitirá estudiar factores naturales y antropogénicos difíciles de evaluar desde tierra y responder lo más rápidamente posible a desplazamientos y catástrofes.

Precio Elevado

Los datos de alta resolución espacial tienen un precio elevado debido a los sofisticados sensores ^{Charles Toth, Grzegorz Jóźków. Remote sensing platforms and sensors: A survey. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, Volume 115, 2016, Pages 22-36, ISSN 0924-2716. https://doi.org/10.1016/j.isprsjprs.2015.10.004} necesarios para captar imágenes útiles. Estas imágenes pueden obtenerse a un coste reducido a través de sistemas de reventa como EOSDA LandViewer, que sólo cobra a los clientes por la parte de la imagen que corresponde a su área de interés. Es una buena ganga en comparación con el coste de una imagen completa.

Área De Cobertura Reducida

Cuanta más calidad tenga una imagen, menos superficie cubrirá. De ahí que cuando las imágenes son de alta calidad son ideales para la observación y la investigación específicas. Se necesitarían cuatro imágenes satelitales de alta resolución espacial como Pleiades-1, Kompsat-3 o SuperView-1 para cubrir una zona del tamaño de Londres, mientras que una sola imagen Landsat 8 de baja calidad cubre una zona 25 veces el tamaño de esta ciudad.

Menor Disponibilidad

Las nubes pueden dificultar la obtención de datos de los satélites. Pero en la teledetección de alta resolución, cuando los satélites se alejan a menudo de una trayectoria predeterminada, esto resulta crucial. Por eso habrá muchas menos imágenes de alta resolución disponibles. Además, debido a la corta historia de la teledetección en alta calidad (según los estándares actuales), desde 2010, dichas imágenes no son óptimas para una investigación exhaustiva de la dinámica de diversos fenómenos y procesos.

Así pues, las imágenes de alta resolución espacial siguen teniendo limitaciones, a pesar de que ofrecen mucha más información sobre los objetos visibles de la superficie terrestre. Antes de elegir una resolución espacial, debe sopesar cuidadosamente los pros y los contras de cada opción.

¿Cuál Es La Resolución Espacial Ideal?

Desgraciadamente, no existe una respuesta para esto. Para ayudarle a decidir si debe pagar o no, tenga en cuenta lo siguiente:

• ¿Qué recursos necesita para su proyecto?
• ¿Qué precisión deben tener las representaciones visuales de los datos de teledetección?
• ¿En qué bandas espectrales necesita las imágenes?

Las resoluciones espaciales alta y baja de los satélites sirven para distintos fines, lo que significa que diferentes industrias pueden beneficiarse de ambas de diferentes maneras.

Usos De Alta Resolución

Las imágenes de teledetección de alta calidad, con una resolución espacial de 1 a 5 metros por píxel, así como de menos de 1 metro por píxel, lo que significa muy alta resolución espacial, resultan útiles en áreas donde se necesita el máximo detalle para zonas relativamente pequeñas, como:

• detección de enfermedades o plagas en los cultivos en la agricultura de precisión;
• identificación de procesos erosivos del suelo;
• detección de los bordes de los campos y cartografía de estos;
• observación y gestión del ganado;
• detección de la deforestación y gestión forestal;
• detección y mitigación de anomalías locales;
• modelado de ciudades en 3D.

Usos De Resolución Media

Las imágenes de resolución media (5-30 metros por píxel) pueden utilizarse para tareas que no requieren una precisión extrema pero sí una amplia cobertura. Los siguientes son algunos ejemplos:

• monitorización de la salud y el crecimiento de los cultivos;
• monitorización del contenido de humedad y nutrientes;
• monitorización de la densidad de la vegetación;
• detección de plagas y enfermedades;
• estimación de la pérdida de biodiversidad en terrenos forestales;
• identificación de anomalías naturales a gran escala;
• monitorización de las masas de agua;
• análisis de la expansión urbana.

Usos De Baja Resolución

A pesar de su falta de precisión, la teledetección de baja resolución espacial (30-250 metros por píxel) capta una amplia zona y añade información mediante el muestreo de niveles espectrales que otros métodos no alcanzan. Entre sus áreas de aplicación están incluidas:

• modelización del crecimiento de los cultivos;
• predicción del rendimiento;
• cartografía de tendencias;
• detección de anomalías a gran escala;
• monitorización de los cambios en las infraestructuras a gran escala.

Así pues, seleccionando la resolución espacial más adecuada para cada tarea, podrá realizarla de forma más eficaz y asequible.

Resolución Espacial De La Constelación De Satélites EOS SAT

A principios de 2023, EOSDA puso en órbita sincrónica con el sol el primer satélite de su constelación de satélites de teledetección EOS SAT. Estos satélites obtendrán imágenes de alta resolución y proporcionarán información práctica en 24 horas, completando así un ciclo de servicio completo para el sector agrícola.

La tecnología de teledetección EOS SAT proporcionará imágenes con las siguientes resoluciones espaciales:

• Pancromática – 1,4 m/px. Las imágenes pancromáticas combinan los canales rojo, verde y azul en una sola banda para lograr una mayor resolución espacial en las imágenes satelitales. Aunque las imágenes generadas carecen de información sobre la longitud de onda (color), representan el objeto con gran detalle.
• Multiespectral – 2,8 m/px. La imagen de teledetección multiespectral de EOS SAT incluye 13 bandas espectrales, lo que le permite cuantificar y analizar patrones para obtener una comprensión más profunda de muchos factores agrícolas. En particular, puede evaluar índices de vegetación, los niveles de humedad del suelo, riesgos meteorológicos, etc., al utilizar las bandas RGB y NIR con imágenes de satélite de alta resolución espacial. La banda SWIR de los sensores multiespectrales de teledetección es útil para muchos fines diferentes, entre los que se incluyen el análisis del uso del suelo y la cubierta vegetal, la cartografía de los límites de los campos, la identificación de los cultivos y la monitorización de su salud y la predicción del rendimiento.

EOS SAT combina a la perfección la teledetección de alta resolución espacial y unos precios asequibles para los agricultores. El conjunto único de bandas permitirá abordar cuestiones agrícolas que ningún otro satélite de teledetección puede. Por lo tanto, los agricultores tendrán un mejor acceso a datos oportunos y de alta calidad, lo que mejorará su toma de decisiones y, a largo plazo, fomentará el desarrollo de estrategias agrícolas más sostenibles.