Científicos elaboran una guía para la calibración de sensores orbitales

La gama de aplicaciones potenciales incluye el estudio de fenómenos climáticos, el monitoreo de bosques y la estimación de la productividad de cultivos agrícolas

Por José Tadeu Arantes

Agência FAPESP – Un equipo de científicos brasileños acaba de presentar una guía referente a los procedimientos necesarios para asegurar la calidad y la precisión de las informaciones que suministran los satélites.

Se trata de Calibração de sensores orbitais [Calibración de sensores orbitales], un libro elaborado por Flávio Jorge Ponzoni (del Instituto Nacional de Investigaciones Espaciales – Inpe), Cibele Teixeira Pinto (Inpe e Instituto de Estudios Avanzados – IEAv), Rubens Augusto Camargo Lamparelli (Universidad de Campinas – Unicamp), Jurandir Zullo Junior (Unicamp) y Mauro Antonio Homen Antunes (Universidad Federal Rural de Río de Janeiro – UFRRJ).

La publicación, producto de años de estudio, llega al público en momentos en que crecen las demandas de monitoreo remoto: para el estudio de fenómenos climáticos, para el control a distancia de bosques y para la realización de estimaciones de productividad de cultivos agrícolas. Y muchas otras aplicaciones.

Varios de sus autores forman parte del Working Group on Calibration and Validation, un grupo de trabajo del Comitee on Earth Observation Satellites (CEOS), entidad a la cual Brasil se afilió en 2009.

El objetivo de este grupo internacional de trabajo consiste en definir metodologías y procedimientos que implementarán los diferentes países propietarios de sensores de observación de la Tierra, para hacer posible la comparación de datos obtenidos en distintos lugares del planeta.

La primera calibración que realizó Ponzoni, el coordinador del grupo, que fue también la primera realizada en el hemisferio Sur, se concretó en el Salar de Uyuni, en Bolivia, en un proyecto que contó con el apoyo de la FAPESP, intitulado “Evaluación de las alteraciones de la sensibilidad radiométrica del sensor TM/ Landsat durante el período 1988-1997 y caracterización espectral de área de prueba”.

“La elección del Salar de Uyuni se motivó en la necesidad de realizar la calibración en una superficie muy brillante y homogénea. Aparte de contemplar esas dos características, el desierto de sal boliviano brindaba una ventaja extra: es también un área elevada, situada a 3.600 metros de altura, lo que reduce mucho la perturbación atmosférica”, declaró Ponzoni a Agência FAPESP.

El primer paso de la calibración consiste en medir en el suelo la radiancia reflejada por la superficie en el preciso momento en que el satélite sobrevuela el área. La radiancia reflejada es el valor de la intensidad de la energía electromagnética que refleja la superficie, medida en distintas longitudes de onda.

Idealmente, el satélite debería detectar el mismo valor. Pero, como existe la atmósfera, eso no sucede. Entonces el paso siguiente consiste en modificar el dato recabado en campo con base en la información sobre la atmósfera, para llegar a la estimación teórica de la radiancia medida mediante el sensor presente a bordo del satélite.

El proceso se completa cuando se compara la estimación teórica con el valor real suministrado por el sensor orbital, lo que origina los llamados coeficientes de calibración, utilizados para convertir los números digitales presentes en las imágenes en magnitudes físicas.

“Una vez efectuada la calibración, somos capaces de determinar –por cada dato generado por los sensores a bordo del satélite– cuál es la potencia real de la radiación reflejada en el campo, en cada franja del espectro electromagnético”, dijo Ponzoni.

“Al saber eso, logramos estimar las características fisicoquímicas del objeto observado: si el suelo contiene más hierro o menos, si su cobertura vegetal posee más o menos biomasa, si las hojas de esa vegetación están más o menos inclinadas, y así sucesivamente”, explicó.

Valores radiométricos

La gama de aplicaciones va del monitoreo del desmonte en una área forestal al análisis de la calidad del agua de un reservorio; o de la estimación de la producción de granos en una determinada área a la investigación de las características fitosanitarias de una cobertura vegetal. Y contempla el mapeo de muchos otros parámetros cualitativos y cuantitativos.

Según Ponzoni, Brasil no se preocupaba con la calibración de sensores orbitales más o menos hasta mediados de la década de 1990, pues existía una cultura de comprar datos producidos fuera del país.

“Comprábamos el derecho de uso de las imágenes satelitales pertenecientes a otros programas espaciales. Y las usábamos básicamente como si fuesen fotografías”, dijo.

Pero las necesidades se sofisticaron. Las imágenes todavía sirven para su utilización como fotos. Pero la información cuantitativa ahora interesa bastante: la cuantificación de biomasa vegetal, la de las existencias de clorofila, la de sedimentos en suspensión en reservorios de agua y muchas otras variables, en diversos contextos.

“Nos percatamos de la necesidad de desarrollar el área de calibración. Sucede que, cuando poseemos datos sobre la calibración del sensor, logramos utilizar las imágenes no sólo como fotografías, sino también como datos radiométricos. Con ellos podemos caracterizar espectralmente objetos de interés, llegando así a la cuantificación de las variables descritas”, dijo.

La base de datos recolectados vía satélite en Brasil se encuentra almacenada en el Inpe.

Calibração de sensores orbitais
Autores: Flávio Jorge Ponzoni, Cibele Teixeira Pinto, Rubens Augusto Camargo Lamparelli, Jurandir Zullo Junior y Mauro Antonio Homen Antunes
Editorial: Oficina de Textos
Páginas: 96
Precio: R$ 45,00 ó R$ 38,25 (versión e-book)
Más información: www.ofitexto.com.br/calibracao-de-sensores-orbitais/p