La Observación de la Tierra facilita conocer mejor nuestro planeta desde los albores de la carrera espacial, optimizando recursos y anticipando problemas. Repasemos un poco su historia y posibilidades.
En octubre del pasado año se celebró el 60 aniversario de la puesta en órbita del primer satélite artificial lanzado por el hombre, el Sputnik-1. Dando lugar al inicio de una carrera espacial que posibilitó la creación de nuevas disciplinas inexistentes hasta ese momento. Entre dichas disciplinas de nuevo cuño destaca la Teledetección Espacial aplicada a la Observación de la Tierra.
Pero antes de entrar en materia preguntémonos un momento: ¿Qué es la Teledetección? La definición etimológica nos dice que tele viene del griego y significa a distancia mientras que detección viene del latín detectio y significa descubrir la existencia de algo que no era patente. Por lo tanto, lo que pretende la teledetección es la medida de un conjunto de características de una superficie u objeto sin mediar un contacto físico.
Si bien históricamente el término teledetección se origina en la década de los 60 del pasado siglo, la toma de imágenes aéreas se comenzó a realizar ya en el siglo XIX desde aerostatos con propósito de reconocimiento militar en primera instancia para pasar posteriormente a la cartografía y otros propósitos.
Posteriormente, durante la época de la aviación, se aplicó el mismo procedimiento embarcando abordo sensores cada vez más sofisticados. En la Primera y la Segunda Guerra Mundial, el reconocimiento aéreo se mostró fundamental en el desarrollo de operaciones durante ambas contiendas. Posteriormente durante la Guerra Fría ambos bloques sofisticaron aún más si cabe dicha técnica hasta llegar al inicio de la carrera espacial en 1957 con el lanzamiento del primer satélite artificial. Ya entonces la teledetección se utilizaba en numerosas disciplinas como la agricultura, geología, forestación y arqueología.
Fue en la década de los 60 cuando se empezó a utilizar el término teledetección espacial. El primer satélite que mostró una imagen de la Tierra fue el Tiros-1 en abril de 1960. Era un satélite lanzado con fines meteorológicos que proporcionó información vital a los meteorólogos de cómo se forman las nubes en espiral asociadas a grandes tormentas.
Hasta entonces no había sido posible verlas desde el espacio. En la década de los 60 del pasado siglo XX, se introdujo el procesado digital de datos multiespectrales. Esta etapa se caracterizó básicamente por la aplicación de un gran número de técnicas de mejora de la imagen para facilitar la inspección visual de las mismas y su fotointerpretación. Se siguieron lanzando numerosos satélites con propósito científico y de espionaje durante dicha década, pero la verdadera revolución en lo que a observación de la Tierra se refiere se produjo con el lanzamiento de la serie Landsat (EE UU) a principios de los años 70. Dicha serie sentó las bases en la que hoy en día se basan los satélites de Observación de la Tierra. Posteriormente, en los años 80, se lanzaron los satélites de la serie Spot (Francia), la cual contribuyó en gran medida a popularizar la comercialización de imágenes tomadas desde el espacio.
Con cada nueva familia las capacidades de los satélites mejoraban aumentando la resolución de las imágenes tomadas. La última revolución la ha dado Europa con el programa Copernicus, el cual contempla lanzar una constelación de unos 20 satélites desde el año 2014 hasta el 2030 (Serie Sentinel) para dar servicio en seis áreas principales.
La atmósfera para evaluar y vigilar el cambio climático, la marina para cuidar y evaluar la contaminación oceánica así como los recursos pesqueros, la terrestre para su utilización en cartografía, geología, agricultura, etc., la climática para la observación meteorológica, la de emergencia que dará servicios en caso de terremotos, inundaciones y situaciones de catástrofes humanitarias y, por último, la de seguridad que velará por la seguridad fronteriza, lucha contra el crimen y tráfico de drogas entre sus muchas aplicaciones.
Pero lo más importante es que dicha información en palabras de la Comisión Europea (EC) y de la Agencia Espacial Europea (ESA) está totalmente disponible y es gratuita no solo para las instituciones o empresas sino para todos los ciudadanos que deseen consultarla. Precisamente, uno de los retos que se está afrontando actualmente es que dicha información pueda llegar al ciudadano en forma de servicios y aplicaciones que le sean de fácil uso y utilidad.
Pero antes de proseguir con las diferentes aplicaciones y ejemplos concretos de utilidad vamos a explicar muy someramente cómo se realiza la Observación de la Tierra y qué tipos de sensores están disponibles para ello.
Básicamente existen dos métodos de captación de la información los pasivos y los activos. El principio físico que se utiliza es la una interacción entre una radiación incidente y el cuerpo observado, mostrándose unas características únicas de reflexión o emisión electromagnética.
Los sensores pasivos aprovechan fuentes de radiación externa (como el Sol) mientras que los activos la producen (el radar, por ejemplo).
Los sensores pasivos detectan la radiación electromagnética (luz) que les llega del suelo en diferentes intervalos de longitudes de onda, o bandas. El sensor TM del satélite Landsat, por ejemplo, registra la información contenida en siete bandas: tres dentro de la región visible del espectro y el resto en la región infrarroja y el infrarrojo térmico.
Las imágenes obtenidas en cada banda, representadas en blanco y negro, pueden asociarse con los tres colores elementales: rojo, verde y azul. Se obtienen así imágenes coloreadas que pueden ser de color real o falso color. Estas composiciones permiten una mejor discriminación de las cubiertas terrestres que las bandas originales.
El método usado en la teledetección, por lo tanto, se basa en una recogida de datos y un posterior análisis de dichos datos los cuales finalmente dan una información de salida. Por ejemplo, es posible sacar un índice de vegetación terrestre que nos muestre en una imagen donde hay plantas o cobertura arbórea. Para ello, basta con realizar una fórmula tan simple como dividir la banda del infrarrojo cercano menos la banda correspondiente al rojo por la banda del infrarrojo cercano más la banda del rojo.
Y los resultados son tan espectaculares como se puede ver en la imagen 1. Las partes en verde muestran la cobertura vegetal de la península durante el 22 de diciembre pasado. Podemos por ejemplo compararla con la de diciembre de 2016 para poder constatar los efectos de la sequía que estamos padeciendo actualmente. En la imagen 2 se puede ver como el verde es más abundante lo cual denota una mayor abundancia de vegetación debido a la diferencia de precipitación entre ambos años. Cuanto más intenso es el verde mayor índice de vegetación existe. Se puede apreciar como por la zona sur de Portugal y Extremadura existen marcadas diferencias. En el sistema central y en la cordillera pre-pirenaica también se aprecian diferencias significativas. Este ejemplo que es muy sencillo de realizar se puede complicar todo lo que queramos, aplicándolo por ejemplo a coberturas de nieve, filtros para saber que cosechas están sanas y cuáles no, contar la producción agrícola de una país para saber si ese año va a tener excedente de cosecha en un tipo determinado de cultivo y en función de esto realizar inversiones en el mercado agrario, etc.
Las aplicaciones son casi infinitas y necesitan de entornos multidisciplinares que engloban geología, agricultura, física, biología, informática, telecomunicaciones, entre otros, para explotar las numerosas aplicaciones que pueden abarcan desde la geología con aplicaciones en prospecciones geomineras, estudios de radiación, movimientos tectónicos, pasando por oceanografía sacando temperaturas superficial de los mares, contenido de plancton, o por ejemplo en hidrosfera con un análisis de cuencas hídricas, detección de contaminantes y así un largo etcétera.
El buen uso que le demos a todas estas nuevas e incipientes capacidades está en nuestra mano, mejoremos nuestro conocimiento del planeta ya que cuanto mejor lo conozcamos, más lo apreciaremos y más responsablemente usaremos los recursos que nos brinda.
REFERENCIAS Y BIBLIOGRAFÍA
https://worldview.earthdata.nasa.gov Visor de la NASA con capacidad de agregar capas de visualización y descarga. Abierto a toda la comunidad mundial.
http://www.copernicus.eu Página principal del programa Copernicus de la Comisión Europea.
https://scihub.copernicus.eu Página principal de descarga de archivo de productos Sentinel de Copernicus. Abierto a toda la comunidad mundial.
https://landsat.gsfc.nasa.gov Página principal del programa Landsat de la NASA.
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