|PASADO PRESENTE Y FUTURO DE LA TELEDETECCION DE ALTA RESOLUCIÓN. EL SATELITE IKONOS |
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|Septiembre de 2.000 |
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|Jorge Gutiérrez del Olmo Miguel – Victoriano Moreno Burgos INDRA Espacio – Departamento de Teledetección |


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IKONOS: características y aplicaciones
Como hemos mencionado anteriormente, en Septiembre del año 1999 se puso en órbita el satélite IKONOS. Este satélite, el primero con precisión submétrica (82 cm.) cuenta ademas con capacidad multiespectral: con tamaño de pixel de 4 metros es capar de adquirir 4 bandas: rojo, verde, azul e infrarrojo próximo. Siendo la adquisición como es, simultanea en los modos pancromatico y multiespectral, la fusión de ambos tipos de datos es practicamente perfecta, resultando como productos de observación de la tierra imagenes de tamaño de pixel de 1 metro y color real (rojo, verde, azul), o bien falso color infrarrojo (4,3,2).

En cuanto a precisión geométrica los productos son también de gran calidad. Solo con los parametros de apuntamiento del sensor, los productos mas basicos, llegan al usuario con errores planimétricos de georreferenciación que oscilan entre los 10 y los 20metros en media, aunque Space Imaging se cubre las espaldas especificandolos como 50 metros de error circular para el 90% de los pixeles. Productos mas elaborados ofrecen, según especificaciones, +25 metros, también CE90%, +12, +10, +4 y hasta +2 metros de error. Estos productos, según han sido mencionados cumplen las especificaciones de precisión de ortoimagenes del USGS a escalas: 1:50.000, 1:24.000, 1:12.000, 1:4800 y 1:2.400. Todas estas precisiones van aumentando según las imagenes sean corregidas con puntos de control en el terreno (GCP’s) sólo, Modelo Digital del Terreno, etc.
En lo que a resolución radiométrica se refiere, IKONOS nos sorprende de nuevo, adquiriendo imagenes codificadas a 11 bits por píxel, es decir, nos permite trabajar con paletas de 2048 tonos reales de gris. A priori hay quien puede pensar que no es significativo ya que los sistemas de visualización sólo permiten mostrar 256 tonos, e incluso el ojo humano no es capaz de distinguir mas. Sin embargo, esa información esta ahí, y podemos jugar con ella, mostrarla o esconderla a conveniencia. En resumen, tenemos ocho veces mas información que en imagenes tradicionales de 8 bits por píxel. Quiza para interpretación visual sólo sea una buena ayuda, pero en estudios tematicos se convierte en una ventaja fundamental.
Hay otras muchas características del sistema IKONOS que valdría la pena destacar, como por ejemplo la óptima resolución temporal con revisita diaria manteniendo 2 metros de tamaño de pixel ó de 3 días con 1 metro, pero estas que hemos mencionado son las mas importantes desde el punto de vista de la mayoría de los usuarios.Ahora pasamos a describir brevemente algunas de las aplicaciones de las imagenes IKONOS:
Contaminación: Tomando en un sentido amplio el término contaminación, la Teledetección es un conjunto de técnicas con un alto potencial para el control de aquella dentro del territorio. Puede servir de apoyo a la definición de planes nacionales, especialmente los interregionales, a la valoración de los agentes contaminantes de aguas litorales o continentales, o a la simulación de actuaciones de saneamiento y su impacto.
En especial, en el tema aguas, las situaciones de concentración de contaminación debidas a vertidos o pérdidas pueden detectarse y seguirse utilizando imagenes multiespectrales de satélite.
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Figura 2: Actualización de un polígono industrial a partir de imagenes IKONOS, comparandola con fotografía aérea anterior (Polígono Industrial de Tarragona).
Urbanismo: La Teledetección de muy alta resolución sirve como herramienta complementaria para apoyo a la planificación de zonas metropolitanas. Sera un elemento determinante para establecer una metodología que permita el conocimiento y el control territorial para el seguimiento de grandes aglomeraciones urbanas, necesario para una correcta gestión del territorio. Ayudara, con relativa facilidad, a identificar las zonas de expansión de la ciudad (por ejemplo, a lo largo de los ejes principales de comunicación), presuntas urbanizaciones ilegales, grado de utilización de los polígonos industriales, la distribución y extensión de los espacios verdes, la ocupación del suelo de las zonas de influencia de los núcleosurbanos, etc Es, por tanto, una herramienta ideal para municipios y para Comunidades Autónomas.
Agricultura de precisión:
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Figura 3: Imagen IKONOS multiespectral para el estudio de la heterogeneidad de cultivos. La imagen corresponde a la finca El Encín (Alcala de Henares) del Instituto Madrileño de Investigación Agraria (IMIA).
Las imagenes multiespectrales de muy alta resolución, como las adquiridas por el satélite IKONOS, permiten las aplicaciones de agricultura de precisión. En estas imagenes puede observarse la heterogeneidad en el crecimiento del cultivo, dentro de una parcela, que puede ser debida a:
• estrés hídrico, por mala distribución del riego
• ataque de plagas y enfermedades en el cultivo
• irregular distribución de fertilizantes
 
Catastro Rural:
Con el objeto de que los gobiernos, a través de sus diferentes organismos, puedan poner en marcha un proceso de agricultura sostenible a nivel nacional, basado en la legalidad de la tierra, la protección y la óptima gestión de los recursos hídricos o la optimización de la producción agrícola según su verdadero potencial, desarrollando de forma definitiva y ordenada el sector agropecuario del país, es necesario contar con un inventario de las unidades de producción agropecuaria, la individualización de las parcelas y el valor de las mismas.
Hasta fechas muy recientes, las pequeñas escalas necesarias para estos estudios obligaban a utilizar fotografía aérea ya que con la resolución espacial que proporcionaban los satélites para observación dela Tierra de uso civil era inútil alcanzar escalas por debajo de 1:20.000. Pero este panorama ha cambiado desde principios del año 2000, y sin duda cambiara aún mas en los próximos años, gracias a la puesta en servicio de satélites de muy alta resolución (por debajo del metro), como es el caso del IKONOS.

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Figura 4: Parcelario agrícola superpuesto a una imagen IKONOS multiespectral. La combinación de bandas permite discriminar el tipo de cultivos. Alrededores de Zaragoza.
 
Riesgos Naturales:
La identificación y cartografía de las areas con alto riesgo de sufrir inundaciones es una necesidad para cualquier estudio de planificación territorial. Un elemento claramente favorable a la Teledetección de muy alta resolución respecto a las técnicas convencionales de control de areas inundadas es la mayor cobertura proporcionada por el satélite y por consiguiente su menor coste en tiempo y mano de obra.
Muchos de los parametros con influencia en la evaluación de los efectos producidos por una inundación pueden ser analizados mas o menos directamente con el uso de estas técnicas: geomorfológicos y fisiograficos (estructuras geológicas, redes de drenaje, orientación de los valles, disposición de terrazas y terrenos aluviales, etc), topograficos (pendientes y microrrelieve), cobertura del suelo (cultivos y zonas boscosas) y parametros socioeconómicos (habitabilidad del suelo, intensidad del uso, redes de comunicación, etc). En general resulta posible delimitar claramente el area afectada por la avenida e identificar y cartografiar los efectos de la misma en las zonas inundadas (erosión delsuelo, acumulación de materiales).
 
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Figura 5: Efectos provocados por una inundación vistos por el satélite IKONOS (Venezuela). La imagen de la derecha fue adquirida antes de las inundaciones y la de la izquierda después.
Telecomunicaciones:
En el campo de las Telecomunicaciones, las imagenes adquiridas por los sensores de muy alta resolución permiten, por ejemplo:
• Determinar la localización mas idónea para los receptores.
• Determinar el uso del suelo urbano, así como la altura de los edificios.
• Determinar de forma rapida un mapa topografico urbano.
 
Representación de escenarios virtuales:
Debido a la gran resolución espacial y radiométrica, con las imagenes IKONOS podemos representar escenarios con texturas reales de cualquier parte del mundo, que serviran para alimentar simuladores de aviones y helicópteros así como realizar estudios de impacto ambiental, determinar areas de posible inundación y movimiento de tierras.
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Figura 6: Imagen IKONOS Pancromatica (1 metro) de una subestación eléctrica (Hoover Damn, Nevada, USA).

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Figura 7: Escenarios virtuales 3D obtenido superponiendo la imagen de satélite de muy alta resolución sobre el Modelo Digital del Terreno.
A modo de conclusión, podemos terminar diciendo que con la incorporación de la teledetección espacial de muy alta resolución, el uso de aviones para la mayoría de las aplicaciones ha sido reemplazado por la primera.
INDRA es actualmente distribuidor y empresa de valor añadido del satélite IKONOS de alta resolución.