Investigadores de la Universidad de Almería (UAL) han logrado realizar una valoración de los procesos de ortorectificación de diferentes sensores utilizados en capturas de imágenes por satélite de alta resolución para determinar cuál de ellos consigue obtener una mejor precisión geométrica. Los resultados servirán para realizar mapas exactos y aplicarlos a la Política Agrícola Común de la UE.
Un equipo de científicos del departamento de Ingeniería Rural de la UAL ha calibrado varios sistemas de medición –sensores y puntos de control- en la generación de ortofotografías a partir de imágenes de satélite para hacerlas más precisas. El estudio ha visto la luz en el último número de International Journal of Remote Sensing. La ortofotografía se distingue de la fotografía aérea en que corrige las variaciones de escala y los desplazamientos provocados en la imagen por la forma de la tierra o la perspectiva de la cámara.
Según Manuel Ángel Aguilar, uno de los implicados en la ejecución del proyecto subvencionado por la Junta de Andalucía a través de las Oficinas de Transferencia de Resultados de Investigación (OTRI), “el objetivo del trabajo fue estudiar la influencia de diversos factores sobre la precisión del proceso de ortorectificación de imágenes de satélite de muy alta resolución, como son las captadas por los satélites QuickBird e IKONOS”. Algunos de estos factores son el número de puntos de control usados en la fase de triangulación u orientación del sensor, la distribución de los mismos en la escena o el modelo matemático de sensor empleado.
La toma de imágenes aéreas a gran escala, que hasta finales del siglo XX se realizaba de una forma más convencional, dio un impulso con el lanzamiento de los primeros satélites de muy alta resolución (o VHR): IKONOS y QuickBird, lanzados en 1999 y 2001 respectivamente, conllevaron un avance equivalente –salvando las distancias- al que se produjo al pasar de la fotografía analógica a la digital.
Estos nuevos satélites contaban con una Distancia de Muestra de Terreno (En inglés, Ground Sample Distance o GSD) de 0,61 metros para QuickBird y 1 metro para el IKONOS. Estos datos, en una ortofoto digital, vienen a decir que cada píxel de una foto tomada el satélite IKONOS equivale a un área de 1 metro por un metro.
Los investigadores, encabezados por el doctor ingeniero agrónomo Manuel Ángel Aguilar, compararon visual y geométricamente las imágenes obtenidas desde IKONOS y QuickBird con las ortofotografías pancromáticas que se utilizan en Andalucía para investigación de la Política Agraria Común. Estas son imágenes de una sensibilidad extrema, ya que se extiende a toda la gama de radiaciones.
Como indicadores de la precisión de cada ortoimagen se emplearon los errores medios cuadráticos calculados en puntos de control independientes, situados sobre el terreno. El estudio realizado por Aguilar y su grupo supone una continuidad con respecto a investigaciones previas sobre la influencia que tienen en la precisión de una ortoimagen factores como el número y la distribución de los puntos de control y el modelo de sensor utilizado.
Beneficios para las políticas agrarias europeas
La relevancia del estudio viene dada por el actual contexto europeo, “donde las políticas agrícolas han culminado en requerimientos para el uso obligatorio de técnicas para controlar el pago de subsidios, preferiblemente basadas en ortoimágenes muy precisas”, sostiene Aguilar en su estudio. Por este motivo, prosigue, “valorar la precisión geométrica de los procesos de ortorectificación de imágenes de satélite VHR está adquiriendo mucha importancia”.
La investigación sobre las técnicas de ortofotografía debe estar en constante renovación ya que el Centro Conjunto de Investigación de la Comisión Europea obliga a que una ortofotografía nunca tenga más de 5 años. La innovación principal de este estudio con respecto a otros trabajos publicados anteriormente es que, según indica Aguilar “además del alto número de repeticiones que se han utilizado, los productos obtenidos por QuickBird e IKONOS han sido generados en las mismas condiciones operacionales: mismo área de estudio, mismos puntos de control en el terreno y mismo modelo de elevación digital”.
El área de estudio a la que se refiere la publicación es la región almeriense del Campo de Níjar, ocupada en su mayoría por invernaderos y con alguna pequeña cadena montañosa.
Los investigadores encontraron que tanto las ortoimágenes obtenidas con el IKONOS –mediante el uso para la orientación del modelo de sensor basado en funciones racionales (RPC0)- como con el QuickBird –utilizando un modelo riguroso desarrollado por el Canada Centre for Remote Sensing (CCRS)- eran geométricamente más precisas que las obtenidas por la Junta de Andalucía en un vuelo fotogramétrico. De acuerdo con Aguilar, “los modelos de sensor son, a grandes rasgos, transformaciones matemáticas mediante los cuales se pueden corregir las deformaciones propias de una imagen de satélite. Mediante el empleo de un modelo de sensor y de un MDE (modelo digital de elevaciones) podemos generar una ortoimagen a partir de una escena original de satélite”.
De los modelos de sensor ensayados, el modelo RPC0 fue el que mejor comportamiento mostró con imágenes de IKONOS, mientras que el modelo de sensor CCRS fue el más recomendable para ortorectificar imágenes de QuickBird. Además, las ortofotografías tomadas por QuickBird eran, para los investigadores “las que presentaban subjetivamente una mejor calidad visual”. Entre los siguientes proyectos de este grupo de trabajo está el de utilizar vuelos aéreos históricos, datos LIDAR e imágenes de satélite QuickBird para el estudio temporal de la evolución de la línea de costa, en una franja del levante almeriense, durante los últimos 50 años.
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Referencia bibliográfica:
M. A. Aguilar, F. Agüera, F. J. Aguilar, F. Carvajal. Geometric accuracy assessment of the orthorectification process from very high resolution satellite imagery for Common Agricultural Policy purposes. International Journal of Remote Sensing. Vol. 29, No. 24, diciembre 2008, pgs. 7181-7197.
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