Los científicos usan imágenes de satélite para monitorear las condiciones de los bosques, cultivos y medio ambiente, pero su investigación se basa en esas imágenes que miden con precisión la luz reflejada desde la Tierra.

Los ingenieros de imágenes de la Universidad Estatal de Dakota del Sur están identificando más sitios en todo el mundo con los que determinar la precisión de esas imágenes a través de una asociación con Google Earth Engine. Más sitios de calibración aumentarán la precisión al permitir a los científicos seleccionar sitios que sean ideales para bandas espectrales específicas de luz reflejada.

Los científicos de SDSU utilizan los datos satelitales, por ejemplo, para predecir el riesgo de contraer el virus del Nilo Occidental en Dakota del Sur durante el verano. Otros rastrean cómo la sequía afecta la deforestación en Brasil y si las técnicas de manejo de incendios forestales en el oeste de los Estados Unidos están afectando el tamaño y la frecuencia de los incendios.

Específicamente, El ingeniero de imágenes Larry Leigh identificó sitios de calibración pseudo-invariantes, conocido como PICS. Estos sitios están ubicados en lugares remotos, como desiertos y lechos de lagos secos, donde las propiedades de la superficie y por lo tanto la reflectancia, no cambian con el tiempo.

Como resultado, un equipo de tierra solo necesita visitar el sitio una vez para tomar medidas, en lugar de desplegarse cada vez que el satélite pasa sobre la ubicación. Eso reduce significativamente el costo de la calibración del sensor satelital.

A través de los $ 46, 000 premio de investigación de Google Earth Engine, Leigh y tres estudiantes de posgrado tienen acceso directo a los archivos de Google, que incluyen imágenes científicas y de observación del Centro de Estudios Geológicos de los EE. UU. Para la Observación de Recursos de la Tierra y la capacidad informática para compilar las imágenes a través de Google Earth Engine y sus capacidades de computación en la nube.

Después de buscar PICS en todo el mundo utilizando imágenes de Landsat 5, 7 y 8, los investigadores encontraron ubicaciones que son ideales para calibrar bandas espectrales específicas, según la estudiante de posgrado Ruchira Tabassum. Los sensores en Landsat 8, por ejemplo, detectar 11 bandas espectrales, mientras que los del Landsat 7 recopilan datos en 8 bandas espectrales, según el sitio web de USGS Landsat.

Previamente, se utilizó un sitio para todas las bandas espectrales. Sin embargo, Tabassum, dijo, "El nuevo enfoque evalúa cada ubicación, identificar los mejores para cada banda espectral. "Eso ayudará a garantizar que los datos que registran los sensores satelitales midan con precisión la energía luminosa reflejada desde la Tierra.

Es más, Leigh explicó, el descubrimiento de nuevos PICS también ha permitido a los ingenieros de imágenes aumentar la confiabilidad general de los sensores satelitales, tanto ahora como en referencia a imágenes históricas.

Durante los últimos 40 años, los sensores a bordo de los satélites se han vuelto más fiables. La especificación inicial para la calibración de Landsat 1 fue un error del 15 por ciento, pero para Landsat 8, el error, conocido como el umbral de incertidumbre, se ha reducido al 3 por ciento. Tener más PICS permite a los ingenieros de imágenes llevar ese umbral de incertidumbre por debajo del 1 por ciento, según Leigh.

Además, El estudiante de doctorado Mahesh Shrestha ha comenzado a aprovechar estos nuevos sitios que conducirán a recalibrar imágenes de instrumentos pasados, como Landsat 1, utilizando los conjuntos de datos a largo plazo de estos nuevos PICS. Esto asegurará que una imagen tomada en un sitio en particular hace 40 años sea tan confiable como una tomada hace dos días.

"Este es un juego de números, ", dijo Leigh." Necesitamos tantos datos como sea posible para poder realizar la validación estadística de los resultados mediante la mejora de la frecuencia de adquisiciones de imágenes, precisión de las mediciones y velocidad de análisis para detectar la deriva del sensor ".

Con el número de satélites aumentando cada año, calibrar los sensores integrados es vital para producir lecturas precisas. "El uso de nuevos PICS está aumentando nuestra capacidad para realizar estas calibraciones de manera precisa y eficiente, "Añadió Leigh.