Nuestra Tierra ha experimentado rápidos cambios ambientales estrechamente ligados a las actividades antropogénicas. La teledetección por satélite ofrece un medio cuantitativo para monitorear tales cambios, pero a menudo se limita a resoluciones espaciales o temporales aproximadas. Solo muy recientemente con la llegada de los satélites Dove de Planet, una constelación de CubeSats compuesta por más de 190 sensores satelitales para producir una cobertura diaria y global con una resolución de 3 metros, ¿Hemos tenido la oportunidad de monitorear la superficie de la Tierra a escala fina?

Sin embargo, Sigue habiendo varios problemas con las observaciones de CubeSat que dificultan aún más sus aplicaciones más amplias:1) Las nubes frecuentes y las sombras de las nubes a menudo contaminan la señal del satélite, 2) Fuente de observaciones CubeSat de más de 190 sensores satelitales con diferentes ángulos solares, causando problemas de inconsistencia de datos en diferentes sensores, y 3) falta una interpretación biofísica precisa de la señal del satélite.

Dr. Jin Wu y Dr. Jing Wang del Laboratorio de Ecología Global y Percepción Remota (GEARS) de la Facultad de Ciencias Biológicas, La Universidad de Hong Kong (HKU), llevó a cabo investigaciones para abordar estos problemas mediante el desarrollo de métodos de observación novedosos que brindan una mayor precisión en el seguimiento de cambios a gran escala desde el espacio.

Por ejemplo, el equipo ha desarrollado recientemente un método automático de detección de nubes y sombras de nubes para CubeSats, que aprovecha la información espacial y temporal de las bandas de reflectancia de los satélites, y se ha demostrado que permite la detección de nubes y sombras con la mayor precisión y la menor sensibilidad al tipo de cobertura terrestre. Por tanto, el resultado de la investigación avanza en el seguimiento de las cubiertas de nubes atmosféricas, al mismo tiempo que se mejoran las evaluaciones de la calidad de los datos para el monitoreo de la superficie terrestre y la extracción biofísica. Esta investigación ha sido publicada recientemente en una revista científica. Percepción remota del medio ambiente (RSE) .

El equipo se ha esforzado mucho en los últimos años para mejorar el procesamiento y la interpretación de CubeSats. Por ejemplo, para mejorar la coherencia de sus datos en el espacio y el tiempo, el equipo desarrolló un método riguroso para realizar una calibración cruzada de CubeSats al mismo nivel que un satélite de sensor único más estable:espectrorradiómetro de imágenes de resolución moderada (MODIS), que se ha calibrado rigurosamente con problemas de geometría del sensor solar y ha demostrado una alta calidad de datos de forma constante. Para realizar una interpretación biofísica directa y precisa desde el espacio, el equipo propuso un enfoque de desmezcla espectral que clasificaba efectivamente el dosel del bosque en fenofases frondosas vs sin hojas, a partir de lo cual permitiría un seguimiento fenológico preciso a escala fina de los bosques tropicales. Similar, mediante la integración de encuestas próximas con drones con CubeSats, el equipo demostró la viabilidad de monitorear la fenología de las plantas a escala de la copa de los árboles.

"Nuestra investigación ha logrado importantes avances en la observación para aprovechar al máximo los datos satelitales de nueva generación, y, en última instancia, facilitar el seguimiento de los cambios ambientales de la Tierra, especialmente para esos cambios rápidos y a gran escala, "dijo el Dr. Jing Wang, el autor principal de los dos artículos de revistas publicados en RSE .

"Ha habido una serie de artículos en RSE sobre temas similares. Nuestro trabajo no es otro, pero un nuevo intento de explorar la posibilidad de habilitar técnicas satelitales para el monitoreo de la fenología a escala de copa, lo que representa así la frontera de la investigación de vanguardia y también abre un mundo de posibilidades para los estudios de ecología basados ​​en individuos utilizando técnicas satelitales, "agregó el Dr. Jin Wu, Investigador Principal del Laboratorio de Ecología Global y Teledetección (GEARS) en HKU.

Con estos avances, el laboratorio GEARS tiene como objetivo aprovechar CubeSats y otras tecnologías geoespaciales para facilitar los campos de investigación relevantes, que incluyen, entre otros, principios de escala ecológica, investigación de la biodiversidad, crecimiento del bosque, salud, y prácticas de gestión, evaluaciones del impacto del cambio climático y estrategias de mitigación, y, en última instancia, las soluciones basadas en la naturaleza para alcanzar objetivos neutrales en carbono.