Imatges Digitals i Teledetecció: Característiques i Usos

Característiques de les imatges digitals

Aquestes imatges estan dividides en una sèrie de petites parcel·les o requadres de diferents tons de gris, denominats píxels. S'anomena píxel a la superfície mínima detectada sobre el terreny i que es correspon amb cadascuna de les cel·les o unitats mínimes d'informació en les quals es divideix una imatge. S'expressa mitjançant un valor numèric, indicat per una xifra o dígit, que es correspon amb un to de gris concret.

Resolució d'un sensor

S'anomena resolució d'un sensor a una mesura de la seva capacitat per discriminar els detalls. Diferenciarem entre diversos tipus de resolució:

• Resolució espacial: Es refereix a la mida del píxel i representa l'àrea menor que pot distingir-se del seu entorn.
• Resolució temporal: És la freqüència amb la qual s'actualitzen les dades en un sensor.
• Resolució radiomètrica: És la capacitat per discriminar les variacions d'intensitat de la radiació emesa pels objectes. Així, una imatge amb 64 nivells de gris, tindrà una resolució radiomètrica de 6 bits per píxel. Al píxel de color negre (on es rep la mínima intensitat possible) li correspondrà un valor numèric de 0; al píxel blanc (on es capta la màxima intensitat possible) li correspondrà el 63; al gris mitjà, el 32, etcètera.
• Resolució espectral: La resolució espectral d'un sensor es refereix a la distribució o espectre de longituds d'ona o diferents bandes que és capaç de mesurar.

Obtenció d'imatges en color

Una imatge en color resulta de la combinació de les imatges preses amb 3 bandes espectrals. En funció de la combinació de les bandes que elegim, podem obtenir en color natural o en fals color.

• Color natural o RGB = 321: Es prenen les tres imatges en gris corresponents a les bandes 3, 2 i 1 i se'ls dóna el color de la següent forma:
  • A cada píxel de la imatge obtinguda a través de la banda 3, li atorguem el color roig (R), la intensitat del qual està determinada pel seu to de gris.
  • A cada píxel de la imatge obtinguda a través de la banda 2, li atorguem el color verd (V), la intensitat del qual està determinada pel seu to de gris.
  • A cada píxel de la imatge obtinguda a través de la banda 1, li atorguem el color blau (B), la intensitat del qual està determinada pel seu to de gris.
  Com veiem, la resta dels colors de la imatge resulta de l'addició dels tres primaris.
• Obtenció d'imatges en fals color: Ja hem vist que les combinacions possibles són molt variades, però les més freqüents són les següents:
  • RGB = 432: El color roig a la imatge obtinguda a través de la banda 4; el verd, a la imatge de la banda 3; i el blau a la imatge de la banda 2.
  Aquestes imatges són molt útils quan es tracta de realçar els detalls, per a la detecció de les masses vegetals i del seu vigor (major com més intens sigui el roig), dels recursos miners, de les zones ocupades per l'aigua (en color negre) i dels espais urbanitzats (en gris blau).

Ús de la teledetecció

La teledetecció va començar el seu camí a mitjans del segle XIX, a partir de les primeres fotografies aèries preses des d'un globus. El 1903 es van utilitzar coloms missatgers. A mitjans del segle XX, comença la carrera espacial, amb el llançament del satèl·lit soviètic Sputnik el 1957.

La teledetecció és un mètode que aporta dades sobre el territori d'una forma més exacta, ràpida i fiable que els mètodes tradicionals. A més, es pot obtenir un gran nombre d'imatges d'àmplies àrees terrestres, fins i tot de les més inaccessibles. Permet l'observació periòdica, la detecció de les variacions entre dues passades i l'establiment de comparacions.

El 1972 es van ampliar les aplicacions amb l'enviament a l'espai del LANDSAT, primer satèl·lit de la sèrie ERTS, amb finalitat geològica, cartogràfica i per a l'observació dels recursos naturals.

Actualment s'utilitza la teledetecció per observar l'avanç i retrocés dels gels o dels deserts, el canvi climàtic, el forat d'ozó; per als usos del sòl, avaluar-ne el deteriorament i els danys en els cultius causats per les plagues o la calamarsa; per a prediccions sobre les collites, sobre els riscos de sequera o d'incendis; per detectar impactes de les explotacions mineres o de les preses; les marees negres; per determinar l'avanç d'una amenaça potencial com les variacions de la temperatura, forma i mida dels cons volcànics, o per a la localització de fractures que puguin originar sismes. Una altra aplicació molt interessant de la teledetecció sorgeix de la possibilitat de fer servir imatges digitals i la realització de models de simulació. D'aquesta forma, pot resultar molt útil per a la prevenció d'impactes i riscos.

Radiacions electromagnètiques emprades en la teledetecció

L'atmosfera es comporta com un filtre que impedeix el pas de gran part de les radiacions. Els sensors utilitzats en la teledetecció només usen les zones de l'espectre electromagnètic que no hagin estat absorbides per l'atmosfera. Es tracta de les denominades finestres atmosfèriques, que es divideixen en tres regions diferents: regió central o zona visible (V), regió de l'infraroig (IR) i microones.

• Regió central o zona visible (V): En aquesta regió situada a la part central de l'espectre hi ha situats els set colors de l'arc de Sant Martí. No obstant això, l'ull humà només en distingeix tres, que es perceben en forma de tres bandes o colors primaris: (B) blau, (V) verd i (R) roig. Aquestes bandes es poden captar amb els sensors emprats en la fotografia convencional, que poden ser pancromàtiques o en color o RGB, en les quals es prenen els tres colors per separat.
• Regió de l'infraroig (IR): Aquesta regió es subdivideix en tres zones diferents:
  • (IRP) Infraroig pròxim: Aquesta banda resulta útil per a detectar les masses vegetals.
  • (IRM) Infraroig mitjà: Només recull l'energia tèrmica emesa pels diferents mitjans (terra, plantes, animals, atmosfera) quan es troben humits, a causa de la propietat que té l'aigua d'absorbir la calor, per la qual cosa aquesta banda resulta ideal per a percebre la humitat dels diferents mitjans.
  • Infraroig llunyà o tèrmic o IRT: Correspon a la calor emesa per la superfície terrestre, prèviament escalfada pel Sol, i en permet les variacions de temperatura, i portar a terme estudis globals sobre el canvi climàtic.
• Microones: Són utilitzades pels sensors de radar i serveixen per realitzar imatges de la superfície terrestre en circumstàncies especials, que impedirien la seva captació a través d'altres ones de l'espectre. Gràcies a aquests sensors es van poder cartografiar territoris permanentment coberts de núvols, com ara les zones equatorials; o prendre imatges nocturnes, és a dir, sense il·luminació solar.

Imatges obtingudes mitjançant la teledetecció

Mitjançant la teledetecció des d'avions o satèl·lits es poden obtenir imatges analògiques i digitals, que es poden transformar d'un format a un altre.