Solicitar demo

GIS

El nuevo paradigma del espacio “aéreo”: Drones y satélites

Por DOTGIS

El nuevo paradigma del espacio “aéreo”: Drones y satélites

Teledetección tradicional

La teledetección es la técnica de adquisición de datos de la superficie terrestre desde sensores instalados en plataformas espaciales. La interacción electromagnética entre el terreno y el sensor, genera una serie de datos que son procesados posteriormente para obtener información interpretable de la Tierra (Fuente: IGN).

Lejos queda ya la invención del vuelo del piloto de globos Gaspard-Félix Tournachon, conocido como Nadar, que realizó fotografías de París desde su globo en 1858 o la utilización de palomas mensajeras, cometas, cohetes y globos no tripulados para tomar imágenes.

A la izquierda el globo aerostático llamado “Le Géant” de Nadar (a la derecha)

La fotografía aérea sistemática ya fue desarrollada por los militares con objeto de la vigilancia y el reconocimiento de territorios en la Primera Guerra Mundial, y llegó a su clímax durante la Guerra Fría con el uso de aviones de combate modificados.

El primer satélite de observación de la Tierra fue lanzado al espacio por EEUU en el año 1972, iniciándose entonces técnicas de teledetección, poco utilizadas hasta hace unos años debido al alto coste que suponía trabajar con imágenes de satélite. 

Hoy en día, gracias a la disponibilidad de imágenes y al desarrollo de nuevas tecnologías, son cada vez más las empresas y organismos públicos que incorporan el uso sistemático de imágenes de satélite en sus distintos proyectos, ya que pueden resultar muy ventajosas para un gran número de aplicaciones.

A su vez ya ofrecen este tipo de imágenes de forma masiva mediante la utilización de APIs de descarga, análisis o visualización en entornos web. Plataformas como Airbus, Planet, Maxar o Copernicus ofrecen ya este tipo de servicios ágiles e interoperables con otro tipo de soluciones web como las desarrolladas por DOTGIS.

Pero en este post no sólo vamos a hablar de la teledetección tradicional, sino que vamos a mencionar las nuevas tecnologías de observación de la tierra que han venido para competir con las imágenes tomadas por los satélites.

Vivimos en la era de la información y de la transformación digital, en la cual necesitamos tomar decisiones prácticamente en tiempo real. Basándonos tanto en datos históricos, como presentes e incluso realizar análisis futuros o predictivos.

Como no podía ser de otra manera también la observación de la tierra se sube al carro de las nuevas tecnologías disruptivas en expansión, que nos permite monitorizar y analizar desde kilómetros de distancia todo lo que pasa en nuestro planeta Tierra.

Para poder realizar estas observaciones se utilizan dos tipos de sensores principalmente: 

Los sensores pasivos detectan radiación natural emitida o reflejada por el objeto o área circundante que está siendo observada. La luz solar reflejada es uno de los tipos de radiación más comunes medidos por esta clase de teledetección. 

Los sensores activos por otra parte emiten energía para poder escanear objetos y áreas con lo que el teledetector mide la radiación reflejada del objetivo. El radar es un ejemplo de teledetector activo, el cual mide el tiempo que tarda una emisión en ir y volver al mismo punto.

Generalmente este tipo de sensores van embarcados en satélites que se envían al espacio y permanecen orbitando alrededor de la tierra durante años. 

Desde los años 70 son cientos los satélites que se han enviado al espacio y han estado recopilando información muy valiosa. Este tipo de teledetección aún sigue en auge y tal es así que cada año se están lanzando nuevos satélites que: reemplazan a los anteriores, se bajan de órbita para obtener mejores resoluciones (caso de Skysat en 2020 para obtener resoluciones de 0,5m), o se envían otros complementarios para generar constelaciones de satélites que permitan tener imágenes continuas y muy frecuentes revisitas de todos los rincones más recónditos  de la tierra.

A continuación, se muestran algunas capturas tomadas por diferentes satélites en este año 2021:

Toma de posesión de Joe Biden en EEUU el 20/01/2021 (Maxar Worldview-3)
Borrasca Filomena en España el 12/01/2021 (Copernicus Sentinel-3)
Borrasca Filomena en el aeropuerto de Madrid el 13/01/2021 (Copernicus Sentinel-2, imagen de GIS&Beers , +resolución)
Erupción del volcán Etna en Italia el 18/02/2021 (Copernicus Sentinel-2, imagen de GIS&Beers)

Otras fuentes

Dejando por un momento la adquisición de datos provenientes de satélites, aunque con la misma filosofía, se encuentran los datos obtenidos por vuelos tripulados como pueden ser los vuelos fotogramétricos, LIDAR, etc. Los datos se adquieren por sensores ubicados en pequeños aviones o helicópteros y que operan desde hace ya varias decenas de años. Una de las ventajas respecto a las imágenes de satélite es la de poder obtener unas mejores resoluciones, aunque como desventaja están los elevados costes de adquisición.

Esquema de vuelo LIDAR del PNOA

Como tecnologías más novedosas desde hace unos pocos años se encuentran los datos adquiridos por vehículos no tripulados (UAV) o más conocidos como drones.  La gran ventaja es que pueden llegar a obtenerse resoluciones muy elevadas (de orden de pocos centímetros), aunque a día de hoy tienen 3 grandes desventajas:

1. Sus zonas de vuelo están muy limitadas, siendo posible a dia de hoy en entornos más rurales. Es posible consultar las zonas restringidas en ENAIRE.

2. A la hora de volar un dron es necesario mantener línea visual con él en todo momento (máximo 500m de distancia), de tal manera que realizar campañas de largos recorridos es muy dificultoso a nivel operativo y encarece los costes de adquisición.

3. La autonomía de las baterías y sensores embarcados están limitadas por su ratio peso/autonomía 

Ejemplo de nube de puntos de dron para seguimiento de movimiento de tierras en obra de carretera en Nueva Zelanda. En dicho proyecto de I+D+i se han utilizado tanto imágenes de satélite de 0,5m de resolución de satélite Pleiades (Airbus) como vuelos de dron <10cm de resolución.

Otro tipo de tecnologías que aún no están 100% operativas pero que lo estarán en un breve periodo de tiempo son los drones industriales de gran alcance que son controlados por una red móvil y que permitirán realizar vuelos más allá de la línea de visión del operador. La utilización será posible gracias a que la Agencia Estatal de Seguridad Aérea (AESA) está en proceso de autorizar los primeros vuelos de este tipo a nivel nacional y con la colaboración de ENAIRE. La empresa Fuvex está diseñando este tipo de drones y en un futuro cercano será posible operar estos dispositivos desde una propia base sin tener que trasladarse personal al área de adquisición. Para hacerlo posible será necesaria la colaboración de empresas Telco, permitiendo a su vez adquirir los datos en tiempo real y no tener que esperar a la descarga y posterior procesado de la información.

Carlos Matilla, CEO de Fuvex con uno de sus modelos de largo alcance

Otro gran avance que está próximo a producirse son los aviones impulsados exclusivamente por energía solar, denominados UAS. Un ejemplo de estos es el denominado Zephyr de Airbus, una especie de dron alimentado por energía solar que puede mantenerse volando en la estratosfera durante varias semanas gracias a la energía solar. Compartiría la ventaja de los drones en cuanto a poder obtener buenas resoluciones, poder abarcar en un mismo vuelo grandes extensiones de terreno y poder volar en áreas con restricciones para los drones gracias a que su campo de actuación se sitúa en la estratosfera.

Boceto de Zephyr de Airbus en pleno vuelo

Por último hacer una mención especial a los Nanosatélites. A día de hoy existen varias empresas (ej: Alen Space, Satellogic, Sateliot, etc ) que ya están fabricando pequeños nanosatélites que incorporan diferentes sensores que pueden solicitarse a medida en función del tipo de estudio que se quiera llevar a cabo. Estos nanosatélites pueden ser enviados al espacio y ser operados durante varios años con unos costes de fabricación y lanzamiento muy inferiores a los de los satélites tradicionales. No es para nada descabellado que grandes compañías puedan hacerse con este tipo de nanosatélites para monitorizar su actividad diaria ya que incluso se podrían “alquilar” a otras compañías en momentos en los que no se estén utilizando.

¿Qué nos deparará el futuro?

Esta competencia sana entre nuevos satélites, vuelos, drones y nanosatélites no hacen más que ofrecer mejores resoluciones, mayores tiempos de revisita, rebaja de costes y en definitiva nuevos servicios que repercuten de manera beneficiosa en su utilización, tratamiento y explotación por parte de las empresas.

Todas estas nuevas fuentes de información, así como la introducción de servicios web en línea para el acceso rápido a dicha información hará posible realizar análisis en tiempo real y por tanto una mejora en la toma de decisiones de las compañías, tener identificados los riesgos naturales, el cambio climático y largo etcétera de procesos que se producen a diario en nuestro planeta.

No quería finalizar sin mencionar la importancia que tiene el tratamiento y gestión de la denominada “basura espacial”. Hoy más que nunca necesitamos de una buena gestión de todos los dispositivos que son enviados al espacio para no contaminar también nuestro espacio exterior tal y como estamos haciendo en nuestro querido planeta Tierra. Ahora que los viajes turísticos espaciales están tanto en boca de todos por compañías como Space X necesitamos que a su vez seamos respetuosos con el espacio exterior.

¿Quieres saber cómo puede disfrutar tu negocio de todos estos beneficios? Desde DOTGIS respondemos a las dudas que tengas. ¡Te esperamos!