Comprueba cómo la visión por ordenador y la teledetección mejoran las imágenes de satélite para obtener soluciones globales en tiempo real en agricultura, planificación urbana y gestión de catástrofes.
Cada imagen de la Tierra tomada por satélites que orbitan a cientos de kilómetros sobre su superficie es el resultado de amplios esfuerzos de investigación e ingeniería. Estas imágenes no son meras instantáneas: son piezas vitales de datos visuales que nos ayudan a comprender y cuidar nuestro planeta.
Las imágenes por satélite captan vistas detalladas de la superficie de la Tierra, destacando todo, desde bosques y ciudades hasta ríos y tierras de cultivo. En junio de 2024, más de 10.000 satélites activos orbitan nuestro planeta, lo que los convierte en una parte esencial de nuestra infraestructura global. Sin embargo, analizar estas imágenes manualmente suele ser complejo y llevar mucho tiempo.
Curiosamente, la visión por ordenador (VC), una rama de la inteligencia artificial (IA), puede utilizarse para analizar automáticamente las imágenes de satélite de forma similar a como los humanos interpretan las imágenes y los vídeos. La IA de visión puede ayudar a detectar patrones, rastrear cambios y extraer información con rapidez y precisión.
Los conocimientos obtenidos del análisis de las imágenes de satélite pueden servir para abordar diversos retos, como el seguimiento de la deforestación, la vigilancia del cambio climático, la mejora de las prácticas agrícolas y la respuesta a las catástrofes naturales. En este artículo exploraremos cómo puede utilizarse la visión por ordenador para comprender y analizar mejor las imágenes de satélite.
Las imágenes por satélite consisten en captar imágenes de la superficie terrestre mediante sensores y cámaras de satélite. A diferencia de las imágenes tradicionales, las imágenes por satélite cubren amplias zonas, desde ciudades a países enteros, y ofrecen detalles de alta resolución de hasta un metro. Permite controlar los cambios medioambientales, el desarrollo urbano y el uso del suelo en zonas extensas.
Además de las imágenes en sí, las imágenes por satélite suelen incluir datos georreferenciados. Estos datos garantizan una cartografía y un análisis precisos. El seguimiento de los cambios en las imágenes de satélite y sus datos a lo largo del tiempo proporciona información valiosa sobre los ecosistemas, los patrones meteorológicos y las actividades humanas.
He aquí un rápido vistazo a los distintos tipos de imágenes por satélite y a las aplicaciones únicas que admiten:
Para tener una idea más clara de lo que suponen las imágenes por satélite, es importante comprender que los distintos satélites se construyen con fines específicos. Por ejemplo, utilizan sensores montados en satélites geoestacionarios o de órbita polar. Los satélites geoestacionarios permanecen fijos sobre un único lugar de la Tierra al coincidir con su rotación, lo que los hace ideales para la vigilancia continua. En cambio, los satélites de órbita polar pasan sobre los polos, cubriendo gradualmente todo el planeta a medida que la Tierra gira bajo ellos.
Esta distinción es importante porque las distintas aplicaciones dependen de tipos específicos de imágenes de satélite para satisfacer sus necesidades. Por ejemplo, los satélites geoestacionarios son ideales para tareas que requieren una observación constante, como la vigilancia meteorológica y la comunicación en tiempo real.
Por otro lado, los satélites de órbita polar son más adecuados para la cobertura global, lo que los hace fundamentales para los estudios medioambientales, el seguimiento del clima y la cartografía de los cambios geográficos a gran escala.
Ahora que ya hemos explicado qué son las imágenes por satélite, veamos qué ocurre una vez que un satélite capta un conjunto de imágenes. El verdadero obstáculo consiste en transformar estas imágenes en bruto en algo significativo. Procesando y analizando cuidadosamente los datos, podemos extraer información valiosa que revele detalles importantes sobre nuestro planeta.
El preprocesamiento es el primer paso para trabajar con datos de satélite, y se centra en limpiar y corregir las imágenes en bruto para que sean utilizables y precisas para el análisis. He aquí algunas técnicas clave utilizadas para refinar las imágenes de satélite y garantizar que proporcionan información fiable:
Tras preprocesar las imágenes de satélite, pueden utilizarse técnicas de visión por ordenador para extraer información valiosa de los datos. Los modelos de visión por ordenador, como Ultralytics YOLO11pueden analizar el contenido visual aprovechando grandes conjuntos de datos de imágenes de satélite para el entrenamiento. Esto ayuda a los modelos a reconocer patrones y características en una gran variedad de imágenes.
He aquí algunos ejemplos de tareas de visión por ordenador que pueden ayudar a procesar e interpretar las imágenes de satélite:
Estas técnicas de visión por ordenador convierten las imágenes brutas de satélite en datos estructurados y procesables, proporcionando una comprensión más clara y profunda de la superficie de la Tierra.
A continuación, vamos a ver algunos ejemplos reales de cómo las imágenes por satélite están redefiniendo nuestro mundo, haciendo que las tareas cotidianas sean más sencillas, inteligentes y eficientes.
Las imágenes por satélite y la visión por ordenador son herramientas magníficas para observar y comprender los cambios medioambientales en la Tierra. Nos permiten controlar desde el espacio diversos aspectos de nuestro medio ambiente, como bosques, glaciares y masas de agua. Con esta tecnología, podemos hacer un seguimiento de los siguientes factores medioambientales clave:
La gestión de las catástrofes naturales depende en gran medida de las imágenes de satélite para el seguimiento en tiempo real y la recuperación tras la catástrofe. Las imágenes de satélite se analizan durante inundaciones, huracanes e incendios forestales para detectar cambios medioambientales. Tras la catástrofe, las imágenes de satélite siguen desempeñando un papel crucial en la evaluación de los daños.
Las técnicas de visión por ordenador, como la segmentación de instancias, pueden utilizarse para identificar zonas con daños importantes, como edificios derrumbados o paisajes alterados, comparando imágenes tomadas antes y después de terremotos o tsunamis. Esto permite a las autoridades evaluar la magnitud de la destrucción y priorizar los esfuerzos de recuperación con mayor eficacia.
Un buen ejemplo es el proyecto Ciseres de la Agencia Espacial Europea (ESA) , que combina IA con datos de satélite para evaluar en tiempo real el impacto de catástrofes como inundaciones, incendios forestales y huracanes.
Las imágenes por satélite y la visión por ordenador pueden desempeñar un papel vital en la planificación urbana y el desarrollo de infraestructuras. Las imágenes de alta resolución pueden utilizarse para estudiar el uso del suelo, seguir el crecimiento urbano y apoyar una planificación urbana más inteligente. Estas tecnologías también pueden mejorar los sistemas de transporte analizando los patrones de tráfico, diseñando mejores rutas y controlando la congestión en tiempo real. Incluso pueden ayudar a detectar construcciones ilegales comparando imágenes actuales y pasadas, facilitando a las autoridades la aplicación de los códigos de construcción.
Quizá te preguntes: ¿se puede ver realmente el crecimiento de una ciudad desde el espacio? Con las imágenes de satélite y la visión por ordenador, es absolutamente posible. Dubai es un ejemplo fascinante. En las últimas décadas, ha pasado de ser una pequeña ciudad desértica en la década de 1980 a una metrópolis global. Las imágenes por satélite captan vívidamente este notable crecimiento, mostrando la expansión de las zonas urbanas, los cambios en el uso del suelo y el surgimiento de lugares emblemáticos como el Burj Khalifa y Palm Jumeirah.
En agricultura, las imágenes por satélite y la visión por ordenador pueden mejorar la gestión de los cultivos, la productividad y la sostenibilidad. En particular, la agricultura de precisión utiliza datos de satélite en tiempo real para controlar la salud de los cultivos. Las técnicas de teledetección ayudan a analizar los datos agrícolas a gran escala, permitiendo a los agricultores hacer un seguimiento de los niveles de humedad del suelo y detectar los primeros signos de estrés.
Además, el análisis de la sequía y el riego son importantes para el uso eficiente del agua en la agricultura. Las imágenes de satélite pueden proporcionar una visión detallada de los niveles de humedad del suelo y de la salud de la vegetación, ayudando a determinar las zonas con riego inadecuado o donde escasean los recursos hídricos.
Un estudio de caso relevante de la IA en la agricultura es la iniciativa de agricultura de precisión por satélite de la ISRO, que ayuda a optimizar la agricultura en la India utilizando la teledetección para controlar la salud de los cultivos, la humedad del suelo y el riego.
Se está realizando un trabajo muy interesante en el campo de las imágenes por satélite y la visión por ordenador, con un inmenso potencial de innovación. Por ejemplo, los satélites miniaturizados, como los CubeSats, están remodelando la vigilancia de la Tierra al proporcionar una forma asequible, flexible y frecuente de captar imágenes de alta resolución. Estos satélites compactos facilitan el seguimiento de cambios que van desde la expansión urbana a los cambios medioambientales.
Otro avance prometedor es la integración de los datos en tiempo real del Internet de las Cosas (IoT) con los datos de satélite, lo que aumenta la capacidad de controlar sistemas dinámicos como las redes de transporte y los recursos hídricos.
Además, los avances en imágenes de superresolución están aumentando las capacidades de los satélites. Aprovechando sofisticados algoritmos de IA, esta técnica agudiza y mejora los detalles de la imagen, combinando múltiples imágenes de baja resolución en visuales más claras y de alta resolución. Esta innovación proporciona datos más precisos y crea nuevas oportunidades para gestionar eficazmente los recursos naturales y los espacios urbanos.
La visión por ordenador y las imágenes por satélite están reimaginando la forma en que controlamos y comprendemos nuestro planeta. Desde el seguimiento de los cambios medioambientales hasta la mejora de la respuesta ante catástrofes, la planificación urbana y la agricultura, estas tecnologías proporcionan valiosos conocimientos que conducen a soluciones más inteligentes y sostenibles.
Con avances como la integración de IoT y las imágenes de superresolución, las imágenes por satélite son cada vez más fiables y accesibles. Estas innovaciones están allanando el camino para una mejor gestión de los recursos y ayudándonos a afrontar los retos globales con mayor eficacia.
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