La Terra pel sedàs del satèl·lit

Del Sol ens arriba energia en forma d’ona electromagnètica en diferents longituds d’ona. La llum visible, a la qual els nostres ulls són sensibles, és només una de moltes formes d’aquesta energia. Sortosament, els gasos de l’atmosfera ens protegeixen d’algunes formes perjudicials per a la nostra salut com els raigs gamma, els raigs X o els ultraviolats.

Altres formes d’energia electromagnètica aconsegueixen travessar l’atmosfera. Ho fan per les anomenades finestres atmosfèriques. Malgrat que els nostres ulls són únicament sensibles a la llum visible, és possible fabricar sensors amb capacitat d’enregistrar altres longituds d’ona com per exemple l’infraroig i incorporar-los a satèl·lits artificials.

Cada element que forma part de la Terra té una composició química particular i aquesta composició, en interactuar amb l’energia electromagnètica que ens arriba del Sol, genera una signatura espectral pròpia. Seria com una mena d’ADN espectral que permet identificar-lo i discriminar-lo de la resta d’objectes.

L’energia electromagnètica, quan arriba a la Terra, interactua amb els objectes presents a la superfície terrestre: una part és absorbida per l’objecte i una altra és reflectida cap a l’Espai i enregistrada pel sensor del satèl·lit.

La proporció d’energia absorbida i reflectida no només dependrà de la composició química de cada objecte sinó també de la diferent longitud d’ona. Així, per exemple, una vegetació sana absorbeix la major part d’energia en la longitud d’ona dels 600 nm i, en canvi, reflecteix la major part de l’energia en la longitud d’ona dels 800 nm.

Una de les aplicacions més habituals d’aquest principi físic de la teledetecció és esbrinar diferents cobertes del sòl d’una àrea concreta. Es tracta de veure per exemple diferents tipus de roca, de vegetació o la possible presència d’aigua, entre altres elements.

La figura 1 és una imatge enregistrada dia 22/06/17 des de 786 km d’altitud pel satèl·lit Sentinel-2A de l’ESA. La imatge abasta l’Albufera de Mallorca i els seus voltants, on seleccionam cinc cobertes diferents: sòl nu, sòl sec, aigua, pinar i reguiu.

De moment, deixant de banda la signatura espectral de les diferents cobertes, feim una primera interpretació visual de la imatge. Es tracta d’una composició RGB en què la banda de l’infraroig proper la feim passar pel canal verd. D’aquesta manera aprofitam que la vegetació esponerosa, amb una reflectivitat elevada en l’infraroig proper, quedarà representada de color verd.

Per continuar amb la lectura de la figura 1, ens recolzam en la figura 2. L’eix d’abscisses representa les diferents longituds d’ona que incorpora el sensor del satèl·lit Sentinel-2. A l’eix d’ordenades tenim el percentatge d’energia reflectida per cada una de les cinc cobertes en funció de les diferents longituds d’ona.

Es pot observar que cada coberta analitzada té un comportament singular, reflectint l’energia electromagnètica de manera desigual i generant una signatura espectral particular. Amb els nostres ulls podem discriminar les bandes del visible, les tres primeres a l’eix de les abscisses (490, 560 i 665 nm), però el sensor del satèl·lit incorpora vuit bandes més. Així, les possibilitats de discriminació entre dues cobertes augmenta. Per exemple, malgrat que el pinar del Comú de Muro i la parcel·la de reguiu de sa Pobla es veuen de color verd, el comportament en la resta de bandes és significativament diferent, cosa que en facilita la discriminació.

Metafòricament, el sensor del satèl·lit es comporta com un sedàs amb capacitat de porgar diferents elements presents a la superfície de la Terra. No hem d’oblidar que, en termes geopolítics, detectar la presència d’alguns minerals, conreus, fusta o altres recursos no ha estat ni serà un tema menor.