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Interpretabilidad de imágenes de la nanosatélite nSight-1 para aplicaciones de teledetección

Autores: Mhangara, Paidamwoyo; Mapurisa, Willard; Mudau, Naledzani

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2020

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Acceso abierto

Artículo científico
2020

Interpretabilidad de imágenes de la nanosatélite nSight-1 para aplicaciones de teledetección


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Nanosatélites
Cubesat
Landsat 8
Imágenes
Calidad de imagen
Interpretabilidad

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 12

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los nanosatélites se están utilizando cada vez más en aplicaciones relacionadas con el espacio para demostrar y probar la capacidad científica y la ingeniosidad técnica de los instrumentos espaciales, así como con fines educativos, debido a sus bajos costos de fabricación, costos de lanzamiento más económicos y corto tiempo de desarrollo. El uso de CubeSat para demostrar la capacidad de imagen de la Tierra también ha crecido en las últimas dos décadas. En 2017, una empresa sudafricana conocida como Space Commercial Services lanzó un nanosatélite de baja órbita llamado nSight-1. El nanosatélite de demostración tiene tres cargas útiles que incluyen una carga útil de imagen SCS Gecko de diseño modular, un instrumento de ciencia atmosférica FIPEX desarrollado por la Universidad de Dresde y un experimento de codificación VHDL para mitigación de radiación suministrado por la Universidad Nelson Mandela. El sensor de imagen Gecko tiene un ancho de franja de 64 km y captura imágenes con una resolución espacial de 30 m utilizando las bandas espectrales roja, verde y azul (RGB). El objetivo de este estudio fue evaluar la interpretabilidad de nSight-1 en la dimensión espacial utilizando Landsat 8 como referencia y recomendar aplicaciones potenciales de observación de la Tierra para la misión. Se utilizó un evaluador de calidad espacial de imagen ciego conocido como Evaluador de Calidad Espacial de Imagen Ciega/Sin Referencia (BRISQUE) para calcular la calidad de la imagen para nSight-1 y las imágenes de Landsat 8 en el dominio espacial, y el método de Escala de Calificación de Interpretabilidad de Imágenes Nacional (NIIRS) para cuantificar la interpretabilidad de las imágenes. Se utilizó una interpretación visual para proponer algunas aplicaciones potenciales para las imágenes de nSight-1. Los resultados indican que las imágenes OLI de Landsat 8 tenían puntajes de calidad de imagen y resultados de NIIRS significativamente más altos en comparación con nSight-1. Landsat 8 tiene una media de 19.299 para el puntaje de calidad de imagen, mientras que nSight-1 logró una media de 25.873. Landsat 8 tuvo una media de NIIRS de 2.345, mientras que nSight-1 tuvo una media de 1.622. La superior calidad de imagen y la interpretabilidad de imagen de Landsat podrían atribuirse al diseño óptico maduro del satélite Landsat 8, que está destinado a fines operativos. Landsat 8 tiene un GDS de 30 m en comparación con 32 m en nSight-1. La degradación de la imagen resultante de la compresión con pérdida implementada en nSight-1 de 12 bits a 8 bits también tiene un impacto negativo en la calidad visual de la imagen y la interpretabilidad. Si bien es evidente que Landsat 8 tiene mejor calidad visual y puntajes de NIIRS, los resultados también mostraron que nSight-1 sigue siendo muy bueno si se considera que las calificaciones categóricas consideran que las imágenes son de calidad buena a excelente y una media de NIIRS de 1.6 indica que las imágenes son interpretables. Nuestra interpretación de las imágenes muestra que los datos tienen un considerable potencial para su uso en geo-visualización y aplicaciones de mapeo de uso del suelo y cobertura terrestre. El análisis de imágenes también mostró la capacidad del sensor nSight-1 para capturar características relacionadas con la geología estructural, la geomorfología y la topografía de manera bastante prominente.

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