Desarrolladas t¨¦cnicas de an¨¢lisis hiperespectral como base de la misi¨®n europea Spectra

La tesis ha sido supervisada por cient¨ªficos de los laboratorios NASA

A lo largo de los ¨²ltimos a?os, la notoria evoluci¨®n tecnol¨®gica en el dise?o de sensores remotos de observaci¨®n de la tierra ha supuesto un salto cualitativo en m¨²ltiples aplicaciones de ¨ªndole diversa. En particular, los sensores hiperespectrales se caracterizan por su capacidad para medir radiaci¨®n reflejada en una amplia gama de longitudes de onda, pudiendo registrar informaci¨®n en cientos de canales espectrales. La gran riqueza en la informaci¨®n proporcionada por este tipo de sensores ha permitido su r¨¢pida integraci¨®n en aplicaciones orientadas al an¨¢lisis de la biodiversidad en ecosistemas terrestres y estudio del cambio clim¨¢tico global.

A pesar de la fuerte relaci¨®n existente entre la informaci¨®n espacial y espectral que reside en las im¨¢genes hiperespectrales actualmente proporcionadas por plataformas de observaci¨®n remota de la tierra como Earth Observing-1 (NASA) y Envisat (Agencia Europea del Espacio), la mayor parte de las t¨¦cnicas de an¨¢lisis de dichas im¨¢genes consideran ¨²nicamente la informaci¨®n espectral, descartando la correlaci¨®n espacial existente entre los pixels de la imagen. El trabajo investigador realizado por Antonio Plaza Miguel destaca la importancia de analizar de forma simult¨¢nea los patrones espaciales y espectrales presentes en la escena.

Entre las novedosas t¨¦cnicas integradas que se proponen en la Tesis destacan aquellas basadas en modelos de morfolog¨ªa matem¨¢tica, una aproximaci¨®n cl¨¢sica al an¨¢lisis de im¨¢genes en el dominio espacial que ha sido extendida en este trabajo al caso de im¨¢genes multi-dimensionales. Adem¨¢s, la Tesis abre nuevas v¨ªas en cuanto a la implementaci¨®n eficiente de las t¨¦cnicas propuestas en arquitecturas de computaci¨®n paralela, permitiendo as¨ª su explotaci¨®n en aplicaciones que requieren una respuesta en tiempo casi real, tales como detecci¨®n de incendios y agentes contaminantes en aguas y atm¨®sfera. En este sentido, se realizaron diversos experimentos utilizando im¨¢genes proporcionadas por sensores hiperespectrales avanzados como AVIRIS, operado por NASA, y los sensores DAIS 7915 y ROSIS, operados por DLR (Agencia Espacial Alemana), los cuales fueron utilizados para adquirir datos sobre un ¨¢rea adehesada en las afueras de la ciudad de C¨¢ceres en el marco de un proyecto europeo en colaboraci¨®n con cient¨ªficos de DLR..

El desarrollo de la Tesis, dirigida por los doctores Mart¨ªnez Cobo y P¨¦rez Utrero del ?rea de Arquitectura y Tecnolog¨ªa de Computadores, fue supervisado por cient¨ªficos de los laboratorios NASA Jet Propulsion Laboratory (Pasadena, California) y NASA Goddard Space Flight Center (Washington D.C.) a lo largo de dos estancias realizadas por el doctorando en dichos laboratorios. Fruto de la colaboraci¨®n con el Dr. Robert O. Green, investigador responsable del proyecto AVIRIS, se ha establecido un estrecho v¨ªnculo entre el Grupo de Redes Neuronales y Procesamiento Digital de Se?al (GRNPS) de la Universidad de Extremadura y el laboratorio NASA/Jet Propulsion Laboratory.

La tesis, que obtuvo la calificaci¨®n de sobresaliente cum laude por unanimidad el pasado 13 de diciembre durante su defensa en la Escuela Polit¨¦cnica de C¨¢ceres, ha dado lugar a una patente y a varias publicaciones en revistas internacionales de impacto. Las t¨¦cnicas de an¨¢lisis hiperespectral desarrolladas con motivo de la Tesis constituyen la base anal¨ªtica de la misi¨®n SPECTRA de la Agencia Europea del Espacio, cuyo objetivo es el lanzamiento de un nuevo sensor hiperespectral de elevadas prestaciones que dar¨¢ servicio a la Comunidad Europea.