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Quick Image Interpretation System

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Procesamiento de datos en tiempo real en el espacio

Gracias a fondos europeos, unos investigadores han logrado una reducción drástica del retardo que media entre la captación de una imagen de Observación de la Tierra y su recepción por parte de los usuarios finales en tierra, pasando de varios días a casi tiempo real.

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Los sensores hiperespectrales de OT adquieren imágenes en muchas bandas de frecuencia de las zonas visible y del infrarrojo cercano del espectro electromagnético. El tratamiento de imágenes en banda ancha permite discriminar entre partes de la superficie terrestre que presentan características distintas de absorción y reflexión de la luz. Las técnicas de imagen hiperespectral que combinan las capacidades de la imagen digital y la espectroscopia, han brindado perspectivas muy innovadoras en múltiples ámbitos. Esta nueva tecnología se utiliza ya para detectar y reconocer vegetación y construcciones humanas y relacionarlas con cambios climáticos y de urbanismo. Los algoritmos que procesan los datos hiperespectrales también mapean de manera satisfactoria para sistemas paralelos como los clústeres de ordenadores, pero dichos sistemas son difíciles de adaptar para un procesamiento a bordo. El proyecto QI2S (Quick image interpretation system), financiado con fondos europeos, se puso en marcha para diseñar una plataforma de estas características que pudiese integrarse en la carga útil de los satélites de Observación de la Tierra. Con el propósito de alcanzar este objetivo tan ambicioso, seis participantes pusieron en común sus fuerzas así como sus conocimientos y experiencia en los componentes individuales que les fueron asignados. En el marco de QI2S, desarrollaron un computador multi-núcleo basado en FPGA (arreglos de compuertas programables en campo) y un nuevo chip de procesamiento de señales de 64 núcleos, llamado RC64. RC64 cuenta con procesadores de señales digitales avanzados, una memoria compartida de múltiples bancos y un programador de hardware que asigna tareas a los procesadores. Se ha diseñado para su integración junto con decenas o incluso centenares de chips RC64, con el fin de posibilitar un procesamiento de señales potente en el espacio. Por otra parte, los FPGA —aparte de su peso y tamaño reducidos— brindan un rendimiento computacional elevado a un coste bajo. Asimismo, estos aceleradores de hardware ofrecen la posibilidad muy atractiva de seleccionar, de forma adaptable, el algoritmo de procesamiento de datos a aplicar. El hardware del sistema QI2S conjuga bloques de construcción de software para el procesamiento y la interpretación de datos con un lenguaje de comandos de alto nivel que permite su reconfiguración. Es decir, es posible reconfigurar sin los largos ensayos que se precisan actualmente para efectuar cambios operacionales en la carga útil de un satélite. Se espera que esta nueva tecnología posibilite una aceleración drástica del suministro de datos hiperespectrales. De tardar días o incluso semanas, los usuarios finales en tierra podrán recibir los datos solicitados en cuestión de minutos. Este adelanto tecnológico despejará el camino hacia aplicaciones nuevas y apasionantes como los sistemas de alerta rápida de riesgos naturales.

Palabras clave

Procesamiento de datos, datos hiperespectrales, QI2S, FPGA, RC64, sistema de alerta rápida

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