La monitorización de los cambios medioambientales nunca ha sido tan importante. A raíz de los efectos provocados por el cambio climático, comprender la dinámica de nuestro planeta es vital para mitigar su impacto y desarrollar un futuro más sostenible. Muchos de los métodos tradicionales de monitorización son ineficientes para detectar actividades y fenómenos que van desde la deforestación a la escasez de agua, principalmente por su cobertura limitada y la imposibilidad de conseguir actualizaciones frecuentes y rápidas.
Afortunadamente, la tecnología satelital se presenta como un valioso aliado para obtener la información necesaria en tiempo y forma, desde cualquier parte del mundo. Y aunque una imagen satelital de alta resolución con acceso bajo suscripción es más cara que otra gratuita de resolución media o baja, este tipo de imágenes de alta calidad suponen una solución transformadora a la hora de obtener información.
¿Qué ofrecen las imágenes satelitales de alta resolución?
A diferencia de las imágenes de resolución media y baja, las imágenes satelitales de alta resolución captan información con un nivel de detalle sin precedente, lo que permite identificar objetos “pequeños”, como pueden ser un árbol o un vehículo de tamaño reducido. Para que una imagen sea considerada de alta resolución, debe captar 1 metro o menos de terreno en un único pixel, aunque ya hay soluciones comerciales que ofrecen una resolución de 30 cm. No obstante, es importante tener en cuenta que cuanta más resolución ofrezca una imagen, menos área cubre. Así, la monitorización de un área extensa puede necesitar de técnicas más avanzadas, como la creación de un mosaico a partir de diferentes imágenes.
El uso de estas imágenes es frecuente en actividades como:
- Agricultura de precisión. Las imágenes de mayor resolución ayudan a monitorizar en todo momento la humedad del suelo, el estado de los cultivos y pequeñas variaciones en la salud de éstos para poder tomar medidas proactivas cuanto antes y evitar que el rendimiento decaiga. Además, ayuda a gestionar mejor el riego.
- Monitorización del cambio climático. Las imágenes satelitales ofrecen una visión objetiva y a gran escala de los cambios, que se producen a consecuencia del cambio climático, como el aumento de las temperaturas o la reducción del tamaño de los glaciares. Gracias a estos datos, los científicos pueden modelar potenciales escenarios futuros y ayudar a diseñar estrategias efectivas para adaptarse al clima.
- Planificación urbana. Llevar a cabo un seguimiento del crecimiento de las ciudades, diseñar espacios verdes, determinar lugares que pueden dar lugar a las denominadas “islas de calor” o comprobar la contaminación de determinados barrios son algunas de las opciones que pueden realizarse con el uso de imágenes satelitales de alta resolución.
- Gestión de desastres. Al poder evaluar inundaciones, incendios forestales y huracanes casi en tiempo real, los responsables pueden planificar tanto las evacuaciones como la respuesta de los equipos de emergencia después de la catástrofe.
Detección de cambios impulsada por IA en imágenes satelitales
Pese a su indiscutible calidad, uno de los problemas más frecuentes tras la descarga de imágenes satelitales de alta resolución radica en la dificultad para detectar determinados cambios en la superficie terrestre. Esto se debe a que las técnicas actuales no son siempre escalables y en determinados paisajes heterogéneos, como la selva, no tienen una gran precisión.
Para subsanar estos problemas, en la actualidad se está probando a usar la IA en las redes neuronales convolucionales (CNN) encargadas del análisis automático de datos. En combinación con el aprendizaje automático, se espera que los nuevos modelos sean capaces de detectar automáticamente los cambios más sutiles y complejos en la cobertura del suelo, incluyendo árboles (deforestación) o edificios (urbanización). De este modo, la monitorización alcanzará un mayor nivel de precisión, ayudando a llevar un control estricto sobre diferentes cuestiones.
Ventajas del uso de imágenes satelitales
A diferencia de otras fuentes de datos, las imágenes satelitales son una excelente opción para llevar a cabo un seguimiento de un lugar u objeto sin tener que estar físicamente presente en la zona. Estas son sus principales ventajas:
- Información objetiva. La información obtenida no está sujeta a posibles sesgos o interpretaciones subjetivas, muestra exactamente las condiciones existentes.
- Cobertura global. Es posible llevar a cabo un seguimiento de zonas remotas o de difícil acceso sin tener que invertir una gran cantidad de tiempo y dinero.
- Alta frecuencia. La tasa de revisita de los satélites hace que los análisis puedan ser casi en tiempo real.
- Capacidad predictiva. El análisis de datos históricos de archivo e imágenes actuales favorece la previsión y la evaluación de riesgos a futuro.
Caso real: Derrame de petróleo en el Amazonas
La lista de derrames en la Amazonía es extensa, aunque muchos no olvidarán el que sucedió en abril de 2020. Tras un corrimiento de tierra, tres oleoductos diferentes situados en la parte alta del río Coca se rompieron, afectando principalmente al sector de San Rafael y al río Napo. En estas zonas viven multitud de comunidades para las que el río es su principal medio de vida, tanto a nivel de higiene como de alimentación.
Tras comprar imágenes satelitales de alta resolución, los investigadores pudieron no solo determinar el alcance de la catástrofe, también se pudo conocer la causa de las rupturas de los oleoductos. Y es que el incremento de erosión en la cabecera del río se amplificó, en gran parte, debido a la actividad humana, especialmente la presa hidroeléctrica Coca Codo Sinclair.
Las imágenes satelitales de alta resolución han revolucionado la forma en que monitorizamos y comprendemos nuestro planeta. Gracias a su amplia cobertura, sus datos objetivos y la existencia de una gran cantidad de datos abiertos, científicos, gobiernos y otras organizaciones pueden detectar problemas de manera temprana, realizar intervenciones decisivas y promover la sostenibilidad. A medida que la tecnología mejora y su adaptación incrementa, su papel en la toma de decisiones no hará sino crecer.
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Author:
Kateryna Sergieieva es Doctora en Tecnologías de la información y cuenta con 15 años de experiencia en teledetección. Es la científica responsable del desarrollo de tecnologías de monitorización por satélite y detección de cambios en las características de la superficie. Kateryna es autora de más de 60 publicaciones científicas.
