El observador de los cielos de Hawai

La teledetección ambiental permite obtener información a pequeña o gran escala, usando diferentes dispositivos, de grandes superficies en poco tiempo. Así se puede recoger información sobre en áreas peligrosas o inaccesibles. 

Pero con todo, en el planeta sigue habiendo territorios complejos para la teledetección, como el archipiélago hawaiano, tanto por su orografía o porque siempre está cubierto de nubes, dada la influencia del mar.

Trabajar con teledetección en estas islas es reto y así se lo tomó el investigador del campus universitario de Soria de la Universidad de Valladolid, Francisco Rodríguez Puerta, experto en teledetección con imágenes de satélite e imágenes lidar, que acaba de regresar de Hawai donde ha realizado una investigación en el marco de una colaboración entre la UVa y la Universidad hawaiana.

La investigación se ha localizado en la isla de mayor tamaño y en ella se ha aplicado una tecnología de la empresa föra forest technologies, con la que Francisco Rodríguez había trabajado al formar parte de la empresa y en la actualidad sigue con la misma línea de investigación, como docente en la Escuela de Ingeniería Forestal, Agronómica y de la Bioenergía, de la que es director. 

La tecnología que se ha aplicado en Hawai consiste en la elaboración de mosaicos de nubes a través de imágenes de satélite que son mejoradas con inteligencia artificial. Esto permite la elaboración de mapas de la superficie terrestre libres de nubes, neblinas y otros artefactos. «Aunque parece fácil no es tan fácil», explica Rodríguez.

A través de los satélites se toman imágenes del terreno a las que se les quita las nubes y otros elementos. El proceso se realiza a través de un determinado periodo de tiempo, ello permite recabar imágenes en las que no se repitan las nubes en los mismos puntos y así se puede alcanzar un mapa del terreno de calidad y limpio.

En las zonas en las que no hay mucha nubosidad este mosaico se puede completar en un mes y con una decena de imágenes, pero en las zonas complejas es necesario ampliar este periodo de tiempo a dos o tres meses, por lo menos.

El investigador recuerda que las imágenes de satélites son muy útiles para construir mapas de los usos del suelo e identificar los cambios, tanto de evolución de la vegetación y sus enfermedades, como de su composición, pero cuando hay nubes el método no funciona.

En este sentido explica que para quitar las nubes de las imágenes y aunque en la actualidad existen herramientas que lo hacen y «lo hacen bien», aclara, «resulta más importante eliminar otros artefactos como bordes de nubes o neblinas que no son tan difíciles de eliminar y no nos dan imágenes buenas».

Esta es la singularidad que tiene la herramienta que Francisco Rodríguez ha exportado a Hawai y se ha probado con las características orográficas y ambientales de las islas.

El sistema ya se ha aplicado en territorios de España que tienen problemas de nubosidad, como Galicia, con resultados bastante satisfactorios, «entonces se dio la oportunidad de probarlo en Hawai que es un territorio más complejo y es lo que hemos hecho», puntualiza el investigador, que agrega que «el resultado también ha sido bueno».

Se pensó en realizar la investigación en Hawai porque este archipiélago, que pertenece a EEUU, tienen en la actualidad problemas de plantas invasoras y enfermedades en determinadas especies arbóreas y vegetales que se controlan con otros medios, como vuelos con helicóptero y de drones.

Medidas que son más costosas económicamente, por lo que conseguir captar imágenes del terreno libres de nubes para seguir la evolución de la vegetación de una manera más sencilla y eficaz es lo que hizo que los investigadores de la universidad hawaiana se fijasen en el desarrollo realizado por los sorianos. 

Precisamente en Galicia y Tenerife se emplean las imágenes de satélite para controlar especies invasoras y enfermedades de las plantas.

«En Hawai las nubes les hacen la puñeta», insiste Francisco Rodríguez, dado que los cielos cubiertos son más habituales en las zonas donde se encuentra la vegetación tropical, que es la más necesita de control y seguimiento.

Para realizar el trabajo se clasificó la isla por zonas en función de la variedad climática, dado que cuenta con 8 de los 12 bioclimas definidos en el mundo, lo que permite hacerse una idea de la diversidad ambiental.

Los investigadores han ensayado el modelo español, con inteligencia artificial, que permite detectar en las imágenes tomadas por los satélites si hay nubes, neblinas, sombras de nube o incluso polvo del desierto y automáticamente lo elimina de las imágenes dejando los huecos. 

A medida que se superponen las distintas imágenes tomadas esos huecos se reducen, porque estas nubes o artefactos no se encuentran siempre en el mismo sitio, y así se completa el mapa.

En Hawai se ha requerido de un estudio más largo en el tiempo «porque después de tres meses hay nubes que siguen estando en el mismo sitio», indica Rodríguez, a lo que se suma la complejidad por la orografía compleja con la existencia de tres volcanes. 

Gracias a este trabajo se ha realizado un mosaico de todo 2023 y también se han tomado datos de años anteriores, donde se ha comprobado que hay meses mejores y otros peores, en cuanto a los resultados de la recogida de imágenes, pero en general se ha podido comprobar que esta herramienta ideada en España funciona al otro lado del mundo.

Además, el trabajo realizado en Hawai ha permitido a los investigadores españoles comparar su método de confección de mapas de terreno con la herramienta que usa Google Earth Engin para llevar a cabo esta tarea y «hemos comprobado que la nuestra funciona mejor», aclara Francisco Rodríguez, que añade que a partir de ahora se va a continuar con este estudio para analizar bien los datos recogidos en Hawai y valorar si esta herramienta está siendo muy conservadora en el tratamiento de las imágenes.