L’estudi dels efectes del canvi global des del cel entra en l’era Big Data

Un nou mètode desenvolupat pel CREAF i la Universitat Autònoma de Barcelona permet processar automàticament milers d’imatges satèl·lit preses pel Landsat sense intervenció manual ni necessitat de dades atmosfèriques. 

Des de fa 40 anys els satèl·lits Landsat fotografien cada 16 dies tot el nostre territori amb una resolució de 30m (cada 18 dies i amb resolució de 60m en el cas de les més antigues). Aquestes imatges permeten contrastar com ha canviat el territori durant les darreres dècades. Per fer-ho, però, cal que aquestes imatges siguin el màxim de comparables i corregir-les dels efectes de l’atmosfera i del relleu sobre la il·luminació. A aquesta correcció se l’anomena correcció radiomètrica i fins ara es feia mitjançant  un  procés manual, utilitzant un algoritme, que en mans d’un expert corregia una imatge cada 30 minuts aproximadament. Ara, el CREAF i la Universitat Autònoma de Barcelona han publicat un nou mètode a la revista International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation que permet corregir imatges satèl·lit sense intervenció manual. “Aquest nou mètode permet que mentre les màquines treballen corregint sense parar una llarga sèrie d’imatges, els experts dediquin el seu temps als posteriors anàlisis menys mecànics i molt més interessants”, comenta en Lluís Pesquer, investigador del CREAF i membre del grup Grumets (CREAF-UAB).

Aquest nou mètode és un canvi de paradigma perquè fa possible corregir terabytes d’imatges sense dedicar-hi gaires recursos humans i, per tant, fa possibles projectes que abans eren inviables.

L’algoritme desenvolupat pel CREAF, a més, no necessita disposar de les dades atmosfèriques del moment en que es va prendre la imatge. Això li dona una avantatge davant d’altres algoritmes de correcció, que sí que necessiten aquesta informació, i li permet corregir automàticament imatges Landsat antigues i en períodes i regions on no disposem d’aquestes dades.

 Projectes Big Data per estudiar el canvi climàtic

 Fins ara, amb el mètode manual i les limitacions de temps i recursos, els projectes sobre canvi climàtic o sobre temes ambientals es basaven de forma majoritària en productes de menor resolució espacial (per exemple MODIS de 500 m) o en alguns casos en un nombre d’imatges limitat, per exemple una selecció reduïda. “Aquest nou mètode de correcció ens permet treballar en volums d’informació del que s’anomena Big Data, un nou escenari on canvien i s’amplien radicalment les nostres possibilitats de recerca i metodologies de treball”, comenta en Xavier Pons, professor del Departament de Geografia de la UAB i cap del grup Grumets (CREAF-UAB). De fet, aquest nou mètode ja s’està aplicant al projecte DinaClive amb l’objectiu d’avaluar a través de milers d’imatges de satèl·lit com han canviat les cobertes i els usos del sòl de tota la península ibèrica en 40 anys, quins processos han modificat el paisatge (urbanització, sequera, invasions biològiques, etc) i quin són els impactes reals del canvi climàtic sobre el territori.

Líders en recerca en teledetecció

El grup GRUMETS (Grup de Recerca Mètodes i Aplicacions en Teledetecció i Sistemes d’Informació Geogràfica) és un grup de recerca consolidat i finançat, reconegut per la Generalitat, format principalment per personal de la UAB i el CREAF i dirigit pel Dr. Xavier Pons, catedràtic del Departament de Geografia de la UAB. Els seus membres treballen en el camp de la teledetecció des de finals dels anys 80, i han col·laborat amb entitats referents com són l’Institut Cartogràfic de Catalunya (ICC), amb el Instituto Geográfico Nacional (IGN) o amb la Agència Europea de l’Espai (ESA), entre d’altres.

GRUMETS ha participat en nombrosos projectes aplicats; un dels més destacats és el SatCat, el repositori mes important d’imatges satèl·lit de Catalunya, o altres com el de la gestió de l’aigua a Catalunya amb teledetecció, que va merèixer el Premi de Medi Ambient 2007 i que es va dur a terme amb la Generalitat de Catalunya (ACA i Dep. d’Agricultura).  Des del punt de vista de la recerca, el grup ha participat en projectes internacionals com el Geo-Pictures, destinat a proporcionar imatges en situacions d’emergències humanitàries, quan les xarxes de comunicacions funcionen especialment malament, o el projecte GeoViQua, destinat a la visualització i parametrització de la qualitat de les dades geogràfiques, liderat per GRUMETS des del CREAF i en què també participa l’ESA.

Recursos fotogràfics on es pot veure amb imatges satèl·lit l'efecte dels factors de canvi global

(Extrets del SatCat, la base de dades d'imatges satèl·lit de Catalunya)

Fotos aeroport

La construcció de grans infraestructures està modificant el nostre medi natural a gran velocitat.

http://www.creaf.uab.cat/temp/xp/PortAeroportLlobregat_etc.zip

Fotos creixement urbà

El creixement urbà ha estat exponencial l'última dècada i ha cobert de ciment un percentatge molt alt del territori.

http://www.creaf.uab.cat/temp/xp/CreixementUrba.zip

Fotos Delta de l'Ebre costa

El Delta de l'Ebre està perdent metres de costa els últims anys a causa del menor aportació de sediments per part del riu i al creixement del nivell del mar.

http://www.creaf.uab.cat/temp/xp/DeltaEbre.zip

Fotos cultius Lleida

Des de l'aire s'observa l'expansió de regadiu a Lleida ha modificat substancialment el territori lleidatà.

http://www.creaf.uab.cat/temp/xp/Expansio_de_regadius_a_la_Plana_de_Lleida.zip

Fotos incendis

Des de l'aire podem veure com els incendis també són un dels factors de canvi global que més està modificant el territori ibèric.

http://www.creaf.uab.cat/temp/xp/Incendis.zip

Fotos neu

http://www.creaf.uab.cat/temp/xp/Innivacio.zip

Des de l'aire podem comparar la quantitat de neu d'avui dia amb la que hi havia fa uns anys.