Desarrollo de un algoritmo de código abierto para el estudio de ecosistemas acuáticos con drones
Los ecosistemas acuáticos desempeñan un papel fundamental en el mantenimiento de la biodiversidad, la regulación de los ciclos biogeoquímicos y el sustento de la vida humana. Desde 1978, la teledetección por satélite se ha utilizado para la observación integrada de los sistemas acuáticos a gran escala, proporcionando valiosa información sobre las dinámicas oceánicas. Sin embargo, en los últimos años, los drones han surgido como una herramienta esencial para el monitoreo de estos ecosistemas, ya que ofrecen una resolución espacial detallada y son más flexibles y eficientes que los satélites.
Beneficios de utilizar drones en el monitoreo de ecosistemas acuáticos
- Mayor resolución espacial y temporal que los satélites.
- No se ven afectados por la cubierta nubosa.
- Permiten el monitoreo detallado de áreas costeras y cuerpos de agua interiores.
Sin embargo, hasta ahora, los programas informáticos fotogramétricos utilizados para procesar las imágenes capturadas por los drones no han sido capaces de reconstruir ortomosaicos sobre superficies cubiertas por agua debido a la falta de elementos comunes entre las capturas. Esto ha limitado en gran medida los estudios marinos con drones a áreas cercanas a la costa o cuerpos de agua más pequeños.
Desarrollo de un algoritmo de código abierto
El Instituto de Ciencias Marinas de Andalucía (ICMAN), en colaboración con la NASA, ha desarrollado un algoritmo de código abierto que soluciona esta limitación al trabajar con sensores equipados en drones en sistemas acuáticos. Este software, diseñado en lenguaje de programación Python, permite georreferenciar con precisión cada captura tomada por el dron y generar un ortomosaico que muestra áreas completamente cubiertas por agua con una resolución espacial centimétrica.
Aplicación del algoritmo en estudios realizados en diferentes ubicaciones
El algoritmo ha sido probado en múltiples ubicaciones de estudio distribuidas por diversas partes del mundo, utilizando sensores ópticos en visible, térmico y multiespectral. Los resultados han demostrado que el algoritmo proporciona una georreferenciación precisa, con errores no superiores a 4,5 metros, y preserva la resolución espacial centimétrica de la tecnología con drones. Esto representa un avance significativo en el uso de drones para comprender los ecosistemas marinos a una escala más fina.
Disponibilidad del código de GitHub
El código del algoritmo desarrollado por el ICMAN y la NASA está disponible en GitHub como un recurso abierto y accesible para el público. Este código extrae la geometría de cada captura a partir de los metadatos proporcionados por el sensor del dron y realiza la correcta georreferenciación de cada captura. Luego, combina las capturas para generar el ortomosaico final. Además, se lleva a cabo un proceso de filtrado y degradado espacial para mejorar la calidad del producto final.
Conclusiones
El desarrollo de este algoritmo representa un avance significativo en el uso de drones para el estudio de ecosistemas acuáticos. Proporciona una alternativa viable a las técnicas de monitoreo tradicionales, superando las limitaciones enfrentadas por la fotogrametría. Este nuevo enfoque abre un abanico infinito de posibilidades para utilizar drones en zonas costeras y marinas, donde actualmente no existen soluciones comerciales para la generación de ortomosaicos. Con este algoritmo, los científicos podrán comprender mejor los procesos marinos y costeros y contribuir al logro de los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) relacionados con la conservación y el uso sostenible de los océanos y los recursos marinos.
1. Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) relacionados con los temas destacados en el artículo:
- Objetivo 14: Vida submarina – El artículo se centra en el desarrollo de un algoritmo que permite estudiar sistemas acuáticos, lo que está relacionado con la conservación y protección de la vida submarina.
- Objetivo 15: Vida de ecosistemas terrestres – Aunque el artículo se centra principalmente en los sistemas acuáticos, menciona que los drones también se utilizan para monitorear áreas terrestres, lo que está relacionado con la conservación y protección de los ecosistemas terrestres.
2. Metas específicas de los ODS identificadas en el artículo:
- Meta 14.2: Sostenibilidad de los océanos y los mares – El desarrollo del algoritmo mencionado en el artículo permite estudiar sistemas acuáticos, lo que contribuye a la sostenibilidad de los océanos y los mares al proporcionar información valiosa sobre sus dinámicas.
- Meta 15.1: Conservación, restauración y uso sostenible de los ecosistemas terrestres – El uso de drones para monitorear áreas terrestres ayuda a conservar, restaurar y utilizar de manera sostenible los ecosistemas terrestres al proporcionar información detallada sobre su estado y cambios.
3. Indicadores de los ODS mencionados o implícitos en el artículo:
- Indicador 14.2.1: Progresos en la sostenibilidad de los océanos – El desarrollo del algoritmo mencionado en el artículo podría ser utilizado como un indicador para medir el progreso en la sostenibilidad de los océanos, ya que permite estudiar y comprender mejor sus dinámicas.
- Indicador 15.1.1: Cobertura de bosques y áreas protegidas – Aunque no se menciona específicamente en el artículo, el uso de drones para monitorear áreas terrestres podría contribuir a medir la cobertura de bosques y áreas protegidas, lo que es relevante para la conservación y uso sostenible de los ecosistemas terrestres.
4. Tabla de ODS, metas e indicadores:
| ODS | Metas | Indicadores |
|---|---|---|
| Objetivo 14: Vida submarina | Meta 14.2: Sostenibilidad de los océanos y los mares | Indicador 14.2.1: Progresos en la sostenibilidad de los océanos |
| Objetivo 15: Vida de ecosistemas terrestres | Meta 15.1: Conservación, restauración y uso sostenible de los ecosistemas terrestres | Indicador 15.1.1: Cobertura de bosques y áreas protegidas |
¡Atención! Este espléndido artículo nace de la fuente del conocimiento, moldeado por una maravillosa tecnología patentada de inteligencia artificial que profundizó en un vasto océano de datos, iluminando el camino hacia los Objetivos de Desarrollo Sostenible. Recuerda que todos los derechos están reservados por SDG Investors LLC, lo que nos permite defender el progreso juntos.
Fuente: noticiasdelaciencia.com
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