- Cada día el Lanot recibe 2.7 terabytes de información útiles en el monitoreo de diferentes fenómenos
A dos años de su funcionamiento, el Laboratorio Nacional de Observación de la Tierra (Lanot) trabaja en el desarrollo de algoritmos para la detección de nubes de ceniza, puntos de calor e incendios, así como el monitoreo de sargazo en las costas del Caribe Mexicano.
El Lanot es un consorcio integrado por el Instituto de Geografía (IGg), algunas dependencias de la UNAM e instituciones de gobierno, que tiene su sede en el IGg. La designación como Laboratorio Nacional llegó en 2017 y alcanzó su primera consolidación en 2018, año en que se inauguró formalmente.
El laboratorio recibe, almacena, procesa y distribuye datos e imágenes para la evaluación de cambios en la cubierta vegetal, el monitoreo de los océanos y la atmósfera, entre otros fenómenos; y de esta manera establecer su interrelación e impactos en la sociedad.
Todos los días el Lanot recibe 2.7 terabytes de información, la mayor parte se distribuye de manera oportuna a instituciones de educación y de gobierno a través de su portal (www.lanot.unam.mx), y por medio de protocolos de transferencia de archivos (FTP, por sus siglas en inglés).
Sistemas de recepción
Este laboratorio recibe imágenes de satélites de última generación a través del funcionamiento de tres antenas: Geonet Cast, GOES-16 y una antena para recepción de imágenes de satélites de órbita polar.
Geonet Cast es un sistema de recepción-transmisión que se basa en la comunicación con un satélite geoestacionario GNC-Americas (Intelsat 21), que permite recibir y enviar imágenes satelitales y otros productos a diversos usuarios a nivel continental. Con ayuda del sistema Geonet Cast se pueden emitir alertas en caso de incendios, tormentas o algún otro fenómeno meteorológico.
En el caso del satélite geoestacionario GOES-16 se reciben imágenes cada 10 o 15 minutos de todo el globo completo (continente americano) y cada cinco minutos de la región de Norteamérica. Jorge Prado, coordinador del Lanot, destacó que el satélite GOES-16 tuvo un cambio generacional ya que este equipo funciona con 16 bandas espectrales, en comparación con su antecesor que solamente recibía cinco bandas. La resolución de estas imágenes es de 0.5 kilómetros en el visible, de un kilómetro en las bandas menores de dos micras (infrarrojo medio) y de dos kilómetros en las bandas mayores a dos micras (infrarrojo).
Otra modificación es la resolución de las imágenes que pasó de cuatro a dos kilómetros, lo que permite una visualización con mayor detalle. Y debido a que ahora el tiempo de obtención de las imágenes es cuatro veces más rápido, esto "nos permite llevar a cabo el monitoreo de fenómenos que son muy dinámicos".
Se cuenta con información nueva y se están explorando sus aplicaciones. No obstante, el investigador refirió, su principal utilidad es la temporalidad debido a que cada cinco minutos se tiene una imagen de México y esto permite el seguimiento de fenómenos muy dinámicos como huracanes, tornados, tormentas, incendios y emisiones de ceniza volcánica.
GOES-16 cuenta con un sistema de adquisición de imágenes e información para analizar la actividad del sol, así como un magnetómetro para analizar si el sol presenta algún evento extraordinario que pueda causar problemas en las comunicaciones. Las imágenes y datos relacionados con el sol son enviados al Laboratorio Nacional de Clima Espacial para su seguimiento.
En conjunto, todos sus sensores son capaces de proveer información sobre tormentas solares, incendios, monitoreo de cultivos, temperatura del mar y de la superficie terrestre, obtener perfiles verticales de temperatura y humedad en la atmósfera, así como velocidades de viento e imágenes de nubes, entre otros datos.
El tercer sistema, la antena de recepción de satélites de órbita polar capta imágenes de México y tiene la capacidad de recibir información de hasta 10 satélites. A diferencia de los satélites geoestacionarios los de órbita polar tienen una cobertura más limitada, pero con una mayor resolución de las imágenes, por lo que ambos sistemas se complementan para diversos estudios. Las imágenes obtenidas por medio de satélites de órbita polar son útiles para estudios de vegetación, incendios, sedimentos suspendidos, temperaturas del mar y de la tierra, entre otras aplicaciones.
Desarrollo de algoritmos
Las imágenes satelitales abren nuevas posibilidades de investigación y en el Lanot sus académicos lo llevan a cabo dentro de las principales líneas de investigación que desarrollan: climatología (modelos climáticos a corto, mediano y largo plazos, predicciones de lluvia de alta precisión), la percepción remota marina, la oceanografía satelital, la prospección de recursos naturales mediante técnicas de percepción remota, los sistemas de información geográfica, los sistemas de bases de datos espaciales, los incendios forestales y superficies afectadas por el fuego, la temperatura de la superficie terrestre y el desarrollo de algoritmos de procesamiento de imágenes.
En el caso del desarrollo de algoritmos de procesamiento de imágenes, investigadores del Lanot han realizado la calibración de datos de nubes de ceniza para los volcanes mexicanos. Esto con el objetivo de desarrollar un algoritmo automatizado para detectar las nubes de ceniza y polvo a partir de mediciones infrarrojas del sensor ABI, que está a bordo del satélite GOES-16.
También se cuenta con el desarrollo de un algoritmo para la detección de puntos de calor e incendios a cargo de Lilia Manzo, investigadora del Laboratorio de Análisis Geoespacial del IGg, creado a partir de imágenes obtenidas por el satélite GOES-16 y otros datos dinámicos obtenidos de los sensores MODIS y VIIRS. "Al tener una mayor resolución de estos puntos y mayor sensibilidad, podemos detectar exactamente en dónde se encuentran localizados dichos puntos de calor", destaca Jorge Prado.
Ante la problemática del sargazo en el Caribe Mexicano, el Lanot trabaja en el monitoreo a partir de imágenes y en el desarrollo de un algoritmo que detecta las algas a nivel superficial para conocer su movimiento, además de la evaluación de algunos indicadores como la temperatura del mar y las corrientes que son útiles para el monitoreo del sargazo a lo largo del tiempo.
Resultados
En estos dos años de trabajo el Lanot ha consolidado su infraestructura de procesamiento y actualmente cuenta con una capacidad de almacenamiento de un petabyte, funciona las 24 horas al día y cada semana los socios del consorcio del Laboratorio Nacional realizan un aproximado de 35 mil visitas al sitio web.
El laboratorio colabora con dependencias encargadas de la seguridad nacional del país en materia de protección civil como la Secretaría de Marina para emitir la alerta de los puertos marítimos; con el Servicio Meteorológico Nacional para la alerta de tormentas y otros fenómenos meteorológicos; con el Centro Nacional de Prevención de Desastres en casos de alerta por ceniza volcánica, entre otras entidades.
Investigadores del Lanot forman parte de la Red Académica del Comité de Expertos de Naciones Unidas en el Manejo de Información Geoespacial Global, que han participado en proyectos y foros internacionales, y en la formación del Laboratorio de Observación de la Tierra de Ghana.
Por todos estos logros, el Lanot es considerado por investigadores de la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) y la NASA como un laboratorio de excelencia. Prado señala que, en el futuro el laboratorio continuará con la mejora y el desarrollo de algoritmos propios, así como el apoyo para la distribución de imágenes satelitales a los países de Centroamérica, el Caribe y quienes lo requieran.
Jessica Guzmán Hernández
2019-05-20
