Informe acerca del curso realizado en la Comisión Nacional de

Informe acerca del curso realizado en la Comisión Nacional de

Informe acerca del curso realizado en la Comisión Nacional de
Actividades Espaciales (CONAE) para participar en el curso
“Uso de datos satelitales ante la actividad volcánica”
Fecha de elaboración del informe: 30 septiembre de 2010
Beneficiario: Juan Carlos Baca Cabrera, técnico de CORPAIRE
Persona a cargo del curso: Dra. Graciela Salmuni, CONAE
Duración y fechas del curso: 13-17 septiembre de 2010
Instituto en el que se realizó el curso: CONAE, Buenos Aires-Argentina
Instituto a cargo del financiamiento: Programa CYTED
ANTECEDENTES Y JUSTIFICACION:
Como parte del monitoreo de la actividad volcánica de los volcanes Pichincha, Tungurahua y Cotopaxi que
realiza la CORPAIRE y del modelo de dispersión de cenizas desarrollado para estos volcanes frente a una
eventual erupción, se realizó en la Comisión Nacional de Actividades Espaciales (CONAE) un curso
enfocado al uso de imágenes satelitales ante la actividad volcánica. Este curso se lo realizó en las
instalaciones de la CONAE, en la ciudad de Buenos Aires y fue dictado por la Dra. Graciela Salmuni, entre
el 13 y el 17 de septiembre del 2010. El viaje fue financiado a través de una beca del “Programa Movilidad”
del “Programa Iberoamericano de Ciencia y Tecnología para el Desarrollo” (CYTED), del cual CORPAIRE
forma parte.
El “Programa Movilidad” busca que técnicos de las instituciones asociadas visiten centros en otros países,
para de esta manera mejorar sus conocimientos en algún campo específico. Se pretende afianzar el
intercambio científico y técnico entre los países, extender las áreas de investigación y profundizar en
temáticas de vital importancia como es el monitoreo de la actividad volcánica.
OBJETIVOS INSTITUCIONALES:
Incorporar la utilización de imágenes satelitales como herramienta para la vigilancia de la actividad
volcánica y complementar con esto el modelo de dispersión de cenizas desarrollado por CORPAIRE
FUENTE DE FINANCIAMIENTO:
Programa Iberoamericano de Ciencia y Tecnología para el Desarrollo (CYTED), a través de la beca
Movilidad. El monto total de esta beca fue de aprox. 1500USD. Estos 1500USD fueron utilizados para el
pago del pasaje de avión y para los costos de transporte, alimentación y hospedaje en la ciudad de Bueno
Aires. El detalle de los montos asignados se expone a continuación
Dieta diaria:
60 euros x 9 días = 540 euros
Taxis:
15 euros x 1 taxi = 15 euros
Pasaje de avión: 780.86USD
*Adjunto el justificante de los viáticos y la copia del pasaje de avión
INSTITUCION EXTERNA RELACIONADA CON EL VIAJE:
Comisión Nacional de Actividades Espaciales (CONAE), Argentina.
DESCRIPCION DE ACTIVIDADES
A partir del lunes 13 de septiembre y hasta el viernes 17 de septiembre se realizó el curso “Uso de datos
satelitales ante la actividad volcánica” en las instalaciones de la CONAE. La persona a cargo del curso fue
la Dra. Graciela Salmuni. El curso fue dictado únicamente para un participante, por lo que se pudo avanzar
de manera amplia y aprender gran variedad de conceptos en cuanto al uso y aplicaciones de la
teledetección, conocer diferentes tipos de imágenes satelitales, así como comprender las variadas
aplicaciones existentes.
Para la participación en el curso era requisito un estudio de los conceptos básicos de la detección satelital,
razón por la cual fueron entregados una serie de documentos por parte de la Dra. Salmuni antes del
comienzo del curso. Estos documentos contenían manuales acerca de los fundamentos de la teledetección
y de aplicaciones utilizadas en los casos de los volcanes Chaitén y del LLaima. Las guías entregadas
fueron de suma utilidad para acercarse a la temática del curso, además de que estas guías servirán en el
futuro para una revisión de los conceptos aprendidos.
El curso en sí mismo tuvo una clara aplicación al trabajo con imágenes de volcanes: identificación de focos
de calor, identificación y seguimiento de plumas de ceniza, recolección de datos para evaluación del
estado de los volcanes, etc. De cualquier manera, para llegar a este análisis se realizó previamente un
estudio amplio de los conceptos básicos de la teledetección, tanto en su parte teórica como en la parte
práctica a través de la utilización del Software ENVI 4.5. A continuación se explicará en detalle las
actividades realizadas durante los cinco días que duró el curso.
•
Lunes 13 de septiembre:
Para comenzar el curso se revisaron los principales conceptos acerca de qué se entiende por
teledetección y las interacciones que se deben tomar en cuenta en el proceso de la observación
satelital: la fuente de energía, la atmósfera y los aerosoles presentes, el objeto en estudio, la
transmisión y la recepción de datos...Durante este primer día de trabajo se estudiaron los
principales tipos de satélites existentes, las distintas órbitas en las cuales trabajan y las ventajas
que tiene cada uno. Por otro lado se empezaron a tratar conceptos teóricos básicos, es decir,
los fundamentos físicos necesarios para entender el tratamiento de las imágenes satelitales
•
Martes 14 de septiembre:
Durante el segundo día de trabajo se profundizó en los conceptos teórico-físicos necesarios
para la teledetección. Para entender estos conceptos fue necesario hacer una revisión del
espectro electromagnético y los principales rangos que existen dentro del mismo. A partir de
esto se trabajó en la respuesta espectral de algunas superficies fundamentales, tales como:
suelo desnudo, agua, nieve, vegetación sana, vegetación enferma. Una vez entendidos estos
conceptos el trabajo se centró en el tema de los principales satélites existentes, los sensores
con los que trabajan y el tipo de imágenes que se pueden obtener de ellos. Los principales
sensores que se revisaron fueron: MODIS, AMSR-E, AVHRR, SSM/I, Landsat 5 (TM), Landsat 7
/ETM+), MMRS, HRTC, entre otros. También se revisaron algunos satélites de radar, como
RADARSAT, ERS, ENVISAT, SAOCOM.
Una vez realizada esta introducción a los principales sensores y satélites existentes, las bandas
con las cuales cuentan y las imágenes que generan, se empezó a trabajar con el Software ENVI
4.5. En concreto se trabajó con imágenes MODIS de la explosión del volcán Chaitén. En esta
primera ocasión se aprendieron las funciones básicas de este Software; cómo cargar imágenes,
como combinar estas imágenes en escala RGB, qué tipo de imágenes son compatibles con el
Software. Por otro lado, se pudo observar cómo, con ayuda de estas imágenes, los expertos de
CONAE pudieron generar información valiosa para los planes de emergencia frente a la caída
de cenizas. Además se logró una vigilancia estable sobre el volcán y sus actividades.
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Miércoles 15 de septiembre:
Durante este tercer día se intensificó el trabajo con el Software ENVI. Se utilizaron imágenes
MODIS, AVHRR y Landsat para profundizar en el tratamiento digital de imágenes. Para esto fue
necesario entender los conceptos ligados a esta temática como: corrección de imágenes
(geométrica, atmosférica, radiométrica), realces, datos raster, aritmética de bandas. Se
realizaron algunos ejercicios en el tratamiento de las imágenes tanto en escala de grises como
en RGB. Se describieron las principales combinaciones de bandas existentes tanto en Landsat
como en AVHRR para obtener los mejores resultados dependiendo de lo que se busca
encontrar en las imágenes.
En el tratamiento específico de imágenes para el monitoreo volcánico se trabajó en la detección
de focos de calor utilizando sensores con bandas en el infrarrojo termal. También se observó la
utilización de los índices de nieve y de vegetación, información especialmente útil para
diferenciar cubiertas presentes en relación con los volcanes. Además de esto se observó cómo
fueron generadas las imágenes tanto del Chaitén como del LLaima utilizando este tipo de
herramientas, las cuales están presentes en el Software ENVI.
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Jueves 16 de septiembre:
Con los conocimientos adquiridos en los días anteriores se pudo profundizar en el tema de la
calibración de imágenes, lo cual es especialmente importante para la realización de
comparaciones intertemporales. Para los ejercicios de calibración y combinación de imágenes
se trabajó especialmente con imágenes de los satélites NOAA y ALOS. A partir de estas
imágenes se realizaron ejercicios en los siguientes campos: “Layerstacking”, “Merge” y
diferentes tipos de calibraciones. Esto es de suma utilidad, ya que con estas herramientas se
pueden obtener detalles que de otra manera no se podrían alcanzar. También se utilizaron
imágenes de SPOT para observar el procedimiento que permite mejorar la resolución de
imágenes al combinar imágenes de distinta resolución. En el mismo campo de análisis de
trabajo se observó la herramienta “Change Detection”, la cual permite observar con ayuda de
combinaciones en RGB los cambios ocurridos en un lugar específico. También fue muy útil
comprender la matemática de bandas utilizada en este tipo de herramientas.
Todos estos ejercicios tuvieron como objetivo crear conocimiento acerca de la forma en que se
pueden observar cambios en el comportamiento de los volcanes. Estos cambios pueden ser
tanto una señal de un posible evento como, en la caso de que un evento ya haya ocurrido,
sirven para predecir el desarrollo, aumento o disminución del mismo.
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Viernes 17 de septiembre
Durante el último día del curso se ahondó en temas de comparación de imágenes. Se mostró la
forma de utilización de la herramienta “Corregistration”, la cual permite comparar imágenes
espacialmente diferentes, unificándolas de manera que las imágenes obtengan coordenadas
geográficas exactamente iguales. Por otro lado, también se hizo una revisión acerca del proceso
de “Clasification”. Analizando los valores de tono de grises de zonas de las imágenes se las
puede clasificar en grupos, lo cual es muy práctico cuando se realiza un estudio de los volcanes.
Con este mecanismo se puede definir qué zona corresponde a flujos de lava, cuál a nieve, qué
otra zona a bosques, suelos desnudos, etc.
Como punto final del curso se hizo una revisión de lo aprendiendo a través de la generación de
productos a partir de imágenes sin un post-procesamiento previo. Esto fue de suma ayuda para
observar cómo se debería trabajar cuando se genere información desde CORPAIRE de los
volcanes que deben ser monitoreados. Además de esto se mostraron los principales sitios de
descarga donde se pueden obtener imágenes satelitales para la zona correspondiente a
Ecuador. Los que mejores imágenes tiene son el INPE, de Brasil, y el Global Visualization
Viewer, de Estados Unidos. En Ecuador el instituto CLIRSEN también se encarga de la
recopilación de imágenes para el Ecuador, sin embargo, hasta el momento estas imágenes no
son gratuitas, por lo que será necesario establecer convenios.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:
El curso realizado en la CONEA fue de muy alto nivel e incluyó una gran cantidad de información y de
herramientas de suma utilidad en la vigilancia de los volcanes y la dispersión de ceniza volcánica. Además
de esto, se entregó por parte de la Dra. Salmuni una gran cantidad de imágenes de diferentes fuentes
(MODIS, SAC-C, LANDSAT, ALOS, SPOT, NOAA…) acerca de las erupciones ocurridas en los volcanes
Chaitén y LLaima y el posterior tratamiento que se les dio a las imágenes en la CONAE. Esta información
le será de suma utilidad a la CORPAIRE para tener ejemplos concretos de cómo la utilización de estas
imágenes es fundamental para la gestión de riesgos y la generación de información pública de alerta a la
población.
Por otro lado, al haber visitado los principales sitios de descarga gratuita de imágenes, en CORPAIRE se
podrá manejar imágenes correspondientes a las últimas erupciones volcánicas de gran magnitud, lo cual
permitirá un mejor conocimiento de los fenómenos relacionados con estos volcanes, su comportamiento
típico y cuáles las zonas donde se presenta un mayor riesgo para la población. A partir de esta información
se podrá mejorar los sistemas de alerta ya existentes para el Distrito Metropolitano de Quito.
Por último, cabe recalcar la importancia de continuar la investigación en este campo y ahondar en campos
específicos de interés para la CORPAIRE, como son los aspectos relacionados a la dispersión no sólo de
ceniza volcánica, sino de otros tipos de material particulado con un alto grado de afectación sobre el
Distrito Metropolitano de Quito. También resulta muy importante mantener los vínculos y la colaboración
con entes como la CONAE y el Programa Iberoamericano de Ciencia y Tecnología para el Desarrollo, ya
que esto permitirá un mayor avance en éste y otros campos.
AGRADECIMIENTOS
Para concluir este informe quisiera expresar mi agradecimiento al Programa CYTED por haber financiado
la asistencia a este curso y por incentivar la investigación y el intercambio científico técnico en
Iberoamérica. También un muy especial agradecimiento al Dr. Arnau Folch por su ayuda en todo el
procedimiento para alcanzar esta beca. Finalmente, agradecer de manera muy encarecida a la Dra.
Graciela Salmuni por el tiempo invertido en este curso, por su gran disponibilidad para resolver las
inquietudes y ahondar los conocimientos y por su constante disposición para que el trabajo funcionara de
la mejor manera posible y que este curso sea un verdadero éxito.
Atentamente
Juan Carlos Baca
Técnico de CORPAIRE