LIDAR: tecnología láser y protección ambiental

La Alianza México REDD+, a través del programa Observatorio de la Selva Maya, presentó recientemente la liberación de datos de un mapeo de los bosques de México obtenidos mediante la tecnología LIDAR (Light Detection and Ranging o Laser Imaging Detection and Ranging), herramienta avanzada de medición y monitoreo basada en luz láser.

En entrevista con la Agencia Informativa Conacyt, Wayne Walker, investigador del Woods Hole Research Center, expresó que la tecnología LIDAR permite obtener información tridimensional muy detallada sobre la infraestructura del paisaje a través de sus sensores que pueden colocarse en satélites, aviones e incluso en tripiés terrestres.

El investigador agregó que los datos liberados representan un área de alrededor de mil 700 kilómetros cuadrados de territorio mexicano constituido por los estados de Campeche, Yucatán, Chiapas, Chihuahua, Jalisco y Oaxaca, mismos que fueron adquiridos por la Alianza México REDD+ entre el 2013 y el 2015.

José Luis Hernández Stefanoni, director de la Unidad de Recursos Naturales del Centro de Investigación Científica de Yucatán (CICY), detalló en entrevista que el dispositivo envía un rayo láser que puede penetrar cualquier parte de una superficie y rebotar; al medir las distancias recorridas, se obtiene una nube de puntos en tres dimensiones a partir de lo que se realiza una estimación de la altura y la cobertura de un bosque de cualquier región, facilitando también la obtención de la biomasa. Por otra parte, los datos LIDAR se complementan con la información obtenida de manera directa en el campo, lo que permite comparar y complementar el potencial de cada método.

Generalmente, los sensores LIDAR que se colocan en avioneta arrojan un mayor número de puntos por metro cuadrado, y cuando hay una densidad de puntos elevada se tiene la posibilidad de realizar estimaciones muy precisas.

«LIDAR permite que uno haga buenos modelos con la información de campo para estimar la cantidad de biomasa; así como también se pueden calcular cuáles son los incrementos en biomasa que tiene un bosque a lo largo de un tiempo determinado. En el proyecto de Kiiwik, nosotros tenemos datos LIDAR en tres épocas diferentes a lo largo de tres años, y estamos en la posibilidad de calcular estos incrementos», apuntó Hernández Stefanoni, quien está adscrito al Sistema Nacional de Investigadores (SNI) con nivel II.

Observatorio de la Selva Maya

El Observatorio de la Selva Maya es una red conformada por organizaciones no gubernamentales, instituciones públicas de nivel estatal y municipal e instituciones académicas, entre las que se encuentra el CICY. De acuerdo con Hernández Stefanoni, el objetivo del observatorio es promover la colaboración entre instituciones para obtener y compartir información proveniente de diferentes medios para abrir más posibilidades a quienes se dedican a áreas relacionadas con el monitoreo y manejo de este tipo de recursos.

«Son equipos tan costosos como para que solo unas cuantas personas utilicen los datos para un proyecto. La idea de esta liberación es ponerlos a disposición de cualquiera que requiera de su uso para actividades diversas de planeación, monitoreo de bosques e incluso aquellas que no tengan que ver con este campo. Hasta ahora, en monitoreo de bosques hay muchísima gente involucrada que ha utilizado estos mapas de biomasas», indicó.

La información liberada puede consultarse en la plataforma de datos espaciales de la Alianza México REDD+. Cualquier persona que acceda a la página tiene la posibilidad de descargar los datos de un modelo de elevación digital del terreno, nubes de puntos y caminos que se muestrearon.

En azul están marcados unos cuadros que representan un kilómetro por kilómetro cuadrado, y el usuario puede descargar la información de LIDAR de cada cuadro de manera gratuita.

Talleres de capacitación

De manera complementaria, el Woods Hole Research Center realizó dos talleres de tres días de duración impartidos por Wayne Walker y Alicia Peruzzi en torno a los procesamientos y aplicaciones de los datos de LIDAR. En el taller participaron académicos y estudiantes de instituciones como la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), El Colegio de la Frontera Sur (Ecosur) y el CICY. También participaron organizaciones no gubernamentales como Pronatura, y representantes del gobierno estatal y municipal dedicados a la planeación y monitoreo del bosque.

«No solo estamos interesados en hacer pública la información, sino en dotar a las personas interesadas en distintas áreas con el fin de que puedan utilizar esta tecnología. El entrenamiento se centra primariamente en aplicaciones de LIDAR para el manejo de bosques y el monitoreo, pero se propone ser lo suficientemente general para que los participantes puedan tener un rango de interés amplio para aplicaciones que puedan ir más allá de los bosques», indicó Wayne Walker.

Para el análisis de datos, se empleó el software de libre uso Fusion proporcionado por el Sistema Forestal de Estados Unidos.

Aplicaciones de LIDAR

Wayne Walker describió que la tecnología LIDAR se ha hecho muy popular en Estados Unidos en la última década. «Empezó como una tecnología muy experimental como muchas otras. Las agencias gubernamentales como la NASA (National Aeronautics and Space Administration) fueron sus primeras promotoras y experimentaron con su desarrollo temprano. Mientras se acumuló mas data y se publicaron más investigaciones, el sector público comenzó a prestar mayor atención, de tal manera que ahora hay un número de proveedores comerciales en muchos países, incluido México», apuntó.

La tecnología LIDAR ha avanzado a tal punto que ahora los sensores pueden adquirirse por Internet y montarse en un dron para colectar datos uno mismo, con una inversión que oscila entre 50 y 100 mil dólares. Una de las instituciones que ha incursionado con este tipo de uso es El Colegio de la Frontera Sur.

Por otra parte, el Woods Hole Research Center tiene un proyecto para obtener un mapa de biomasa de todo el país, para lo que optaron por trabajar con los datos de la tecnología LIDAR y los datos liberados de los satélites Landsat de la NASA. Actualmente se desarrolla la fase de análisis, que en palabras de Walker es donde está el verdadero trabajo y la diversión.

«Mi trabajo es entender los cambios en el almacenamiento de carbono en los bosques. En los próximos meses voy a trabajar para usar esta información junto con otros sets de información para mapear y monitorear los cambios, observando cómo cambian los bosques de Yucatán y el resto del país, y lo que esto significa para el almacenaje de carbono y el cambio climático», apuntó.

Uso de LIDAR en el CICY

En el CICY, la tecnología LIDAR ha sido empleada para estudiar la relación entre la estructura del bosque y la biodiversidad. Desde 2012, el centro de investigación colabora con el Servicio Forestal de Estados Unidos en un proyecto de monitoreo intensivo de carbono.

En el sur de Yucatán, se realizan mediciones de carbono que se registran en inventarios anuales con el fin de medir los incrementos, además de contar con una torre de flujos para medir los intercambios de gases entre la vegetación y la atmósfera.

Por otra parte, se utilizan herramientas de percepción remota para tener la distribución espacial de la biomasa y los incrementos de esta. También se han realizado publicaciones con estimaciones de biomasa y riqueza de especies utilizando LIDAR.

Algunos estudiantes están combinando LIDAR con otros sensores como RapidEye para hacer estimaciones de riqueza de especies. Con dos vuelos LIDAR, se obtuvieron datos tomados en época de lluvias y de sequía que permitieron comparar la precisión de las estimaciones. Otro proyecto busca combinar la información de LIDAR con series de tiempo de imágenes de los satélites Landsat que la NASA puso a disposición.

LIDAR tiene aplicaciones para topografía, hidrografía e incluso arqueología, donde recientemente se han utilizado los datos para identificar sitios que no habían sido descubiertos por encontrarse debajo de las tapas de los árboles.

Fuente: CONACYT.