Vigilancia de incendios forestales: tecnología satelital e inteligencia artificial

Vigilancia de incendios forestales: tecnología satelital e inteligencia artificial

A medida que los incendios forestales se vuelven más frecuentes y graves debido al cambio climático, la tecnología satelital avanzada, combinada con la inteligencia artificial (IA), se está volviendo más crucial que nunca en la prevención y el control de incendios.

Tecnología satelital en el monitoreo de incendios forestales: una visión global de la prevención de incendios

Crédito de la imagen: Fernando Astasio Ávila/Shutterstock.com

Este artículo analiza en profundidad cómo estas tecnologías innovadoras están remodelando el panorama de monitoreo de incendios forestales a nivel mundial.

A medida que aumentan las temperaturas globales, lo que genera condiciones más secas y temporadas de incendios más largas, los incendios forestales se han vuelto más frecuentes y severos, lo que representa un riesgo significativo para los ecosistemas naturales y las comunidades humanas.

El costo económico de los incendios forestales es inmenso: cada año se gastan miles de millones de dólares en esfuerzos de control de daños, rehabilitación y recuperación. En 2022, los costos económicos y los daños resultantes de los incendios forestales solo en los Estados Unidos oscilarán entre 394 mil millones de dólares y 893 mil millones de dólares (JEC, 2023).

Los impactos ambientales también son profundos y conducen a la pérdida de biodiversidad, la destrucción del hábitat y desequilibrios ecológicos a largo plazo.

¿Qué hace que las imágenes satelitales sean cruciales en la gestión actual de los incendios forestales?

Las imágenes satelitales se han convertido en una herramienta esencial en la gestión de incendios forestales. A diferencia de los métodos tradicionales que a menudo tienen dificultades para recopilar datos de manera oportuna, especialmente en áreas remotas e inaccesibles, la tecnología satelital ofrece datos en tiempo real y una cobertura global integral.

Esta capacidad es esencial para predecir y gestionar eficazmente los incendios forestales, ya que una simulación precisa requiere información actualizada sobre las condiciones climáticas locales, el terreno y las características del combustible (NCAR, 2023).

El uso de los satélites Sentinel del programa Copérnico de la Agencia Espacial Europea ilustra este cambio. Sentinel-1 ayuda a identificar el tipo de vegetación mediante el análisis de la textura de la superficie, mientras que Sentinel-2 evalúa la salud de las plantas en función de su “verdor”. Cuando se integran con modelos de IA como la encuesta “Random Forest”, estos datos mejoran significativamente la precisión de los pronósticos de incendios forestales.

También se ha demostrado que la integración del radar de apertura sintética (SAR) con el aprendizaje profundo, como se muestra en los estudios de series temporales de Sentinel-1 SAR, es eficaz para monitorear la progresión de los incendios forestales casi en tiempo real (Ban et al. 2020).

Este enfoque innovador, capaz de penetrar nubes y humo, marca un avance significativo con respecto a los métodos convencionales, permitiendo respuestas más precisas y rápidas a los incendios forestales.

Los satélites, como el FIRMS de la NASA, han demostrado ser capaces de proporcionar monitoreo global las 24 horas del día, los 7 días de la semana, detectar puntos calientes y proporcionar información casi en tiempo real sobre incendios forestales. Este sistema ha sido fundamental para difundir alertas y datos en todo el mundo, destacando el papel fundamental de la tecnología satelital en la gestión contemporánea de incendios forestales (Blumenfeld, 2019).

¿Cómo está transformando la IA la predicción y respuesta a los incendios forestales?

La IA está revolucionando la predicción y respuesta a los incendios forestales, particularmente mediante la integración de datos satelitales. Los modelos de IA, como el algoritmo de “bosque aleatorio”, mejoran la precisión de las predicciones del comportamiento de los incendios forestales, contribuyendo significativamente al desarrollo de estrategias de extinción eficaces.

Este avance tecnológico queda demostrado por la capacidad de la IA para actualizar rápidamente los mapas de combustible existentes, como se demuestra en el caso del problemático East Fire. Durante este incidente, el modelo de IA, impulsado por datos de los satélites Sentinel, revisó con precisión el conjunto de datos de combustible LANDFIRE, mejorando significativamente la predicción de la propagación del incendio (NCAR, 2023).

La combinación de series temporales del radar de apertura sintética (SAR) Sentinel-1 con marcos de aprendizaje profundo, como las redes neuronales convolucionales (CNN), ha avanzado aún más en el monitoreo de incendios forestales casi en tiempo real.

Este enfoque, utilizado para monitorear incendios forestales como el incendio de Elephant Hill de 2017 y el incendio de Camp de 2018, demuestra la capacidad de la IA para detectar y rastrear el progreso de los incendios forestales con alta precisión (Ban et al. 2020).

¿Quién lidera el monitoreo satelital de incendios forestales?

ICEYE es un líder destacado en el monitoreo de incendios forestales por satélite y ofrece tecnología de radar de apertura sintética (SAR) de vanguardia. Como resultado, ICEYE proporciona una evaluación de daños rápida, confiable y precisa a nivel de edificio, independientemente de las condiciones climáticas, de luz y de humo.

Las capacidades para todo clima y la adquisición consistente de datos son esenciales para una respuesta eficaz a los incendios forestales. La constelación SAR de ICEYE combina conocimientos de observación de la Tierra con análisis de datos avanzados y aprendizaje automático, proporcionando datos procesables cada 24 horas durante desastres de incendios forestales de alto impacto (ICEYE, 2023).

Este enfoque mejora la toma de decisiones y la eficiencia operativa en caso de una emergencia por incendio forestal.

Spire Global y OroraTech también están a la vanguardia del monitoreo de incendios forestales por satélite. Colaboraron para lanzar una constelación de ocho satélites dedicados al monitoreo de la temperatura global y la detección de incendios forestales para mediados de 2024 (Zanoni, 2023).

Esta constelación llevará la carga útil óptica infrarroja térmica de OroraTech, proporcionando detección en tiempo real y monitoreo continuo de incendios forestales. El sensor precursor de OroraTech, que ya está en órbita, ha demostrado ser eficaz y respalda a agencias de bomberos como SOPFEU en Quebec, Canadá. Esta colaboración ilustra el uso de la tecnología espacial para abordar desafíos ambientales críticos como la gestión de incendios forestales.

Desarrollos futuros en tecnología satelital para el monitoreo de incendios forestales

El futuro de la tecnología satelital y la inteligencia artificial en el monitoreo de incendios forestales está preparado para avances significativos. Las tendencias emergentes incluyen el desarrollo de algoritmos de IA más sofisticados para mejorar la previsión y el análisis, así como la integración de sensores satelitales de próxima generación que ofrecen mayor resolución y actualizaciones de datos más frecuentes.

Se espera que estos avances mejoren la precisión y puntualidad de la detección de incendios forestales, permitiendo estrategias de prevención y respuesta más efectivas.

Sin embargo, desafíos como la complejidad de la gestión de datos, la necesidad de modelos robustos de aprendizaje automático capaces de manejar diversas variables ambientales y garantizar una transmisión rápida de datos en escenarios de emergencia siguen siendo áreas clave de investigación y desarrollo.

El potencial de estas tecnologías para transformar la gestión de incendios forestales es inmenso y promete enfoques más eficaces y proactivos para mitigar la creciente amenaza de los incendios forestales a nivel mundial.

Referencias y lecturas adicionales

Ban, Y., Zhang, P., Nascetti, A., Bevington, R., Wulder, MA. y otros. (2020) Monitoreo del progreso de los incendios forestales casi en tiempo real con series temporales de Sentinel-1 SAR y aprendizaje profundo. Informes científicos. doi.org/10.1038/s41598-019-56967-x.

Blumenfeld, J. (2019). Los incendios forestales no pueden esconderse de los satélites de observación de la Tierra. [Online] Datos de la Tierra de la NASA. Disponible en: https://www.earthdata.nasa.gov/learn/articles/wildfire-articles/wildfires-cant-hide-from-earth-observing-satellites (consultado el 12 de diciembre de 2023).

OJO DE HIELO. (2023). Información sobre incendios forestales de ICEYE. [Online] OJO DE HIELO. Disponible en: https://www.iceye.com/solutions/wildfire-monitoring (consultado el 12 de diciembre de 2023).

LO SÉ. (2023). Los incendios forestales exacerbados por el clima le cuestan a los Estados Unidos entre $394 mil millones y $893 mil millones en costos económicos y daños cada año.. [Online] Comité Económico Conjunto. Disponible en: https://www.jec.senate.gov/public/index.cfm/democrats/2023/10/climate-exacerbated-wildfires-cost-the-us-between-394-to-893-billion-each -año en costos-y-daños-económicos (consultado el 12 de diciembre de 2023).

NCAR. (2023). Mejorar la previsión de incendios forestales con imágenes satelitales de última generación e inteligencia artificial (IA). [Online] Laboratorio de Aplicaciones de Investigación del NCAR. Disponible en: https://ral.ucar.edu/solutions/benefits/improving-wildfire-prediction-cutting-edge-satellite-imagery-and-ai (consultado el 12 de diciembre de 2023).

Zanoni, L. (2023). OroraTech selecciona a Spire Global para proporcionar ocho satélites para la constelación de monitoreo de incendios forestales. [Online] Lunes de trabajo. Disponible en: https://businessmondays.co.uk/ororatech-selects-spire-global-to-provide-eight-satellites-for-wildfire-monitoring-constellation/ (consultado el 12 de diciembre de 2023).

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