Evaluación y monitoreo de proyectos de recuperación de tubera boreal con MicaSense Altum
Canadá ocupa el cuarto lugar en abundancia de recursos naturales, que incluye el bosque boreal protegido más grande del mundo. El bosque boreal canadiense cubre más de 270 millones de hectáreas y alberga el segundo y tercer complejo de turberas más grandes del mundo. Estos ecosistemas formadores de turba contienen aproximadamente 147 Gt del carbono orgánico del suelo, equivalente al 56% del carbono orgánico almacenado en todos los suelos canadienses (Tarnocai 2009).
Con la silvicultura, la minería y la extracción de petróleo y gas entre las industrias más destacadas, las políticas que regulan el uso de la tierra en Canadá tienen como objetivo proteger el medio ambiente a través de un proceso de recuperación de tierras altamente regulado que garantiza la restauración de los ecosistemas naturales después de que el área ha sido utilizada para la extracción de minerales, petróleo o gas natural.
Las compañías mineras canadienses deben recuperar y monitorear los sitios inactivos de extracción de recursos durante muchos años después de que se completan las operaciones. Los esfuerzos de recuperación de la tierra se evalúan rutinariamente a través de levantamientos manuales. Para capturar la variabilidad espacial y temporal de grandes áreas, los agrimensores ecológicos establecen e inspeccionan numerosas parcelas, por lo que a un equipo pequeño puede llevarle meses completar la inspección de toda una área.
Al costo de la mano de obra para estos levantamientos manuales se le suman las dificultades logísticas, ya que para acceder a las zonas donde se encuentran los humedales bajos se requiere de vehículos especializados o acceso en helicóptero. A menudo los agrimensores terminan muestreando solo un subconjunto de todos los sitios debido a limitaciones presupuestarias y logísticas, lo que hace que sea difícil y costoso tomar decisiones confiables sobre el estado de los esfuerzos de recuperación.
Según Cassidy Rankine, PhD, de Rankine Geospatial, una compañía dedicada a la teledetección para aplicaciones ambientales, los levantamientos de campo para evaluar la recuperación de tierras son procesos costosos y largos que pueden mejorarse enormemente con el uso de drones. Rankine tiene más de diez años de experiencia trabajando con aplicaciones especializadas de teledetección, sistemas aéreos no tripulados, aeronaves tripuladas y tecnologías satelitales. Actualmente está trabajando con Bin Xu, PhD, y su equipo de expertos en recuperación de turberas boreales del Instituto de Tecnología del Norte de Alberta (NAIT) en Edmonton, Alberta, y C-Core, un grupo nacional de investigación con sede en Ottawa, Ontario, para probar el uso de cámaras multiespectrales en la clasificasión de la vegetación de turberas y estimar la topografía y la hidrología de la superficie, lo que facilitaría los esfuerzos de recuperación ecológica del bosque boreal canadiense.
Este proyecto tiene como objetivo la creación de un marco para que el uso de sensores aéreos multiespectrales se convierta en la nueva norma para estudios de recuperación de vegetación en turberas. Los resultados obtenidos por el Dr. Xu y su equipo ayudarán a guiar a los grupos reguladores canadienses en la recuperación de tierras de extracción minera.
“El objetivo es obtener inventarios detallados de la composición de la vegetación en estas turberas boreales, a las que es muy difícil acceder a pie, para mejorar y / o reemplazar el trabajo actual de levantamiento de terreno en áreas muy extensas del bosque boreal en Canadá, “Dice Rankine.
El Proyecto
En su esfuerzo por probar cuán efectiva es la tecnología de drones para el monitoreo de tierras en recuperación, Rankine se asoció con Osprey Integrity, una compañía dedicada a ejecutar operaciones con vehículos aéreos no tripulados, y eligió usar el MicaSense Altum en un DJI M210 para examinar cuatro zonas en recuperación (2,000 acres en total) cerca de la ciudad de Peace River en el norte de Alberta.
Rankine y el equipo de Osprey realizaron multiples vuelos en dos temporadas, una en julio y otra en octubre de 2019, para capturar datos de reflectancia espectral a lo largo de las diferentes estaciones que pudieran ayudar a identificar diferentes capas de vegetación e indicar cambios en los patrones de hidrología.
“Utilizamos Altum porque ofrecía la capacidad de obtener datos confiables con la resolución espacial precisa requerida para el análisis estandarizado de series de tiempo: la cámara Altum y la tecnología del sensor de luz incidente ofrecían la mejor opción para un análisis espacial, espectral y temporal preciso que permitiera levantamientos de vegetación significativos en este tipo de paisaje”, afirma Rankine.
Se procesaron decenas de miles de imágenes de docenas de vuelos utilizando Pix4D para producir ortomosaicos de reflectancia sub decimétrica de cada sitio en 6 bandas espectrales. El equipo también usó coordenadas de control de tierra de un ortomapa de reconocimiento RTK Wingtra que se procesó en paralelo para evitar la necesidad de recolectar puntos de control de tierra in situ.
Este posicionamiento de alta precisión de los datos permitió una comparación repetible de los ortomapas para medir adecuadamente los cambios a través del tiempo en la vegetación del paisaje, a la resolución espacial precisa requerida para el análisis de la comunidad de plantas de las turberas.
Los primeros resultados indicaron que a través del uso de vehículos aéreos no tripulados equipados con el sensor Altum, se generaron mediciones repetibles, además de que el uso de esta tecnología permitirá inspeccionar más área (50x o más) con mayor precisión.
La combinación del sensor de luz incidente y la calibración de reflectancia de Altum han permitido el desarrollo de procedimientos estandarizados para evaluaciones de inventario de vegetación utilizando técnicas de prospección aérea con vehículos no tripulados, lo que supone un gran ahorro de costos para la industria de recursos naturales y para grupos ambientales que trabajan en la preservación de estos importantes ecosistemas.
Todavía queda mucho trabajo por hacer para demostrar la eficacia de esta tecnología. Rankine, el equipo de Osprey Integrity y los investigadores de NAIT y C-Core, planean realizar más vuelos de recolección de datos y mayores análisis durante el 2020. Sin embargo, los resultados preliminares sugieren que este enfoque es muy prometedor para mejorar la capacidad de estudiar y evaluar la integridad de estos paisajes ricos en carbono y para la gestión sostenible de los recursos naturales en los grandes bosques boreales del norte de Canadá.
