Con ayuda satelital logran contar uno a uno todos los árboles del Sáhara

Turismo, ecología y agricultura El Mundo Al Instante 15 de octubre de 2020
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Un estudio que combina datos satelitales y aprendizaje profundo registra 1.800 millones de ejemplares, mucho más de lo esperado

Desde los matorrales y arbustos solitarios de las sabanas africanas a las frondosas y exuberantes selvas amazónicas, las plantas leñosas definen los ecosistemas terrestres. Los árboles son fundamentales para preservar la vida a su alrededor y también a escala global, por lo que conocer el número de ejemplares existentes en grandes extensiones de terreno sería muy útil para científicos y conservacionistas. Hasta el momento, esta tarea ha sido un desafío, ya que las tecnologías de satélite habitualmente disponibles tienen resoluciones de 10 a 30 metros, lo cual no es suficiente para distinguirlos de forma individual.

Investigadores de la Universidad de Copenhague (Dinamarca) y la Estatal de Nuevo México (EE.UU.) han encontrado una ingeniosa solución al problema combinando las imágenes satelitales de alta resolución con las maravillas del aprendizaje profundo. Sus resultados son asombrosos: han contado más de 1.800 millones de árboles en el Sáhara occidental y el Sahel. El estudio, publicado en la revista «Nature», no solo ha revelado una inesperada densidad de vegetación en esta zona árida sino que también muestra avances para algún día poder contar, uno a uno, los ejemplares de prácticamente todo el planeta.

11.000 imágenes

Martin Brandt y sus colegas contaron los árboles y arbustos con copas de más de 3 metros cuadrados en una región de 1,3 millones de kilómetros cuadrados. Nunca antes se había mapeado un área tan grande y con ese nivel de detalle. Para ello, utilizaron más de 11.000 imágenes de satélite de alta resolución (resolución espacial de 0,5 m).

Los autores completaron esta gigantesca tarea gracias a una inteligencia artificial de aprendizaje profundo, que funciona de forma similar a nuestras redes neuronales. Estos sistemas tratan de replicar la forma de aprender del cerebro humano y resultan especialmente útiles para identificar patrones muy complejos. En este caso, el software estaba diseñado para reconocer las copas de los árboles en base a sus formas y colores característicos dentro de una imagen más grande. Estas redes dependen de la disponibilidad de datos de entrenamiento, que en este caso consistió en imágenes de satélite en las que los contornos de árboles y arbustos estaban visibles.

«Normalmente se presta atención a los bosques y los árboles solitarios no están bien documentados, porque las imágenes de satélite normales no pueden verlos. Con los nuevos métodos de aprendizaje profundo e imágenes de satélite con una resolución de 0,5 m, esto ha cambiado y ahora podemos mapear y medir cada árbol», explica Brandt. El resultado es un mapeo completo de todos los árboles de más de dos metros de diámetro de Mauritania, Senegal y suroeste de Mali: 1.800 millones, nada menos. «Nos sorprendió mucho que haya tantos árboles creciendo en el desierto del Sáhara. Ciertamente hay vastas áreas sin ellos, pero todavía hay algunas con una alta densidad, e incluso entre las dunas arenosas hay ejemplares que crecen aquí y allá», reconoce el autor.

Conocer estos datos es muy valioso ya que, como señala Brandt, «para las áreas de tierras secas, los árboles son cruciales para el sustento, mucha gente rural depende de sus productos». También son importantes «para mitigar la degradación y el cambio climático, ya que son reservas de carbono».

Escala global

Una estimación previa del número total de árboles sugería que hay aproximadamente tres billones en el mundo. El informe utiliza datos de aproximadamente 430.000 bosques, estimando la densidad de los árboles entre las zonas estudiadas según el tipo de vegetación y el clima. Pero en un artículo que acompaña al nuevo estudio en «Nature», Niall Hanan y Julius Anchang, del departamento de ciencias medioambientales y de las plantas en Nuevo México, cree que el viejo análisis está repleto de errores e incertidumbres, particularmente para las tierras secas.

Una comparación del resultado anterior con los hallazgos del equipo de Brandt en el Sahel occidental, por ejemplo, muestra que el primero subestimaba el número de ejemplares en las regiones más secas (áreas con precipitaciones anuales inferiores a 600 milímetros). Además, no proporcionaba información sobre la ubicación y el tamaño de los árboles individuales dentro de cada kilómetro cuadrado, mientras que el nuevo estudio sí lo consigue.

Aunque el trabajo de Brandt tiene límites -la detección disminuye drásticamente cuando las copas tienen un diámetro inferior a los dos metros-, Anchang y Hanan consideran que podemos esperar nuevas mejoras en la resolución espacial de las imágenes de satélite. De igual manera, también serían necesarias técnicas de aprendizaje profundo aún más automatizadas para extraer información de las imágenes de satélite. Un problema es que la inteligencia distinga bien entre lo que podría parecer una gran copa y varias copas adyacentes superpuestas, lo que es muy habitual en las zonas húmedas muy frondosas.

Como dicen los investigadores, los métodos necesitarán refinamiento y automatización para que sean factibles a escala mundial, pero el desarrollo y mejora de las tecnologías quizás pueda hacerlo posible. Esa información no solo nos proporcionaría otro número curioso. Sería fundamental, entre otras cosas, para monitorizar la peligrosa deforestación que sufren áreas de todo el planeta.

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