Metodología

La metodología se basa en la premisa de que la vegetación natural sigue un patrón predecible de cambios en el verdor de una fecha determinada a otra próxima, estos cambios son provocados por características específicas del sitio y condiciones climáticas en los días previos.

Empleamos una red neuronal bayesiana basada en probabilidades para conocer cómo el verdor de un pixel determinado (derivada del producto MOD13Q1 de MODIS) responde a una unidad de precipitación (derivada del producto de precipitación diaria de GPM y TRMM 3b42), luego aplicamos el modelo para identificar anomalías en la serie de tiempo que se puedan atribuir a actividades humanas (como las fluctuaciones no naturales en el verdor).

Terra-i es un sistema de monitoreo en tiempo casi real de la cobertura de la tierra o cambio de habitat usando el sensor MODIS de la NASA y las plataformas Terra y Aqua. Usamos algoritmos de aprendizaje automático para generar los mapas y el análisis del cambio de hábitat cada 16 días desde el 2004 hasta la actualidad. Puede visualizar los datos en un geonavegador (mapa web) o descargar libremente los archivos de los Sistemas de Información Geográfica (SIG), para su posterior análisis (después de obtener una cuenta gratis).

Datos de entrada

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Terra-i trabaja con información del sensor MODIS (Moderate-Resolution Imaging Spectroradiometer) que proporciona imágenes de la superficie entera del globo cada 1 a 2 días. Estas imágenes contienen información de alta sensibilidad radiométrica en 36 bandas del espectro electromagnético.

El mundo se divide en "tiles" o cuadros de 10 x 10 grados , con una cobertura global y una resolución espacial de 250 metros, cada 16 días desde el 18 de febrero 2000 a la fecha actual. Para la detección de cambios en el hábitat, Terra-i utiliza los índices de vegetación MODIS del producto MOD13Q1, y los datos de precipitación del sensor de la Misión de Medición de Lluvias Tropicales (TRMM).

 

 

 

Datos de Indices de vegetación de MODIS

Datos de Indices de vegetación de MODIS (ver aqui)

Los índices de vegetación están diseñados para proporcionar una comparación permanente y consistente de los cambios temporales y espaciales de la vegetación, respondiendo a la cantidad de radiación fotosintéticamente activa en un píxel dado, con el contenido de clorofila, con el área foliar y las características estructurales de las plantas. [Huete, Justicia y Leeuwen 1999]. El Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada (NDVI) [Asrar et al., 1984, Sellers et al., 1992] es un indicador de si una determinada área contiene vegetación viva verde o no. La fiabilidad de este índice se ha demostrado múltiples veces, por [Asrar et al., 1984, Sellers et al., 1992], por ejemplo. NDVI mide la respuesta espectral de la vegetación. Si la vegetación se degrada, se reflejan el azul, y aún más el rojo (R) del espectro visible. Por otro lado, si la vegetación está sana, se refleja el espectro del infrarrojo cercano (NIR). Siguiendo este principio, muchos estudios [Lloyd, 1990, Kaduk y Heimann, 1996, Moulin et al., 1997, White et al., 1997, Salinas-Zavalaa et al., 2002, Zhang et al., 2003] analizan las series de tiempo NDVI para obtener marcadores robusta fenología como el inicio y el final de las estaciones de crecimiento de la vegetación.


Terra-i utiliza los datos de NDVI, así como los datos de evaluación de calidad, siempre con una frecuencia de 16 días y una resolución espacial 250 por el producto MOD13Q1.

Datos de Precipitación de TRMM

Datos de Precipitación de TRMM (ver aqui)

El radar de precipitación (PR) a bordo del satélite de la Misión de Medición de Lluvias Tropicales es el primer radar meteorológico diseñado para medir la estructura vertical de la precipitación troposférica en los trópicos y subtrópicos. [Kozu et al., 2001]. Terra-i usa los datos del sensor de precipitación TRMM con una frecuencia de medición de 3 horas y una resolución de 28km.

 

 

 

 

Global Precipitation Measurement (GPM)

Global Precipitation Measurement (GPM) es una misión internacional de satélites que proporciona observaciones de la siguiente generación de lluvia y nieve cada tres horas en todo el mundo. La NASA y la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA) lanzaron el GPM Core Observatory satellite el 27 de febrero de 2014, llevando instrumentos avanzados que establecen un nuevo estándar para las mediciones de precipitación desde el espacio. Los datos que proporcionan se utilizan para unificar medidas de precipitación realizadas por una red internacional de satélites asociados para cuantificar cuándo, dónde y cuánto llueve o nieva todo el mundo.

La misión GPM contribuye a avanzar en nuestra comprensión de los ciclos del agua y de la energía de la Tierra, mejora el pronóstico de eventos extremos que causan los desastres naturales, y amplía las capacidades actuales de la utilización de la información de precipitación por satélite para beneficiar directamente a la sociedad.

 

 

Datos de presencia de cuerpos de agua de MODIS

Datos de Presencia de cuerpos de agua de MODIS (ver aqui)

Terra-i utiliza el producto MOD35 (Cloud Mask) en su última etapa de procesamiento para enmascarar pixeles con presencia de agua. De esta manera filtra detecciones debidas a inundaciones y/o crecientes de cuerpos de agua.

 

 

 

 

 

Máscara de agua MOD44W

The new MODIS 250 m land-water mask (Short Name: MOD44W) is an improvement over the existing MODIS Nadir Bidirectional Reflectance Distribution Function (BRDF)-Adjusted Reflectance (NBAR) and MODIS land cover-based global land-water mask (Salomon et al., 2004). The MODIS NBAR and land cover–based mask was itself an improved version of the EOS DEM-based land-water mask (Logan et al., 1999). The new MODIS 250 m mask is primarily created with three different data inputs:

The Shuttle Radar Topography Mission’s (SRTM) Water Body Dataset (SWBD) (Areas between 60° S to 60° N);
The MOD44C, a non-public, 250 m global 16-day composite collection based on 8+ years of Terra MODIS data, and 6+ years of Aqua MODIS data. This data set originally provided the input to produce the Vegetative Cover Conversion, and Vegetative Continuous Fields products (Areas between 60° N to 90° N); and
The MODIS–based Mosaic of Antarctica (MOA), which is a 250 m MODIS level-1b mosaic for Antarctica (Areas within Antarctica between 60° S and 90° S).

Other appropriate and publicly available data sets were also used to supplement the production of the MODIS 250 m land–water mask. Additional details regarding the methodology are available in the User Guide.

This marks the first time that such a global MODIS-SRTM land-water mask is offered publicly to end-users. This data set is provided in the same gridded tile structure that is common to several higher-level MODIS land products.

Datos de salida

Terra-i genera mapas de cambios en el hábitat cada 16 días para cada tile MODIS de América Latina desde el 2004 hasta la fecha actual.