lunes, 1 de mayo de 2023

¿Y la marisma qué?

Buenas, mucho tiempo sin escribir sobre la inundación de la marisma. En parte porque hay poca agua como todos sabéis, en parte porque entre lo que tengo que hacer, lo que quiero hacer y lo que tengo que estudiar, apenas tengo tiempo para nada. Y por desgracia, de esas 3 cosas lo relacionado con la marisma solo entraría en una categoría que ahora mismo es la menos importante 😥 ("Lo urgente nunca deja tiempo para lo importante", que decía Quino a través de Mafalda).  Otro motivo es porque aparte de ser idiota también soy un bocazas, y seguramente vaya a decir muchas cosas que no deba, pero bueno, allá vamos.

La idea de este post viene de un curso de Google Earth Engine que dimos a finales de marzo. Uno de los ejercicios consistía en comparar la inundación máxima de la marisma obtenida con imágenes Landsat (con menos de un 15% de nubes) para 3 periodos:

Primer Periodo (1984-2000): 173 imágenes 
Segundo Periodo (2001-2011): 177 imágenes
Tercer periodo (2012-2022): 219 imágenes

Se trata de una app muy sencilla que podéis ver pinchando sobre la imagen (es posible que tarde un poco en refrescar, y a veces hay que darle a refrescar, ya que se va calculando todo sobre la marcha. De hecho, en realidad es una maravilla lo rápido que lo hace teniendo en cuenta el volumen de información que maneja. La magia de Google Earth Engine!). La intensidad del color indica básicamente la "claridad" con la que un pixel ha sido agua. Si os fijáis podréis ver que está muy relacionado con la profundidad/topografía de la marisma y también con la presencia de una cobertura vegetal más o menos densa.



Hay cosas bonitas de ver, como el estrechamiento de la entrada de La Madre por El Rocío causado por el cono de deyección del arroyo de El Partido, o la recuperación de la entrada del agua del Guadiamar por el caño Travieso. Que por cierto, menos mal que se ha recuperado una entrada de agua más, y aún así la marisma está como está. También es verdad que solo entra cuando vienen crecidas por Entremuros y apenas ha habido en estos últimos 10 años. 

Los resultados no por obvios son menos llamativos, la inundación máxima en la marisma en el Primer Periodo fue del 89.9% de su superficie total, en el Segundo Periodo del 81.2% y en el Tercer Periodo de tan sólo un 57.8%. En realidad estos datos están relativamente lejos de ser reales. 

Aquí están los datos completos por recinto:

% Inundado P1 % Inundado P2 % Inundado P3 Area (ha)
Nombre
El Rincon del Pescador 97.2 81.2 25.9 3499.2
Marismillas 96.2 96.4 62.8 3860.9
Caracoles 22.5 39.7 22.8 2718.9
FAO 82.4 71.6 57.8 64.7
Marisma Occidental 90.0 91.7 69.6 11668.3
Marisma Oriental 93.5 98.2 62.1 9574.6
Entremuros 53.5 67.7 31.1 2617.3

Los sensores a bordo de los satélites Landsat trabajan en la zona óptica del espectro electromagnético y por tanto, se ven afectados por la presencia de nubes. Las puñeteras nubes tienen la costumbre de aparecer más cuanto más lluvioso es el año, eso lleva a que los años más lluviosos sean los que cuentan con menos imágenes válidas, y a que los momentos con mayor inundación suelan quedar en el olvido de los NoData. 
Digo esto porque me consta que al menos en el año 2010, la inundación de la marisma fue del 100%. Y lo sé porque estaba por allí dando vueltas en zodiac y en piragüa con nuestro compañero Abel (alguno hasta dio una vuelta con la piragüa en sentido equivocado 😅) y paseándome por la zona más alta de la marisma (finca de Caracoles) con más de medio metro agua cubriéndolo todo. 
Esto del ciclo hidrológico 2009/2010, que entra en el segundo periodo, explica porque en algunos recintos de la marisma la inundación fue mayor que en el primer periodo. Tiene que ver con que llovió mucho, por supuesto, pero tiene más que ver con la sobre-inundación provocada por el dique de la Montaña del Río (aquí tenéis mucho información de ese año, por si a alguien le interesa). Será interesante ver como funciona la semi-permeabilización del dique que se ha hecho recientemente cuando vuelvan las crecidas.

¿Quiere esto decir que este tipo de análisis no sirve? No, ni mucho menos. La teledetección es como el algodón, que no engaña. La metodología empleada se basa en el cálculo de un índice muy utilizado para el estudio de masas de agua (NDWI)  para cada imagen. Y una vez obtenido, en calcular el valor máximo de cada pixel para el periodo (dado que en el NDWI los valores más altos se corresponden con masas de agua) que nos da la inundación máxima teórica obtenida en cada periodo.
Lo realmente importante es tener en cuenta que la metodología es exactamente la misma para los 3 periodos, de modo que son perfectamente comparables entre sí.


Bueno, la cosa fue que al terminar el curso me pareció interesante y me propuse hacer una aplicación un poco más elaborada, que por supuesto, dejé al poco de empezar por hacer cosas urgentes. Y al poco salió el artículo tan bueno sobre la desecación de las lagunas de nuestros compañeros de la EBD. Total, que por un lado me quedé pensando ¿Y la marisma qué?, pero por otro pensé que no merecía la pena y que estaba bastante claro lo que estaba pasando también en la marisma fruto de la sequía y del expolio del agua del acuífero. 

En fin, es evidente que la marisma se está inundando menos, tanto espacial como temporalmente. Volverán años lluviosos, seguro. Y la marisma y  las lagunas que llevan años sin agua volverán a llenarse, pero sin duda lo harán por menos tiempo. Y por cierto, con agua de peor calidad. Se habla mucho de la cantidad de agua y poco de la calidad. Todos esos cultivos intensivos no solo necesitan mucha agua, si no muchos aportes de nutrientes y productos fitosanitarios, gran parte de los cuales acaba en la marisma.

Los compañeros de la EBD pusieron el foco en las lagunas. Este pequeño ejemplo que hicimos en el curso se centra en la marisma. Estaría bien (si lo urgente dejara) poner el foco en las balsas de riego  que "inundan" (telita la ironía) la comarca de Doñana. ¿Que habrá pasado con ellas en estos periodos en los que la marisma y las lagunas se han ido secando? Aquí la teledetección, que como hemos dicho no engaña, puede ser muy útil para ver en cuanto se ha multiplicado la superficie de las balsas de agua. ¿A cuanto equivaldrán de la superficie de la marisma? ¿Y en volumen? La marisma es muy somera, a lo mejor sabiendo la profundidad media de las balsas de agua nos llevamos una sorpresa y resulta que tenemos varias marismas de Doñana almacenadas en las balsas de riego del entorno... 


Arriba hay una gif que muestra en falso color (vegetación en rojo y agua en azul oscuro) la cabecera del arroyo de La Rocina en 1984 y en 2023. Se pueden ver perfectamente los invernaderos y las balsas de agua asociadas a ellos que han ido invadiendo el espacio.

Abajo está la versión que empecé a hacer de la app con la comparativa por periodos, a la que algún día volveré a ver si soy capaz de añadir lo de las balsas de riego. Me da mucha curiosidad ver las fechas en las que se han ido creando y su relación con los distintos planes de ordenación. También tengo mucha intriga por ver que está pasando en estos días al amparo de la propuesta de amnistía. ¿Habrá aquí "efecto llamada"? Sería irónico que los que usan ese termino de forma execrable en el contexto de la inmigración estén creando uno con la agricultura ilegal. Tan irónico como que los que no faltan un domingo por la mañana a misa para purgar los pecados del sábado noche, sean los que nos acusen de fanáticos del Calentamiento Global o de feligreses del Cambio Climático. A mí me resulta enternecedor, en el fondo es que se dan cuenta ellos solitos. 

En esta versión de la app se muestran las 3 máscaras de agua sobre el mismo mapa, y además de ir más rápido permite seleccionar un recinto de la marisma y ver la evolución de la superficie inundada en los 3 periodos en un gráfico. Estos recintos se basan en la topografía de la marisma y en las entradas de agua en ella. De modo que se trata de recintos en los que la inundación es homogénea. En función de las condiciones de inundación puede haber una serie de sub-recintos y a partir de cierta cota (1.8 m s.n.m. si no recuerdo mal) toda la marisma se conecta y funciona como un recinto único con la misma cota de inundación. Aprovecho para decir que ya que tenemos la suerte de contar en la EBD con la persona que probablemente mejor conoce la hidro-dinámica de la marisma de Doñana, estaría muy bien contar con su apoyo (y sus shapefiles) para este tipo de estudios.  



Seguro que las cosas son complicadas, o igual no, igual son tan simples que da miedo verlo. Pero yo como idiota que soy no puedo evitar imaginarme a alguien que lleva años robando en el banco de su barrio, y no solo es que la policía no le detenga, si no que le sacan una ley para que pueda seguir robando tranquilamente. Que para eso lleva décadas robando allí y ese es su barrio de toda la vida y si la gente saca dinero de allí por qué él no va a poder también, aunque sea a punta de pistola. Y que como no pueda seguir robando le mete fuego al barrio "joío dios, cago en la virgen" terminaría seguramente diciendo para reforzar sus argumentos. 

Pero el problema no es ese, el problema son los voceros. Vivimos en el país de TeleCirco y el furgol, el país que ha hecho lema de aquello de que arrogante es la ignorancia, con esa memorable frase de "Soy español, ¿a que quieres que te gane?". El país en el que mientras se descubrían casos de corrupción generalizada por parte del Gobierno y la Casa Real, se discutía en los telediarios y tertulias sobre si Pablo Iglesias usaba Fairy en lugar de un lavavajillas de marca blanca (y esto, por desgracia, no es una exageración). Así que no es de extrañar que si uno enciende la televisión o escucha la radio, le estén bombardeando constantemente con la imagen de unos pobres señores agricultores y sus familias que no quieren más que "subsistir" (usan mucho esa palabra) en el lugar que les vio nacer y del que llevan años cuidando. 

Me cuesta no decir lo que me gustaría porque no es el lugar, bastante llevo ya, pero al menos decir que los que subsisten son los que están metidos en los invernaderos cobrando la hora a menos de lo que vale una tarrinita de 100 grs de arándanos, que son los mismos que van a las manifestaciones pro-riego obligados en furgonetas. Los que llegan en coches 4x4 de 60.000 euros hacen otra cosa, que puede ser muy honorable, pero que no es subsistir precisamente.

Bueno, me despido pidiendo perdón a mis compañeros del LAST, sobre todo a Javier que es el dueño del blog, por dejar unos cuantos comentarios muy personales. Me he guardado muchos más con todo el dolor de mi corazón, pero después de verlos escritos he pensado que era mejor caer en la auto-censura. En el mejor de los casos no vendrá nada de aquí, en el peor a saber... Pero no me parecía bien no poner mi mini granito de arena en la injusticia que se está cometiendo estos días en Doñana. Y dejando de lado mis opiniones que gustarán más o menos, ahí están los datos de la evolución en la inundación de la marisma. 

Saludos y gracias por leer esto!

martes, 20 de diciembre de 2022

Nueva adquisición: Impresora 3D + escáner

A través del Proyecto LifeWatch ERIC – SUMHAL, ref. LIFEWATCH-2019-09-CSIC-13 (Sustainability for Mediterranean hotspots in Andalusia integrating LIFEWATCH ERIC), LAST-EBD ha adquirido un conjunto de impresora 3D (modelo Ultimaker S5 Pro Bundle) con un escáner de mano (modelo EinScan Pro HD). Concretamente dentro de la subtarea WP6.2 que tiene como objetivo la adquisición sistemática y procesado automático de flujos de agua (evapotranspiración) y carbono (fijación) por la vegetación, humedales y suelos de Doñana mediante torres de flujos (técnica de Eddy-Covariance) y el uso de estos datos obtenidos en campo para validación de productos derivados de imágenes de teledetección (satélite, aeroportadas y desde dron).

El escáner de mano permite digitalizar objetos de hasta 4 metros en tiempo real y llegando a una resolución de 0.2 mm. La impresora puede imprimir objetos de hasta 30 cm con un grosor de también 0.2 mm.  (Figura 1). Ambos aparatos estarán ubicados y gestionados dentro del LAST, y se ofrecerá próximamente como un servicio científico-técnico más del Laboratorio.

Figura 1. a) Impresora 3D modelo Ultimaker S5 Pro Bundle. b) Escáner modelo EinScan Pro HD

Con este conjunto se puede escanear una pieza y casi automáticamente conseguir un modelo 3D para su impresión. Se adquirieron con la idea inicial de digitalizar piezas de drones para replicarlas (Figura 2) y también imprimir maquetas topográficas de cualquier zona capturada con nuestro lidar a bordo de dron (Zenmuse L1) o con el láser terrestre BLK2GO o especies representativas de Doñana para su posterior uso en divulgación (Figura 3).

Figura 2.  Escaneo y modelado en 3D de una pieza para dron.


Figura 3. Escaneo y modelado en 3D de una pequeña sabina.

Además de nuestro pensamiento inicial, se puede modelizar para imprimir cualquier cosa que se ocurra (dentro del tamaño máximo) y luego imprimir, un ejemplo de esto nos lo ha dado nuestro compañero David Aragonés (Figura 4).


Figura 4. Cuerno y su réplica obtenida a escala 1:10.

Muchos más ejemplos de digitalizaciones se pueden encontrar en la web del escáner:

https://www.einscan.com/handheld-3d-scanner-es/einscan-pro-hd-es/

Aparte del uso que se le pueda dar al escáner, lógicamente la impresora puede imprimir cualquier modelo 3D diseñado o descargado por internet (siempre que tenga formato compatible).

Os animamos a que saquéis provecho de este nuevo servicio del LAST-EBD con vuestras ideas.

Además, el Laboratorio de SIG y Teledetección participa dentro de la Infraestructura DissCo, que pretende integrar a todas las colecciones europeas de forma centralizada. Uno de los apoyos que el laboratorio puede ofrecer a esta plataforma es el uso de instrumental tecnológico como el que hoy os presentamos, con el objetivo de poder modelizar en 3D y conservar de forma digital piezas de la Colección Científica de Vertebrados de la Estación Biológica de Doñana, las segundas más importantes de España en el campo de la zoología de vertebrados. Muchos museos han entrado ya en la era virtual a través de la modelización 3D de sus piezas, como el Museo Británico.

 

jueves, 21 de julio de 2022

Characterizing and mapping Tropical Montane Cloud Forest in Central Veracruz (Mexico) using Land Surface Phenology

La Fenología de la superficie terrestre nos permite caracterizar y cartografiar el Bosque Mesófilo de Montaña en el centro de Veracruz (México)

Esta comunicación en formato poster fue presentada en el congreso COSPAR (https://www.cosparathens2022.org/) el 19 de Julio de 2022 en Atenas, como parte de los trabajos que estamos realizando en México para el Seguimiento de los Bosque mediante Teledetección. El objetivo de este trabajo fue evaluar el potencial de las series temporales de índices de vegetación obtenidas mediante imágenes de satélite y de sus métricas fenológicas derivadas para cartografiar el Bosque Mesófilo de Montaña en esta zona de alta diversidad biológica.

El Bosque Mesófilo de Montaña está formado por una mezcla de especies vegetales de procedencia boreal y neotropical (con un total de 6 790 especies), además de un alto grado de endemismos (1 412 especies endémicas restringidas) tanto de origen antiguo como reciente (Villaseñor, 2010). Esta zona está considerada en la categoría de “Bosques Raros” dentro de los “Puntos Calientes de Biodiversidad” (Gillespie et al. 2012)

Utilizamos el programa Timesat 3.3 (Eklundh, L., Jönsson, P., 2015) para extraer las métricas fenológicas: fecha de inicio de la estación de crecimiento (SOS), fecha de fin de la estación de crecimiento (EOS), fecha de la mitad de la estación de crecimiento (MOS), valor máximo ajustado del índice de vegetación (MAX) y la amplitud estacional (AMP), tanto de las series temporales del índice de vegetación de diferencia normalizada (NDVI) como de las del índice de vegetación mejorado (EVI) del producto MOD13Q1 V006 originales y suavizadas mediante el algoritmo Breaks for additive Season and Trend (BFAST) (Verbesselt et al, 2010). Entrenamos diferentes modelos de clasificación probabilística usando el algoritmo de Random Forest con 28 grupos de datos y 4 314 pixeles en donde conocíamos el uso del suelo a partir de trabajo de campo y fotointerpretación.

El mejor modelo con una exactitud para el Bosque Mesofilo del 89.1% fue el que utilizó la mediana de los valores de las métricas fenológicas junto con las variables fisiográficas de la serie suavizada con BFAST del NDVI. Las variables mas importantes fueron la elevación y la amplitud estacional. El Bosque Mesófilo de Montaña cubre el 9.3% de la superficie estudiada.

Eklundh, L., Jönsson, P., 2015. TIMESAT: A Software Package for Time-Series Processing and Assessment of Vegetation Dynamics, en: Kuenzer, C., Dech, S., Wagner, W. (Eds.), Remote Sensing Time Series: Revealing Land Surface Dynamics. Springer International Publishing, pp. 141-158. https://doi.org/10.1007/978-3-319-15967-6_7

Gillespie, T.W., Lipkin, B., Sullivan, L. et al.,2012. The rarest and least protected forests in biodiversity hotspots. Biodivers Conserv 21, 3597–3611. https://doi.org/10.1007/s10531-012-0384-1

Verbesselt, J., Hyndman, R., Newnham, G., Culvenor, D., 2010. Detecting trend and seasonal changes in satellite image time series. Remote Sens. Environ. 114, 106-115. https://doi.org/10.1016/j.rse.2009.08.014

Villaseñor, José Luis. 2010. El bosque húmedo de montaña en México y sus plantas vasculares: catálogo florístico-taxonómico. Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad - Universidad Nacional Autónoma de México. 40 pp. México, D.F.


 

martes, 7 de junio de 2022

Small-scale logging documented through remote sensing monitoring.

¿Podemos detectar la tala ilegal a pequeña escala o tala hormiga, mediante el análisis de series temporales de índices de vegetación a partir de imagenes MODIS?

El pasado mes de mayo, presentamos en el Living Planet Symposium 2022, parte de los trabajos que estamos realizando en México, para el seguimiento de los bosques mediante teledetección. El objetivo de este trabajo analiza los cambios que estan ocurriendo en el Bosque de niebla tropical de montaña del centro de Veracruz, México y en el agroecosistema del cafe bajo sombra donde el manejo tradicional preserva el dosel arboreo.

Los cambios abruptos en grandes áreas son fáciles de detectar mediante teledetección. Sin embargo, tambien es posible detectar el camibio cuando se produce de forma progresiva y lenta. Para lo cual, utilizamos los compuestos de 16 dias del indice de vegetacion del producto MOD13Q1 v6 con una resolucion espacial de 250 m de los ultimos 20 años (500 imagenes) y el algoritmo de deteccion de cambios Breaks For Additive Season and Trend (BFAST) implementado en R. Extrajimos la tendencia de la serie temporal para aquellos píxeles que no tenían cambios abruptos.

De esta manera, cartografiamos el cambio del indice de vegetacion. Los resultados mostraron que, en los últimos 20 años, el 41,57 % de la superficie cambió abruptamente, el 21,97 % se mantuvo intacto, el 24,96 % aumentó levemente el indice de vegetacion, el 9,75 % aumentó considerablemente, el 1,43 % disminuyó levemente (72 % de esta área se ubicaba en entornos urbanos o a menos de 1,5 km de ellos) y el 0,31 % disminuyó considerablemente (92 % de esta área se ubicaba cerca de entornos urbanos).

Podimos observar en estas áreas, procesos de deforestación asociados a la preparación de terrenos para su venta como suelo urbanizable, asentamientos irregulares, extracción de madera y leña yconversión a uso agrícola o ganadero. Nuestros hallazgos concuerdan con la alarma de la comunidad científica al advertir sobre una eventual interrupción dramática de los corredores naturales debido al desarrollo urbano.

lunes, 28 de marzo de 2022

XI Aniversario LAST-EBD

 Tras varios años sin poder celebrarlo,
 

¡¡ Por fin!! Hemos podido juntarnos para celebrar

Con la familia e hijos, amigos, usuarios, investigadores, doctorandos y colaboradores 


 

 

 

 

 

 

 

Estuvimos en el parque de la Zahurdilla en las Pajanosas al final de la calle Roma

https://www.google.com/maps/place/Parque+La+Zahurdilla+(Las+Pajanosas)/@37.5846419,-6.0863881,861m/data=!3m1!1e3!4m5!3m4!1s0x0:0xe0d0e58b140f82bb!8m2!3d37.5850153!4d-6.0856362

Comimos y nos tomamos unas cervecitas y un paseo por el campo 
 

Durante el Bioblitz todos estuvimos aprendiendo sobre renacuajos y otros animales acuaticos ademas de algunas huellas de mamiferos silvestres

https://www.inaturalist.org/projects/i-bioblitz-la-zahurdilla-last-ebd






Gracias a todos los que fuisteis.

Habrá que hacerlo mas seguido, para que puedan venir tambien los que fueron.