Investigadores de la UAL ganan el premio a la mejor comunicación del Congreso Internacional de Ingeniería Gráfica

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Abderrahim Nemmaoui, Fernando José Aguilar y Manuel Ángel Aguilar firman un trabajo con el que posibilitan “el desarrollo de una metodología eficiente y suficientemente precisa para la realización de inventarios forestales totalmente digitales que permitan conocer cómo evolucionan los bosques mediterráneos mediante el análisis de series temporales”.

Málaga ha sido la sede de la edición trigésimo primera de una cita de gran relevancia, como es el Congreso Internacional de Ingeniería Gráfica. En él han presentado su trabajo, en el formato de comunicación, tres investigadores de la Universidad de Almería, siendo reconocido como la mejor de todas las presentadas. El título es ‘UAV-Based Digital Terrain Model Generation to Support Accurate Inventories in Mediterranean Forests’, documento que está pendiente de publicación en la obra ‘Advances in Design Engineering III’, editada por la editorial Springer (Lecture Notes in Mechanical Engineering) e indexado en SCOPUS y Web of Science.

El trabajo se enmarca en el contexto del desarrollo dos proyectos de investigación cuyos responsables principales son los profesores de la UAL José Ángel Aznar y Fernando José Aguilar, integrantes de los grupos de investigación SEJ-579 ‘Economía ambiental y de los recursos naturales’ y RNM-368 ‘Gestión Integrada del Territorio y Tecnologías de la Información Espacial’, respectivamente. El primero es un Proyecto Retos de la Junta de Andalucía llamado ‘Enabling interdisciplinary collaboration to foster Mediterranean forest sustainable management and socio-economic valuation (ECO2-FOREST)’. El segundo corresponde al Programa Operativo FEDER Aandalucía, y su título es el siguiente: ‘Intervention strategies for an integrated and sustainable management of the Mediterranean forest based on an interdisciplinary analysis and its economic assessment (EGIS-FOREST)’.

Los resultados obtenidos de la investigación que han trasladado en la comunicación premiada “posibilitan el desarrollo de una metodología eficiente y suficientemente precisa para la realización de inventarios forestales totalmente digitales que permitan conocer cómo evolucionan los bosques mediterráneos mediante el análisis de series temporales”. Así lo han desvelado los propios autores, abundando más con la idea de que “este tipo de herramientas constituyen la base para el seguimiento y la valoración socio-económica del bosque mediterráneo como ecosistema especialmente vulnerable al impacto del Cambio Climático, mostrándose imprescindibles para el desarrollo de una estrategia continua de soporte a la toma de decisiones en lo que se llamaría ‘Política de Gestión Integrada y Sostenible de Áreas Forestales’”.

Su punto de partido se ha basado en que los bosques se encuentran entre los ecosistemas más importantes del Mediterráneo, ello debido a la alta biodiversidad que albergan y a los servicios medioambientales que ofrecen. Dos ejemplos son la producción de biomasa y fijación de CO2 atmosférico. “El conocimiento de la ‘arquitectura’ de un bosque es particularmente clave para la estimación de su valor medioambiental y económico, así como para el planteamiento de intervenciones que contribuyen a su gestión sostenible”, han manifestado. Tradicionalmente, “el inventario forestal se basa en muestreos de campo sobre pequeñas parcelas y las técnicas de inferencia estadística permiten obtener datos a gran escala a partir de estos datos iniciales, aunque el procedimiento resulta lento, muy costoso y, en general, demasiado impreciso”.

Así, “la irrupción de técnicas de captura y análisis de datos basadas en la moderna Ingeniería Geomática (drones, satélites, escáner láser) acaparan gran parte de la investigación y el desarrollo en el área de teledetección de bosques para la realización de inventarios y tareas de supervisión a pequeña y media escala”, permitiendo “estimar con precisión diversos parámetros biofísicos y estructurales de la masa forestal relacionados con la biomasa asociada, o sea, altura de árbol, diámetro de corona, altura de fuste o diámetro normal, entre otros”. El modelado preciso de la superficie del terreno del bosque, es decir, “la superficie topográfica de referencia, o de cota ‘0’ de cada árbol, es necesaria para normalizar las nubes de puntos 3D generadas mediante estéreo-fotogrametría digital a partir de imágenes”.

Han explicado que, “de lo contrario, el algoritmo de procesado de nubes de puntos no podría determinar, entre otras variables dendrométricas, la altura del árbol o su diámetro normal (diámetro del tronco a 1.3 m de altura respecto a la base)”. En este sentido, la disponibilidad de un Modelo Digital de Terreno que sea apropiado claramente “resulta crucial, como punto de partida, para una correcta explotación semántica de la información contenida en la nube de puntos 3D”. Con esa premisa clara, este trabajo se ha desarrollado con “una metodología basada en estéreo-fotogrametría a partir de imágenes tomadas desde drones para generar esos Modelos Digitales del Terreno (MDT) de alta calidad y precisión en bosques mediterráneos. Las imágenes fueron tomadas en 31 parcelas cuadradas de pino carrasco (Pinus halepensis Mill.) de 25 metros de lado ubicadas en el Parque Natural Sierra de María-Los Vélez”.

El flujo de trabajo ha consistido en cinco fases sucesivas: “Orientación de imágenes basada en puntos de control terrestre, generación de nubes de puntos 3D muy densas, clasificación automática de puntos terreno, eliminación de valores atípicos e interpolación del MDT a partir de los puntos clasificados como terreno mediante un algoritmo diseñado para este fin”. Como referencia para determinar la precisión del MDT obtenido a partir de imágenes “se empleó un MDT muy preciso, generado mediante escáner láser terrestre (MDT-ELT)”. Los resultados han mostrado que “los MDT-dron presentaron un error sistemático vertical razonablemente bajo, de -9,38 centímetros, indicando que el MDT-dron suele sobreestimar los valores de cota z del terreno proporcionados por el MDT-ELT”. El error aleatorio vertical ha sido “de tan solo 4,68 centímetros, valor promedio para todas las parcelas en términos de desviación estándar”. De acuerdo con estos resultados, “el MDT-dron puede considerarse muy adecuado como superficie de referencia en el desarrollo de inventarios digitales en bosques mediterráneos”.