Mapas de daños de la NASA pueden ayudar en el futuro, con los terremotos

Esta imagen muestra el nivel de la calle fotos en cuanto Bhaktapur Nepal overlaid en un mapa de proxy de daños derivado de datos de los satélites COSMO-SkyMed. La gradación de colores--amarilla a naranja a rojo, representa el cambio cada vez más importante en el suelo. Crédito: NASA/JPL-Caltech/Google/DigitalGlobe/CNES/Astrium/Amy MacDonald/Thornton Tomasetti

 

Terremoto de Gorkha de Nepal magnitud 7.8 causó daños significativos y pérdidas de vidas en el año 2015. En los desastres naturales como este, es fundamental para localizar las zonas que están más necesitados de ayuda tan rápido como sea posible.

 

Rápidamente evaluar y comunicar donde son las zonas más afectadas y dar prioridad a que las regiones o las comunidades tienen la mayor necesidad de equipos de primera respuesta es difícil cuando un desastre irregularmente devasta varias piezas de una gran área. Ayuda a obtener una visión más grande de donde el daño se encuentra desde un punto de vista alto: órbita terrestre baja.

 

Los investigadores dirigidos por Yun Sang-Ho en la NASA Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, California, han desarrollado una manera para hacer mapas de daños mediante la tecnología de percepción remota de satélites. Este método funciona incluso si las imágenes de satélite se toman de noche o cuando el cielo está nublado. Recientemente publicó los resultados del uso de este nuevo enfoque para el estudio de los impactos del terremoto de Gorkha, en la revista Letras de investigación sismológica.

 

"Nuestro sistema de mapeo muestra gran potencial, especialmente para zonas remotas aisladas donde no hay comunicación y los caminos están bloqueados. Son las comunidades en necesidad desesperada de ayuda, y nuestros mapas podrían ayudar a los respondedores a proporcionar asistencia eficiente, dijo Yun.

 

Creación de los mapas

 

Yun y sus colegas hicieron uso de los datos de la agencia italiana de espacio (ASI) sistema COSMO-SkyMed y Japón aeroespacial exploración de la agencia (JAXA) Satélite ALOS 2. Estos sistemas de radar son complementarios entre sí, sin embargo, tienen órbitas, resoluciones y sensibilidades diferentes.

 

Usando software desarrollado en el JPL, los investigadores proxy daño producido mapas utilizando datos de COSMO-SkyMed y ALOS 2, respectivamente, cubriendo un área cerca de Katmandú, Nepal. Para cada conjunto de datos, examinaron las similitudes entre dos imágenes de radar: imágenes de archivo dos de antes del terremoto y después.

 

El software permitió a los investigadores generar una distribución de píxeles de colores sobre un fondo transparente, que superponen sobre los mapas de Google Earth. Los colores son en una escala de amarillo a rojo, con el rojo que representa las zonas de mayores daños. A resolución de 100 pies (30 metros), es posible ver daños a los edificios principales, así como grandes deslizamientos de tierra.

 

"Los colores están determinados por el cambio entre el antes y después de imágenes de radar. Más las imágenes son diferentes, el más rojo la imagen "Yun dijo.

 

Los investigadores luego compararon sus daños proxy mapas a mapas que fueron hechos de la inspección humana de alta resolución óptica de imágenes de satélite, que vino de la Agencia Nacional de Inteligencia Geoespacial (NGA) y el programa de aplicaciones satélite operacional de las Naciones Unidas. Hubo un acuerdo fuerte entre los mapas.

 

"Verificamos que los mapas base de radar Sang-Ho generado tan rápidamente muy constantemente brindan buena información sobre donde había daño", dijo Kenneth Hudnut, geofísico con el servicio geológico de Estados Unidos, Pasadena, California, coautora del estudio.

 

Con los datos de COSMO-SkyMed, los mapas de proxy de daño encontraron evidencia clara de la construcción se derrumba. Los mapas de proxy de daños de datos ALOS 2 detectan además deslizamientos de tierra devastadores que afectan a las comunidades en el valle de Langtang, un popular destino de trekking Himalaya. ALOS 2 mapas encontraron aproximadamente el grado de suciedad de tres importantes deslizamientos de tierra en la zona, como las rocas y hielo que había enterrado casi la aldea entera de Langtang.

 

Tecnología que hicieron posible

 

Ambos sistemas satelitales utilizados en el estudio hacen uso del "radar de apertura sintética", o SAR, una tecnología que permite la proyección de imagen detallada de radar desde el espacio sin una antena muy grande. Como un sistema de radar de apertura real, un satélite SAR transmite las señales de microondas que son reflejadas por la superficie de la Tierra, y esas reflexiones producen imágenes de radar.

 

SAR la tecnología es única porque hace uso del movimiento relativo del satélite, usando un fenómeno llamado cambio de Doppler. Desde la perspectiva de un objeto en el suelo, la frecuencia de la señal del satélite aparece mayor ya que el satélite se mueve hacia él y más bajo que el satélite que se aleja--mucho como lo que el tono de una sirena suena más como una ambulancia se acerca y menor después de pasarla. Utilizando este efecto, los investigadores tienen la misma capacidad de discernir detalle como una antena mucho más grande.

 

Es un reto para el uso de satélites para la detección de desastres en órbita de la Tierra pueden no siempre estar adquiriendo datos de un área afectada cuando pasan sobre ella. Por esta razón, puede tomar días para las imágenes de la zona con satélites SAR. El satélite COSMO-SkyMed adquirió datos en la zona de Katmandú cuatro días después del terremoto, mientras que los datos de satélite obtenida de 2 ALOS siete días después del choque principal.

 

Idealmente, datos de radar sería adquiridos, transmitidos y transformados en daño proxy mapas en un solo día. Con más satélites planeados SAR  sobre el horizonte, incluyendo el Radar de apertura sintética de la NASA-ISRO o NISAR, vía satélite, es posible, dicen los investigadores.

 

Una técnica de mapeo similar a la utilizada para los mapas de proxy de daño basado en el SAR en Nepal fue utilizada para trazar el daño de Haiyan tifón en Asia Sur-Oriental en 2013, el huracán Sandy en la región atlántica de los Estados Unidos en 2012 y el terremoto de Christchurch en Nueva Zelanda en 2011

 

Cómo se utilizaron los mapas

 

De varias maneras, los mapas de daños asistida con esfuerzos de socorro tras el terremoto de Nepal. DigitalGlobe, una empresa especializada en alta resolución imágenes de la Tierra, dice su equipo de gestión de crisis la información en los mapas de proxy de daños para ayudar a decidir dónde recoger imágenes de zonas afectadas.

 

"Los mapas de proxy de daño fueron utilizados para ayudar en última instancia al equipo decidir sobre estos temas específicos, así como una entrada para ayudar a asignar prioridades para el plan de colección de imágenes," dijo Andrew Steele, especialista de producto senior en DigitalGlobe.

 

Aunque los mapas a veces habían sobreestimado la amplitud de las zonas dañadas, ayudaron al equipo de Estados Unidos Agencia Internacional desarrollo en Nepal mejor preparada con otros tipos de información para coordinar una respuesta de alivio, dijo Indra Sharan K.C., especialista en sistemas de información geográfica para la USAID en Katmandú.

 

"Este mapa de proxy muy bien comunicado la probabilidad de daño en los primeros días, dando una perspectiva más amplia del efecto del terremoto," dijo Sharan.

 

Los esfuerzos de colaboración con la Agencia Nacional de Inteligencia Geoespacial también ayudó a análisis en las zonas montañosas difíciles fuera de Katmandú. Los mapas de proxy daños ayudó a guiar la búsqueda de la agencia a través de grandes cantidades de imágenes para localizar focos de daño en una región muy amplia.

 

Pasos a seguir

 

Ahora que los investigadores saben que sus mapas corresponden bien con otras fuentes, están trabajando hacia un sistema más rápido, más eficiente de crear estos productos de respuesta rápida.

 

Veo los píxeles rojo como el corazón de latiendo de las personas. Me gustaría seguir desarrollando este sistema para que sea lo suficientemente robusto y lo suficientemente rápido para salvar vidas,"dijo Yun.

 

Otros autores fueron: Susan Owen, Frank Webb, Eric Gurrola, Gerald Manipon, Cunren Liang, Eric Fielding, Pietro Milillo y gancho Hua de JPL; Marca a Simons de la California Institute of Technology, Pasadena, que dirige el JPL para la NASA; y Patrizia Sacco y Alessandro Coletta de la agencia italiana del espacio, Roma. Programa de desastres de la NASA aplicada las Ciencias patrocinó esta investigación.

 

Elizabeth Landau
NASA's Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Calif.
818-354-6425
Elizabeth.Landau@jpl.nasa.gov

 

Traducción: El Quelonio Volador