Los vertidos de petróleo en el mar representan una de las mayores amenazas para los ecosistemas marinos y costeros. Detectarlos de manera temprana y precisa es clave para reducir su impacto y facilitar una respuesta rápida. En este escenario, SEDA aborda este problema utilizando imágenes satelitales y técnicas de Inteligencia Artificial, consiguiendo automatizar la labor de monitoreo de vertidos.
Flujo de trabajo
El flujo comienza con la adquisición de imágenes SAR que permiten capturar información detallada de grandes áreas marítimas sin importar las condiciones meteorológicas o de luz. Estas imágenes se preprocesan para eliminar ruido y destacar patrones relevantes. A continuación, nuestros modelos de Deep Learning basados en Redes Neuronales Convolucionales (CNN), analizan las imágenes en busca de patrones que puedan indicar la presencia de un vertido. Finalmente, los resultados se visualizan en el sistema GIS incluido en SEDA, proporcionando mapas interactivos y otros formatos de visualización, como informes oficiales.
Datos de entrada
El caso de uso se basa en imágenes SAR (Synthetic Aperture Radar), que ofrecen ventajas cruciales sobre las imágenes ópticas al proporcionar datos fiables bajo cualquier condición meteorológica o de iluminación. Esto es esencial cuando la rapidez de detección es vital. Estas imágenes se integran en el sistema mediante formatos estándar (tiff, jp2, nsif), lo que facilita su análisis y procesamiento.
Un desafío clave en la detección de vertidos es diferenciar entre vertidos reales y los look-alikes, fenómenos naturales o artificiales como estelas de barcos, áreas con viento calmado, algas o alteraciones en la superficie marina, que pueden parecer manchas de petróleo en las imágenes SAR. Estos patrones similares complican su distinción, por lo que SEDA utiliza técnicas avanzadas de preprocesamiento y redes neuronales convolucionales (CNN) para analizar las características de las manchas, reduciendo falsos positivos y mejorando la precisión.
Fig. 2 Imágenes SAR obtenidas del dataset de acceso libre CSIRO (https://data.csiro.au/collection/csiro:57430). La imagen de la izquierda contiene look-alikes, mientras que la de la derecha es un vertido.
Visualización de resultados
SEDA proporciona una visualización avanzada y flexible de los resultados obtenidos durante la detección de vertidos. Los operadores pueden acceder a estos resultados a través del Sistema de Información Geográfica (GIS) integrado en SEDA, que presenta mapas interactivos detallados.
En estos mapas se destacan las áreas afectadas por los vertidos de petróleo, permitiendo una rápida identificación de las zonas críticas. La interfaz de SEDA permite hacer zoom en las áreas específicas, ajustar capas de información y superponer datos adicionales para ofrecer un contexto más completo.
Además de la visualización interactiva en el GIS, SEDA genera informes de salida en una amplia variedad de formatos como PPT, KML, NVG, shapefiles o geoJSON, además de otros tipos de formatos oficiales utilizados en el entorno OTAN, como ISRSPOTREP y RECCEXREP. Se facilita también la imagen analizada convertida a NSIF, formato diseñado para el intercambio de imágenes y datos relacionados en entornos de defensa e inteligencia.
La versatilidad de estos formatos permite la integración de los resultados de SEDA en otras plataformas y sistemas de análisis geoespacial, tanto civiles como militares.
Aplicaciones prácticas
La detección de vertidos tiene múltiples aplicaciones. En el ámbito de la Defensa, se puede utilizar para monitorear las fronteras marítimas y proteger áreas de interés estratégico de posibles daños ambientales. Asimismo, la capacidad de detección temprana es valiosa para autoridades ambientales y compañías de energía, que pueden responder rápidamente ante incidentes y mitigar daños ecológicos y económicos. Además, esta tecnología puede integrarse en planes de contingencia para derrames, optimizando las acciones de limpieza y minimizando las repercusiones a largo plazo.
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