El océano desempeña un papel crucial en la mitigación del cambio climático, pero carecemos de información detallada sobre más del 95 % del fondo marino. Este artículo explora la solución de planblue para acelerar el tiempo de obtención de datos y la precisión del mapeo del fondo marino, demostrada a través de varios estudios de casos exitosos. La tecnología de Planblue combina imágenes hiperespectrales submarinas, imágenes RGB y navegación submarina con un flujo de procesamiento de datos automatizado impulsado por IA. Al superar los desafíos relacionados con la geolocalización, la distorsión de la columna de agua y la distorsión del movimiento, los productos de datos de planblue agregan credibilidad al mercado del carbono azul.

El 70% de la superficie de la Tierra está cubierta por océanos, que regulan el clima, absorben dióxido de carbono, proporcionan alimentos y sustentan la biodiversidad. El fondo marino, hasta donde sabemos, es el mejor secuestrador de carbono disponible y puede fijar CO₂ hasta 30 veces más rápido que los árboles en la tierra. Cabe destacar que las praderas marinas exhiben una notable eficiencia de captura de CO₂. A pesar de su papel fundamental en la mitigación del cambio climático, las praderas marinas enfrentan un reconocimiento y protección inadecuados debido a los datos limitados sobre su distribución. Están muy subrepresentadas en la formulación de políticas y decisiones financieras en torno a la mitigación del cambio climático. De hecho, de todos los Objetivos de Desarrollo Sostenible de las Naciones Unidas, el Objetivo 14 "Vida submarina" ha recibido la menor cantidad de dinero público. Para aprovechar el gran potencial de secuestro de carbono del océano, necesitamos financiar proyectos de restauración y preservación del fondo marino. El acceso a datos creíbles es esencial para acelerar el mercado de carbono azul, incluidos los créditos de carbono azul y las Contribuciones Determinadas a Nivel Nacional (NDC) para cumplir con el Acuerdo de París.

Mapeo del fondo marino y medición del carbono

Planblue fue fundada en 2017 por dos ex científicos marinos y dos ingenieros para permitir la cartografía de alta calidad del fondo marino, inspirada en la tecnología satelital. La empresa, con sede en Bremen (Alemania), cuenta actualmente con más de 25 empleados. Mediante una novedosa solución de cartografía del fondo marino, planblue procesa datos del fondo marino de todo el mundo con el objetivo explícito de destacar el valor ecológico y económico del fondo marino.

Planblue reemplaza los métodos tradicionales de mapeo del fondo marino con procesos de procesamiento altamente automatizados y escalables, lo que permite producir mapas georreferenciados del fondo marino a un ritmo acelerado. Su objetivo es agregar información detallada a los mapas batimétricos, incluido el estado de salud del fondo marino, el potencial de secuestro de carbono, la biomasa y la biodiversidad. La tecnología es capaz de inspeccionar cualquier cosa en el fondo marino y mapear una variedad de ecosistemas que secuestran carbono, incluidos los corales y las algas marinas. Para su primera aplicación, planblue se ha centrado en las praderas marinas.

Velocidad y escala

A medida que el mundo se queda sin tiempo para cambiar el rumbo del cambio climático y proteger la biodiversidad, una parte importante de la misión de planblue es proporcionar velocidad y escala para la protección de ecosistemas vitales, reemplazando los procesos manuales con procesos automatizados basados en computación de última generación e IA. Los métodos tradicionales de verificación de datos aéreos y satelitales requieren un proceso que requiere mucho tiempo de recolección in situ de muestras de núcleos del fondo marino y su posterior análisis en el laboratorio. La tecnología de planblue reemplaza en gran medida esto con detección remota casi in situ, utilizando cámaras hiperespectrales y una selección de sensores para corregir distorsiones de las imágenes en la columna de agua. Como planblue controla toda la cadena de datos, puede garantizar un proceso fluido y rápido, incluso en áreas con acceso limitado a Internet durante las campañas de campo. Al implementar estos procesos optimizados, planblue puede reducir el tiempo de obtención de datos de semanas o, a veces, meses a días o incluso horas.

  

Medición de las praderas marinas mediterráneas

La normalización de los datos es esencial para comparar de forma significativa los resultados a lo largo del tiempo, entre ubicaciones o con otras tecnologías de teledetección. Desde que Planblue comenzó a funcionar hace seis años, su tecnología se ha probado y mejorado a través de varias campañas en todo el mundo. Este artículo se centra en dos estudios cruciales en el Mediterráneo, en Francia y Turquía. En octubre de 2022, Planblue probó por primera vez una selección de nuevos sensores en Niza (Francia), que se agregaron para aumentar la precisión de la IA y otros algoritmos. El estudio de mayo de 2023, al este de Bodrum (Turquía), brindó una oportunidad única para comparar los resultados de los algoritmos con las mediciones manuales recopiladas en el lugar durante los últimos años y con los datos de la campaña de Niza.

Una nueva dimensión para la cartografía del fondo marino

Con la ambición de crear una representación completa de las áreas submarinas y sus cambios a lo largo del tiempo, el primer paso para planblue es la creación de ortoimágenes del fondo marino. A través de sus canales automatizados, la tecnología de planblue puede unir miles de imágenes en menos de 24 horas después de que se hayan recopilado los datos del fondo marino. Sin embargo, la navegación submarina y la geolocalización son esenciales para un mapeo preciso y un procesamiento de datos significativo. Si bien los AUV tienen esta tecnología incorporada, planblue desarrolló su propio sistema de navegación interno para el DiveRay operado por buzos . Esta tecnología garantiza el posicionamiento preciso de las imágenes en el fondo marino, lo que hace posible un mapeo preciso y una comparación año tras año.

Trabajar con datos hiperespectrales presentó un desafío adicional. La cámara hiperespectral es un escáner de barrido continuo, lo que significa que el movimiento de la cámara a través del agua introduce distorsiones en las imágenes capturadas. Utilizando datos de navegación y otros sensores, planblue pudo ajustar el movimiento en el procesamiento de datos. Al combinar esto con los datos georreferenciados, planblue puede crear una superposición de datos hiperespectrales sobre una imagen RGB y producir mapas avanzados del fondo marino. Sin embargo, hay algunos obstáculos más que superar para ofrecer información de alta calidad, precisa y significativa.

DiveRay cartografiando praderas marinas en Niza, Francia. (Imagen cortesía de planblue GmbH)

Hacer que el agua turbia quede cristalina

Como ocurre con cualquier forma de teledetección, uno de los retos que debe afrontar Planblue es la corrección de la distorsión de las observaciones. El DiveRay de Planblue suele funcionar a unos dos metros por encima del fondo marino. Para evaluar con precisión las propiedades de la vegetación o los sedimentos, es necesario compensar las observaciones en función de la columna de agua entre el DiveRay y el fondo marino.

Aunque la comunidad espacial lleva trabajando durante muchas décadas en la compensación de la luz que viaja a través de la atmósfera, este tipo de trabajo aún se encuentra en una fase muy inicial bajo el agua. El estudio de Niza de 2022 fue la primera oportunidad para que planblue probara nuevos sensores que recopilan datos necesarios para adaptarse a condiciones variables como la profundidad, el clima, la turbidez y otras propiedades ambientales. Uno de los sensores que se introdujo mide la irradiancia descendente, lo que permite determinar cómo se difunde la luz en función de la profundidad, la turbidez y otras perturbaciones en la columna de agua.

Después de Niza, la campaña de seguimiento en Turquía brindó una oportunidad para probar la eficacia del procesamiento de datos comparando las mediciones de las dos campañas. Ambos estudios se llevaron a cabo en el mar Mediterráneo con ecosistemas similares, observando la misma especie de pradera marina, Posidonia oceanica . Sin embargo, las condiciones ambientales diferían. En Niza, las condiciones fueron constantes, un clima ligeramente soleado y observaciones a una profundidad de 5 a 6 metros. En Turquía, el agua era más profunda, a 25-30 metros, ya que el proyecto midió el borde de la pradera marina. Las condiciones climáticas también fueron variables, con algunos días soleados pero también lluvia. Los hallazgos de estas dos campañas proporcionaron información valiosa para mejorar los procesos de procesamiento de datos.

El tamaño importa

Otro desafío con las imágenes submarinas es el escalado. Los objetos bajo el agua parecen estar más cerca de lo que realmente están, y la distancia entre ellos depende de las condiciones del agua. Por este motivo, el escalado es un desafío fundamental para cualquiera que trabaje con fotogrametría submarina. Por lo general, se realiza una corrección manualmente con una variedad de ayudas visuales, como marcadores y barras de escala, y se incorpora al flujo de trabajo de posprocesamiento para estimar el escalado introducido por el agua. Como la misión de planblue es automatizar todo lo posible, desarrolló su propio modelo de corrección del campo de visión para gestionar esto. Combinando la geolocalización de la solución de navegación y la distancia de la cámara al fondo marino, la tecnología de planblue puede calcular el factor de escalado del agua.

 

Panorama general

Por ello, Planblue ha realizado algunos ajustes importantes en su flujo de procesamiento de datos para obtener reflectancia bentónica georreferenciada. En el caso de las imágenes hiperespectrales, es esencial aplicar correcciones a los datos. En lugar de crear imágenes visuales, las observaciones de la cámara hiperespectral generan números que se utilizan para calcular índices, que no tendrían sentido si no estuvieran calibrados y validados. El objetivo es obtener mediciones objetivas que sean independientes de las condiciones encontradas en el campo o causadas por el dispositivo. Todos los metadatos medidos en el campo tienen una marca de tiempo y se registran cuidadosamente para alimentar los canales de procesamiento intermedios que generarán los mapas y las superposiciones.

Aunque gran parte de esto ya está integrado en el flujo de trabajo automatizado, la automatización total del análisis de datos sigue siendo un trabajo en progreso: se está afinando y optimizando el proceso. A medida que se resuelven más de estos desafíos técnicos en los canales de procesamiento de datos, se acelera la rapidez con la que se pueden entregar los productos de datos finales a los clientes. Esta reducción en el tiempo de conversión de datos puede respaldar una toma de decisiones más basada en datos para la gestión marina sostenible. Para ampliar el alcance de los productos de datos, planblue está ampliando su capacidad operativa integrando su tecnología como un paquete de sensores en los drones submarinos existentes.  

Dando credibilidad al mercado del carbono azul

Los conjuntos de datos completos recopilados con la tecnología de planblue se pueden utilizar para visualizar los cambios estacionales en los ecosistemas marinos. Las superposiciones hiperespectrales sobre las ortoimágenes del fondo marino permiten comprender la esencia de lo que la tecnología de planblue tiene para ofrecer. Los datos recopilados con las cámaras hiperespectrales y RGB brindan información detallada, por ejemplo, sobre la salud, la biomasa y la densidad de las praderas marinas. Esta información puede revolucionar la conservación, la preservación y la restauración marinas. Saber no solo si hay praderas marinas, sino también en qué estado se encuentran, puede garantizar que los responsables de las políticas se centren en las áreas donde se puede generar un mayor impacto. Después de todo, las praderas marinas en mal estado pueden convertirse en emisores netos de CO₂, mientras que las praderas marinas saludables secuestran carbono hasta 30 veces más rápido que una selva tropical. Esta evaluación exhaustiva de las praderas marinas puede llevar los proyectos de carbono azul al siguiente nivel y brindar la credibilidad necesaria para atraer inversores y acelerar el mercado.

Conclusión

La tecnología geoespacial submarina de Planblue está impulsando una transformación en la industria del carbono azul, acelerando la protección de ecosistemas marinos vitales con datos casi instantáneos, creíbles y precisos. El fondo marino desempeña un papel fundamental en la regulación del clima, la absorción de dióxido de carbono y el apoyo a la biodiversidad. Sin embargo, sigue siendo un sumidero de carbono infravalorado y subfinanciado, que carece de información detallada para impulsar iniciativas de conservación significativas.

En los estudios recientes realizados en Francia y Turquía, planblue probó y mejoró su innovadora solución de mapeo del fondo marino. Equipada con capacidades de imágenes hiperespectrales y RGB, la empresa ha creado con éxito datos objetivos de verdad sobre el terreno superando los desafíos de las distorsiones de la columna de agua y la georreferenciación. Los conjuntos de datos completos generados durante estas campañas ofrecen información detallada sobre la salud de las praderas marinas, la biomasa, la densidad y el potencial de secuestro de carbono. Con datos confiables, los inversores y los responsables de las políticas pueden centrar sus esfuerzos donde puedan lograr el impacto más significativo, tanto a nivel económico como ecológico.