Monitoreo de Incendios forestales, antes, durante, después utilizando Google Earth Engine

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Santa Cruz, Bolivia

Introduccion a Google Earth Engine

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Campus UTEPSA, Santa Cruz,Bolivia

Utepsa - Taller Google Earth Engine

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Simon I. Patiño, Santa Cruz, Bolivia

Monitoreo de Vegetacion en Google Earh Engine

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Univalle, Cochabamba - Bolivia

Procesamiento de Imágenes con Google Earth Engine

Slide 5

Universidad Catolica Boliviana, Cochabamba-Bolivia

Procesamiento de imágenes satelitales para ordenamento territorial en GEE

Slide 6

INTA, Euroclima+, Salta - Argentina

Google Earth Engine para la Zonificacion

Antecedentes del curso

Google Earth Engine es un catálogo de varios petabytes de imágenes de satélite y conjunto de datos geoespaciales, que permite al usuario ver, manipular, crear y editar datos espaciales rápido y fácil. Sin necesidad de grandes capacidades computacionales.  Incorpora una amplia gama de herramientas de manipulación espacial que permite a científicos, investigadores y desarrolladores detectar cambios, mapas de tendencias y cuantificar diferencias sobre la superficie de la Tierra a una escala global y continental. Todo con la potencia de procesamiento en la Nube (del inglés, “cloud computing”).

Aprovechando la nube de Earth Engine realizar una evaluación de imágenes satelitales a lo largo del tiempo de tal manera que permita identificar tendencias y cambios en la cobertura terrestre.

La detección, monitoreo de incendios es un tema de creciente interés, especialmente en regiones con temporadas de incendios más largas, interfaces de áreas silvestres y urbanas extensas, así como sequías más frecuentes y severas. Los incendios son una práctica común utilizada para despejar pastizales y tierras agrícolas antes de la época de siembra. 

De modo similar, los bosques a menudo se destruyen por medio de incendios para usar esas tierras para otros propósitos. La teledetección juega un papel importante tanto en los avances de la ciencia de los incendios como en las aplicaciones para los incendios y las respuestas por parte de la sociedad. Los incendios forestales producen cambios significativos en la estructura y reflectancia de la vegetación, las propiedades del suelo y la química atmosférica. Las observaciones de la Tierra se pueden utilizar para monitorear las condiciones antes, durante, y después de los incendios; incluso las condiciones meteorológicas y climáticas, la caracterización del combustible, peligro de incendio, detección, monitoreo y pronóstico de humo, comportamiento del incendio y el paisaje post-incendio. Esta capacitación nivel intermedio tiene seis partes y presentará material y casos de estudio enfocados en el uso de observaciones de la Tierra para el monitoreo operativo de incendios antes, durante y después de un evento.

Contenido del curso

Esta capacitación se llevará a cabo mediante sesiones asíncronas con una duración de 3 semanas, durante las cuales los participantes realizarán ejercicios prácticos en casa, con la guía de instructores en línea. Además, se llevarán a cabo clases sincrónicas los viernes de cada semana para abordar cualquier duda o pregunta que surja durante la semana.

En el transcurso del curso, se abordará en profundidad la evaluación de riesgos previa al incendio, enfocándose en variables relacionadas con la superficie terrestre, como el tipo y altura de la vegetación, los regímenes de combustible, la humedad del combustible y la topografía. También se analizarán variables climáticas cruciales, como la temperatura y la precipitación.

En lo que respecta a la fase de monitoreo o mapeo posterior al incendio, se enseñará cómo clasificar el área quemada y evaluar la gravedad de la quema utilizando índices de vegetación, como la Relación de Quema Normalizada (NBR).

El curso se enfocará en el uso de herramientas de código abierto, como Google Earth Engine, lo que permitirá a los participantes trabajar con datos satelitales y procesar imágenes para realizar análisis y evaluaciones en el contexto de incendios forestales.

Las presentaciones teóricas proporcionarán el marco necesario para comprender los conceptos clave, mientras que las actividades prácticas permitirán a los participantes aplicar de manera efectiva los conocimientos adquiridos en casos reales de procesamiento de imágenes satelitales, clasificación de áreas quemadas y análisis de la severidad del daño causado por los incendios forestales.

Antecedentes teóricos, principios y métodos para el mapeo de la cobertura terrestre. 

Los temas incluirán:

• Problemática de incendios forestales en Bolivia
• Teledetección aplicada a los incendios forestales
• Focos de calor
  • Fire Information for Resource Management System (FIRMS – NASA)
  • Programa Queimadas do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
• Datos de satélite de Sentinel 2, Landsat 8.
• Pre Procesamiento de imágenes de satélite (Calibración)
• Clasificación de imagen satelital
• Evaluación posterior a la clasificación y exactitud
• Descripción general de los métodos de detección de cambio
• Ejercicios prácticos sobre los temas presentados durante la sesión teórica utilizando los datos Sentinel-2, Landsat 8 y focos de calor.
  Detección de ocurrencia de fuego en ecosistemas boscosos
• Clasificación de áreas quemadas con Sentinel-2 y Landsat 8.
• Sensibilidad y especificidad de las señales de incendio
• Composición multitemporal para el mapeo de áreas quemadas

Unidad 1: Fundamentos de la plataforma GEE. Introducción y generalidades. 

• ¿Qué es Google Earth Engine?. 
• Métodos de procesamiento de imágenes. 
• Climate engine. Collect earth. 
• Exploración de la interfaz Earth Engine. 
• Registrarse en la plataforma. 
• Explorer Workspace. 
• Colección de datos Google Earth Engine. 
• Catálogo de datos Earth Engine. 
• Uso de Javascript en GEE. 
• Uso de variables. 
• Parámetros layers. 
• Leer y visualizar datos ráster multibanda. 
• Construir una colección de imágenes. 
• Visualizar datos vectoriales. 
• Creación de directorios en GEE. 
• Operaciones básicas en Google Earth Engine (GEE). 

Unidad 2. Peligro y riesgo de incendios: 

• Teoría e información disponible del INPE.  
• Información disponible en otros sistemas (Latinoamérica). 
• Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada (NDVI): Este índice evalúa la cantidad y salud de la vegetación. Valores bajos pueden indicar sequías o escasez de vegetación, lo que aumenta el riesgo de incendios.
• Índice de Precipitación Estandarizada (SPI): Mide la anomalía de la cantidad de precipitación durante un período específico. Valores negativos pueden indicar sequías.
• Índice de Calor de Vegetación (VCI): Evalúa el vigor y estado de la vegetación relacionado con la temperatura y la humedad. Puede indicar condiciones propicias para incendios.
• Índice de Severidad de Incendios (dNBR o RdNBR): Estos índices evalúan la severidad de los incendios una vez que han ocurrido, basándose en la diferencia normalizada de índices de vegetación antes y después del fuego.

Unidad 3. Monitoreo de incendios forestales (Durante – fuegos activos):   

• Teoría (MODIS-Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer, VIIRS-Visible Infrared Imaging Radiometer Suite, GOES-Geostationary Operational Environmental Satellite). 
• FIRMS (Fire Information for Resource Management System)
• Sistema del INPE – Brasil. Sistema de alerta temprana de incendios en México y Centroamérica.
• Sistema de Monitoreo de Alerta temprana de Riesgo de Incendios Forestales (SATRIFO) -Bolivia.
• Ejercicio para crear un reporte de la situación actual de los puntos de calor en su área de interés.

Unidad 4. Cartografía de áreas quemadas:  Cartografía de áreas quemadas. 

• Productos Globales (MCD64A1, Fire_CCI 5.2). 
• Clasificación de áreas quemadas Random Forest, SVM. (Sentinel-2, Landsat)
• Severidad de área quemadas 
  • Índice Normalizado de Diferencia de Quema (dNBR): Este índice compara el Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada (NDVI) antes y después del incendio. Cuanto mayor sea el valor del dNBR, mayor será la severidad del incendio.
  • Índice de Quema Normalizada Relativa (RdNBR): Es similar al dNBR pero se ajusta para tener en cuenta el crecimiento posterior al incendio de la vegetación. Esto puede proporcionar una mejor estimación de la severidad de la quema.
  • Índice de Severidad de Quema (Burn Severity Index – BSI): Este índice combina información sobre la severidad de la quema, la tasa de propagación del fuego y la intensidad del fuego. Proporciona una evaluación más integral de la severidad del incendio.
  • Índice de Severidad de Cambio Normalizado (dNBR/ RdNBR delta): Este índice compara los valores dNBR o RdNBR de dos incendios diferentes en el mismo lugar y muestra cómo ha cambiado la severidad entre los dos eventos.

Duración y programación (🕑más de 60 hrs académicas) + 97 lecciones

• Después de completar el calendario de clases los alumnos podrán repetir el material las veces que vean conveniente. (una duración de 1 año). Y se mantendrán conectados en un grupo VIP de 📱🤳whatsapp para consultas permanentes.

Clases virtuales  – Asincrónicas (lecciones grabadas)

Clases virtuales – Sincrónicas (Zoom) En VIVO

• Iniciamos el 16 de marzo y finalizamos el 30 de marzo del 2024 (2 semanas).
• El cursante puede revisar las clases grabadas las veces que vea  conveniente y también posterior a la fecha del curso.
• Las clases serán virtuales los días sábados (19:00 – 21:00) (Hora Bolivia – UTC-04), nos conectaremos para repasar las lecciones que avanzaron según la programación de cada alumno y resolveremos todas las preguntas y avanzaremos la unidad 3 y 4.
• Se utilizará una página del curso y las clases serán 100% virtuales a través de la plataforma ZOOM y serán grabadas y subidas a la misma plataforma.
• Se otorgarán certificados al finalizar el curso (automáticamente al completar un 85 % de avance de las lecciones ).