Detectant la presència d'aigües superficials amb el satèl·lit

En termes generals, l'ull és un bon aliat per identificar la presència d'aigua superficial en una imatge de satèl·lit, tot i que, en certes ocasions, pot resultar una tasca dificultosa. Pot ser el cas de la presència d'algues, que li donarà una tonalitat verdosa; la presència de sediments en suspensió, que provocaran una coloració marronosa, o simplement per raons d'extensió de la zona a estudi: imaginem que necessitam cartografiar la zona afectada per una inundació important.

La ‘màgia’ és poder detectar la presència d'aigua a la imatge de manera semiautomàtica. Aquest fet és de gran utilitat, per exemple a l'hora de cartografiar les zones afectades per inundacions, on es requereix una resposta immediata per part dels serveis d'emergències.

Conèixer la resposta de l'aigua a les diferents bandes del sensor del satèl·lit –el seu comportament espectral –ens ajudarà a detectar la seva presència a partir de combinar algunes de les bandes. Una opció és l'anomenat ‘Normalized Difference Water Index’ (NDWI) i que resulta de combinar les bandes del color verd amb la de l'infraroig proper. La utilització de la banda del color verd permet aprofitar el pic que marca l'aigua en aquesta banda de l'espectre visible.

Un cop aplicat l'índex, es tractarà de determinar un valor llindar per indicar la presència d'aigua. La consulta de l'histograma ens servirà de guia. L'histograma és una manera de representar gràficament dades quantitatives, en aquest cas dels valors de la imatge que processam. Si ens fixam en la pantalla de la part posterior d'una càmera digital, és probable que després de fer una fotografia aparegui una gràfica. Això és l'histograma de la imatge.

La clau és aprofitar la quantitat de radiació reflectida per una superfície, en aquest cas de l'aigua. De manera més precisa, del quocient entre la radiació solar que arriba a l'aigua i la reflectida cap al sensor del satèl·lit. La reflectància de l'aigua clara és baixa. Marca el seu màxim a la banda del color blau i va minvant a mesura que augmenta la longitud d'ona. En el cas que l'aigua presenti sediment en suspensió, originarà un augment de la reflectància a l'extrem final del color vermell i provocarà que la veiem en color marronós.

A la figura 1 tenim una imatge enregistrada el passat dia 29 de març pel satèl·lit de l'Agència Espacial Europea, Sentinel 2A. A la part esquerra podem observar l'Albufera de Mallorca en una composició a color natural. Destriar la presència d'aigua costanera és evident, però a l'interior de l'Albufera, on tenim aigües superficials i de transició, resulta més complicat. Podem intuir la presència de llacunes, però les diferents tonalitats verdoses i marronoses ens poden fer dubtar. Així, a la meitat dreta de la imatge, en color blau, apareixen les zones amb presència d'aigua a partir d'aplicar l'índex que hem comentat abans. La mar queda perfectament perfilada, com també l'estany Gran, darrere la Platja d'Alcúdia. A l'interior de l'Albufera, l'aplicació de l'índex ens facilita la tasca de manera específica, dibuixant la presència de llacunes. En aquest cas, la disponibilitat de noves imatges cada 10 dies ens pot servir per fer un seguiment de la seva evolució.

A la figura 2 tenim una imatge enregistrada pel satèl·lit de la NASA Landsat-8 dia 3 de març de 2015. Es pot observar la crescuda del riu Ebre al pas per la ciutat de Saragossa. La imatge posa de manifest la força de l'aigua. A poques hores de passar el satèl·lit ja es podia disposar de la imatge i cartografiar la zona afectada. Una eina per als serveis d'emergències i per la gestió posterior dels efectes de la crescuda. Superposant diferents capes d'informació geogràfica sobre la zona inundada, podrem estimar l'abast de les infraestructures afectades.

Com veim, de manera automàtica, el satèl·lit ens pot indicar les àrees potencials amb presència d'aigua superficial. Després, ens quedarà adaptar el model, ajustant el valor llindar amb l'histograma i de manera òptima, amb la verificació de punts de control sobre el terreny.