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Desafíos actuales europeos para una contribución global a la observación de la Tierra: La nueva iniciativa regional de EuroGEOSS

10 de enero 2018

Productos europeos derivados de datos satelitales y medidas in situ describen el estado y la evolución temporal del planeta. Combinados con otros, ayudarán a comprender cómo las actividades humanas están contribuyendo al cambio global. Una contribución europea mejor organizada tendrá una influencia aún mayor en la toma de decisiones informadas.

Estand informativo en la GEOweek. Autor: Joan Masó.

Estand informativo en la GEOweek. Autor: Joan Masó.

Desde el comienzo de sus operaciones, el Grupo de Observaciones de la Tierra (GEO) organiza una reunión plenaria anual en la que se reúnen todos los estados miembros y las organizaciones participantes, se les informa del progreso hacia los objetivos de GEO y se acuerdan acciones futuras.

EuroGEOSS organizará las contribuciones europeas al Sistema de Sistemas Globales de Observación de la Tierra (GEOSS, de sus siglas en inglés) y completará el mapa de actividades regionales con los ya existentes AmeriGEOSS, AfriGEOSS y Asia-PacificGEOSS.

El 23 al 27 de octubre se celebró la reunión plenaria correspondiente al año 2017, con sede en Washington DC, representando una oportunidad para organizar eventos paralelos para revisar el estado de las actividades del programa de trabajo 2017-2020 sobre observación de la Tierra. En el día 23, algunos aspectos de una nueva actividad regional en el programa de trabajo de GEO, llamada EuroGEOSS, fueron debatidos. EuroGEOSS organizará las contribuciones europeas al Sistema de Sistemas Globales de Observación de la Tierra (GEOSS) y completará el mapa de actividades regionales con los ya existentes AmeriGEOSS, AfriGEOSS y Asia-PacificGEOSS. La presentación de EuroGEOSS consistió en cuatro eventos consecutivos. El primero fue organizado por CREAF. Comenzó a las 8 de la mañana, reunió a unas 70 personas y abordó el papel de la Investigación e Innovación en la iniciativa regional de EuroGEOSS. Fue estructurado en 3 bloques, cada uno comenzando por la proyección de un video corto de aproximadamente 10 minutos y seguido de una discusión de 15 minutos.

 

Nivel regional europeo: aporte de productos globales a una imagen global

El tema del primer bloque abordó el uso combinado de conjuntos de datos interdisciplinarios regionales para mostrar la capacidad de GEOSS en Europa. El video proyectado fue:

El video muestra una sesión TED donde el científico de observación de la Tierra, Alan Belward, investigador del Joint Research Center en Ispra (Italia), explica que el agua es un recurso natural y su distribución cambia como consecuencia de la actividad humana, por ejemplo con la construcción de presas, pero también debido a los efectos del cambio climático. La Comisión Europea, gracias al programa Copernicus y en colaboración con Google, ha creado un mapa de aguas superficiales a nivel mundial. El conjunto de datos abierto creado tiene una cobertura temporal que se inicia en el 1984 y tiene como objetivo proporcionar las herramientas necesarias para tomar decisiones políticas basadas en hechos.

Después de ver el video y durante la discusión, se mencionaron otros conjuntos de datos regionales como el Mapa Forestal Mundial (Global Forest Map), el Mapa Global de Asentamientos Humanos (Global Human Settlements), el Mapa Coberturas Terrestre Global (Global Land Cover) y la base de datos de Suelos Europeos (European Soil database). Hoy es posible analizar los cambios en estas y otras variables, pero debemos considerar que algunos productos son bastante precisos, mientras que otros tienen una mayor incertidumbre (por ejemplo, los forestales) debido a una difícil separabilidad del espectro en algunas clases y otras limitaciones técnicas. Es por eso que también es necesaria una validación coordinada a nivel regional, Europeo en este caso, que permita un mayor grado de confianza en los datos.

 

El enorme volumen de datos satelitales a procesar y las sinergias entre productos de teledetección e in situ son algunos factores que requieren de investigación adicional

La Unión Europea contribuye la flota Sentinel; un conjunto de satélites de observación de la Tierra que complementan el legado de otros satélites existentes (como Landsat) y que cubren el globo produciendo un impacto que va más allá de Europa. Sin embargo, esta gran cantidad de datos producidos también está creando la dificultad de cómo construir una infraestructura informática distribuida capaz de procesarlos y cuáles van a ser los métodos científicos van a usar para interpretarlos y extraer conclusiones que puedan utilizarse para la elaboración de políticas. Aunque Google Earth fue el motor utilizado en la construcción del mapa global del agua superficial, la Comisión Europea está comprometida con la creación de la nube europea para la ciencia abierta (European Open Science Cloud, EOSC) y la ESA está proporcionando los Servicios de Acceso a Datos e Información (DIAS) para Copernicus.

Aunque la tecnología necesaria ya está disponible, la falta de cobertura continua (tanto espacial como temporal) y los altos costes asociados a la adquisición de datos siguen siendo factores limitantes para su uso en aplicaciones civiles.

Además, debemos considerar que la teledetección necesita ser complementada con datos in-situ proporcionados por los expertos, lo que es particularmente relevante para los productos de biodiversidad y ecosistemas. Pasar del rango de resoluciones Landsat y Sentinel (10-100 m) a productos satelitales de muy alta resolución (1-5 m) presenta aún complicaciones. Aunque la tecnología necesaria ya está disponible, la falta de cobertura continua (tanto espacial como temporal) y los altos costes asociados a la adquisición de datos siguen siendo factores limitantes para su uso en aplicaciones civiles. Tenemos que considerar que los mapas de detección de cambios se basan en series de tiempo homogéneas, así como en un conjunto de variables previamente acordadas y semántica controlada, y que en muchas ocasiones hasta que no se ha realizado suficiente experimentación, no se alcanza el consenso sobre las leyendas a adoptar.

 

Transformando datos en información y conocimiento útil

En el segundo bloque, el fragmento de vídeo proyectado fue extraído del documental de la BBC:

En este fragmento, Hans Rosling ilustra cómo presentar datos formados por 100 000 registros sobre la esperanza de vida y los ingresos promedio de los últimos 200 años en 200 países en un solo gráfico animado. Es capaz de proyectar una visión optimista que muestra que todos los países han abandonado el cuadrante de bajos ingresos / baja esperaza  de vida del gráfico (algunos más pronto y otros más tarde) demostrando que la mayoría de la gente está más sana y es más rica que hace 200 años. Al mismo tiempo correlaciona algunos comportamientos espurios de la animación con eventos sociales e históricos. Después del video, la discusión versó sobre cómo podemos transformar los datos en información resumida útil, usando como ejemplo la Pizarra virtual sobre el Desarrollo Sostenible (Sustainable Development Goals Dashboard) elaborada por el Banco Mundial.

Debemos comenzar por comprender las necesidades de cada comunidad y diseñar aplicaciones que se adapten a las necesidades de los usuarios.

En el pasado, la Infraestructura Común de GEOSS (GCI) se ha centrado en la catalogación de datos y ahora deberíamos ir más allá y procesar esos conjuntos de datos catalogados para ofrecer información y conocimiento. Esta capacidad se ha demostrado anteriormente en varios casos de uso en proyectos de investigación anteriores y actuales financiados por la Comisión Europea, como ECOPotential y NextGEOSS. En ellos aprendimos que no existe una solución mágica que cubra todos los casos de uso y que debemos comenzar por comprender las necesidades de cada comunidad y diseñar aplicaciones que se adapten a las necesidades de los usuarios. El desafío técnico es utilizar las nuevas interfaces de programación de aplicaciones (APIs) de la GCI para extraer datos que puedan presentarse e interpretarse mejor. Pero, al hacerlo, también podemos presentar la información desde diferentes puntos de vista que pueden resultar contradictorios: de hecho, el video presenta una visión del incremento medio de la riqueza, mientras que sabemos que la riqueza tiende a concentrarse en un número reducido de personas. Quizás EuroGEOSS necesite complementar los datos de observación de la Tierra con datos socioeconómicos y opiniones para conectar los impactos económicos en la sociedad con las decisiones ambientales. Los responsables de la toma de decisiones necesitan cuantificar los impactos de sus políticas y la observación de la Tierra puede producir los indicadores necesarios (por ejemplo, para algunos de los Objetivos de Desarrollo Sostenible, véase la iniciativa EO4SDG) pero también deben  anticipar esos impactos a partir de la realización de proyecciones futuras. En ese sentido, existe la necesidad de disponer de un componente de modelización en EuroGEOSS interconectado con los datos de observación de la Tierra.

También es importante destacar los continuos impactos que la sociedad está causando en el medio ambiente. Mostrar las evoluciones temporales puede ser muy convincente en algunos casos, pero para tener un impacto aún más amplio, debemos proporcionar también formación sobre cómo usar e interpretar los datos de observación de la Tierra. Un ejemplo es la necesidad de dar soporte a las Oficinas Nacionales de Estadística en la introducción de más datos de observación de la Tierra en sus procesos de recopilación de datos para complementar las tradicionales encuestas, haciendo posible un análisis global, pero también una detección localizada de particularidades.

 

Datos más organizados y accesibles

El tercer bloque se dedicó a la implementación de los Principios de Gestión de Datos de GEOSS (Data Management Principles; DMP). Para presentar el tema fue usada una historia terrorífica (en realidad, una caricatura animada) de Karen Hanson, Alisa Surkis y Karen Yacobucci (Biblioteca de Ciencias de la Salud; NYU):

En ella podemos ver las dificultades de un científico tratando de obtener los datos usados para realizar un trabajo científico recientemente publicado. El video escenifica todo lo que no se debe hacer en la gestión de datos. Durante la discusión,reconocimos que en los últimos años, se ha trabajado mucho para definir principios de gestión de datos basados en estándares reconocidos internacionalmente y en implantarlos en numerosos servicios de datos que actualmente forman parte de GEOSS. EuroGEOSS debería centrarse en educar a los administradores de datos sobre los  beneficios del intercambio de datos y proporcionar el soporte necesario para mantener los centros de datos. Además, los científicos deben recibir reconocimiento por la gestión adecuada de los datos.

Algunos países mediterráneos y en otras partes del mundo, todavía son necesarios esfuerzos para evitar pérdidas de datos, mejorar la actitud sobre el intercambio de datos y un mayor apoyo para las infraestructuras de datos.

Los mecanismos adecuados para la publicación de artículos científicos deben ir en paralelo con los destinados a la publicación de datos, como el Identificador Digital de Objeto (DOI) para datos y un sistema de citación para datos adecuado. La industria de publicación científica se está adaptando, al ofrecer también revistas que permiten describir y exponer datos (la revista Science es uno de los ejemplos existentes). Revisar y verificar los datos sigue siendo un desafío. Esto se debe a que la calidad de los datos de detección remota necesita ser validada con observaciones in situ y estas pueden no estar fácilmente disponibles para los revisores que solo pueden confiar en las opiniones de los expertos. La situación es considerablemente mejor en los países más industrializados, pero en algunos países mediterráneos (por ejemplo, en el ámbito geográfico del proyecto GEO-Cradle) y en otras partes del mundo, todavía son necesarios esfuerzos para evitar pérdidas de datos, mejorar la actitud sobre el intercambio de datos y un mayor apoyo para las infraestructuras de datos.

El día concluyó con un evento de la Comisión Europea en el que se expuso el concepto inicial de la iniciativa EuroGEOSS. Europa ha estado contribuyendo a GEOSS desde el principio, y es la variedad en los orígenes y temas de estas contribuciones lo que convenció al Grupo de Trabajo de Alto Nivel y al Caucus Europeo de que se requiere una iniciativa formal para articular la contribución europea de una manera más visible y eficiente. Después de algunos meses de diseño, Washington DC fue el escenario del lanzamiento oficial de EuroGEOSS.

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Joan Masó
Investigador del CREAF en temas de tecnologías y estándares de información geoespacial. Parte del grupo de investigación Grumets. Miembro del Open Geospatial Consortium. Presidente de la división de Informática para las ciencias de la tierra y del espacio del EGU
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