Como parte integral de nuestro ecosistema, los bosques son inestimables desde cualquier punto de vista. No solo proporcionan hábitat a una miríada de especies silvestres, sino que también desempeñan un papel crucial en el secuestro de carbono, la purificación del agua y la estabilización del suelo. Durante siglos, los silvicultores se han adentrado en lo más profundo del bosque, documentando meticulosamente sus maravillas. Su esfuerzo por estudiar y comprender estos complejos ecosistemas sigue evolucionando a medida que surgen nuevas tecnologías. Cuanto más sabemos, mejor podemos gestionar y preservar nuestros bosques.
La detección y medición por luz (LiDAR) se ha utilizado durante décadas para estudiar la ecología y la gestión forestal. Esta tecnología proporciona información tridimensional de alta resolución sobre la estructura del bosque, lo que permite a los investigadores medir la altura de los árboles, la densidad del dosel y la cobertura del suelo con una precisión extraordinaria. Aprovechando el potencial de LiDAR, los investigadores pueden generar modelos digitales del terreno precisos, evaluar la salud del bosque, estimar la biomasa y el secuestro de carbono, y desarrollar estrategias para una gestión forestal sostenible.
Este caso de estudio pone el foco en un grupo de silvicultores que pretende explorar el impacto multifacético del uso de la tecnología LiDAR en la investigación forestal. Siguiendo sus pasos, aprenderemos cómo las tecnologías LiDAR transformaron su manera de ver los bosques.
Conectando los puntos LiDAR: un gusto adquirido
Extensiones de frondosos bosques se extienden por la costa oeste de Estados Unidos, encarnando un ecosistema diverso que es a la vez complejo y cautivador. Entre el rico follaje de especies arbóreas autóctonas, como los pinos ponderosa del valle de Willamette, los robles blancos y los matorrales de arces trepadores cubiertos de musgo, se encuentra el estado de Oregón. En el corazón de este esplendor natural, un equipo pionero de silvicultores e investigadores de la Universidad Estatal de Oregón está aplicando tecnología de vanguardia para estudiar los bosques. Bogdan Strimbu, profesor asociado de Ingeniería Forestal, Recursos y Gestión, es uno de los primeros en adoptar la tecnología LiDAR en la investigación forestal.
Biometrista de profesión, el Prof. Strimbu investiga el inventario forestal y la modelización del crecimiento. LiDAR no fue exactamente amor a primera vista para él. Hicieron falta tiempo y paciencia, y obviamente mucha reflexión profunda, para apreciar la belleza de los datos LiDAR, que quizá no resulta tan evidente para otros. Pero, con el tiempo, la riqueza de los datos LiDAR se convirtió en una herramienta indispensable para el Prof. Strimbu, y ya no hubo vuelta atrás. El Prof. Strimbu recordó: "Empiezas a ver patrones cuando otras personas no los ven... Me fascinó la transición de la fotogrametría antigua a la nueva fotogrametría, y de la fotogrametría a la nube de puntos... Si la fotogrametría está haciendo tantas cosas geniales, ¿qué tal volver a sensores activos como LiDAR? Así fue como me enganché a LiDAR."
Brújulas, mapas, cinta forestal y ahora instantáneas en 3D
Hacer un inventario de bosques inmensos solía requerir mucha mano de obra. Equipos de silvicultores recorrían el terreno para medirlo todo manualmente. “El inventario forestal se hacía tradicionalmente yendo al terreno y recorriéndolo para medir diámetros y alturas”, explicó el Prof. Strimbu. Un equipo de dos personas solo podía cubrir una distancia y una superficie limitadas en un día, y dejaba mucho que desear.
LiDAR hace que este proceso sea mucho más rápido. Un solo operador puede cubrir significativamente más terreno en una fracción del tiempo. La capacidad de LiDAR para proporcionar un censo exhaustivo del bosque, capturando detalles de cada árbol, desde la copa más alta hasta los pequeños plantones, supone un cambio radical para la gestión forestal.
Las instantáneas en 3D describen mucho mejor el bosque que los datos unidimensionales obtenidos manualmente, con un único intervalo de confianza. "Es literalmente como una imagen en 3D de cómo es el bosque en un momento concreto", dijo el profesor. Esta riqueza de datos no solo ayuda en la toma de decisiones actual, sino que también sirve como un valioso recurso para futuras investigaciones y análisis.
Catalizando el progreso: el apoyo de FJD Trion transforma la investigación
Una vez que el Prof. Strimbu se convenció del valor de los datos LiDAR, la calidad y la accesibilidad de estos datos se convirtieron en su siguiente preocupación. Basándose en su experiencia con sensores de varios fabricantes, el Prof. Strimbu mantenía altos estándares en cuanto a calidad de los datos, fiabilidad del servicio y soporte continuo. Aunque cada marca de sensor ofrecía su propio conjunto de ventajas e inconvenientes, la capacidad de respuesta y la fiabilidad de los servicios de soporte surgieron como consideraciones primordiales.
"La ayuda que recibí de FJD Trion es extremadamente buena, y las respuestas suelen llegar en 24 horas", señaló el profesor. Para el profesor y su equipo es importante recibir información y apoyo que resuelvan problemas reales, y rápido. Esto significa que los investigadores pueden centrarse en extraer conclusiones de los datos y ahorrar horas, quizá días, en la captura y el análisis de datos. Aunque la capacidad de respuesta es esencial, el verdadero valor reside en soluciones aplicables. Al fin y al cabo, el equipo necesita orientación práctica que pueda ponerse en marcha, no solo respuestas rápidas. "(FJD Trion proporciona) soluciones útiles, no soluciones que [nos pidan] pagar otros 10.000 dólares, o ese tipo de respuestas que en realidad no son soluciones... Si todo fuera como FJD Trion, todo iría genial."
Dennis Chung, ingeniero de proyectos en FJD Trion, mostrando la nueva función forestal en FJD Trion Model al equipo de la OSU.
Más allá del haz: LiDAR en el umbral de la integración de información
A medida que LiDAR sigue madurando, se espera que proporcione conocimientos aún más completos sobre los ecosistemas forestales. El Prof. Strimbu ve que LiDAR está pasando de ser una tecnología independiente a convertirse en una fuente de datos crucial que compone big data.
Una mejora práctica para la aplicación de LiDAR en la investigación forestal es la combinación de datos aéreos y a nivel del suelo, sugiere el profesor. "Lo que veo que está ocurriendo es esta fusión de los dos descriptores del bosque, uno desde abajo y otro desde por encima del dosel... para estudiar un bosque y grandes superficies, creo que el siguiente paso es trabajar con LiDAR terrestre y hacer que el co-registro de las nubes de puntos sea fluido."
Más allá de la integración de datos, el Prof. Strimbu imagina LiDAR como la piedra angular del análisis de big data en silvicultura. "Otra dirección en la que creo que LiDAR podría avanzar es hacia los grandes datos, combinando múltiples fuentes de datos y fusionando LiDAR con otras fuentes de teledetección. Por ejemplo, diversos esquemas de color con los que se pueden colorear los puntos según varias frecuencias que no forman parte de la rutina normal de hoy."
Debido a su descripción exhaustiva del bosque, los datos LiDAR pueden servir de base para incorporar otras fuentes de teledetección, como las imágenes por satélite. Esta fusión de datos permitiría a los investigadores crear una imagen más completa de la salud y la composición del bosque. Imagine analizar no solo la estructura del dosel a partir de LiDAR, sino también superponer información sobre variaciones en la salud de las plantas o posibles infestaciones derivadas de imágenes por satélite, todo ello dentro de un único y potente conjunto de datos.
Como lo expresa elocuentemente el Prof. Strimbu: "LiDAR va a capturar el hoy para el futuro."
Más información sobre el escáner LiDAR FJD Trion P2 aquí.
Más información sobre el escáner LiDAR 3D FJD Trion S2 aquí.
Más información sobre el software de procesamiento de nubes de puntos FJD Trion Model aquí.
