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Revista Digital, Reducción del Riesgo de Desastres. Dirección General de Protección Civil y Emergencias
FotoCabecera. Ministerio del interior. Dirección General de Protección Civil y Emergencias
Nº 10  · Julio-diciembre 2018
Revista digital
Reducción del riesgo de desastres
    Comisión Técnica del Comité Español
de la Estrategia Internacional para la Reducción de Desastres
EL PROGRAMA COPERNICUS: LA UTILIZACIÓN DE LA IMÁGENES ESPACIALES EN LOS PROGRAMAS DE PROTECCIÓN CIVIL icono ver más volver 

Autor: Gregorio Pascual Santamaría1, Gema Yáñez Sánchez2 y Ángela Iglesias3. Dirección General de Protección Civil y Emergencias. España.

 

RESUMEN 

Se pretende facilitar información técnica que pueda servir para la obtención de imágenes y su aplicación en el ámbito de la prevención, preparación, actuación y recuperación en emergencias, dentro de los programas Copernicus, Charter, Unosat y UN-spider.

ANTECEDENTES

La política de la Unión Europea, que pretende conseguir independencia tecnológica respecto a Estados Unidos en el desarrollo de tecnologías espaciales, está desarrollando programas tendentes a conseguir productos de desarrollo propio que satisfagan sus necesidades.

En este entorno, a principios de esta década, en el ámbito de las emergencias comenzaron a desarrollarse programas con el fin de analizar problemáticas y proponer desarrollos para poder utilizar los datos obtenidos desde el espacio en las emergencias. Así se desarrollaron multitud de proyectos entre ellos los pre operativos SAFER y LINKER, en los que participó la Dirección General de Protección Civil y Emergencias (DGPCE) como entidad interesada, se participó en varios ejercicios y se propusieron actuaciones y mejoras a las propuestas de los organizadores. En principio se trataba de usar las imágenes que proporcionarían los satélites Sentinel en la gestión de emergencias.

Figura 1: proyectos que sirvieron para generar el sistema operacional Copernicus.

La DGPCE ha participado desde 2003 en diferentes proyectos de la órbita GMES/Copernicus: 

  • RISK-EOS (inundaciones e incendios forestales). 
  • PREVIEW (Prevention, information and early warning pre-operational services to support the management of risks). 
  • LINKER (Supporting the implementation of operational GMES services in Emergence Response).  
  • SAFER (Services and Applications For Emergency Response).
  • GIO EMS (GMES Initial Operations).
  • Copernicus Emergency Management Service - Mapping (EMS-Mapping) (full operational phase).

Estos proyectos alumbraron el nuevo plan: GIO EMS (Global Monitoring for Environment and Security) en él, como en los anteriores, los coordinadores eran la Unión Europea y la Agencia Europea del Espacio (ESA). Con la experiencia obtenida este proyecto tuvo ya vocación de ser operativo y las protecciones civiles de los países miembros, podrían activar el sistema y solicitar imágenes para usarlas tanto en las emergencias como en los análisis de riesgo.

DESARROLLO

Una vez operativos los programas que convergían en GMES, se volvió a cambiar de nombre asignándole el nuevo de COPERNICUS que en esencia consiste en el desarrollo de servicios para diferentes temas en los que las imágenes del espacio pueden resultar útiles. Estos servicios, sus funciones y las instituciones que en España lo coordinan son:

  • Vigilancia de la Atmosfera. Agencia Estatal de Meteorología (AEMET).
  • Control de la calidad del aire a escala europea. 
  • Control de la composición química de la atmósfera a escala mundial. 
  • Contribuye a la vigilancia del Cambio Climático y al suministro de Variables Climáticas Esenciales (ECV).
  • Observación del Territorio (Vigilancia terrestre). Instituto Geográfico Nacional (IGN).
  • Vigilancia de la Biodiversidad y los Ecosistemas. 
  • Apoyo a las medidas de adaptación al Cambio Climático y su mitigación. 
  • Gestión de recursos y políticas relacionadas con el entorno natural: suelo, agua, agricultura, bosques, energía y servicios públicos, áreas urbanizadas, instalaciones de ocio, infraestructuras y transportes.
  • Contribuir a la disponibilidad de los datos y productos derivados de la observación de la Tierra.
  • Gestión de emergencias. Dirección General de Protección Civil y Emergencias (DGPCE).
  • Mejorar la preparación, la respuesta y la recuperación ante los desastres de origen natural y humano.
  • Proporcionar información geoespacial en el ámbito de las respuestas a emergencias y las respuestas humanitarias.
  • Apoyar las medidas de adaptación al Cambio Climático que podría dar lugar a un aumento de las situaciones de emergencia.
  • Apoyar actividades de prevención, preparación, respuesta y recuperación en Europa.
  • Vigilancia del cambio climático. Oficina Española de Cambio Climático.
  • Apoyar las políticas de adaptación y mitigación de los efectos del Cambio Climático.
  • Contribuir al suministro de Variables Climáticas Esenciales (ECV),
  • Contribuir al análisis y proyecciones climáticas para la adaptación y mitigación de sus efectos.
  • Vigilancia del medio marino. Puertos Estado.
  • Ofrecer información sobre el estado de los ecosistemas físicos en los océanos y mares, tanto a nivel mundial como a nivel regional europeo.
  • Los ámbitos de aplicación incluyen la seguridad marítima, el medio marino y las regiones costeras, los recursos marinos, las previsiones meteorológicas estacionales y la vigilancia del clima.
  • Contribuir a la vigilancia del Medio Marino y el apoyo a la política de transportes. 
  • Seguridad. (Este servicio aún no ha concretado la institución que lo coordinará) 
  • Ayudar al control de las fronteras, la vigilancia marítima y el apoyo a las acciones exteriores de la Unión Europea.

La implementación de estos servicios está previsto se desarrolle siguiendo la agenda que puede verse en la figura 2.

Figura 2: agenda de implementación de servicios en el programa Copernicus.

Cada uno de estos servicios se organizó en España, siguiendo la estructura que para cada sector existía previamente. En emergencias se está utilizando para su organización y coordinación el Consejo Nacional de Protección Civil, desde el cual se tiene acceso a todas las organizaciones que trabajan en este ámbito. Se han presentado en ese foro las utilidades y protocolos para poder activarlo y disponer de los productos que ofrece, además se han realizado charlas y reuniones para dar a conocer el producto entre las instituciones potencialmente interesadas.

De forma general, además de los órganos de gobierno en los que participan la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Unión Europea con representantes de cada país, que en España lo coordina el Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial (CDETI), existe una asamblea de usuarios para todos los servicios, que coordinan el Instituto Geográfico Nacional (IGN) y la Dirección General de Medio Ambiente. Estos organismos asisten regularmente a las reuniones que se celebran en Bruselas, donde se deberían marcan las pautas a seguir en el desarrollo del proyecto, además son los responsables de organizar reuniones de usuarios con todos los servicios, donde se comentan y vigilan los desarrollos que se hacen en España, recogiendo y transmitiendo a los órganos de dirección las inquietudes de los usuarios.

Las críticas y sugerencias que se han realizado desde estos talleres por parte del servicio de emergencias, aunque no tenemos constancia de su influencia en el resultado futuro, no obstante muy lentamente y solo en algunos casos se obtienen resultados; así, por ejemplo, en muchas ocasiones hemos solicitado la imagen de la emergencia y se nos contestaba que no nos la podían proporcionar por problemas de copyright. Últimamente ESA está colgando de sus servidores las imágenes obtenidas con horas de diferencia respecto al tiempo de adquisición lo que permite a organismos especializados (IGN) proporcionar lo que veníamos solicitando desde el principio.

Además, en numerosas ocasiones hemos sugerido que no necesitamos dentro de los servicios ofrecidos desarrollos cartográficos, pues al menos en el caso de España, estos desarrollos están suficientemente cubiertos con los trabajos del IGN. No nos han hecho caso, aunque el eliminar este servicio facilitaría el trabajo, ya que esto aumenta exponencialmente el tamaño de los ficheros de una forma innecesaria y retrasa los resultados, probablemente el estandarizar los procedimientos obliga a dar a todos los mismos productos.

Por otra parte, se está realizando una cartografía europea desde cero y tanto la DGPCE como el IGN, como responsable de la observación del territorio en España, hemos requerido que la disponibilidad de datos a nivel europeo se realice a través de los datos nacionales ajustando el requerimiento de datos según la escala y que no se tengan cartografías europeas con características peores que las nacionales, ya que hemos apreciado ciertos errores tanto en topología como en topografía en los productos generados por Copernicus. Hasta ahora no se ha obtenido respuesta positiva.

Está claro que la política de acceso abierto y gratuito de los datos en los que se basa Copernicus es una fuente importante de negocio para las empresas, lo mismo que la generación de esos datos. Por ello da la impresión que lo que prima en los altos comités de dirección es la generación de negocio, aunque sea repitiendo trabajos de peor calidad, dejando en un segundo término la solución de los problemas de los usuarios.

EL SERVICIO DE GESTIÓN DE EMERGENCIAS 

Ha sido el primer servicio en estar operativo. Como resultado de todos los programas que se desarrollaron con anterioridad, el servicio está plenamente operativo desde 2012 y va incorporando cada día más productos (los últimos: imágenes obtenidas mediante vuelos no tripulados).

Sus características más importantes:

  • Ofrece información geoespacial de apoyo en todas las fases de la gestión de emergencias (prevención, preparación, reducción del riesgo de desastres, intervención y recuperación).
  • Sólo puede ser activado por usuarios autorizados (AU/NFP). 
  • El servicio se basa en la adquisición, procesamiento y análisis de las imágenes de satélite y de otras fuentes de datos vectoriales y raster.

Productos generados

1. Rapid Mapping service: suministro de la información en pocas horas-días. El servicio está operativo de forma permanente 24h/365 días

  • Reference maps: Proporcionan información del territorio antes del evento. Existe el límite de 9 horas, una vez adquirida la imagen, para proporcionar esta información.
  • Delination maps: Derivan de las imágenes satélites posteriores al desastre y proporcionan una evaluación de la extensión del suceso y de su evolución (zona inundada, perímetro del incendio, etc.). Con un límite máximo de 12 horas desde la adquisición de la imagen. 
  • Grading maps: Derivan de las imágenes satélite posteriores al evento y proporcionan datos de la extensión, magnitud o grado de daños en la población, redes de transporte, industria y los servicios públicos, etc. Con un límite máximo de 12 horas desde la adquisición de la imagen.
2. Risk and Recovery Mapping service: suministro de información en semanas-meses, no relacionada con la inmediata emergencia. El formato de solicitud es más libre. Este servicio está operativo solo en horario laboral.
  • Reference maps: Proporcionan información del territorio.
  • Pre-disaster situation maps: información temática de ayuda a la planificación y a la reducción de riesgos. Disponible en un máximo de 8 semanas.
  • Post-disaster situation maps: información relevante y actualizada para la planificación y seguimiento de la reconstrucción. Disponible en un máximo de 8 semanas.

ACTIVACIÓN DEL SERVICIO DE GESTIÓN DE EMERGENCIAS

El servicio de activación del programa Copernicus para emergencias se realiza siguiendo el esquema de la figura 3.

Figura 3: activación del servicio Copernicus.

Solo los Usuarios autorizados pueden activar el servicio mediante sendos formularios (uno para el modo respuesta rápida y otro distinto para el modo análisis de riesgo). Una vez analizada la solicitud y obtenidas las confirmaciones necesarias, se inician los trabajos que, en el caso de Rapid mapping, darán resultados hasta 24 horas después de obtenidas imágenes válidas y, en el caso de análisis de riesgo, el sistema dispone de dos meses para generar los informes necesarios.

ELEMENTOS USADOS PARA LA GENERACIÓN DE MAPAS

Aunque en principio todas las misiones de observación de la tierra de la distintas agencias son susceptibles de ser utilizadas en el programa, los productos más usados son los correspondientes a las misiones Sentinel de la European Space Agency (ESA), pues son satélites de observación de la Tierra que tramita y coordina la ESA con una agenda de implantación que se describe en la figura 4.

Características de los satélites Sentinel en sus distintas fases.

Figura 4: agenda de la operatividad del programa Sentinel.

Sentinel-1

  • mágenes de radar.
  • Condiciones meteorológicas, de día y de noche. 
  • Apoyo a los Servicios terrestres y oceánicos. 
  • Lanzamiento Sentinel 1A en abril 2014, Sentinel 1B en 2015.
  • Tiempo de revisita 1-3 días y resolución del suelo 5 x 20 m.
  • Entrega de datos dentro de una hora de la adquisición. 
Sentinel-2 
  • Imágenes ópticas de alta resolución. 
  • Imágenes de vegetación, suelo, cubierta de agua, vías de navegación interior y de las zonas costeras. 
  • Apoyo a los Servicios terrestres y de emergencia.
  • Tiempo de revisita de 5 días en el ecuador y 2-3 días en latitudes medias. 
  • Lanzamiento primer satélite en 2015.
Sentinel-3 
  • Imágenes ópticas, de radar y altimetría de alta precisión. 
  • Apoyo a los servicios marítimos y terrestres. 
  • Topografía de la superficie del mar, temperatura de la superficie terrestre y marina, calidad del agua, cubierta forestal.
  • Lanzamiento del primer satélite en 2015.
  • Tiempo de revisita menor de 2 días. 
Sentinel-4 y Sentinel-5 
  • Espectro ultravioleta-visible, infrarrojo cercano e infrarrojo térmico.
  • Apoyo al Servicio atmósfera de Copernicus.
  • Vigilancia del clima y de la composición de la atmósfera: control de la calidad del aire, el ozono estratosférico y la radiación solar.
  • Lanzamiento previsto en 2020 y en 2015 el precursor del Sentinel-5. 
  • Operados por EUMETSAT.
Sentinel-6
  • Datos de altimetría de alta precisión de la superficie marina.
  • Lanzamiento previsto en 2020.
El mayor número de desarrollos para cartografía de emergencias se ha realizado para el riesgo de incendios forestales, con multitud de programas de investigación entre ellos el RISK-EOS, basados fundamentalmente en el análisis y adquisición de imágenes ópticas. Desde que estuvieron disponibles las imágenes radar, las aplicaciones de análisis de zonas inundadas fueron mucho más eficaces y el desarrollo de productos que mostraban las manchas de inundación una realidad, proporcionando una información de calidad para la gestión de la emergencia.

ACTIVACIONES REALIZADAS EN ESPAÑA

En España, el usuario autorizado para realizar las activaciones es la Dirección General de Protección Civil y Emergencias, quien, además de promover a través del Consejo Nacional de Protección Civil la utilización de este servicio, viene informando en múltiples foros de las posibilidades que ofrece Copernicus. En particular en el año 2014, en colaboración con la Fundación Aragonesa para el desarrollo de la Observación de la Tierra (FADOT) se redactó un protocolo interno para la activación por parte de usuarios finales ya que se muestra, con gran detalle, las acciones a realizar para su activación. Este protocolo está sirviendo de modelo para formalizar las acciones de otros usuarios finales. El índice del protocolo se incluye en la figura 5. 

Figura 5: Índice del protocolo desarrollado en colaboración con FADOT4/PC Aragón y la Dirección General de Protección Civil y Emergencias

Activaciones realizadas

Un resumen de las activaciones que hemos realizado desde que se inició el Programa GMES/Copernicus, tanto en la fase preoperativa como operativa (abril 2012), hasta la fecha, se presenta en las tablas 1 y 2. Si se desea obtener más información consultar en:

http://emergency.copernicus.eu/mapping/list-of-activations-rapid, para Rapid mapping, y en 

http://emergency.copernicus.eu/mapping/list-of-activations-risk-and-recovery, para Risk and Recovery.

Filtrando en estas páginas por países se obtiene las activaciones registradas y que se han promovido desde España.

Tabla 1: Activaciones realizadas desde la DGPCE por tipo de Riesgo.
Tabla 2: Activaciones realizadas desde la DGPCE por años.

En general, los tiempos de respuesta y los productos han ido mejorando, según los usuarios y los proveedores hemos ido desarrollando experiencia en el tema.

En las activaciones por terremotos y volcanes la utilidad de los productos fue muy baja, aunque en volcanes (para la erupción en la Isla del Hierro) el Centro Volcanológico Italiano nos proporcionó datos a través de Copernicus, su utilidad para los vulcanólogos no fue muy grande debido a la ubicación de la erupción. En cuanto al terremoto de Lorca, debido a que en la época el cielo estaba cubierto, la disponibilidad de imágenes fue muy tardía y los primeros resultados se obtuvieron después de tener los datos de daños obtenidos sobre el terreno por técnicos especializados. Lo mismo pasó con el terremoto de Melilla que no se contabiliza en las estadísticas pues se desactivó el procedimiento dada la imposibilidad de obtener imágenes válidas en tiempos eficaces.

A partir de la entrada en servicio de los Sentinel 1 la utilidad de cara a las inundaciones fue mucho mayor, ya que por lo general las inundaciones se producen con cielos cubiertos gracias al radar ha dejado de ser un inconveniente. Así, en las inundaciones del Ebro de febrero de 2015, se obtuvieron mapas de mancha de inundación muy útiles.

La mayor experiencia y el mayor número de activaciones se tienen con los incendios forestales. En este riesgo, se ha venido mejorando mucho con los años y, si bien aún no representa una herramienta de utilidad para los servicios de extinción (pues el tiempo de recepción de las imágenes suele superar al de control del incendio); los productos de Grading (mostrando el grado de afección de la superficie quemada) así como un perímetro del incendio muy ajustado a la realidad, son de gran ayuda para las tareas de evaluación de daños y de planificación de restauración de la zona quemada.

En el verano de 2016 se hicieron intentos con el IGN para la obtención de imágenes directamente de los repositorios de ESA y usarlas en los análisis de la emergencia. En general, las activaciones en el caso de incendios forestales dan muy buenos resultados.

FORMATOS DE LA INFORMACIÓN PROPORCIONADA POR COPERNICUS

Copernicus proporciona la información por dos vías:

  • Mediante un servidor ftp (la dirección ftp, usuario y clave, se proporcionan al usuario autorizado con cada activación) desde donde se pueden obtener los ficheros cartográficos generados con algo de antelación respecto al público en general. La multitud de formatos (raster y vector), escalas y precisiones cubren de sobra las posibles necesidades de los diferentes usuarios, quizás fuera conveniente reducir la información disponible para clarificar y hacer más eficaces la disponibilidad de la información.
Desde la Dirección General, hemos solicitado que, siguiendo la filosofía de Inspire, se generen servidores de mapas WMS, (Web Maps Server) que permitan invocar desde el SIG de cada usuario a la cartografía generada por el proyecto. Siempre se nos ha comentado que en la próxima versión estará disponible.

Algunos ejemplos de cartografías disponibles en el programa sobre emergencias en España: 

Mapas de valoración de daños del incendio que se inició el 24 de junio 2017 en Moguer (Huelva). Rapid Mapping
http://emergency.copernicus.eu/mapping/list-of-components/EMSR209 
 
Mapa de valoración de daños del incendio que se inició el 3 de agosto 2016 en la isla de la Palma. Rapid Mapping
http://emergency.copernicus.eu/mapping/list-of-components/EMSR173
Mapa de delineación de la inundación del río Ebro el 27 febrero 2015. Rapid Mapping
http://emergency.copernicus.eu/mapping/list-of-components/EMSR120
 
Mapa de la nube tóxica producida por el accidente industrial del 12 de febrero de 2015 en Igualada (Barcelona). Risk and Recovery Mapping.
http://emergency.copernicus.eu/mapping/list-of-components/EMSN026
Mapas post desastre de medidas de mitigación y riesgo de erosión tras el incendio forestal que permaneció activo entre el 7 y el 20 de julio de 2015 en el municipio de Montán (Castellón). Risk and Recovery Mapping.
http://emergency.copernicus.eu/mapping/list-of-components/EMSN029 
 

OTROS PROGRAMAS DE OBTENCIÓN DE IMÁGENES PARA EMERGENCIAS

Charter – Carta Internacional sobre el Espacio y las Grandes Catástrofes:

• Vigente desde el 1 de noviembre de 2000, en el que un acuerdo entre las agencias más importantes del espacio, tramitó la generación de productos para emergencias.

• La Carta Internacional: Espacio y Grandes Desastres es una cooperación voluntaria a escala mundial entre agencias espaciales, a través de la cual se hacen accesibles productos e información obtenidos mediante satélites para contribuir a la respuesta en caso de desastres.

• Objetivo: proporcionar, a través de Usuarios Autorizados, un sistema unificado de adquisición y entrega de datos espaciales, dedicado a los afectados por catástrofes naturales o tecnológicas. 

• Cada agencia miembro ha comprometido recursos para apoyar las disposiciones de la Carta y, así, ayudar a mitigar los efectos generados por las catástrofes sobre la vida de las personas y los bienes. 

• La Carta Internacional sobre el Espacio y las Grandes Catástrofes se elaboró tras la Conferencia UNISPACE III (Austria 1999), por la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Agencia Espacial Francesa (CNES). La Agencia Espacial Canadiense (ASC) la firmó en el 2000 y posteriormente se fueron incorporando todas las demás en el momento actual incluye: ESA, CNES, CSA, ISRO, NOAA, CONAE, JAXA, USGSDMCii, CNSA, DLR, KARI, INPE, EUMETSAT y ROSCOSMOS.

UNOOSA/ONU-SPIDER

Aunque no es una agencia que provee de productos si es una agencia de las Naciones Unidas con capacidad de activar protocolos y difundir los productos generados.

En la página web: http://www.un-spider.org/ se dispone de mayor información. Además edita una revista: http://www.un-spider.org/es/noticias-y-eventos/boletin donde se puede encontrar todo tipo de información sobre el tema.

La DGPCE es punto focal para este organismo en el tema de imágenes de satélite.

UNITAR/UNOSAT

https://unitar.org/unosat/fr/maps

UNOSAT es un programa operacional especializado en la investigación aplicada para aportar soluciones satelitales, englobando la observación de la tierra, las telecomunicaciones, la geolocalización y la navegación para responder a los retos a los cuales debe enfrentar la comunidad internacional. UNOSAT suministra soluciones satelitales e información geográfica a organizaciones internacionales y a los países miembros de las Naciones Unidas con el fin de ayudarles a combatir la pobreza, reducir su vulnerabilidad a los riesgos naturales y a responder a las crisis humanitarias. Se trata por tanto de un servicio urgente de cartografía humanitaria disponible las 24 horas del día, así como de otros servicios de análisis de imágenes satelitales para la evaluación de los daños después de las catástrofes y los conflictos y para la planificación estratégica del territorio.

 


1 Jefe de Área de Riesgos Naturales (gpascual@procivil.mir.es).

2 Técnico de Protección Civil (gyanez@procivil.mir.es).

3 Técnico de Protección Civil (aiglesias@procivil.mir.es).

4 Desgraciadamente FADOT ha desaparecido por los recortes presupuestarios generados por la crisis. 

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