Modelo de desagregación espacial para el monitoreo de residuos antropogénicos marinos utilizando imágenes satelitales.

Abstract

Los Residuos Antropogénicos Marinos (RAM) son objetos artificiales que se encuentran depositados y/o varados en el ambiente marino y costero, provocando constantes daños en los ecosistemas y su fauna marina. Recientemente, los métodos in situ de identificación de RAM han sido complementados mediante estudios de teledetección, los cuales tienen un alto costo económico, debido a la necesidad de imágenes de alta resolución espacial para su identificación. En la presente memoria, se desarrolló un modelo de desagregación espacial de imágenes satelitales para la obtención de existencia de RAM en las playas Mallil y Punta Apabón del Archipiélago de Chiloé, Región de los Lagos. La configuración del modelo se llevó a cabo para las imágenes satelitales de Sentinel-2, las cuales cuentan con una resolución espacial y temporal de 10 m y 5 días respectivamente. Asimismo, las herramientas dispuestas por el proyecto PRED-RES (librería espectral de RAM y mapas de clasificación de playas) permitieron la configuración, y posterior calibración y validación del modelo. Los resultados muestran que los mapas de existencia de RAM evaluados en la calibración del modelo tienen una precisión global mayor al 85%, y una valoración “Sustancial” según el índice kappa al considerar sólo las presencias “Alta” y “Media” de existencia de RAM. Por su parte, en la validación del modelo, la evaluación temporal percibe la limpieza de RAM llevada a cabo en Mallil, mientras que, en el mapa de existencia del año 2018 de Punta Apabón, la “Baja” existencia de RAM toma importancia para la exactitud de éste. Este trabajo presenta una oportunidad para el monitoreo de RAM en las playas. Para ello, se debe contar con una cartografía previa de éstas, de manera que se pueda evaluar continuamente la existencia de RAM, permitiendo obtener mapas de existencia de RAM según la disponibilidad de imágenes de Sentinel-2. La resolución temporal de las imágenes de Sentinel-2, y su adquisición gratuita, puede permitir que un monitoreo de RAM, en base al modelo propuesto, sirva como información base para la ejecución de planes y proyectos relacionados a la prevención y descontaminación de RAM en las playas.

Marine Anthropogenic Debris (AMD) are artificial objects that are deposited and/or stranded in the marine and coastal environment, causing constant damage to ecosystems and marine fauna. Recently, in situ methods of identification of AMD have been complemented through remote sensing studies, which have a high economic cost due the need for high spatial resolution images for identification. In this document, a model of spatial disaggregation of satellite images was developed to obtain the existence of RAM in the beaches Mallil and Punta Apabón of the Archipelago of Chiloe Los Lagos Region. The model configuration was carried out for Sentinel-2 images, which has a spatial and temporal resolution of 10 m and 5 days respectively. Likewise, the tools provided by the PRED-RES project (AMD spectral library and beach classification maps) allowed the configuration, subsequent calibration and validation of the model. The results show that maps of AMD existence evaluated in the calibration has an overall accuracy greater than 85%, and valuation "Substantial" according to the kappa index by considering only "High" and "Medium" presences of existing AMD. On the other side, in the validation of the model, the temporary evaluation perceives the cleaning of AMD carried out in Mallil, while, in the Punta Apabón existence map of 2018 year, the "Low" existence of AMD takes importance for its accuracy. This work presents an opportunity for AMD monitoring on beaches. To do this, it is necessary to have a previous cartography of these, in this way the presence of AMD can be continuously assessed, allowing to obtain existence maps of AMD according to the availability of Sentinel-2 images. The temporary resolution of Sentinel -2 images and their free acquisition, can allow AMD monitoring, based on the proposed model to serve as baseline information for the execution of plans and projects related to the RAM prevention and decontamination of beaches. Key words: Marine Anthropogenic Debris (AMD), Remote sensing, Sentinel-2, Chil