Flujo óptico para la estimación de la velocidad superficial de cuerpos glaciares cubiertos

Abstract

Chile Central enfrenta una Megasequía, con un déficit de precipitaciones de entre el 25 y el 45\%, y un aumento de 0,5 a 1°C en la temperatura media. Esta situación ha causado estrés en los sistemas acuáticos debido al crecimiento demográfico y económico. En este contexto, la cuantificación de las reservas de agua de alta montaña se ha vuelto un tema de interés nacional. Estudios recientes ya advierten sobre la disminución en la extensión de los glaciares descubiertos, lo que ha impulsado la caracterización y monitoreo de crioformas más resilientes al cambio climático, como los glaciares de roca y los cubiertos de detritos.

Los estudios cinemáticos de estos cuerpos en Chile son limitados y tienden a utilizar metodologías como medidas in situ, que ofrecen resultados precisos, pero su adquisición implica desafíos logísticos y costos elevados, y técnicas de correlación de imágenes, que requieren un proceso riguroso de selección y es computacionalmente costosa e ineficiente.

Para abordar estas limitaciones, se propone una metodología de percepción remota basada en el Flujo Óptico (FO) TV-L1 para cuantificar velocidades superficiales de glaciares cubiertos y rocosos, utilizando bandas espectrales de Sentinel-2. El FO tiene la capacidad de rastrear el movimiento en secuencias de imágenes, asumiendo un brillo constante y pequeños desplazamientos. Las estimaciones obtenidas se validan con datos de terreno y luego se utilizan para analizar el movimiento de glaciares en los Andes Centrales.

Los resultados muestran velocidades horizontales variables que van desde los 2 a los 10 m/año, con los glaciares cubiertos presentando velocidades más altas y una mayor variabilidad en comparación con los glaciares rocosos. Factores topográficos como la pendiente, orientación de ladera y el área influyen en las velocidades superficiales, mientras que la altura no muestra una correlación significativa.

Aunque el estudio identifica limitaciones que afectan en la precisión de las estimaciones, como la dependencia de la disponibilidad y resolución de imágenes satelitales, se proponen diversas direcciones para futuras investigaciones. Estas incluyen la incorporación de más bandas espectrales, la exploración de técnicas de validación adicionales y la aplicación del algoritmo en conjunto con otras fuentes de datos.

La aplicación del esquema de cálculo de FO a imágenes satelitales ópticas marca un hito en el campo de la percepción remota. Esta metodología innovadora ofrece nuevas perspectivas para monitorear y comprender la dinámica glaciar en respuesta al cambio climático, y tiene el potencial de abrir nuevas oportunidades en la monitorización y gestión de recursos hídricos y ambientales a nivel mundial.