Investigadores de las universidades de Málaga y Sevilla diseñan un sistema automático para la identificación de islas de calor en entornos urbanos, mediante imágenes por satélite y un modelo matemático que analiza temperatura y vegetación. Esta herramienta facilita la adaptación de las ciudades a la nueva realidad impuesta por el cambio climático.
Según un estudio de investigadores de la Escuela de Ingeniería de Edificación de la Universidad de Granada, más de la mitad de la población de Andalucía vive en puntos urbanos calientes, también conocidos como islas de calor, zonas donde las altas temperaturas son todavía más elevadas y empeoran la salud física y mental de las personas.
Ante la amenaza que supone el cambio climático y los veranos extremos resultantes del calentamiento global, surge la necesidad de identificar rápidamente estas zonas térmicas conflictivas y llevar a cabo medidas correctoras. Sin embargo, esta tarea implica una inversión de tiempo y dinero, que no siempre las administraciones están dispuestas a realizar.
Sistema automático para identificar islas de calor en ciudades
Un equipo de investigación de las universidades de Málaga y de Sevilla acaba de presentar URSUS_UHI, un sistema que identifica las islas de calor en los entornos urbanos en cuestión de segundos. Esta herramienta ha sido el resultado de aplicar un modelo matemático y un sistema de inteligencia artificial a la interpretación de imágenes de satélite obtenidas a través del Programa Landsat, del Plan Nacional de Teledetección.
Esta aplicación es tan sencilla de utilizar que cualquier persona que se la instale puede obtener una información muy precisa sobre los puntos de una ciudad que reúnen las características urbanas y de vegetación propios de las islas de calor. No obstante, la aplicación no viene a sustituir a la persona experta, sino más bien funciona como una herramienta de apoyo a su labor, explican los investigadores de la Universidad de Málaga, José del Campo Ávila y Francisco Rodríguez.
Qué información ofrece esta herramienta para identificar puntos calientes en entornos urbanos
Este sistema proporciona un mapa donde se indican las zonas más desfavorables desde el punto de vista térmico y de la vegetación presente. Realiza un cribado inicial, para que el experto humano actúe en los puntos que considere necesarios.
El sistema tiene un funcionamiento automático, en el momento en el que se le alimente con una imagen en el formato adecuado, genera un mapa en el que identifica las zonas desfavorables en un color rojo llamativo. Y está preparado para funcionar con cualquier ciudad del mundo de la que se dispongan información por satélite.
Qué datos aportan las imágenes de satélite
Las imágenes de Landsat utilizadas son mucho más avanzadas que las empleadas en aplicaciones de geolocalización para el móvil. Se trata de imágenes que con las transformaciones y cálculos adecuados, permiten conocer la temperatura y la presencia y estado de la vegetación.
A partir de estas imágenes de satélite avanzadas, la aplicación calcula la temperatura del suelo y el efecto generado por la vegetación de la zona, definido por el índice de vegetación. “Con esa información aporta un valor de temperatura y estado de vegetación para cada uno de los píxeles de la imagen, que abarcan una superficie de 30×30 metros”, afirma Francisco Rodríguez.
A continuación entra en juego el “sistema experto”, construido con algoritmos de agrupamiento propios de la inteligencia artificial. Realiza dos tareas. Una primera que consiste en calcular un indicador, mediante una fórmula matemática que transforma las variables de temperatura y zonas verdes, en un indicador del índice de desfavorecimiento de la zona.
Una vez terminado la obtención de los índices de temperatura y vegetación, se inicia la segunda parte, actúa el sistema de inteligencia artificial. El algoritmo empleado es un modelo no supervisado, en el que sus creadores no han tenido que identificar qué características corresponden a cada zona.
“Encuentra puntos que se parecen entre sí y los agrupa en función de afinidad y características similares, de manera que crea un mapa con esa información. Crea agrupaciones de zonas más desfavorables y zonas que necesitan menos intervención o que, directamente, no necesitan”, añade.
Cuál es la fiabilidad de los resultados de este sistema de identificación de islas de calor
La fiabilidad del sistema es bastante elevada, tal y como se ha observado en las pruebas realizadas en cerca de una veintena de ciudades españolas. Este sistema aplica un sistema de doble verificación, en la que se comparan los resultados sobre temperatura y vegetación obtenidos mediante la fórmula matemática, con el mapa creado mediante la inteligencia artificial. Solamente se marcan como zonas desfavorables las que aparecen como tal en ambas operaciones.
“La persona interesada solamente tiene que introducir la imagen por satélite y ver los resultados, que se generan de forma automática en un mapa, en el que se muestran las zonas que necesitan una intervención para corregir el efecto de isla de calor”, añade Francisco Rodríguez.
Qué novedades se añadirán a la aplicación para detectar puntos calientes
El equipo de investigación que ha diseñado este sistema tiene en mente varias implementaciones que acometerá próximamente, como dotarlo de la capacidad para procesar varias imágenes, de forma que ofrezca resultados de un periodo de tiempo. Y, lo más destacado, un sistema de recomendación para que el sistema proponga las mejoras a llevar a cabo en la zona, como la estructura de vegetación recomendable, la ubicación ideal, incluso una optimización desde el punto de vista económico, con el cálculo del coste de cada tipo de estructura vegetal.
La información facilitada por esta herramienta va a ser fundamental para la planificación de la habitabilidad de las ciudades y, especialmente, para su adaptación a las temperaturas extremas y olas de calor cada vez más frecuentes que trae el calentamiento global.
