Colima volcano
20 October 2016
As hundreds flee lava and ash spewed from Mexico’s Colima volcano, its continuing eruption is being tracked not only by ground instruments but also from space. Starting last month, Colima is one of 22 active volcanoes worldwide being monitored by satellites.
The latest observations by Europe’s Sentinels and the US Terra and Landsat satellites are being processed automatically for the rapid delivery of key parameters to geohazards researchers.
“Within the geohazards arena, this kind of systematic service is really something new,” explains Fabrizio Pacini of Terradue, which operates the new service through ESA’s online, cloud-based Geohazards Exploitation Platform, or GEP.
“Researchers already use Earth observation data, of course, but usually on an on-demand basis from a single sensor. We make use of a range of sensors to cover multiple sites on a continuing basis.”
The service is based on automated processing chains developed by GEP research partners, running on the GEP itself, then made available through it.
Massimo Musacchio, from Italy’s National Institute of Geophysics and Volcanology (INGV), explains, “We are contributing a surface-temperature mapping service. Using mainly optical data from multiple satellites, it reveals thermal anomalies around volcanoes.”
Colima from space
“Running our processing algorithm on the GEP saves valuable time – no manual browsing, downloading or processing is needed,” adds INGV’s Fabrizia Buongiorno. “Time series data can be speedily extracted from a single co-registered pixel, to highlight gradual trends within a narrow area.”
The second, mainly post-eruption service is vegetation vigour maps, to assess the health of plant life and agriculture around volcanoes. Developed by Noveltis (France), this service relies on the processing of optical images, including Sentinel-2 data.
The third is high-resolution change monitoring, developed by the DLR German Aerospace Center, based on 50 m-resolution time-series radar imagery from Sentinel-1.
“Radar images can be acquired at night and in cloudy conditions, offering a significant advantage for volcano monitoring,” says Virginie Pinel of France’s IRD Research Institute for Development.
“Variations between images can be used to map eruptive deposits such as lava and explosive deposits, without anyone needing to access the affected area. Knowing the extent of eruptive deposits is crucial for assessing a volcanic event and any follow-on landslide risk.”
Colima heat
Out of around 1500 potentially active land volcanoes, the 22 targets were selected through a combination of recent activity and scientific interest. They include some volcanoes that already have plentiful ground monitoring infrastructure – including Italy’s Vesuvius, designated a permanent Geohazards Supersite National Laboratory by the international Group on Earth Observations – as well as others in Latin America and Southeast Asia, sometimes with less ground data availability.
These trial services were set up in response to a 2015 ESA workshop on Satellite Earth Observation and Disaster Risk Reduction. More than 500 million people worldwide are estimated to live within the potential exposure range of a volcano.
The GEP is one of six Thematic Exploitation Platforms developed by ESA to serve data user communities. As a new element of the ground segment delivering satellite results to users, these cloud-based platforms provide an online environment to access information, processing tools, computing resources and tools for community collaboration. The aim is to enable the easy extraction of valuable knowledge from vast quantities of environmental data now being produced by Europe’s Copernicus programme and other Earth observation satellites.
VERSIÓN EN ESPAÑOL :
Como afirma Fabrizia Buongiorno, del INGV: “Al ejecutar nuestro algoritmo de procesamiento en la GEP, ahorramos tiempo muy valioso, ya que se elimina la necesidad de realizar búsquedas, descargar y procesar los datos manualmente. Además, es posible extraer rápidamente series cronológicas de datos a partir de un único píxel corregistrado para destacar tendencias graduales dentro de un área limitada”.
El segundo servicio, utilizado principalmente tras las erupciones, son los mapas de vigor vegetativo, que permiten evaluar la salud de la flora y los terrenos agrícolas alrededor de los volcanes. Desarrollado por Noveltis en Francia, este servicio se basa en el procesamiento de imágenes ópticas, incluyendo datos de Sentinel-2.
El tercero es la monitorización de cambios de alta resolución, desarrollado por el Centro Aeroespacial Alemán (DLR), que emplea series temporales de imágenes de radar con una resolución de 50 m procedentes de Sentinel-1.
“Las imágenes de radar pueden capturarse por la noche y aunque esté nublado, por lo que suponen una ventaja significativa para la vigilancia —explica Virginie Pinel, del Instituto de Investigación para el Desarrollo (IRD) francés—. Las variaciones entre imágenes pueden utilizarse para cartografiar depósitos eruptivos, como la lava, y depósitos explosivos, sin que nadie tenga que acceder físicamente al área afectada. Conocer el alcance de los depósitos eruptivos es crucial para evaluar un evento volcánico y los posibles riesgos de deslizamiento posteriores”.
De los aproximadamente 1.500 volcanes terrestres en activo, los 22 monitorizados fueron seleccionados debido a una combinación de actividad reciente e interés científico. Incluyen algunos volcanes que ya cuentan con una importante estructura de vigilancia en tierra, como el Vesubio en Italia, designado Supersitio con Riesgo Geológico y Laboratorio Nacional (GSNL) permanente por el Grupo de Observación de la Tierra (GEO), así como otros volcanes en Latinoamérica y el Sudeste Asiático, en ocasiones con una menor disponibilidad de datos terrestres.
Estos servicios de prueba se pusieron en marcha como respuesta al taller de la ESA celebrado en 2015 sobre Observación por Satélite de la Tierra y Reducción del Riesgo de Desastres. Se calcula que más de 500 millones de personas de todo el mundo viven en el radio de exposición potencial a un volcán.
ESAVERSIÓN EN ESPAÑOL :
Vigilancia por satélite de los volcanes más activos de la Tierra
Volcán de Colima
21 octubre 2016
Las grandes cantidades de lava y ceniza que el volcán de Colima, en México, emite durante su constante actividad se vigilan no solo mediante instrumentos terrestres, sino también desde el espacio. Desde hace un mes, este es uno de los 22 volcanes en activo de todo el mundo monitorizados por satélites.
Las últimas observaciones de los satélites europeos Sentinel y los satélites estadounidenses Terra y Landsat se procesan de forma automática para ofrecer rápidamente parámetros clave a los investigadores de riesgos geológicos.
“En el ámbito de las amenazas geológicas, este tipo de servicio sistemático es algo realmente nuevo —explica Fabrizio Pacini, de Terradue, que opera el nuevo servicio a través del sistema online en la nube de la ESA, la Plataforma de Explotación de Geoamenazas, o GEP—. Los investigadores ya utilizan datos de observación de la Tierra, por supuesto, pero normalmente lo hacen ‘bajo demanda’, empleando un único sensor. Nosotros usamos toda una serie de sensores para abarcar distintos lugares de forma constante”.
El servicio se basa en las cadenas de procesamiento automatizadas desarrolladas por los socios investigadores de la GEP, que se ejecutan en la propia plataforma y que se distribuyen a través de ella.
Massimo Musacchio, del Instituto Nacional de Geofísica y Vulcanología (INGV) italiano, añade: “Estamos colaborando en la elaboración de un mapa de temperaturas superficiales. Aprovechando sobre todo datos ópticos de múltiples satélites, nos muestra anomalías térmicas alrededor de los volcanes”.
Colima desde el espacio
Como afirma Fabrizia Buongiorno, del INGV: “Al ejecutar nuestro algoritmo de procesamiento en la GEP, ahorramos tiempo muy valioso, ya que se elimina la necesidad de realizar búsquedas, descargar y procesar los datos manualmente. Además, es posible extraer rápidamente series cronológicas de datos a partir de un único píxel corregistrado para destacar tendencias graduales dentro de un área limitada”.
El segundo servicio, utilizado principalmente tras las erupciones, son los mapas de vigor vegetativo, que permiten evaluar la salud de la flora y los terrenos agrícolas alrededor de los volcanes. Desarrollado por Noveltis en Francia, este servicio se basa en el procesamiento de imágenes ópticas, incluyendo datos de Sentinel-2.
El tercero es la monitorización de cambios de alta resolución, desarrollado por el Centro Aeroespacial Alemán (DLR), que emplea series temporales de imágenes de radar con una resolución de 50 m procedentes de Sentinel-1.
“Las imágenes de radar pueden capturarse por la noche y aunque esté nublado, por lo que suponen una ventaja significativa para la vigilancia —explica Virginie Pinel, del Instituto de Investigación para el Desarrollo (IRD) francés—. Las variaciones entre imágenes pueden utilizarse para cartografiar depósitos eruptivos, como la lava, y depósitos explosivos, sin que nadie tenga que acceder físicamente al área afectada. Conocer el alcance de los depósitos eruptivos es crucial para evaluar un evento volcánico y los posibles riesgos de deslizamiento posteriores”.
Calor en Colima
De los aproximadamente 1.500 volcanes terrestres en activo, los 22 monitorizados fueron seleccionados debido a una combinación de actividad reciente e interés científico. Incluyen algunos volcanes que ya cuentan con una importante estructura de vigilancia en tierra, como el Vesubio en Italia, designado Supersitio con Riesgo Geológico y Laboratorio Nacional (GSNL) permanente por el Grupo de Observación de la Tierra (GEO), así como otros volcanes en Latinoamérica y el Sudeste Asiático, en ocasiones con una menor disponibilidad de datos terrestres.
Estos servicios de prueba se pusieron en marcha como respuesta al taller de la ESA celebrado en 2015 sobre Observación por Satélite de la Tierra y Reducción del Riesgo de Desastres. Se calcula que más de 500 millones de personas de todo el mundo viven en el radio de exposición potencial a un volcán.
La GEP es una de las seis Plataformas de Explotación Temática desarrolladas por la ESA para suministrar datos a las comunidades de usuarios. Estas plataformas en la nube, que constituyen un nuevo elemento del segmento de tierra que proporciona resultados satelitales a los usuarios, ofrecen un entorno online para acceder a la información, las herramientas de procesamiento, los recursos informáticos y las herramientas para la colaboración en las comunidades. Su finalidad es facilitar la elaboración de información de calidad a partir de las enormes cantidades de datos medioambientales que genera el programa Copernicus y otros satélites de observación de la Tierra.
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Guillermo Gonzalo Sánchez Achutegui
ayabaca@gmail.com
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