Repte 5 – Pèrdua de biodiversitat

Repte 5 – Pèrdua de biodiversitat2022-05-23T09:16:46+00:00

Pèrdua de biodiversitat

La visita de persones als espais naturals protegits pot comportar la pèrdua de biodiversitat en diferents graus d’afectació. Per tant, és important conèixer el nivell de resiliència d’aquestes zones per saber si s’adapten favorablement, o no, a aquestes pressions o dinàmiques de canvi i valorar la seva la capacitat per fer-los front.

Per aquest motiu el repte pretén abordar com la presència i freqüentació dels humans altera els espais naturals protegits, tant terrestres (Plana de l’Empordà, Baix Gaià, Delta de l’Ebre) com marins (Parc Natural de Cap de Creus), els quals els considera que tenen un alt valor ecosistèmic. Així, per valorar la freqüentació a aquests espais es parteix inicialment d’una aproximació de:

  • Desenvolupament d’una estructura territorial d’observació de la freqüentació a partir de diferents eines d’intel·ligència artificial

  • Estudi de les dinàmiques territorials per analitzar les pressions, a causa de la freqüentació

  • Anàlisi dels factors de vulnerabilitat de l’impacte antropogènic en el ecosistema

Aquesta aproximació esmentada es durà a terme en diferents ecosistemes que es troben sotmesos a diverses pressions dins dels espais naturals escollits pel seu estudi. Mitjançant un anàlisi es pretén conèixer la capacitat de resiliència, o adaptació, que tenen els ecosistemes dins dels espais naturals estudiar davant d’un agent pertorbador, en aquest cas, la freqüentació humana.

Objectiu

L’objectiu del repte és desenvolupar una eina multiescalar per a tal d’assolir una gestió predictiva del territori. Aquesta eina multiescalar genera mapes dinàmics, formats a partir de diferents mapes estàtics, que mostren dades de diverses formes per a un rang d’escales, la qual cosa garanteix una continuïtat visual.

A més, aquesta eina inclourà altres eines que permetran dur a terme un diagnòstic de l’estat del territori. A partir d’aquest diagnòstic preliminar, es pretén establir quin és el nivell de vulnerabilitat del territori atès els factors externs que poden alterar l’equilibri de l’ecosistema natural com  ara: factors biofísics i socials, disruptius o graduals; per tal de tenir una capacitat de prognosi.

La finalitat última d’aquest anàlisi és preveure accions correctives que ajuden a mitigar el risc sistemàtic per la pèrdua dels serveis ecosistèmics, és a dir, la pèrdua sistemàtica de serveis, béns i processos naturals dels mateixos ecosistemes que els éssers humans utilitzem en el nostre benefici, la qual cosa pot comportar una disminució de la biodiversitat.

Tot plegat servirà per fer una gestió predictiva i integral dels ecosistemes actuals, incloent la seva biodiversitat, per aconseguir una restauració mediambiental que estigui suportada per noves tecnologies.

Metodologia

Atès que les zones d’estudi poden tenir una gran extensió, a més de diferents entrades o sortides, en primer lloc s’hauran de delimitar zones per establir les relacions que es donen entre elles i així conèixer la freqüentació de cadascuna.

Per saber el nivell de freqüentació de persones s’utilitzen dos tipus d’algorismes (operacions que es donen de forma ordenada i finita, que permet trobar la solució d’un problema) d’intel·ligència artificial:

  • Detector – Localitza, en un fotograma, els objectes d’interès (persones) i defineix per a cadascun una «caixa» que delimita el seu espai

  • Algorisme de seguiment – Relaciona un objecte (persona) dins d’aquesta «caixa» entre els diferents fotogrames. Així es pot conèixer el seu moviment en l’àrea que cobreix el plànol de la càmera

Aquest recompte de la freqüentació es realitza mitjançant càmeres col·locades a diferents punts de les zones establertes dins de l’espai d’estudi. Aquestes càmeres, a més, es troben associades a diferents computadors.

Single Shot Detector

Model que es fa servir com a detector. Aquest model ofereix una gran fiabilitat i conta amb una precisió adequada per aquesta finalitat. Els fotogrames passen inicialment pel backbone i surten d’ell les característiques més rellevants de manera que, les capes posteriors del detector estableix les localitzacions dels objectes. En aquest repte s’usa el backbone MobileNet v2, utilitzat normalment per a executar-ne tasques sobre dispositius mòbils.

Deep Simple Online Realtime Tracking

Model que s’utilitza per l’algoritme de seguiment. Un cop es tenen localitzats, amb el seu posterior seguiment, es pot saber per on s’ha mogut l’objecte que es troba sota observació. Aprofitant aquests resultats es defineix una sèrie de segments virtuals, o comptadors, sobre les entrades i sortides per a conèixer quins objectes l’han creuat i en quin sentit.

Per tant, el sistema de freqüentació està format per la suma del computador on edge i la plataforma PIKSEL. Aquesta computació on edge (tipus de computació que emmagatzema dades de l’ubicació) envia els resultats de la freqüentació per unitat de temps, establerta en 5 minuts. En aquest rang de temps es recullen i s’envien els resultats a la plataforma PIKSEL.

El nostre equip

L’equip de PIKSEL es conforma pel binomi entre el CIMNE i la Generalitat de Catalunya.

Pedro Arnau

Doctor en Oceanografia física

Coordinador del Repte – CIMNE

Pau Sainz de la Maza Marsal

Departament Acció Climàtica, Alimentació i Agenda Rural

Coordinador del Repte –  Generalitat de Catalunya

Pilar Casanovas

Departament Acció Climàtica, Alimentació i Agenda Rural

Coordinadora del Repte – Generalitat de Catalunya

Alberto Burgos

Enginyer de recerca

CIMNE

Sergi Macián

Enginyer de recerca

CIMNE

Ferran Arrufat

Enginyer de recerca

CIMNE

Jordi Jiménez

Enginyer informàtic

CIMNE

Oluwakemi Akinwehinmi

PHD Student

CIMNE

Elisabet Roca

Enginyeria Civil i Ambiental

LESEC-UPC

Josep Mercadé

Enginyeria Civil i Ambiental

LESEC-UPC

Miriam Villares

Enginyeria Civil i Ambiental

LESEC-UPC

Eugenio Oñate

Enginyer de Camins, Canals i Ports

OKTICS

Lluís Brotons

Doctor en ciències biològiques

CREAF

Magda Pla

Tècnica

CREAF

Joan Pino

Doctor en Biologia

CREAF

Xavier Abril

Tècnic

Parc Natural del Delta de l’Ebre

Nati Franch

Tècnica

Parc Natural del Delta de l’Ebre

Sergi Romero

Director

Parc Natural dels Aiguamolls de l’Empordà

Josep Espigulé

Tècnic educació ambiental

Parc Natural Aiguamolls de l’Empordà

Glòria Rosas

Biòloga

Parc Natural dels Aiguamolls de l’Empordà

Ponç Feliu

Director

Parc Natural de Cap de Creus

 

Nati Franch

Tècnic

Parc Natural Cap de Creus

Últimes publicacions

“PIKSEL és…”

PEDRO ARNAU, COORDINADOR DEL REPTE 5 - CIMNE

Repte 0

Avaluar les pèrdues probables davant riscos provocats per processos com sismes o inundacions

Sismes Inundacions
Edifici ciutat

Repte 1

Donar resposta a la problemàtica demogràfica que afecta a diferents punts del territori

Ocupació territorial
Imatge 2D del litoral a la ciutat

Repte 2

Predir l’evolució dels sediments al litoral per efecte del canvi climàtic i l’explotació del territori

Evolució del litoral
ozó troposféric

Repte 3

Predir els nivells d’ozó troposfèric utilitzant models computacionals d’anàlisi de dades basats en machine learning

Ozó troposfèric
Imatge d'una fàbrica

Repte 4

Mesurar la qualitat de l’aire posant el focus en el contaminant NO2, gas que s’emet en certs processos de combustió

Qualitat de l’aire

Participa

PIKSEL és un projecte multidisciplinar on ciutadania, administracions, comunitat científica i empreses s’uneixen per construir un futur a Catalunya.

Contacte