Pèrdua de biodiversitat
A Catalunya hi ha una vintena de parcs naturals, en els quals es vetlla per una bona qualitat dels ecosistemes. Els impactes que els afecten, possiblement antropogènics, poden reduir aquesta qualitat.
Aquests impactes poden ser provocats, en part, per la freqüentació humana. Actualment, les persones visiten els diferents parcs per conèixer les espècies que hi habiten, per entrar en contacte amb la natura o, simplement, per desconnectar de l’estrès de la ciutat o de la vida quotidiana.
Però la visita dels parcs pot donar a peu a massificació; i, d’altra banda, de vegades els visitants potser no tenen prou cura de la natura.
Això pot comportar l’estrès de les espècies, que pot derivar en la seva pèrdua gradual.
A hores d’ara no es té cap dada sobre la freqüentació dels diferents parcs naturals catalans, ni sobre els usos més habituals que tothom hi dona. Així doncs, tampoc no es té cap dada sobre l’eventual fluctuació de la freqüentació en funció del dia de la setmana, les estacions o l’època de l’any.
Per aquest motiu s’han escollit com a pilots alguns parcs naturals, tant de terrestres (Aiguamolls de l’Empordà, Delta de l’Ebre) com de marins (Cap de Creus),als quals se sol atribuir un alt valor ecosistèmic.
Per valorar la freqüentació d’aquests espais es parteix d’una aproximació que consisteix en els passos següents:
Col·locació al territori de dispositius que mitjançant edge computing i tècniques de visió per ordinador fan ús de models d’intel·ligència artificial per tal de quantificar, amb continuïtat, els visitants dels espais naturals.
Disseny de models que permeten elaborar resultats d’impacte.
Estudi de les dinàmiques territorials que indueixen la freqüentació; és a dir, anàlisi de la distribució de poblament, les infraestructures i altres factors que influeixen en la freqüentació potencial dels espais naturals.
Anàlisi dels factors de vulnerabilitat de l’ecosistema enfront l’impacte antropogènic.
Mitjançant diverses anàlisis es pretén determinar la capacitat de resiliència, o d’adaptació, que tenen els ecosistemes dins aquests espais naturals davant un agent pertorbador com ara la freqüentació humana.
Objectiu
Amb aquest repte es pretén obtenir dades de freqüentació dels diferents parcs naturals, tant terrestres com marins, durant tots els dies de l’any. Aquestes dades seran enregistrades per càmeres situades a diferents llocs dels parcs, incloent-hi les entrades i les sortides. Les càmeres reconeixeran certs objectes com a persones, i les aniran comptant i enregistrant a fi de saber en cada moment el nombre de visitants de l’indret.
En aquests moments s’intenta:
Conèixer quins són els parcs més impactats, o si mes no més freqüentats i rellevants pel que fa al nombre de visitants.
Estudiar una eventual relació entre la freqüentació i la pèrdua gradual de biodiversitat en aquests entorns
Controlar l’abundància de la dita biodiversitat, per a la qual cosa s’identificaran espècies clau, o bioindicadores, i s’observarà si la presència humana les afecta negativament.
Per tant, en aquest repte es pretén desenvolupar una eina multiescalar que permeti assolir una gestió predictiva del territori. Aquesta eina multiescalar generarà mapes dinàmics, elaborats a partir de diferents mapes estàtics i que mostraran les dades de diverses maneres per a tot un rang d’escales, a fi de garantir una continuïtat visual.
Aquesta eina n’incorporarà d’altres que permetran dur a terme un diagnòstic preliminar de l’estat del territori, a partir del qual s’intentarà determinar el seu nivell de vulnerabilitat enfront factors externs que poden alterar l’equilibri del seu ecosistema natural: factors biofísics i socials, disruptius o graduals. A partir de la diagnosi es procurarà assolir una certa capacitat de prognosi.
Com s’ha apuntat, el repte se centra en l’estudi de la freqüentació humana, de manera que es pugui gestionar millor, per tal d’incrementar la resiliència del territori i evitar la possible pèrdua de biodiversitat derivada d’aquest factor de canvi.
La finalitat d’aquesta anàlisi és saber si realment l’activitat humana afecta la biodiversitat i en comporta una disminució; i, en cas afirmatiu, aplicar accions correctives que ajudin a mitigar la pèrdua de serveis ecosistèmics (serveis, béns i processos dels mateixos ecosistemes que els humans utilitzem en el nostre benefici).
Tot plegat servirà per dur a terme una gestió predictiva i integral dels ecosistemes actuals, incloent-ne la biodiversitat, a fi d’aconseguir una restauració ambiental suportada per noves tecnologies. Per tant, aquest estudi podrà ajudar les administracions en la presa de decisions sobre una més bona gestió d’aquests espais, per tal que en el futur sigui possible gaudir de la natura, amb la diversitat d’espècies que correspongui, en un entorn millor.
Metodologia
Atès que les zones d’estudi poden tenir una gran extensió i més d’una entrada i/o sortida per a les persones, caldrà en primer lloc delimitar zones de comptatge per conèixer la freqüentació de cadascuna, i així establir les relacions que es donen entre elles.
Per saber el nivell de freqüentació de persones s’utilitzen dos tipus d’algorismes (operacions que es donen de manera ordenada i finita i que permeten trobar la solució d’un problema) d’intel·ligència artificial:
Algorisme detector – localitza en un fotograma els objectes d’interès (persones en aquest cas) i defineix per a cadascun d’ells una “caixa” que delimita el seu espai.
Algorisme de seguiment – relaciona un objecte (persona) dins d’aquesta “caixa” entre els diferents fotogrames. Així se’n pot conèixer el moviment per l’àrea que cobreix el pla de la càmera.
Aquest recompte de la freqüentació es realitza mitjançant càmeres col·locades a diferents punts de les zones delimitades dins de l’espai natural. Aquestes càmeres, a més, es troben associades a diferents comptadors.
Single shot detector
És un model amb una gran fiabilitat, i la seva precisió és adequada per a la nostra finalitat. Els fotogrames passen inicialment per l’extractor de característiques o backbone, i en surten les característiques més rellevants, de manera que les capes posteriors del detector estableixen les localitzacions dels objectes. En aquest repte s’usa el backbone MobileNet v2, utilitzat normalment per executar tasques en dispositius mòbils.
Simple online realtime tracking
Un cop es tenen localitzats els objectes d’interès, si se’n fa un seguiment posterior es pot saber per on s’han mogut de l’espai que s’observa. Aprofitant aquests resultats es defineix un seguit de segments virtuals (o comptadors) sobre les entrades i sortides per conèixer quins objectes les han creuades 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 (és a dir, realitzada al mateix lloc on s’obtenen les dades) envia els resultats de la freqüentació per unitat de temps, establerta en cinc minuts. En aquest rang de temps es recullen i s’envien els resultats a la plataforma PIKSEL, on després s’agregaran basant-se en les relacions establertes entre zones i comptadors.
Pilar Casanovas
Departament Acció Climàtica, Alimentació i Agenda Rural
Coordinadora del Repte – Generalitat de Catalunya
Pau Sainz de la Maza Marsal
Departament Acció Climàtica, Alimentació i Agenda Rural
Coordinador del Repte – Generalitat de Catalunya
Elisabet Roca
Enginyeria Civil i Ambiental
LESEC-UPC
Josep Mercadé
Enginyeria Civil i Ambiental
LESEC-UPC
Miriam Villares
Enginyeria Civil i Ambiental
LESEC-UPC
Nati Franch
Tècnica
Parc Natural del Delta de l’Ebre
Glòria Rosas
Biòloga
Parc Natural dels Aiguamolls de l’Empordà
Gerard Carrion
Tècnic
Parc Natural Cap de Creus
Últimes publicacions
Donem la benvinguda a PIKSEL!
Donem la benvinguda a PIKSEL! Com ja us vam anunciar, aquest divendres 8 de juliol de 2022 hem celebrat la Jornada oberta de treball com a tancament [...]
Jornada de tancament de πPLATES (fase pilot) i inici de PIKSEL
Jornada de tancament de πPLATES (fase pilot) i inici de PIKSEL El proper divendres 8 de juliol de 2022 tindrà lloc una Jornada oberta de treball com [...]
Entrevista amb Pedro Arnau, líder del repte 5
Entrevista amb Pedro Arnau, líder del repte 5 Pedro Arnau és investigador i coordinador en diversos projectes de recerca, a nivell nacional i europeu, del CIMNE. [...]
La necessitat de preservar la diversitat biològica de la Terra
La necessitat de preservar la diversitat biològica de la Terra Evitar la degradació dels ecosistemes La degradació dels ecosistemes és cada cop més evident per [...]
22 de maig, Dia Internacional de la Biodiversitat
22 de maig, Dia Internacional de la Biodiversitat Què és la biodiversitat? S'entén per biodiversitat o diversitat biològica al conjunt d'espècies que habiten dins d'un espai, [...]
El model computacional
El model computacional Un model computacional és un model matemàtic a les ciències de la computació que requereix extensos recursos computacionals per estudiar el comportament d'un sistema [...]
“Les eines desenvolupades en aquest i en altres reptes de PIKSEL estan orientades a ajudar-nos a formular solucions com sistemes d’alerta primerenca, sistemes d’anàlisi de paràmetres climàtics o eines de suport a la decisió.
Per tant, PIKSEL és la nostra eina per incrementar la resiliència del nostre territori.”
