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EL PROGRAMA COPERNICUS: LA UTILIZACIÓN DE LA IMÁGENES ESPACIALES EN LOS PROGRAMAS DEPROTECCIÓN CIVIL volver

Autor: Gregorio Pascual Santamaría , Gema Yáñez Sánchez y Ángela Iglesias . Dirección General de Protección Civil y Emergencias.España.

RESUMEN

Se pretende facilitar información técnica que pueda servir para la obtención de imágenes y su aplicación en el ámbito de la prevención, preparación,actuación y recuperación en emergencias, dentro de los programas Copernicus, Charter, Unosat y UN-spider.

ANTECEDENTES

La política de la Unión Europea, que pretende conseguir independencia tecnológica respecto a Estados Unidos en el desarrollo de tecnologíasespaciales, está desarrollando programas tendentes a conseguir productos de desarrollo propio que satisfagan sus necesidades.

En este entorno, a principios de esta década, en el ámbito de las emergencias comenzaron a desarrollarse programas con el fin de analizarproblemáticas y proponer desarrollos para poder utilizar los datos obtenidos desde el espacio en las emergencias. Así se desarrollaron multitud deproyectos entre ellos los pre operativos SAFER y LINKER, en los que participó la Dirección General de Protección Civil y Emergencias (DGPCE) comoentidad interesada, se participó en varios ejercicios y se propusieron actuaciones y mejoras a las propuestas de los organizadores. En principio setrataba de usar las imágenes que proporcionarían los satélites Sentinel en la gestión de emergencias.

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Revista digitalReducción del riesgo de desastres

Nº 7  · Mayo-agosto 2017

Comisión Técnica del Comité Español

de la Estrategia Internac ional para la Reducc ión de Desastres

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Figura 1: proyectos que sirvieron para generar el sistema operacional Copernicus.

La DGPCE ha participado desde 2003 en diferentes proyectos de la órbita GMES/Copernicus:

RISK-EOS (inundaciones e incendios forestales). PREVIEW (Prevention, information and early warning pre-operational services to support the management of risks). LINKER (Supporting the implementation of operational GMES services in Emergence Response). SAFER (Services and Applications For Emergency Response).GIO EMS (GMES Initial Operations).Copernicus Emergency Management Service - Mapping (EMS-Mapping) (full operational phase).

Estos proyectos alumbraron el nuevo plan: GIO EMS (Global Monitoring for Environment and Security) en él, como en los anteriores, los coordinadoreseran la Unión Europea y la Agencia Europea del Espacio (ESA). Con la experiencia obtenida este proyecto tuvo ya vocación de ser operativo y lasprotecciones civiles de los países miembros, podrían activar el sistema y solicitar imágenes para usarlas tanto en las emergencias como en los análisisde riesgo.

DESARROLLO

Una vez operativos los programas que convergían en GMES, se volvió a cambiar de nombre asignándole el nuevo de COPERNICUS que en esenciaconsiste en el desarrollo de servicios para diferentes temas en los que las imágenes del espacio pueden resultar útiles. Estos servicios, sus funcionesy las instituciones que en España lo coordinan son:

Vigilancia de la Atmosfera. Agencia Estatal de Meteorología (AEMET).

Control de la calidad del aire a escala europea. Control de la composición química de la atmósfera a escala mundial. Contribuye a la vigilancia del Cambio Climático y al suministro de Variables Climáticas Esenciales (ECV).

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Observación del Territorio (Vigilancia terrestre). Instituto Geográfico Nacional (IGN).

Vigilancia de la Biodiversidad y los Ecosistemas. Apoyo a las medidas de adaptación al Cambio Climático y su mitigación. Gestión de recursos y políticas relacionadas con el entorno natural: suelo, agua, agricultura, bosques, energía y servicios públicos, áreasurbanizadas, instalaciones de ocio, infraestructuras y transportes.Contribuir a la disponibilidad de los datos y productos derivados de la observación de la Tierra.

Gestión de emergencias. Dirección General de Protección Civil y Emergencias (DGPCE).

Mejorar la preparación, la respuesta y la recuperación ante los desastres de origen natural y humano.Proporcionar información geoespacial en el ámbito de las respuestas a emergencias y las respuestas humanitarias.Apoyar las medidas de adaptación al Cambio Climático que podría dar lugar a un aumento de las situaciones de emergencia.Apoyar actividades de prevención, preparación, respuesta y recuperación en Europa.

Vigilancia del cambio climático. Oficina Española de Cambio Climático.

Apoyar las políticas de adaptación y mitigación de los efectos del Cambio Climático.Contribuir al suministro de Variables Climáticas Esenciales (ECV),Contribuir al análisis y proyecciones climáticas para la adaptación y mitigación de sus efectos.

Vigilancia del medio marino. Puertos Estado.

Ofrecer información sobre el estado de los ecosistemas físicos en los océanos y mares, tanto a nivel mundial como a nivel regionaleuropeo.Los ámbitos de aplicación incluyen la seguridad marítima, el medio marino y las regiones costeras, los recursos marinos, las previsionesmeteorológicas estacionales y la vigilancia del clima.Contribuir a la vigilancia del Medio Marino y el apoyo a la política de transportes.

Seguridad. (Este servicio aún no ha concretado la institución que lo coordinará)

Ayudar al control de las fronteras, la vigilancia marítima y el apoyo a las acciones exteriores de la Unión Europea.

La implementación de estos servicios está previsto se desarrolle siguiendo la agenda que puede verse en la figura 2.

Cada uno de estos servicios se organizó en España, siguiendo laestructura que para cada sector existía previamente. En emergenciasse está utilizando para su organización y coordinación el ConsejoNacional de Protección Civil, desde el cual se tiene acceso a todaslas organizaciones que trabajan en este ámbito. Se han presentadoen ese foro las utilidades y protocolos para poder activarlo y disponerde los productos que ofrece, además se han realizado charlas yreuniones para dar a conocer el producto entre las institucionespotencialmente interesadas.

De forma general, además de los órganos de gobierno en los queparticipan la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Unión Europea conrepresentantes de cada país, que en España lo coordina el Centropara el Desarrollo Tecnológico Industrial (CDETI), existe una asambleade usuarios para todos los servicios, que coordinan el Instituto

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Figura 2: agenda de implementación de servicios en el programa Copernicus.

Geográfico Nacional (IGN) y la Dirección General de Medio Ambiente.Estos organismos asisten regularmente a las reuniones que secelebran en Bruselas, donde se deberían marcan las pautas a seguiren el desarrollo del proyecto, además son los responsables deorganizar reuniones de usuarios con todos los servicios, donde secomentan y vigilan los desarrollos que se hacen en España,recogiendo y transmitiendo a los órganos de dirección las inquietudesde los usuarios.

Las críticas y sugerencias que se han realizado desde estos tallerespor parte del servicio de emergencias, aunque no tenemos constanciade su influencia en el resultado futuro, no obstante muy lentamente ysolo en algunos casos se obtienen resultados; así, por ejemplo, enmuchas ocasiones hemos solicitado la imagen de la emergencia y senos contestaba que no nos la podían proporcionar por problemas decopyright. Últimamente ESA está colgando de sus servidores lasimágenes obtenidas con horas de diferencia respecto al tiempo deadquisición lo que permite a organismos especializados (IGN)proporcionar lo que veníamos solicitando desde el principio.

Además, en numerosas ocasiones hemos sugerido que nonecesitamos dentro de los servicios ofrecidos desarrollos cartográficos,pues al menos en el caso de España, estos desarrollos estánsuficientemente cubiertos con los trabajos del IGN. No nos han hecho

caso, aunque el eliminar este servicio facilitaría el trabajo, ya que esto aumenta exponencialmente el tamaño de los ficheros de una forma innecesariay retrasa los resultados, probablemente el estandarizar los procedimientos obliga a dar a todos los mismos productos.

Por otra parte, se está realizando una cartografía europea desde cero y tanto la DGPCE como el IGN, como responsable de la observación delterritorio en España, hemos requerido que la disponibilidad de datos a nivel europeo se realice a través de los datos nacionales ajustando elrequerimiento de datos según la escala y que no se tengan cartografías europeas con características peores que las nacionales, ya que hemosapreciado ciertos errores tanto en topología como en topografía en los productos generados por Copernicus. Hasta ahora no se ha obtenidorespuesta positiva.

Está claro que la política de acceso abierto y gratuito de los datos en los que se basa Copernicus es una fuente importante de negocio para lasempresas, lo mismo que la generación de esos datos. Por ello da la impresión que lo que prima en los altos comités de dirección es la generación denegocio, aunque sea repitiendo trabajos de peor calidad, dejando en un segundo término la solución de los problemas de los usuarios.

EL SERVICIO DE GESTIÓN DE EMERGENCIAS

Ha sido el primer servicio en estar operativo. Como resultado de todos los programas que se desarrollaron con anterioridad, el servicio estáplenamente operativo desde 2012 y va incorporando cada día más productos (los últimos: imágenes obtenidas mediante vuelos no tripulados).

Sus características más importantes:

Ofrece información geoespacial de apoyo en todas las fases de la gestión de emergencias (prevención, preparación, reducción del riesgo dedesastres, intervención y recuperación).Sólo puede ser activado por usuarios autorizados (AU/NFP). El servicio se basa en la adquisición, procesamiento y análisis de las imágenes de satélite y de otras fuentes de datos vectoriales y raster.

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Productos generados

1. Rapid Mapping service: suministro de la información en pocas horas-días. El servicio está operativo de forma permanente 24h/365 días

Reference maps: Proporcionan información del territorio antes del evento. Existe el límite de 9 horas, una vez adquirida la imagen, paraproporcionar esta información.

Delination maps: Derivan de las imágenes satélites posteriores al desastre y proporcionan una evaluación de la extensión del suceso y de suevolución (zona inundada, perímetro del incendio, etc.). Con un límite máximo de 12 horas desde la adquisición de la imagen.

Grading maps: Derivan de las imágenes satélite posteriores al evento y proporcionan datos de la extensión, magnitud o grado de daños en lapoblación, redes de transporte, industria y los servicios públicos, etc. Con un límite máximo de 12 horas desde la adquisición de la imagen.

2. Risk and Recovery Mapping service: suministro de información en semanas-meses, no relacionada con la inmediata emergencia. El formato desolicitud es más libre. Este servicio está operativo solo en horario laboral.

Reference maps: Proporcionan información del territorio.

Pre-disaster situation maps: información temática de ayuda a la planificación y a la reducción de riesgos. Disponible en un máximo de 8semanas.

Post-disaster situation maps: información relevante y actualizada para la planificación y seguimiento de la reconstrucción. Disponible en unmáximo de 8 semanas.

Más información en: http://emergency.copernicus.eu/mapping/

ACTIVACIÓN DEL SERVICIO DE GESTIÓN DE EMERGENCIAS

El servicio de activación del programa Copernicus para emergencias se realiza siguiendo el esquema de la figura 3.

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Figura 3: activación del servicio Copernicus.

Solo los Usuarios autorizados pueden activar el servicio mediante sendos formularios (uno para el modo respuesta rápida y otro distinto para el modoanálisis de riesgo). Una vez analizada la solicitud y obtenidas las confirmaciones necesarias, se inician los trabajos que, en el caso de Rapid mapping,darán resultados hasta 24 horas después de obtenidas imágenes válidas y, en el caso de análisis de riesgo, el sistema dispone de dos meses paragenerar los informes necesarios.

ELEMENTOS USADOS PARA LA GENERACIÓN DE MAPAS

Aunque en principio todas las misiones de observación de la tierra de la distintas agencias son susceptibles de ser utilizadas en el programa, losproductos más usados son los correspondientes a las misiones Sentinel de la European Space Agency (ESA), pues son satélites de observación de laTierra que tramita y coordina la ESA con una agenda de implantación que se describe en la figura 4.

Características de los satélites Sentinel en sus distintas fases.

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Figura 4: agenda de la operatividad del programa Sentinel.

Sentinel-1

mágenes de radar.Condiciones meteorológicas, de día y de noche. Apoyo a los Servicios terrestres y oceánicos. Lanzamiento Sentinel 1A en abril 2014, Sentinel 1B en 2015.Tiempo de revisita 1-3 días y resolución del suelo 5 x 20 m.Entrega de datos dentro de una hora de la adquisición.

Sentinel-2

Imágenes ópticas de alta resolución. Imágenes de vegetación, suelo, cubierta de agua, vías denavegación interior y de las zonas costeras. Apoyo a los Servicios terrestres y de emergencia.Tiempo de revisita de 5 días en el ecuador y 2-3 días enlatitudes medias. Lanzamiento primer satélite en 2015.

Sentinel-3

Imágenes ópticas, de radar y altimetría de alta precisión. Apoyo a los servicios marítimos y terrestres. Topografía de la superficie del mar, temperatura de lasuperficie terrestre y marina, calidad del agua, cubiertaforestal.Lanzamiento del primer satélite en 2015.Tiempo de revisita menor de 2 días.

Sentinel-4 y Sentinel-5

Espectro ultravioleta-visible, infrarrojo cercano e infrarrojo térmico.Apoyo al Servicio atmósfera de Copernicus.Vigilancia del clima y de la composición de la atmósfera: control de la calidad del aire, el ozono estratosférico y la radiación solar.Lanzamiento previsto en 2020 y en 2015 el precursor del Sentinel-5. Operados por EUMETSAT.

Sentinel-6

Datos de altimetría de alta precisión de la superficie marina.Lanzamiento previsto en 2020.

El mayor número de desarrollos para cartografía de emergencias se ha realizado para el riesgo de incendios forestales, con multitud de programas deinvestigación entre ellos el RISK-EOS, basados fundamentalmente en el análisis y adquisición de imágenes ópticas. Desde que estuvieron disponibleslas imágenes radar, las aplicaciones de análisis de zonas inundadas fueron mucho más eficaces y el desarrollo de productos que mostraban lasmanchas de inundación una realidad, proporcionando una información de calidad para la gestión de la emergencia.

ACTIVACIONES REALIZADAS EN ESPAÑA

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En España, el usuario autorizado para realizar las activaciones es la Dirección General de Protección Civil y Emergencias, quien, además de promovera través del Consejo Nacional de Protección Civil la utilización de este servicio, viene informando en múltiples foros de las posibilidades que ofreceCopernicus. En particular en el año 2014, en colaboración con la Fundación Aragonesa para el desarrollo de la Observación de la Tierra (FADOT) seredactó un protocolo interno para la activación por parte de usuarios finales ya que se muestra, con gran detalle, las acciones a realizar para suactivación. Este protocolo está sirviendo de modelo para formalizar las acciones de otros usuarios finales. El índice del protocolo se incluye en la figura5.

Figura 5: Índice del protocolo desarrollado en colaboración con FADOT /PC Aragón y la Dirección General de Protección Civil yEmergencias

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Activaciones realizadas

Un resumen de las activaciones que hemos realizado desde que se inició el Programa GMES/Copernicus, tanto en la fase preoperativa como operativa(abril 2012), hasta la fecha, se presenta en las tablas 1 y 2. Si se desea obtener más información consultar en:

http://emergency.copernicus.eu/mapping/list-of-activations-rapid, para Rapid mapping, y en

http://emergency.copernicus.eu/mapping/list-of-activations-risk-and-recovery, para Risk and Recovery.

Filtrando en estas páginas por países se obtiene las activaciones registradas y que se han promovido desde España.

Tabla 1: Activaciones realizadas desde la DGPCE por tipo de Riesgo. Tabla 2: Activaciones realizadas desde la DGPCE por años.

En general, los tiempos de respuesta y los productos han ido mejorando, según los usuarios y los proveedores hemos ido desarrollando experienciaen el tema.

En las activaciones por terremotos y volcanes la utilidad de los productos fue muy baja, aunque en volcanes (para la erupción en la Isla del Hierro) elCentro Volcanológico Italiano nos proporcionó datos a través de Copernicus, su utilidad para los vulcanólogos no fue muy grande debido a laubicación de la erupción. En cuanto al terremoto de Lorca, debido a que en la época el cielo estaba cubierto, la disponibilidad de imágenes fue muytardía y los primeros resultados se obtuvieron después de tener los datos de daños obtenidos sobre el terreno por técnicos especializados. Lo mismopasó con el terremoto de Melilla que no se contabiliza en las estadísticas pues se desactivó el procedimiento dada la imposibilidad de obtenerimágenes válidas en tiempos eficaces.

A partir de la entrada en servicio de los Sentinel 1 la utilidad de cara a las inundaciones fue mucho mayor, ya que por lo general las inundaciones seproducen con cielos cubiertos gracias al radar ha dejado de ser un inconveniente. Así, en las inundaciones del Ebro de febrero de 2015, se obtuvieronmapas de mancha de inundación muy útiles.

La mayor experiencia y el mayor número de activaciones se tienen con los incendios forestales. En este riesgo, se ha venido mejorando mucho con losaños y, si bien aún no representa una herramienta de utilidad para los servicios de extinción (pues el tiempo de recepción de las imágenes suelesuperar al de control del incendio); los productos de Grading (mostrando el grado de afección de la superficie quemada) así como un perímetro delincendio muy ajustado a la realidad, son de gran ayuda para las tareas de evaluación de daños y de planificación de restauración de la zonaquemada.

En el verano de 2016 se hicieron intentos con el IGN para la obtención de imágenes directamente de los repositorios de ESA y usarlas en los análisisde la emergencia. En general, las activaciones en el caso de incendios forestales dan muy buenos resultados.

FORMATOS DE LA INFORMACIÓN PROPORCIONADA POR COPERNICUS

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Copernicus proporciona la información por dos vías:

En la página web: http://emergency.copernicus.eu/mapping/list-of-activations-rapid, donde se pueden obtener los ficheros generados en todasy cada una de las activaciones.

Mediante un servidor ftp (la dirección ftp, usuario y clave, se proporcionan al usuario autorizado con cada activación) desde donde se puedenobtener los ficheros cartográficos generados con algo de antelación respecto al público en general. La multitud de formatos (raster y vector),escalas y precisiones cubren de sobra las posibles necesidades de los diferentes usuarios, quizás fuera conveniente reducir la informacióndisponible para clarificar y hacer más eficaces la disponibilidad de la información.

Desde la Dirección General, hemos solicitado que, siguiendo la filosofía de Inspire, se generen servidores de mapas WMS, (Web Maps Server) quepermitan invocar desde el SIG de cada usuario a la cartografía generada por el proyecto. Siempre se nos ha comentado que en la próxima versiónestará disponible.

Algunos ejemplos de cartografías disponibles en el programa sobre emergencias en España:

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Mapas de valoración de daños del incendio que se inició el 24 de junio 2017 enMoguer (Huelva). Rapid Mappinghttp://emergency.copernicus.eu/mapping/list-of-components/EMSR209

Mapa de valoración de daños del incendio que se inició el 3 de agosto 2016 enla isla de la Palma. Rapid Mappinghttp://emergency.copernicus.eu/mapping/list-of-components/EMSR173

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Mapa de delineación de la inundación del río Ebro el 27 febrero 2015. RapidMappinghttp://emergency.copernicus.eu/mapping/list-of-components/EMSR120

Mapa de la nube tóxica producida por el accidente industrial del 12 de febrerode 2015 en Igualada (Barcelona). Risk and Recovery Mapping.http://emergency.copernicus.eu/mapping/list-of-components/EMSN026

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Mapas post desastre de medidas de mitigación y riesgo de erosión tras el incendio forestal que permaneció activo entre el 7 y el 20 de julio de 2015 en elmunicipio de Montán (Castellón). Risk and Recovery Mapping.http://emergency.copernicus.eu/mapping/list-of-components/EMSN029

OTROS PROGRAMAS DE OBTENCIÓN DE IMÁGENES PARA EMERGENCIAS

Charter – Carta Internacional sobre el Espacio y las Grandes Catástrofes:

• Vigente desde el 1 de noviembre de 2000, en el que un acuerdo entre las agencias más importantes del espacio, tramitó la generación deproductos para emergencias.

• La Carta Internacional: Espacio y Grandes Desastres es una cooperación voluntaria a escala mundial entre agencias espaciales, a través de la cualse hacen accesibles productos e información obtenidos mediante satélites para contribuir a la respuesta en caso de desastres.

• Objetivo: proporcionar, a través de Usuarios Autorizados, un sistema unificado de adquisición y entrega de datos espaciales, dedicado a losafectados por catástrofes naturales o tecnológicas.

• Cada agencia miembro ha comprometido recursos para apoyar las disposiciones de la Carta y, así, ayudar a mitigar los efectos generados por lascatástrofes sobre la vida de las personas y los bienes.

• La Carta Internacional sobre el Espacio y las Grandes Catástrofes se elaboró tras la Conferencia UNISPACE III (Austria 1999), por la AgenciaEspacial Europea (ESA) y la Agencia Espacial Francesa (CNES). La Agencia Espacial Canadiense (ASC) la firmó en el 2000 y posteriormente se fueronincorporando todas las demás en el momento actual incluye: ESA, CNES, CSA, ISRO, NOAA, CONAE, JAXA, USGS, DMCii, CNSA, DLR, KARI, INPE,EUMETSAT y ROSCOSMOS.

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UNOOSA/ONU-SPIDER

Aunque no es una agencia que provee de productos si es unaagencia de las Naciones Unidas con capacidad de activarprotocolos y difundir los productos generados.

En la página web: http://www.un-spider.org/ se dispone demayor información. Además edita una revista: http://www.un-spider.org/es/noticias-y-eventos/boletin donde se puede

encontrar todo tipo de información sobre el tema.

La DGPCE es punto focal para este organismo en el tema de imágenes de satélite.

UNITAR/UNOSAT

https://unitar.org/unosat/fr/maps

UNOSAT es un programa operacional especializado en lainvestigación aplicada para aportar solucionessatelitales, englobando la observación de la tierra, lastelecomunicaciones, la geolocalización y la navegaciónpara responder a los retos a los cuales debe enfrentar

la comunidad internacional. UNOSAT suministra soluciones satelitales e información geográfica a organizaciones internacionales y a los paísesmiembros de las Naciones Unidas con el fin de ayudarles a combatir la pobreza, reducir su vulnerabilidad a los riesgos naturales y a responder a lascrisis humanitarias. Se trata por tanto de un servicio urgente de cartografía humanitaria disponible las 24 horas del día, así como de otros servicios deanálisis de imágenes satelitales para la evaluación de los daños después de las catástrofes y los conflictos y para la planificación estratégica delterritorio.

Jefe de Área de Riesgos Naturales (gpascual@procivil.mir.es).

Técnico de Protección Civil (gyanez@procivil.mir.es).

Técnico de Protección Civil (aiglesias@procivil.mir.es).

Desgraciadamente FADOT ha desaparecido por los recortes presupuestarios generados por la crisis.

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