{"id":190263,"date":"2015-03-13T16:37:03","date_gmt":"2015-03-13T19:37:03","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=190263"},"modified":"2015-07-10T16:47:27","modified_gmt":"2015-07-10T19:47:27","slug":"mirada-electronica","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/mirada-electronica\/","title":{"rendered":"Mirada electr\u00f3nica"},"content":{"rendered":"
\"Mapa

Nasa<\/span>Mapa de la superficie de Marte, con la zona analizada…Nasa<\/span><\/p><\/div>\n

Marte puede incluso estar deshabitado, pero est\u00e1 lejos de ser un lugar tranquilo. Su superficie es a menudo barrida por poderosos torbellinos, los llamados diablos de polvo, que alcanzan dimensiones hasta 100 veces mayores que los similares que se registran en la Tierra. En Marte llegan a tener 2 kil\u00f3metros de radio y 20 kil\u00f3metros de altura. Visibles desde la \u00f3rbita del planeta, dejan rastros de kil\u00f3metros de extensi\u00f3n y modelan el paisaje marciano.<\/p>\n

Hasta ahora, los cient\u00edficos interesados en el estudio de este fen\u00f3meno se han visto obligados casi siempre a buscar sus rastros examinando manualmente una por una las im\u00e1genes de la superficie marciana. Pero un nuevo m\u00e9todo, desarrollado por brasile\u00f1os y portugueses, promete facilitar la investigaci\u00f3n al permitir la detecci\u00f3n autom\u00e1tica tanto del trazado como de otras caracter\u00edsticas de los diablos de polvo. Este m\u00e9todo ha mostrado una precisi\u00f3n del 92%, y sigue perfeccion\u00e1ndoselo.<\/p>\n

Despu\u00e9s de la Tierra, Marte es el planeta mejor estudiado de la historia. Ha recibido la visita de 15 sondas espaciales que efectuaron sobrevuelos o ingresaron en su \u00f3rbita. \u201cUna sola c\u00e1mara, de una sola sonda, llega a producir 2 mil im\u00e1genes de cada regi\u00f3n de Marte\u201d, dice el ingeniero cart\u00f3grafo Thiago Statella, docente del Instituto Federal de Educaci\u00f3n, Ciencia y Tecnolog\u00eda de Mato Grosso, con sede en la ciudad de Cuiab\u00e1. Statella trabaj\u00f3 bajo la direcci\u00f3n del ingeniero cart\u00f3grafo Erivaldo Ant\u00f4nio da Silva, de la Universidade Estadual Paulista (Unesp) en la localidad de Presidente Prudente, y de Pedro Pina, del Instituto Superior T\u00e9cnico (IST), de la Universidad de Lisboa, en el desarrollo de un programa capaz de efectuar la detecci\u00f3n autom\u00e1tica de los rastros dejados por los diablos de polvo.<\/p>\n

\"...

NASA<\/span>… y un demonio de polvo captado por la c\u00e1mara de la sonda Mars Reconnaissance Orbiter en 2012NASA<\/span><\/p><\/div>\n

El programa se vale de herramientas de morfolog\u00eda matem\u00e1tica, una t\u00e9cnica de procesamiento digital que extrae informaci\u00f3n de im\u00e1genes, en este caso, tomadas por c\u00e1maras situadas a bordo de las sondas orbitales Mars Global Surveyor (MGS) y Mars Reconaissance Orbiter (MRO). La morfolog\u00eda matem\u00e1tica, creada en los a\u00f1os 1960 en Francia por los matem\u00e1ticos Georges Matheron y Jean Serra, se emple\u00f3 inicialmente para extraer informaci\u00f3n de im\u00e1genes de microscop\u00eda de rocas y metales mediante el an\u00e1lisis de sus estructuras geom\u00e9tricas. Paulatinamente, su uso fue extendi\u00e9ndose a otras \u00e1reas hasta llegar a la cartograf\u00eda. En la actualidad ayuda en la detecci\u00f3n de estructuras en otros planetas, la llamada cartograf\u00eda planetaria. \u201cNuestro grupo ya utilizaba la morfolog\u00eda matem\u00e1tica en trabajos de mapeo de la superficie terrestre, lo que al principio no era algo muy com\u00fan. Eso fue lo que despert\u00f3 el inter\u00e9s por colaborar en los cient\u00edficos de Portugal\u201d, comenta Silva.<\/p>\n

El procesamiento de im\u00e1genes basado en la morfolog\u00eda matem\u00e1tica permite manipular la tonalidad de los p\u00edxeles, para realzar o eliminar determinadas caracter\u00edsticas de la imagen. Con esa estrategia, se limpia lo que no interesa en ella \u2012por ejemplo, valles, rocas, dunas y sombras\u2012 y quedan \u00fanicamente los rastros de los demonios de polvo. El resultado es una imagen con tonos muy claros, plasmados sobre un fondo oscuro, que oculta las restantes caracter\u00edsticas de la imagen original.<\/p>\n

Los cient\u00edficos emplearon esta t\u00e9cnica para tratar 200 im\u00e1genes de cinco regiones de Marte captadas por las sondas MGS y MRO, y compararon los resultados con el an\u00e1lisis visual realizado por un experto. El \u00edndice de aciertos del programa vari\u00f3 del 69% al 99%, dependiendo de la imagen. El promedio fue del 92%.<\/p>\n

\"ImagensEspaciais_229\"<\/a>El costado del viento
\n<\/strong>La detecci\u00f3n de los rastros tambi\u00e9n puede suministrar informaci\u00f3n sobre el funcionamiento de la atm\u00f3sfera del planeta. Los diablos de polvo se forman debido al movimiento de los gases en la atm\u00f3sfera marciana. La luz solar que incide sobre el suelo calienta los gases cercanos a la superficie, que ascienden y empujan a las capas superiores de la atm\u00f3sfera hacia lo alto. A medida que suben, dichas capas se enfr\u00edan y bajan generando un movimiento continuo conocido como c\u00e9lula de convecci\u00f3n. R\u00e1fagas de viento pueden desplazar al aire caliente sentido horizontal y alterar la direcci\u00f3n de la c\u00e9lula de convecci\u00f3n, originando diablos de polvo. Por esta raz\u00f3n, sus rastros pueden guardar informaci\u00f3n sobre la direcci\u00f3n del viento en el momento en que se formaron.<\/p>\n

Esa informaci\u00f3n es importante para perfeccionar el Modelo de Circulaci\u00f3n General de Marte (GCM, por sus siglas en ingl\u00e9s), cuyo desarrollo lleva adelante la agencia espacial estadounidense, la Nasa, desde los a\u00f1os 1960, con el objetivo de describir el funcionamiento de la atm\u00f3sfera del planeta y su influencia sobre el clima. Actualmente el GCM es capaz de predecir el comportamiento esperable de los vientos en las diversas regiones marcianas.<\/p>\n

Statella, Silva y Pina tambi\u00e9n desarrollaron un programa que calcula \u2012con base en los rastros detectados en la imagen\u2012 la direcci\u00f3n preferencial de los vientos. Los resultados obtenidos mediante la aplicaci\u00f3n de esta estrategia fueron similares a los de un an\u00e1lisis realizado manualmente y a los del GCM, de acuerdo con un estudio publicado en 2014 en la revista Advances in Space Research<\/em>.<\/p>\n

\u201cUna de las maneras de cotejar los pron\u00f3sticos del GCM se basa en las observaciones realizadas desde las sondas que posaron en el planeta. Pero esas observaciones muchas veces son puntuales\u201d, dice Statella. \u201cLa detecci\u00f3n autom\u00e1tica de la direcci\u00f3n de los diablos de polvo puede aportar informaci\u00f3n global sobre la direcci\u00f3n del viento en una determinada zona.\u201d<\/p>\n

Sin embargo, esa estrategia suministra tan s\u00f3lo la direcci\u00f3n predominante de los vientos, la del mayor n\u00famero de rastros. El problema radica en que una sola imagen puede exhibir rastros con m\u00e1s de una orientaci\u00f3n generados por diablos de polvo que recorrieron la regi\u00f3n en distintos momentos, bajo reg\u00edmenes de viento distintos.<\/p>\n

Statella puso a prueba tres abordajes para estimar la direcci\u00f3n predominante de los vientos en 190 im\u00e1genes tomadas por la MGS y por la MRO. La m\u00e1s eficaz exhibi\u00f3 una precisi\u00f3n del 86,3% comparada con un modelo elaborado por un experto. En el 100% de los casos, el abordaje de Statella coincidi\u00f3 con los pron\u00f3sticos del GCM en diversos per\u00edodos para la regi\u00f3n conocida como Argyre, en el hemisferio Sur marciano. Ahora pretende generar un banco de datos con la mayor cantidad posible de registros de demonios de polvo, para inferir cu\u00e1les son los tipos m\u00e1s comunes en las distintas regiones del planeta y en qu\u00e9 per\u00edodos suelen producirse.<\/p>\n

\"Mercurio:

MIRIAM PEDROSA<\/span><\/a> Mercurio: cr\u00e1teres detectados correctamente (en verde<\/em>); err\u00f3neamente (en rojo<\/em>) y no detectados (en azul<\/em>) MIRIAM PEDROSA<\/span><\/p><\/div>\n

Mensajero de Mercurio
\n<\/strong>El equipo de Silva y Pina tambi\u00e9n se vale de herramientas de morfolog\u00eda matem\u00e1tica y otras t\u00e9cnicas de procesamiento de im\u00e1genes para detectar cr\u00e1teres en Mercurio, el planeta ubicado m\u00e1s cerca del Sol. Mirian Pedrosa, alumna de doctorado en la Unesp, est\u00e1 desarrollando un programa destinado a analizar las im\u00e1genes tomadas por la sonda Messenger. Dicha sonda obtuvo las primeras im\u00e1genes de la superficie de Mercurio en sobrevuelos realizados en 2008 y 2009: desde que entr\u00f3 en la \u00f3rbita del planeta, en 2011, sigue enviando im\u00e1genes con mayor resoluci\u00f3n.<\/p>\n

Durante su maestr\u00eda, bajo la direcci\u00f3n de Silva, Pedrosa hab\u00eda desarrollado un programa para la detecci\u00f3n autom\u00e1tica de cr\u00e1teres en im\u00e1genes de Marte. Para Mercurio, se perfeccion\u00f3 dicho programa, debido a la menor resoluci\u00f3n espacial de las im\u00e1genes obtenidas por la Messenger. \u201cMarte ya ha recibido la visita de varias sondas. Por eso se encuentran disponibles im\u00e1genes con excelente resoluci\u00f3n: en algunas de ellas, cada pixel representa un \u00e1rea de 25 cent\u00edmetros cuadrados\u201d, comenta Miriam. \u201cEn tanto, en el caso de Mercurio, la mejor resoluci\u00f3n disponible tiene alrededor de 16 metros y, en algunos casos, no pasa de los 250 metros\u201d. Esto significa que un cr\u00e1ter de 100 metros de di\u00e1metro puede desaparecer en la foto. Aparte de la resoluci\u00f3n, ciertas caracter\u00edsticas de la superficie del planeta, su cercan\u00eda con respecto al Sol y la calidad de los detectores de las c\u00e1maras tambi\u00e9n dificultan el uso del programa.<\/p>\n

Pedrosa ha analizado 47 im\u00e1genes de tres regiones \u2013las cuencas de Mozart, Rachmaninoff y Raditladi\u2013 del planeta. El grado promedio de acierto en la detecci\u00f3n de los cr\u00e1teres fue del 87% en comparaci\u00f3n con la identificaci\u00f3n a cargo de un experto. \u201cEl programa se vale im\u00e1genes con calidad y resoluci\u00f3n muy distintas\u201d, dice Pedrosa. \u201cLos mejores resultados se obtuvieron con las de mayor resoluci\u00f3n.\u201d<\/p>\n

No obstante, en el caso de Mercurio hubo un n\u00famero significativo de falsos positivos: facciones que el programa consider\u00f3 err\u00f3neamente como cr\u00e1teres. Con el fin de resolver el problema, ella incluy\u00f3 en el m\u00e9todo una etapa en la que informa caracter\u00edsticas de facciones que, aunque parezcan cr\u00e1teres, no lo son. \u201c\u00c9sa es una nueva tendencia en la detecci\u00f3n autom\u00e1tica: suministrarle al clasificador ejemplos de rasgos que est\u00e1n presentes en la imagen analizada y no son cr\u00e1teres\u201d, comenta. \u201cDe esa manera, el programa va \u2018aprendiendo\u2019 a discriminar hasta volverse capaz de hacer el an\u00e1lisis en fotos con caracter\u00edsticas sumamente distintas\u201d, explica.<\/p>\n

Pocos grupos trabajan con cartograf\u00eda planetaria en Brasil, que ser\u00e1 sede del pr\u00f3ximo congreso de la International Cartographic Association, en el mes de agosto, con una sesi\u00f3n dedicada al tema. El de la Unesp es uno de los pocos que aplican la morfolog\u00eda matem\u00e1tica a los estudios del \u00e1rea. \u201cContamos con algunos resultados interesantes\u201d, dice Silva. \u201cLa mayor parte de los cient\u00edficos busca cr\u00e1teres con un radio superior a un kil\u00f3metro; nosotros logramos detectar cr\u00e1teres de esas dimensiones, y estamos trabajando para detectar cr\u00e1teres a\u00fan menores.\u201d<\/p>\n

Proyecto<\/strong>
\nDesarrollo de una metodolog\u00eda para la extracci\u00f3n de facciones cartogr\u00e1ficas a partir de im\u00e1genes digitales de las superficies de los planetas Tierra, Marte y Mercurio (n. 2014\/ 08822-2<\/a>); Modalidad<\/strong> Ayuda a la Investigaci\u00f3n \u2013 Regular; Investigador responsable<\/strong> Erivaldo Antonio da Silva (Unesp); Inversi\u00f3n<\/strong> R$ 60.850,00 (FAPESP).<\/p>\n

Art\u00edculos cient\u00edficos
\n<\/em>STATELLA, T.; PINA, P.; SILVA, E. A. Automated determination of the orientation of dust devil tracks in Mars Orbiter Im\u00e1genes<\/a>. Advances in Space Research<\/strong>. v. 53, p. 1822-33. 2014.
\nSTATELLA, T.; PINA, P.; SILVA, E. A. Image processing algorithm for the identification of Martian dust devil tracks in MOC and HiRISE im\u00e1genes<\/a>. Planetary and Space Science<\/strong>. v. 70, p. 46-58. 2012.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Herramientas matem\u00e1ticas ayudan a detectar cr\u00e1teres en Mercurio y Marte ","protected":false},"author":559,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[181],"tags":[274],"coauthors":[1518],"class_list":["post-190263","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-ciencia-es","tag-astronomia-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/190263","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/559"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=190263"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/190263\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=190263"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=190263"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=190263"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=190263"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}