{"id":76415,"date":"2002-11-01T00:00:00","date_gmt":"2002-11-01T00:00:00","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/2002\/11\/01\/para-corregir-el-paisaje\/"},"modified":"2015-04-23T13:21:08","modified_gmt":"2015-04-23T16:21:08","slug":"para-corregir-el-paisaje","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/para-corregir-el-paisaje\/","title":{"rendered":"Para corregir el paisaje"},"content":{"rendered":"
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NASA<\/span>La represa de Balbina, cerca de Manaos vista a trav\u00e9s del radar: un m\u00e9todo de ideado en Pernambuco que permite an\u00e1lisis a\u00fan m\u00e1s realistasNASA<\/span><\/p><\/div>\n

Selvas, tierras de pastoreo y la periferia de una ciudad pueden parecer la misma cosa cuando se las ve a miles de metros de altura mediante radares instalados en aviones o en sat\u00e9lites que monitoren la superficie de la Tierra. Los detalles que diferencian cada tipo de paisaje escapan a causa de la interferencia generada por el encuentro de las ondas emitidas por el radar y aqu\u00e9llas que son reflejadas por la superficie del terreno.<\/p>\n

En consecuencia, el sensor recibe pocas informaciones claras y el resultado son mapas con fallas, que aparecen bajo la forma de puntos en la imagen, no siempre descifrables, aun con el auxilio de las t\u00e9cnicas de procesamiento de im\u00e1genes m\u00e1s utilizadas. Pero este problema puede estar llegando a su fin: un equipo de investigadores de la Universidad Federal de Pernambuco (UFPE) ha desarrollado un m\u00e9todo matem\u00e1tico que, si bien no elimina totalmente el ruido, lo reduce al m\u00ednimo, lo que permite lograr resultados m\u00e1s acordes con la realidad.<\/p>\n

Luego de dos a\u00f1os de trabajo, el equipo de Recife perfeccion\u00f3 un m\u00e9todo estad\u00edstico conocido como\u00a0bootstrap<\/em> (t\u00e9rmino en ingl\u00e9s que significa realizar una tarea sin ayuda externa), muy utilizado en estad\u00edstica para resolver problemas que no pueden ser sanarse mediante expresiones matem\u00e1ticas sencillas, pero que pr\u00e1cticamente no es utilizado en el procesamiento de im\u00e1genes. El nuevo bootstrap, como est\u00e1 siendo llamado, no es aplicable \u00fanicamente al an\u00e1lisis de im\u00e1genes de radares del tipo SAR (Radar de Apertura Sint\u00e9tica), como los utilizados en el Sistema de Vigilancia de la Amazonia (Sivam), que usan la radiaci\u00f3n electromagn\u00e9tica en la franja de las microondas, que logran atravesar las nubes y las copas de los \u00e1rboles para verificar talas, mapear el uso del suelo y detectar minerales en el subsuelo.<\/p>\n

Seg\u00fan Francisco Cribari Neto, del Departamento de Estad\u00edstica de la UFPE y uno de los autores de este trabajo, el nuevo m\u00e9todo puede tambi\u00e9n aplicarse para mejorar la resoluci\u00f3n y la precisi\u00f3n de los estudios realizados con otros tipos de radiaci\u00f3n, que permiten detectar vol\u00famenes, tales como las im\u00e1genes de los microscopios de l\u00e1ser o del ultrasonido utilizado para observar a los beb\u00e9s en el \u00fatero o el coraz\u00f3n en funcionamiento.<\/p>\n

Pseudoim\u00e1genes
\n<\/strong>El paso inicial para solucionar el problema de la interpretaci\u00f3n de las im\u00e1genes parti\u00f3 de una idea de Cribari, a quien Alejandro Frery, del Centro de Inform\u00e1tica de la UFPE, le pidi\u00f3 ayuda en 1998 para resolver la dificultad para procesar las im\u00e1genes, debido a la falta de informaciones generada por las interferencias de las ondas de la Tierra, vistas como ruido. Juntos, pasaron a producir datos extras sobre estas regiones, mediante c\u00e1lculos matem\u00e1ticos, pero con base en las informaciones originales. En colaboraci\u00f3n con Frery y con el alumno de maestr\u00eda Michel Ferreira da Silva, Cribari desarroll\u00f3 c\u00e1lculos (algoritmos) computacionales, que permitieron trabajar con sectores de la imagen original del radar y reproducir miles de copias con ligeras variaciones -las pseudoim\u00e1genes. “Es como clonar a una persona y obtener resultados similares, pero no id\u00e9nticos”, explica Cribari.<\/p>\n

De esta manera, el equipo empez\u00f3 a analizar alrededor de dos mil pseudoim\u00e1genes, en lugar de una imagen real \u00fanica, para obtener el llamado punto m\u00e1ximo de una funci\u00f3n matem\u00e1tica, que en este caso indica la rugosidad de la superficie. Como resultado, los investigadores obtuvieron informaciones mucho m\u00e1s precisas. “Es como si rompi\u00e9ramos la imagen en varios pedacitos y fu\u00e9ramos encajando uno al lado del otro con peque\u00f1as alteraciones, como en un rompecabezas con varias soluciones posibles, de manera tal que un punto no precise caer necesariamente adonde estaba antes”, explica Cribari.<\/p>\n

Prueba en Alemania
\n<\/strong>Para verificar si la idea funcionar\u00eda en la pr\u00e1ctica, los investigadores aplicaron el nuevo\u00a0bootstrap<\/em> y la t\u00e9cnica tradicional, llamada m\u00e9todo de m\u00e1xima verosimiltud, a una imagen de radar de la ciudad de Oberpfaffenhofen, cercana a Munich, Alemania, suministrada por el centro aeroespacial de ese pa\u00eds, cuyos especialistas conocieron el m\u00e9todo y cedieron el material para probar su eficacia. Y todo sali\u00f3 bien. Mientras que los datos obtenidos a trav\u00e9s de la t\u00e9cnica de la verosimilitud indicaban un \u00e1rea de bosque en los alrededores de la ciudad, los datos del nuevo\u00a0bootstrap<\/em> apuntaban, en el mismo lugar, un terreno cubierto por pastajes. Cosa que, de hecho, es real: existe all\u00ed un pastaje, tal como lo corrobora el art\u00edculo aceptado para su publicaci\u00f3n en el\u00a0Computational Statistics and Data Analysis<\/em>. El resultado obtenido var\u00eda seg\u00fan el caso. “La nueva t\u00e9cnica perfeccion\u00f3 la manera por la cual los n\u00fameros son traducidos en informaci\u00f3n \u00fatil”, dice Frery. “Con ello, algunas decisiones pueden cambiar por completo.”<\/p>\n

Pese a la mejora obtenida, la nueva t\u00e9cnica continuaba siendo ineficiente para los casos en los cuales hab\u00eda pocas observaciones de una determinada regi\u00f3n -menos de 50 pixeles (cada pixel es la menor unidad gr\u00e1fica de imagen, y puede corresponder a un metro en la superficie observada). El equipo de la UFPE resolvi\u00f3 tambi\u00e9n este problema. Trabajando en asociaci\u00f3n con Marcelo Souza, otro alumno de maestr\u00eda, Cribari y Frery desarrollaron una manera de rastrear la superficie estudiada en busca del punto m\u00e1ximo, que indicaba la rugosidad de la superficie, alterando la estrategia de utilizaci\u00f3n de c\u00e1lculos matem\u00e1ticos ya conocidos. En lugar de barrer el \u00e1rea aleatoriamente hasta hallar el mentado punto, el programa traza rectas paralelas cortadas por otras rectas perpendiculares, formando cuadrados sobre la superficie. A continuaci\u00f3n pasa a recorrer esas l\u00edneas, barriendo de manera m\u00e1s eficiente el \u00e1rea.<\/p>\n

Perspectivas
\n<\/strong>Los investigadores probaron el modelo en 80 mil im\u00e1genes creadas en computadora -de tama\u00f1os oscilando entre los 3 por 3 pixeles de lado y hasta 11 por 11 pixeles- y en mil segmentos de la imagen de radar de la ciudad alemana. El modelo tradicional no logr\u00f3 realizar los c\u00e1lculos en casi la mitad de los casos -cuanto menor fue el \u00e1rea observada, mayor fue el \u00edndice de error, que vari\u00f3 de un 30% a un 60%. Entretanto, el nuevo m\u00e9todo, denominado algoritmo alternado, que mejora los resultados del nuevo\u00a0bootstrap<\/em>, descubri\u00f3 el punto m\u00e1ximo en todas las situaciones reales y fall\u00f3 en apenas 6 de las 80 mil im\u00e1genes artificiales, de acuerdo con el estudio del equipo de la UFPE presentado en el Simposio Brasile\u00f1o de Computaci\u00f3n Gr\u00e1fica y Procesamiento de Im\u00e1genes, realizado a comienzos de octubre en Fortaleza, Cear\u00e1.<\/p>\n

Adem\u00e1s del Centro Aeroespacial de Alemania, el nuevo\u00a0bootstrap<\/em> lleg\u00f3 al Instituto Nacional de Investigaciones Espaciales (Inpe, sigla en portugu\u00e9s). “Tenemos inter\u00e9s en analizar el nuevo m\u00e9todo”, comenta Corina da Costa Freitas, investigadora de la Divisi\u00f3n de Procesamiento de Im\u00e1genes de dicho instituto. “Si se muestra eficiente, es probable que se lo incorpore a nuestros trabajos.”<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Un m\u00e9todo matem\u00e1tico ayuda a mejorar la interpretaci\u00f3n de las im\u00e1genes de radares","protected":false},"author":6,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","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":[],"coauthors":[93],"class_list":["post-76415","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-ciencia-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/76415","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\/6"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=76415"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/76415\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=76415"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=76415"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=76415"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=76415"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}