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Los arrecifes coralinos son uno de los ecosistemas con mayor diversidad biológica y más productivos del mundo. Previo al uso de imágenes de percepción remota, el estudio de diversos procesos que intervienen en el desarrollo de un sistema de arrecifes de coral solo era posible por medio de estudios de escala local, mismos que al tratarse de un área específica no abordaban problemas globales, ni era posible realizar estudios sobre los mega procesos que aunque se tuviera el conocimiento de su existencia, no era posible dar seguimiento a los distintos fenómenos que afectan estos ecosistemas
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ESTUDIO DE ARRECIFES CORALINOS MEDIANTE PERCEPCIÓN REMOTA
Juan Francisco Quintero Gómez Baranda.
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Los arrecifes coralinos son uno de los ecosistemas con mayor diversidad biológica y más productivos del mundo.
Proporcionan abundantes bienes y servicios ecosistémicos, por lo que son fundamentales para el bienestar de social,
económico y cultural de las sociedades costeras e insulares. En la actualidad los arrecifes se ven seriamente afectados
debido a las continuas transformaciones que actualmente experimenta nuestro planeta ocasionadas principalmente por
la actividad humana. La contaminación general del planeta, así como el súbito aumento en la temperatura del mismo
ocasionan una pesada carga para el frágil equilibrio en el cual se desarrollan los arrecifes de coral (Andréfouët y Riegl,
2004; Eakin et al., 2011).
Previo al uso de imágenes de percepción remota, el estudio de diversos procesos que intervienen en el desarrollo de un
sistema de arrecifes de coral solo era posible por medio de estudios de escala local, mismos que al tratarse de un área
específica no abordaban problemas globales, ni era posible realizar estudios sobre los mega procesos que aunque se
tuviera el conocimiento de su existencia, no era posible dar seguimiento a los distintos fenómenos que afectan estos
ecosistemas (Andréfouët y Riegl, 2004).
Cabe señalar que el uso de observaciones remotas sobre arrecifes coralinos no es reciente, ya que durante varias décadas
las fotografías aéreas se realizaban desde barcos, cometas, globos aerostáticos y aeroplanos, mientras que desde el agua
solo era posible realizar estudios de sonar desde aparatos sumergibles para proporcionar información sobre las
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estructuras físicas y biológicas. Hoy estos documentos solo dan cuenta del anterior estado de conservación en el que se
encontraban estos ecosistemas y por su cronología también es posible formar una imagen de la degradación que han
sufrido hasta la fecha. A principios de la década de los noventa la teledetección comenzó a utilizarse, pero solo para cubrir
grandes extensiones, ya que era una herramienta con pocas aplicaciones debido a que tenía una resolución muy gruesa
con la que no era posible distinguir detalles precisos (Andréfouët y Riegl, 2004).
Figura (1): Imagen LANDSAT que utilizó 10 bandas de color, donde según palabras del autor; se puede apreciar que la
imagen tiene mucho ruido asociado, lo cual no es característico en la mayoría de las imágenes, sin embargo debido a los
instrumentos disponibles de relativamente baja sofisticación el equipo de investigadores no fue capaz de suavizar la
imagen (Quinn et al. 1985).
Después de que esta tecnología había sido prácticamente archivada a finales de los noventas, en el año 2004, Andréfouët
y Riegl, mencionan que los avances tecnológicos en la teledetección habían superado sus expectativas en tan solo unos
cuantos años desde el VIII Simposio Internacional de Arrecifes Coralinos celebrado en Panamá en el año 1996, donde
ocurrieron cuatro razones principales de cambio: (1) la proliferación de nuevos sensores y datos para detectar arrecifes
de forma directa e indirecta; (2) la proliferación y mejora de enfoques analíticos, estadísticos y empíricos; (3) el
reconocimiento del daño a los arrecifes por causa del cambio climático global ocasionado por la actividad humana; y (4)
el desarrollo de un diseño conceptual desde la teledetección para la investigación de arrecifes de coral.
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Figura (2): Componentes identificados mediante percepción remota en un arrecife de coral.
(Satellite Remote Sensing of Coral Reef Habitats Mapping in Shallow Waters at Banco Chinchorro Reefs, México: A Classification Approach - Scientific
Figure on ResearchGate. Available from: https://www.researchgate.net/272293192_fig1_Fig-1-Components-of-Remote-Sensing-in-mapping-coral-
reefs [accessed 2 May, 2016]).
La observación directa es aquella en la que el objeto de estudio en este caso el arrecife de coral es el foco de las
observaciones. Ejemplos al respecto se pueden mencionar los siguientes: estado bentónico, (cubierta coralina,
decoloración de los corales), mapeo de hábitats, estructuras geomorfológicas, batimetría, corrientes marinas. Por el
contrario, la observación indirecta detecta el medio ambiente circundante al arrecife, describiendo las entradas y salidas
del arrecife visto como un sistema, ya sea dentro del mismo océano (temperatura, altura de las olas, turbidez, clorofila,
materia orgánica disuelta, reproducción de los corales), en la atmosfera (lluvia, insolación, nubosidad) o en las tierras
cercanas (cubierta vegetal, estructura de cuencas hidrográficas, crecimiento urbano), (Andréfouët y Riegl, 2004).
Los motivos anteriores exponen razones obvias por las que en las últimas décadas, la teledetección se ha convertido en
una herramienta cada vez más refinada capaz de proporcionar datos espaciales y de series de tiempo, en forma directa e
indirecta, lo que contribuye a mejorar nuestra comprensión sobre las amenazas que enfrentan casi en tiempo real,
indispensable para la toma de decisiones, en cuanto a las necesidades y capacidades futuras (Eakin et al., 2011).
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Figura (3): Ejemplo de observación directa. Transectos de fotos georreferenciados de los arrecifes de coral por isleños de
Fiji y Cook para la calibración y validación de imágenes de satélite. Este proyecto ofrece a las comunidades locales y sus
organismos de gestión, los medios para recopilar información de campo y registrar información de satélite para la
evaluación inicial y el seguimiento de sus arrecifes de coral. Con la finalidad de promover la comprensión de imágenes de
alta resolución de satélites espaciales (http://www.igarss2010.org/CRS/CoralReef.asp).
Partiendo de la inminente perdida de estos arrecifes, algunos investigadores se han propuesto detectar, clasificar y
cuantificar mediante la firma espectral, los diferentes sustratos donde se desarrollan los hábitats bentónicos del arrecife
mesoamericano mexicano ubicado en el estado de Quintana Roo (Puerto Morelos, Akumal y Sian Ka´an) con la finalidad
de cuantificar y determinar la distribución espacial y la estructura de los ecosistemas arrecifales. Las firmas espectrales de
los objetos que componen el sustrato son claves en el reconocimiento de rasgos y patrones a través de sensores remotos.
Hay que recordar que para cualquier objeto la cantidad de radiación solar que se refleja, absorbe o transmite varía en
función de la longitud de onda. La firma espectral se obtiene mediante un instrumento llamado Espectroradiómetro
Hiperespectral, con el cual es posible trabajar con un sistema de iluminación artificial basado en una lámpara de cuarzo-
halógeno que hace posible trabajar en cualquier hora del día sin depender de las condiciones meteorológicas. La
reflectancia de los corales es producto de las propiedades de absorción y fluorescencia de los pigmentos que habitan en
las colonias coralinas Esta no es una selección natural, es una clasificación en función de su comportamiento espectral
(http://www.biodiversidad.gob.mx/pais/mares/spesig/index.html).
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Figura (4): Fotografías que muestran la toma de mediciones por el grupo de Monitoreo Marino de la CONABIO, en algún
punto del arrecife mesoamericano mexicano . http://www.biodiversidad.gob.mx/pais/mares/spesig/index.html).
Cabe mencionar que los datos de calibración y validación han sido utilizados para fortalecer la información en entornos
de poca profundidad, cerca de la costa, permitiendo a los administradores de áreas naturales protegidas e investigadores,
utilizar esta información para entender el papel de los factores de estrés, con el fin de mejorar la gestión de recursos de
los arrecifes de coral (Eakin et al., 2011).
Las técnicas de evaluación va de acuerdo a la información que se desea obtener. Algunos de los métodos más
frecuentemente utilizados para el estudio de arrecifes son el análisis por derivadas, componentes principales, análisis por
cúmulos y cociente de bandas. Estos métodos adquieren mayor relevancia al ser aplicados con datos obtenidos a
través de sensores hiperespectrales. El uso de sensores remotos aerotransportados como el Compact Airborne
Spectrographic Imager (CASI) permiten una alta resolución tanto espectral como espacial y tienen un gran potencial para
estudios ambientales. En este trabajo el autor señala algunas conclusiones sobre la importancia de los sensores remotos
hiperespectrales afirmando que permiten la obtención de información que no sería posible con sensores discretos y la
respuesta fina y puntual en los cocientes, permite que la información de sedimentos suspendidos sea más precisa que la
obtenida con sensores de banda ancha (Aguirre-Gómez y Morales, 2004).
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(a) (b) (c)
(d) (f)
Figura (5): Arrecife Cayos Arcas, Campeche, México. (a) Compuesto RGB de las bandas 12, 6 y 2 del sensor CASI este índice
considera la vegetación de diferencia normalizada; (b) Detección de sedimentos en Cayos Arcas mediante un análisis NDVI;
(c) Imagen de batimetría de la zona de Cayos Arcas; (d) Cociente azul verde para la detección de clorofila. La señal de este
pigmento está contaminada con la de los sedimentos suspendidos; (e) Compuesto RGB de las componentes principales
2, 3 y 4.
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El futuro de los arrecifes de coral está aumentando gracias a que actualmente existe una mayor disponibilidad de imágenes
de alta resolución aunado al incremento en eficiencia en la teledetección en al menos tres aspectos: aumento de la
resolución, aumento de bandas espectrales y algoritmos cada vez más eficientes que en un momento dado nos permitirán
entender los cambios a largo plazo en la salud de los arrecifes de coral (Eakin et al., 2011). Sin embargo, esto aún no es
suficiente, ya que es necesario hacer conciencia social sobre el riesgo inminente en el que nos encontramos al no cambiar
nuestras formas de producción y consumo, así como la forma en la que nos desprendemos de nuestros residuos.
Referencias:
R. Aguirre-Gómez y Morales, 2005. Análisis espectral del arrecife coralino de Cayos Arcas, Campeche, México. Instituto
de Geografía, UNAM, Boletín 57, 14 p.
S. Andréfouët y B. Riegl, 2004). Remote sensing: A key tool for interdisciplinary assessment of coral reef processes. En:
Coral reefs. Vol. 23. Pp. 1-4.
C . Mark Eakin, Carl J. Nim, Rus Selle. Brainard, Christoph Aubrecht, Chriselvidge , Dwight K . Gl Edhill , Frank Mullerkarge
R, Peter J. Mumby, WillIam J . Skirving, Alan E . Strong, Menghua Wang, Scarla Week S , Frank Went Z, And Daniel
Ziskin. 2011. Monitoring Coral Reefs from Space. En: The Official Magazine Of The Oceanography Society Vol. 24.
pp. 162-173.
N. J. Quinn, P. Dalzall, B.L. Kojis, 1985. Landsat as a management for mapping shallow wáter hábitats in Pupua New Guinea.
Proceedings of The International Coral Reef Congress, Tahiti, Vol. 6. 6 p.
Satellite Remote Sensing of Coral Reef Habitats Mapping in Shallow Waters at Banco Chinchorro Reefs, México: A Classification
Approach - Scientific Figure on ResearchGate. Available from: https://www.researchgate.net/272293192_fig1_Fig-1-Components-of-
Remote-Sensing-in-mapping-coral-reefs [accessed 2 May, 2016]
http://www.biodiversidad.gob.mx/pais/mares/spesig/index.html
http://www.igarss2010.org/CRS/CoralReef.asp
