EL problema de la desertificación
La desertificación afecta a más de 15000 millones de personas en todo el mundo. Generalmente, las más afectadas son aquellas con un estatus social bajo y que viven en las zonas más vulnerables del planeta.
Cuando hablamos de desertificación, nos referimos a la degradación que la tierra sufre en zonas áridas, semiáridas y secosubhúmedas. Esto se debe mayoritariamente a la gran exposición de las actividades humanas, como la desforestación o bien la sobreexplotación de recursos y por otro lado, las variaciones climáticas que sufre nuestro planeta en forma de sequías o lluvias torrenciales. La mayoría de veces, esta desertificación es irreversible afectando directamente a la pérdida de productividad.
Algunos de los territorios en riesgo son parte del continente africano, de EUA, América de Sur, Australia o España. Para reducir el impacto que la desertificación produce en estas áreas deben ser tratados los factores políticos, socioeconómicos, científicos y/o sociales del momento con el objetivo de conseguir las medidas adecuadas para reducir los efectos que desafortunadamente este suceso conlleva.
La IA y la desertificación
Para los diferentes estudios de la desertificación en las distintas áreas del planeta con riego se utilizan varias técnicas de inteligencia artificial con la finalidad de poder analizar de una forma más exhaustiva todos los datos conseguidos. Para el aprendizaje automático, los métodos más recurrentes son la utilización de: Vecino más cercano (K-NN), Randomforest (RF) o Support vector machine (SVM). Por otro lado, encontramos también el aprendizaje profundo, entre estos destacar el uso de: Perceptrón multicapa (MLP) o las Redes Neuronales Convolucionales (CNN).
Dejando de lado las metodologías utilizadas para el análisis de datos, debemos considerar también de dos tipos de variables para analizar cada una de las distintas situaciones. Así pues, por un lado encontramos las variables biofísicas y por el otro, las socioeconómicas.
VARIABLES BIOFÍSICAS
–Índice de aridez
Se calcula mediante el ratio de la precipitación anual y la evapotranspiración potencial anual (variable entre el rango de 0.05 y 0.65). Gracias al uso de RandomForest, XGBoostasí como redes neuronales artificiales, podemos predecir la evapotranspiración y la precipitación eficazmente.
Estrés hídrico de la vegetación y estado reservas de agua subterránea:
Las redes neuronales convolucionales se han utilizado para completar datos de anomalías en la estimación de almacenamiento de agua terrestre. Por otro lado, el uso del aprendizaje profundo con imágenes térmicas infrarrojas se ha identificado también como una técnica muy útil para la evaluación del estrés hídrico de los cultivos y de la vegetación natural.
–Identificación precisa de pastizales y de carbono orgánico en el suelo:
A través de la combinación del aprendizaje automático y el profundo conseguimos detectar la vegetación y el tipo de suelo a partir de los resultados precisos generados a partir de los algoritmos.
–Imágenes de satélite:
A partir de señales abruptas debido a los cambios en la cubierta vegetal, posteriormente se pueden elaborar mapas precisos de zonas deforestadas a partir del aprendizaje profundo. En comparación al aprendizaje automático, que este nos permitirá por otro lado, predecir zonas potenciales de deforestación para poder conseguir una mejor gestión del territorio afectado.
VARIABLES SOCIO-ECONÓMICAS
–Densidad de población:
La inteligencia artificial nos puede ayudar a cuantificar las redes comerciales productor-consumidor a nivel global y consecuentemente conocer el impacto de la ciudad en el campo. Además, imágenes de drones, aviones o satélites nos permiten elaborar mapas urbanos precisos que nos ayudan a predecir la expansión del territorio urbano.
–Asociación de la renta media y la desertificación:
Usando imágenes satelitales y aprendizaje profundo podemos entender el bienestar económico de la población en los distintos países.
–La agricultura a gran escala, de regadío y el sobrepastoreo:
La inteligencia artificial está ampliamente aplicada en distintos estudios de la agricultura a fin de poder conseguir una gestión sostenible de los recursos para combatir la desertificación.
En resumen, la inteligencia artificial aplicada en el campo de la desertificación, nos permite dar respuesta a dónde y cuándo podría ocurrir esta. No obstante, cabe remarcar que el estudio es complejo por la cantidad de factores a tener en cuenta. Debemos trabajar de manera síncrona con las distintas escalas espaciales y temporales siendo conscientes de las dificultades que esto supone y teniendo en cuenta además las variables biofísicas y socioeconómicas para tratar la desertificación y abordar el problema que esta ocasiona. Una vez conocido el impacto que tienen estos condicionantes, podremos incidir en las soluciones más adecuadas en cada una de las áreas.
Bibliografía:
1.-Guirado, E., Martínez-Valderrama, J. 2021. Potencial de la inteligencia artificial para avanzar en el estudio de la desertificación. Ecosistemas 30(3): 2250. https://doi.org/10.7818/ECOS.2250
WRITTEN BY
Eva Arnall
Saturdays.AI
Saturdays.AI is an impact-focused organization on a mission to empower diverse individuals to learn Artificial Intelligence in a collaborative and project-based way, beyond the conventional path of traditional education.