3D | ANTÁRTIDA - Monitorização 3D de Terrenos com Permafrost da Antártida

Lisboa, Portugal
O 3D ANTARTIDA é um projeto do Grupo Polar da Universidade de Lisboa que visa a aquisição de um UAV (ebee - sensefly) para a aplicação nos estudos de cartografia e monitorização dos efeitos das alterações climáticas nas áreas deglaciadas da Península Antártica e do Árctico. Beneficiará a investigação e os estudantes avançados.

A região da Península Antártica tem sofrido profundas mudanças nas últimas décadas com um aquecimento de cerca de 2,5 ºC nas temperaturas médias anuais desde 1950. Em alguns locais, as temperaturas médias de Inverno subiram mesmo cerca de 6 ºC! Os efeitos sobre o ambiente têm sido enormes e bem visíveis no caso dos glaciares, plataformas de gelo e gelo marinho. Mas a nossa equipa trabalha com o solo permanentemente gelado - o permafrost - e neste tema, as mudanças são mais difíceis de seguir, pois o solo gelado está enterrado. Num trabalho interdisciplinar, as equipas portuguesas têm colaborado com cientistas de vários países (Brasil, Espanha, E.U.A., Argentina, Chile, Coreia do Sul, Reino Unido, Bulgária e Rússia), para melhorar o conhecimento acerca do que se têm passado ao nível do permafrost da região e passos muito importantes têm sido dados nos últimos anos (ver Vieira et al 2010, Bockheim et al 2013).

O rápido desenvolvimento tecnológico nas áreas dos veículos aéreos não-tripulados (UAV) e a descida no seu custo estão atualmente a possibilitar enormes avanços nas suas aplicações ao estudo das mudanças na superfície da Terra. Nas áreas em que estamos a trabalhar, na região da Península Antártica, as mudanças têm sido muita rápidas e a utilização deste tipo de meios para cartografar em detalhe a vegetação, as unidades gemorfológicas, a neve e o escoamento, proporciona avanços notáveis. A nossa equipa tem, por isso, ENORME URGÊNCIA em aceder a uma plataforma de estudo - um UAV - que nos permita obter este tipo de dados cartográficos. Contudo, as restrições orçamentais recentes têm limitado muito a nossa capacidade de adquirir um UAV e é por isso, que avançamos com esta proposta, e para a qual pedimos o seu apoio.

Atualmente, conseguimos aceder com regularidade à Antártida e levar a cabo projetos muito competitivos a nível internacional. Mas um UAV, como o que aqui nos propomos adquirir, iria resultar num passo enorme para a equipa e contribuiria fortemente para aumentar o impacte internacional da nossa ciência. Além disso, teria aplicações diretas no ensino avançado no IGOT e no IST, contribuindo já para as dissertações de doutoramento do Alexandre Nieuwendam, Alice Ferreira e Maura Lousada, que são também membros da nossa equipa.

No quadro do Projeto 3D.ANTARTIDA, o nosso objetivo é adquirir um UAV, cujo preço é a totalidade do valor que requeremos para o projeto. Este UAV permitir-nos-á efetuar levantamentos topográficos detalhados, bem como fotografia aérea de grande pormenor, a qual será depois ortoretificada para análise. Os avanços que a tecnologia nos permitirá serão enormes, pois nas regiões em que trabalhamos não há levantamentos topográficos adequados e é extremamente caro e díficil voar com helicopteros para efetuar fotografia aérea.

A implementação do projeto decorrerá em duas campanhas antárticas:

a) Fevereiro - Março de 2014. testes preliminares no terreno na Península Barton (King George Island). Esta fase dependerá também de conseguirmos adquirir o UAV até meados de Fevereiro de 2014.

b) Janeiro - Fevereiro de 2015. levantamentos de pormenor nas ilhas Livingston, Deception e King George.

Utilizaremos ainda o UAV em levantamentos de pormenor na serra da Estrela, no verão de 2014 e no Ártico canadiano, no quadro de um projeto a decorrer em Julho de 2014. Em função das possibilidades logísticas, extenderemos a aplicação do UAV a todos os observatórios de permafrost que mantemos na região da Península Antártica, entre Palmer e King George Island, nos anos subsequentes.

O projecto 3D Antártida conta com o apoio da Agência Ciência Viva e IGOT - Instituto de Geografia e Ordenamento do Território, da Universidade de Lisboa:

Sobre o promotor

Grupo Polar da Universidade de Lisboa reune 3 equipas de investigação (CEG/IGOT, CERENA-IST e CQE-IST) que têm vasta experiência de investigação nos terrenos com permafrost da Antártida e do Ártico. As áreas principais de estudo são o permafrost e alterações climáticas, a deteção remota e os contaminantes. A equipa coordena também o Programa Polar Português, responsável por colocar no terreno, todos os anos, cerca de 20 cientistas nacionais e por apoiar o transporte de cerca de 100 cientistas e técnicos de programas parceiros.

Websites das equipas:

http://www.antecc.org/

http://planetsci-cerena.weebly.com/

Gonçalo Vieira | Professor Associado no IGOT e coordenador do Grupo de Investigação em Ambientes Antárticos e Alterações Climáticas do Centro de Estudos Geográficos. Especialista em permafrost e alterações climáticas. 7 Campanhas na Antártida e 2 no Ártico. Coordenador do Programa Polar Português e Co-Chair do Expert Group on Permafrost do SCAR.
"Ter financiamento para este projeto seria uma lufada de ar fresco para a nossa investigação. Este tipo de ferramenta, que acaba de surgir a preços relativamente acessíveis, proporciona dados de enorme qualidade...dados de sonho para quem estuda a geografia física das regiões polares. Infelizmente, o timing dos concursos a financiamento científico iria atrasar este projeto em pelo menos dois anos, além de que o acesso a este tipo de verbas está cada vez mais complicado por estas bandas".

Pedro Pina | Investigador Principal no IST e Coordenador do Grupo de Análise de Imagens de Deteção Remota de Superfícies Planetárias no Centro de Recursos Naturais e Ambiente (CERENA/IST). Participou em 2 campanhas na Antártida e 2 campanhas no Ártico.
"Dispor de um sistema aéreo próprio que é muito flexível, é uma enorme vantagem em relação a outros fornecedores de informação remota, pois permite captar imagens de elevada resolução nas curtas e irregulares janelas de bom tempo típicas do ambiente antártico."

João Canário | Investigador Principal no Centro de Química Estrutural do Instituto Superior Técnico. 2 campanhas no Ártico e 2 na Antártida.
"Por muito irrelevante que possa parecer a utilização de um UAV para um químico ambiental, ela é, no entanto, muito mais útil do que a partida possamos achar. Cada vez mais a estratégia de uma amostragem é governada por critérios estatisticos de representabilidade. Nesses critérios estão incluidos por exemplos tipos de terreno. A existência deste tipo de equipamento torna-se portanto fundamental numa primeira aproximação ao terreno e numa definição clara de locais e pontos de amostragem. Este projeto é pois fundamental para os estudos de distribuição superficial de contaminantes nas regiões polares."

Julio Martín-Herrero | Profesor Titular da Universidade de Vigo, especialista em deteção remota e visão artificial. Uma campanha na Antártida. Colabora com o Grupo Polar da Universidade de Lisboa na Antártida desde 2011.
"La elevada precisión de los modelos digitales del terreno permitirá, además de monitorizar con mucha resolución espacial y temporal la evolución del terreno, ya sea hielo o suelo desnudo, georreferenciar adecuadamente imágenes de múltiples sensores de teledetección, tanto satelitales como aéreas, con aplicaciones muy valiosas en el estudio de las regiones polares y el cambio global."

Carla Mora | Investigadora pós-doutorada no Centro de Estudos Geográficos da Universidade de Lisboa. Especialista em climatologia de montanha e deteção remota. 1 campanha no Ártico e 1 campanha na Antártida.
"A aplicação do UAV ao estudo da cobertura de neve vai ser muito importante, pois vai permitir, por um lado, cartografar a cobertura de neve de áreas remotas a uma escala de grande detalhe e, por outro, validar os resultados da cartografia da neve realizada automaticamente a partir de imagens de satélite"

Lourenço Bandeira | Investigador pós-doutorado no Instituto Superior Técnico. 1 Campanha na Antártida e 1 no Ártico. O tema principal de estudo é o Processamento de Imagem e Reconhecimento de Padrões aplicados a imagens obtidas remotamente, seja de satélite, avião ou UAVs.

Mário Neves | Professor Auxiliar no Instituto de Geografia e Ordenamento do Território (IGOT) – Universidade de Lisboa - e investigador do Grupo de Investigação em Ambientes Antárticos e Alterações Climáticas do Centro de Estudos Geográficos, também da mesma Universidade. Três Campanhas na Antártida e uma no Ártico.
“A manobrabilidade e a elevada precisão das imagens registadas pelo UAV permitem criar Modelos Digitais de Terreno com um detalhe fantástico. Só assim será possível perceber a evolução de áreas que são fonte de informação científica muito relevante mas que, atualmente, só têm levantamentos topográficos pouco pormenorizados.”

Inês Fonseca | Investigadora Auxiliar no CEG-IGOT, doutorada em Geografia Física no King´s College London, em modelação espacial de solos.
“Um UAV para utilização nas regiões polares vai permitir aumentar o número de alunos e investigadores, que não tendo financiamento para ir aos locais de estudo, vão ter acesso a imensos dados que não nos seria possível obter com outras tecnologias, e permitir avaliar rapidamente, a curto e médio prazo, alterações nos padrões do solo, vegetação e cobertura de neve.”

Gonçalo Prates | Professor Adjunto no ISE/UAlg e membro do Grupo de Investigação em Ambientes Antárticos e Alterações Climáticas do Centro de Estudos Geográficos. 2 Campanhas na Antártida.
"Num futuro próximo os UAV terão o seu papel na observação da Terra, em complementaridade com os satélites. Contribuirão para a gestão de recursos naturais (por ex.: na agricultura de precisão), assim como de riscos (por ex.: em erupções vulcânicas). Como vantagens para os satélites, terão a possibilidade de aquisição de informação quando e onde as equipas desejem, com qualidade que beneficiará da maior proximidade ao solo, permitindo alcançar locais de difícil acesso e/ou perigosidade. Na nossa investigação em regiões polares, terão um enorme impacto."

Alexandre Nieuwendam | Estudante de doutoramento no IGOT - Universidade de Lisboa. Presidente da Permafrost Young Researchers Network. Dissertação sobre paleoambientes frios na serra da Estrela.
"A utilização do UAV no âmbito da minha tese, na Serra da Estrela, permitirá estudar em pormenor os depósitos de vertente herdados. Apoiará na cartografia geomorfológica de detalhe proporcionando uma visão de conjunto sobre os factores geomorfológicos que podem ter controlado a  sua génese."

Alice Ferreira | Estudante de doutoramento no IGOT - Universidade de Lisboa. Dissertação sobre modelação espacial do permafrost nas ilhas Shetlands do Sul (Antártida).
"Os modelos digitais de terreno com elevada precisão permitem cartografar a morfologia e os processos activos nas áreas livres de gelo, dados muito importantes para a validação de modelos da distribuição do permafrost, quer na actualidade, quer em vários cenários das alterações climáticas."

Maura Lousada | Estudante de doutoramento no IST - Universidade de Lisboa. Dissertação sobre análise de padrões de solos em regiões com permafrost através de imagens de satélite.

João Branco | Piloto de aviação comercial e Geógrafo. Colabora com a equipa 3D Antártida em estudos de deteção remota.

Vanessa Batista | Geóloga com pós-graduação em Geografia Física. Participou em duas campanhas na Antártida e colabora desde 2007 com o Grupo Polar da Universidade de Lisboa no estudo do permafrost das ilhas Shetlands do Sul.

Imagens

Documentos

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