Los investigadores del Instituto de Tecnología Stevens han desarrollado una nueva plataforma impulsada por el aprendizaje automático, conocido como OC-SMART, que puede procesar el color del océano en imágenes de satélite 10 veces más rápido que la plataforma líder en el mundo. La obra, que será adoptado por la NASA, es una de las primeras plataformas basadas en aprendizaje automático en el análisis del color del océano que puede procesar regiones costeras y de océano abierto a nivel mundial para revelar datos sobre la salud del mar y el impacto del cambio climático.

La obra, dirigido por Knut Stamnes, profesor de física en Stevens, y encabezado por Yongzhen Fan Ph.D. 'dieciséis, un erudito de física visitante en el laboratorio de Stamnes, resuelve un problema de 30 años en la recuperación de datos tanto de las regiones costeras como de las áreas de mar abierto. Por décadas, La plataforma SeaDAS de la NASA se destacó en el análisis del color del océano desde el océano abierto con aire limpio, pero con frecuencia recuperaba resultados inexactos de áreas costeras y aguas interiores como los Grandes Lagos, donde la compleja interacción entre la atmósfera, mar, luz, reflexiones, y las partículas de aire dificultan el análisis.

"Es fundamental estudiar las zonas costeras y las aguas interiores, "dijo Stamnes, un experto en transferencia radiativa cuyo trabajo aparece en la edición de diciembre de 2020 de Percepción remota del medio ambiente . "Aunque estas áreas constituyen una pequeña fracción del mundo en términos de masa, es donde vivimos y donde ocurre toda la actividad biológica ".

La plataforma OC-SMART, o Herramienta de recuperación de aerosoles y marinos simultáneos de colores oceánicos, se suma a las capacidades de SeaDAS al tomar datos de imágenes satelitales y procesarlos a través de algoritmos especiales, que se basan en potentes técnicas de aprendizaje automático y extensas simulaciones de transferencia radiativa. En este proyecto, La transferencia radiativa se define como el flujo complejo de energía electromagnética entre el océano y la atmósfera. Este proceso afecta la forma en que SeaDAS percibe y analiza el color del océano, la plataforma líder mundial para procesar el color del océano a partir de imágenes de satélite durante décadas.

El software OC-SMART ahora se incorporará a la plataforma SeaDAS de la NASA. Los productos finales del software incluyen datos útiles sobre las concentraciones de clorofila y la presencia de fitoplancton y contaminación. todos indicadores útiles del estado del océano. Notablemente, Stamnes dijo:OC-SMART se adaptará a la próxima misión PACE de la NASA cuyo lanzamiento está previsto para 2023. Plancton, Aerosol, Nube, ecosistema oceánico o PACE, es una misión satelital de observación de la Tierra de la NASA que continuará y avanzará en las observaciones del color global del océano, biogeoquímica, y ecología, así como el ciclo del carbono, aerosoles y nubes.

"OC-SMART es un general, de uso múltiple, plataforma fácil de usar, "dijo Wei Li, un físico de Stevens que trabajó en el proyecto y que varios investigadores de otros países se han puesto en contacto con él desde que el software se puso a disposición del público.

La Agencia Espacial Europea tiene una plataforma similar a OC-SMART, pero se centra principalmente en las zonas costeras europeas y no en todo el mundo. Se necesitaba una herramienta que pudiera procesar tanto las regiones costeras como las de mar abierto a nivel mundial, dijo Nan Chen, un físico de Stevens que también participó en el proyecto.

"Durante años, Los científicos tenían dificultades para procesar el color del océano en regiones costeras y lugares que experimentan una fuerte contaminación u otras partículas del aire, como tormentas de arena. " Admirador, el autor principal, adicional. "Es por eso que desarrollamos OC-SMART para resolver estos problemas".

El OC-SMART llega en un momento en el que existe un creciente interés en analizar el color del océano en las zonas costeras, —dijo Stamnes. OC-SMART es también una de las primeras herramientas en el análisis del color del océano que utiliza el aprendizaje automático, que apenas ha comenzado a hacer incursiones en la oceanografía.

"Ahora hay satélites en órbita que nos brindan más información sobre lo que sucede alrededor de las costas y en lugares como los grandes lagos, "dijo Stamnes." Entonces, esto abre nuevas áreas de investigación. Y con el aprendizaje automático, es un juego completamente nuevo ".