Contaminació lumínica

Arreu del món s’instal·len fonts d’il·luminació artificial externa nocturna, que en molts casos proveeixen més llum de la necessària, o ho fan de forma incorrecta.

El control d’aquesta il·luminació possibilita, no només millores mediambientals (s’ha demostrat l’impacte ecològic en espècies animals i vegetals), i el compliment de lleis relacionades, sinó també un estalvi energètic i econòmic considerable, entre altres beneficis.

El primer pas per solucionar aquest problema passaria per identificar les fonts d’il·luminació, avaluar la seva potència i classificar-les (tipus). D’aquesta forma, es podria corregir la direcció de la llum i la seva potència, substituir les làmpades contaminants i poc eficients, il·luminar només les zones que ho necessitin i en l’horari que ho necessitin, evitar la intrusió lumínica als habitatges, etc.

 

Alternatives

Una solució, a petita escala, passaria per fer un inventari i mesurar fonts d’il·luminació des de terra. El resultat d’aquesta adquisició de dades, però, difícilment permetria una anàlisi geogràfica general, i a més, obviaria informació com ara la llum que marxa en direcció al cel.

Així doncs, sembla que l’alternativa més raonable passa per adquirir informació des de sensors aerotransportats. Tot i que també es podria obtenir des de sensors embarcats en satèl·lits, aquests solen proporcionar una escassa resolució espacial, reduint el seu objectiu a estudis més generals de contaminació lumínica.

Si bé és cert que existeixen diversos sensors de captura d’imatges, les condicions de lluminositat que es donen per les nits requereix d’una configuració espectral adaptada a les diferents fonts (halogenur metàl·lic, vapor de sodi d’alta pressió, vapor de mercuri d’alta pressió...).

En aquest sentit, a banda de permetre la citada classificació, un sensor hiperespectral sembla la millor opció, ja que, a més de recollir l’espectre en detall, detecta emissions que estan fora de la visió humana, i que en conseqüència són poc útils i poden evitar-se.

Pel que fa als algoritmes de procés d’imatge, cal exigir que permetin una georeferenciació precisa i un filtratge correcte, per poder creuar el resultat amb altres dades i per evitar la intrusió de senyal no desitjada respectivament.

 

Descripció de la solució

L’ICGC disposa d’un sensor hiperespectral aerotransportat, que recull un important volum d’informació en tot l’espectre visible i l’infraroig proper, emprant fins a 288 bandes.

També s’han provat diverses combinacions de paràmetres a l’hora de capturar dades (velocitat, altura, temps d’integració, resolució espectral...), per tal de conèixer la configuració òptima segons les necessitats que es plantegin.

A més de la configuració del vol i el dispositiu, es realitza una correcció radiomètrica i s’apliquen diversos filtres per eliminar el soroll electrònic que es dóna al propi sensor en condicions nocturnes.

També es poden efectuar correccions atmosfèriques per millorar resultats, tot i que augmenten la complexitat del procés.

Evidentment, l’ortorectificació i georeferenciació de les imatges obtingudes són vitals per poder localitzar i analitzar geogràficament les emissions de llum. Aquestes tasques són ben conegudes per l’ICGC, ja que s’aprofiten les tècniques de generació d’ortofotos.

Productes resultants són els mapes de luminàncies (densitats de llum en una direcció), calculades segons la visió fotòpica i escotòpica, i els mapes de radiació total.

Amb els estudis fets en laboratori a l’ICGC, amb el seu sensor i diversos tipus de làmpades, s’ha pogut determinar la signatura espectral de les mateixes, habilitant d’aquesta forma la seva classificació en les imatges del territori.

Una possibilitat per complementar tots aquests estudis és l’obtenció de dades en diferents franges horàries, aspecte important ja que la necessitat de llum varia i cal adequar-la a la normativa que així ho regula.

L’ICGC també ha realitzat treballs amb imatges de satèl·lit, fent possible llavors l’obtenció de mapes de contaminació lumínica a escales petites, habitualment emprats en plans d’actuació més generals (a nivell de regió o país).

 

Articles

• Detección de la iluminación exterior urbana nocturna con el sensor aerotransportado CASI 550. [507,2 kB]
  A.Tardà et al., Setmana Geomàtica, 2011.

 

Projectes realitzats

• Estudi de la contaminació lumínica amb el CASI (de Tarragona a la Bisbal de Falset). Oficina per Prevenció de Contaminació Lumínica.
• Estudi de les emissions lluminoses nocturnes amb imatges DMSP-OLS. Oficina per Prevenció de Contaminació Lumínica.

 

Aplicacions relacionades

• Eficiència energètica de construccions