LAUC 2014 - Reajuste de imagens de satélite mediante operações lógicas e de transformação
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As imagens de satélite são uma ferramenta útil para a análise multi-temporal do desmatamento. A Serrania de San Lucas é um maciço localizado no departamento de Bolívar, na Colômbia, que mostrou perdas de cobertura florestal. Neste estudo, foi realizado um ajuste de imagens de satélite processadas anteriormente, utilizando diferentes operações lógicas e reclassificações, a fim de reduzir a taxa de erro e realizar análise mais acurada do desmatamento.
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LAUC 2014 - Reajuste de imagens de satélite mediante operações lógicas e de transformação
- 1. REAJUSTE DE IMÁGENES SATELITALES PARA ANÁLISIS ESPACIAL DE DEFORESTACIÓN (Agricultura y Bosques) MARÍA ALEJANDRA CHADID DOLORS ARMENTERAS UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA LABORATORIO ECOLOGÍA DEL PAISAJE Y MODELACIÓN DE ECOSISTEMAS
- 3. Serranía San Lucas OBJETIVO GENERAL Determinar los patrones y la dinámica de deforestación en la Serranía San Lucas PROBLEMAS
- 4. OBJETIVO ESPECÍFICO • Reajuste de imágenes satelitales LandSat (2002, 2007 y 2010), mediante distintas operaciones lógicas y reclasificaciones.
- 5. FUENTE DE DATOS • Uso de imágenes LandSat 5 y LandSat 7 ETM+ (2002, 2007 y 2010). • Oficina de las Naciones Unidas contra la Droga y el DelitoSistema Integrado de Monitoreo de Cultivos Ilícitos (SIMCI).
- 6. 1- Reclasificación del Bosque Coberturas •“Bosque primario y selva” •“Bosque secundario, rastrojo alto” “Bosque”
- 10. 2- Ajuste máscara del bosque Condicionales simples: •2002 CON(R2007=3,R2007,R2002) •2007 CON(R2010=3,R2010,R2007) 3Cobertura “Bosque” R2007, R2002 Imágenes con el bosque reclasificado BR2002, BR2007, BR2010 Imágenes con máscara de bosque estandarizada
- 11. 2002R2002 BR2002 1752276,9 ha 2311778,2 haBosque (ha)
- 12. 2007 1561429,1 ha 1935418,1 ha R2007 BR2007 Bosque (ha)
- 14. BR2002 BR2007 BR2010 2311778,2 ha 1935418,1 ha 1579413,8 ha
- 15. 3- Corrección de nubes Condicionales dentro de condicionales: •2002 CON( BR07=8, BR07, (CON(BR10=8,BR10,BR02))) • 2007 CON( BR10=8, BR10, (CON(BR02=8,BR02,BR07))) • 2010 CON( BR02=8, BR02, (CON(BR07=8,BR07,BR10))) 8= Cobertura “Nubes”
- 17. 2007 1923334,3 ha NBR2007BR2007 1935418,1 ha Bosque (ha)
- 19. NBR2002 NBR2007 NBR2010 2251223,9 ha 1923334,3 ha 1574469,8 ha
- 20. 4- Corrección Gaps Condicionales: 2002 CON(( NBR2007=15)&(NBR2002=03),NBR2007,NBR2002) 2007 CON(( NBR2010=15)&(NBR2007=03),NBR2010,NBR2007) 15 cobertura “gaps” 03 cobertura “bosque” NBR2002, NBR2007, NBR2010 Imágenes con máscara de bosque y nubes standarizada.
- 22. 2007 1915912,6 ha1923334,3 ha Bosque (ha) GNBR2007NBR2007
- 24. GNBR2002 GNBR2007 GNBR2010 2251223,9 ha 1915912,6 ha 1574469,8 ha
- 26. Imágenes iniciales Vs. finales 2002 1752276,9 ha 2227931,4 haBosque (ha)
- 27. 2007 1561429,1 ha 1915912,6 haBosque (ha)
- 28. 2010 1579413,8 ha 1574469,8 haBosque (ha)
- 29. 2002 2007 2010 2227931,4 ha 1915912,6 ha 1574469,8 ha ÁREAS FINALES DE BOSQUE
- 30. MODELO ESPACIAL CAMBIO USO DE SUELO DINAMICA
- 31. 2002-2007 2007-2010 Cambio de uso de suelo 2002-2007 2007-2010 Bosquecoca 0.050% 0.11% Bosquepastos 1.49% 1.46% Distancia a ríos y cuerpos de aguafactor que facilita la deforestación PROBABILIDADES DE TRANSICIÓN
- 32. AGRADECIMIENTOS Facultad De Ciencias • Dolors Armenteras • Jorge Eduardo Paiba • Jorge Molina Laboratorio Ecología del Paisaje y Modelación de Ecosistemas (ECOLMOD) Dirección de Investigación sede Bogotá (Dib) Sistema Integrado de Monitoreo de Cultivos Ilícitos (SIMCI)
- 33. MUCHAS GRACIAS!!
Notas del editor
- Esri Corporate Template v2.1 16:9 version – April 18, 2014 See http://arczone/resources/presentations.cfm for sample slides and icons
- Colombia se encuentra en la punta al noroeste de sur America; este limita con el mar Caribe al norte, Venezuela y brasil al oriente, peru al sur, Ecuador al suroeste, y finalmente, Panama con el océano pacifico por el Noroeste. Después de Brasil, Argentina y Peru, Colombia es el 4 pais mas grande de suramerica y como les comente con los limites es el único que cuenta con dos costas(Armenteras-Pascual et al., 2011). Por su ubicación, Colombia cuenta con una gran variedad de elementos geográficos: Aunque la mayor parte contiene planicies por debajo de los 500 m, el oeste es principalmente montañoso y con base en la diversidad topografica y climática, se puede clasificar en seis regiones naturales: Andina (incluye los rangos andinos y sus valles), Caribe (litoral atlántico), pacifico, orionoquia (planicies y sabanas del la cuenca del rio Orinoco), amazónica (cubriendo un 7% de la selva amazónica) y la región insular (cubre a las Islas de San Andres y providencia) (Armenteras-Pascual et al., 2011). Colombia cuenta con una gran variedad de ecosistemas: dentro de esos se encuentran un gran porcentaje de bosque húmedo tropical (52.2%), sabanas (13.9%), pastizales y matrorrales (9%), entre otros (Armenteras-Pascual et al., 2011). Como sabemos, la cordillera de los Andes se extiende desde chile hasta Venezuela, cuenta con un área de 8.1 millones de km2 y su masivo rango influencia en los procesos físicos y biológicos de los países que recorre. En Colombia esta se divide entre 3, cuenta con un área de 287720 km2 y representa el 25% del área total del país. A lo largo de estas tres cordilleras se encuentran las principales ciudades donde se encuentra el 70% de la población. Mas puntualmente, La Serranía San Lucas es un macizo aislado que se encuentra al norte de la cordillera central de Colombia, entre los departamentos de Bolívar y Antioquia y es conformada por 32 municipios. Esta es cortada al oriente por el rio magdalena el cual es la principal arteria fluvial en Colombia (con una longitud de 1500 km) y por el occidente por los rios nechi y cauca el cual es la segunda arteria fluvial y el principal afluente del rio magdalena. Se encuentra conformada por 32 municipios.
- 1- Serranía San Lucas es un macizo aislado que cuenta con una zona de transición entre la llanura Caribe y la zona andina, cuenta con aproximadamente con un rango montañoso de 16.000 Km2 presentando un gradiente altitudinal desde el nivel del mar hasta los 2700 msnm.Sin embargo, por problemas de seguridad en la zona, esta ha sido poco explorada y solo hasta hace casi una década (marzo y abril de 2001) se lograron los primeros registros biológicos por encima de los 1000 msnm (hasta los 1400 m y en las planicies orientales y occidentales de la serranía), obteniendo importantes registros y colecciones de aves, plantas y mamíferos, resaltando la importancia biológica global que representa la serranía (Salaman et al. 2001), donde varias organizaciones internacionales (WWF, WRI, CI, entre otros) la consideran como uno de los ecosistemas más amenazados de América asignándola como “una eco región con estatus crítico para la conservación” (Fundación Colibrí S.F) Dada su estrategica ubicación este macizo cuenta con una gran variedad de recursos naturales, los cuales a traves del tiempo han sido explotados de maneras inadecuadas….con base en esto muchos de los ecosistemas presentes han sido degradados en diferentes niveles. Algunas de las actividades antropicas que genera problemas ambientales en la serrania son: 2-La destruccion de la serrania se da a causa de las siguientes causas antropogenicas: Incendios controlados para la siembra de distintos cultivos limpios (yuca platano arroz frijol azucar, usando abonos y agroquimicos) e ilicitos (coca) Fumigacion con glifosato hace unos años que deterioro muchisimo el ecosistema su fauna y flora Mineria: aca se encuentran depositos de oro y plata; una de las formas usadas es la artesanal en la que utilizan grandes cantidades de reactivos altamente contaminantes como el mercurio y cianuro los cuales son finalmente depositados en el magdalena y cauca en diferente proporcion Silvicultura: se realiza con un aprovechamiento antitecnico, sin politicas de compensacion forestal, agravando la situacion de especies que ya estan en peligro de extincion como el cedro guayacan entre otras Ganaderia extensiva que con el sobrepastoreo generan impactos negativos en los suelos de los bosques y a la vida silvestre de la region 3- Determinar los patrones y la dinámica de deforestación en la Serranía San Lucas generada por tres drivers: Siembra de cultivos ilícitos de coca, ganadería extensiva y extracción minera de oro.
- un reajuste de imágenes satelitales previamente procesadas, mediante distintas operaciones lógicas y reclasificaciones, con el fin de estandarizarlas, reducir el porcentaje de error y realizar un análisis de deforestación más acertado.
- 1- El SIMCI es un proyecto de carácter tecnológico e investigativo que realiza monitoreos de cultivos ilicitos en todo colombia. Esto lo ha hecho desde 1999 mediante el uso de tecnología satelital, apoyo de aerofotografías y verificación de campo. Con estos datos se procesa y publica el Censo de Cultivos Ilícitos de Colombia, los cuales presentan estadísticas actualizadas anuales sobre la extensión de las áreas con cultivos de coca, la producción de cocaína y el análisis de los cambios presentados en años consecutivos. Para esto utilizan entre otras, imágenes landsat 5 y 7. 2- Estas imágenes cuentan con una dimension aproximada de 180 Km por 180 Km de cubrimiento Para denominar las imágenes se utiliza una grilla mundial en el que se identifica cada imagen de forma unívoca por un Path (franja vertical) y un Row (fila horizontal). En el caso de la serrania SL, la zona se compuso de un mosaico de 4 imágenes correspondientes a las 854, 855, 954, 955. Para el caso del procesamiento de las imágenes LandSat no se tienen en cuenta las bandas termal y pancromatica, se georreferencian a la base cartográfica utilizando la Proyección Transversa de Mercator origen Bogotá y se realizan realces radiométricos y espaciales sobre las bandas. La imagen se interpreta mediante un proceso de clasificación supervisada y es verificada en campo obteniéndose el correspondiente mapa de clasificación de coberturas naturales y antropicas entre las que se encuentran algunas como coca, pastos, bosques, vias, entre otros. Exactitud temática: La exactitud temática en la identificación de coberturas cumple con los parámetros de producción de un mapa escala 1:100.000. 3- un reajuste de imágenes satelitales previamente procesadas, mediante distintas operaciones lógicas y reclasificaciones, con el fin de estandarizarlas, reducir el porcentaje de error y realizar un análisis de deforestación más acertado.
- Reclasificación de coberturas Usando la funcion reclasify se unieron las coberturas de bosques primario y secundario se hace con el fin de evaluar la deforestación a nivel general y no hacer distincion entre este proceso con otros como los de degradacion de bosques (proceso que lleva al deterioro permanente en la densidad o estructura de la cobertura vegetal) (paso de bosque primario a secundario). Todo bosque de cada una de las imágenes fue reclasificadoel resultado quedo como R2002-07-10.
- Corrección de imágenes con mascara de bosque Para la corrección de las imágenes y dejarlas todas con la misma mascara base de bosque se hizo lo siguiente: El año 2007 se corrigió con el 2010, pues lo que hay en el 2010 es lo que aun se conserva, por ende estará también en el 2007. Lo que no hay en el 2010 pero si esta en el 2007 son los cambios y la deforestación. Este argumento aplica también para la corrección del 2002. El condicional usado fue: CON(R2010=3,R2010,R2007) El 2002 se corrigió con el 2007. No se corrigió con el 2010 por los periodos de tiempo de análisis del proyecto 02-07 y 07-10. Pudo haberse corregido igualmente con el 2010 y las diferencias no serian significativas pues la misma mascara de bosque conservada en el 2010 estaba previamente en el 2002 CON(R2007=3.R2007,R2002) El 2010 no se sometió a ninguna corrección pues es con base en este que se hizo la máscara y en el que se evidencian los cambios Esos resultados fueron guardados como BR2002-07-10
- Dado que el 2010 fue la base para determinar la mascara del bosque.
- Corrección de nubes Estos vacíos de información se corrigieron de la siguiente manera: A cada una de las imágenes se les integran las nubes de las otras imágenes, con el fin de que todas tengan los mismos vacíos: 2002 CON( BR07=8, BR07, (CON(BR10=3,BR10,BR02)) 2007 CON( BR10=8, BR10, (CON(BR02=3,BR02,BR07)) 2010 CON( BR02=8, BR02, (CON(BR07=3,BR07,BR10)) Los resultados se guardaron como NBR02-07-10
- Aca se puede observar como las mismas nubes quedaron en todos mapas. Al utilizar estos condicionales al igual que el reajuste de la mascara de bosque anterior tanto se eliminaron como se colocaron nuevas zonas de bosque que no se podian observar en los respectivos mapas
- La corrección de estos vacíos de información para el 2007 se hace con base en el mapa 10 CON(( NRB10=15)&(NBR07=03),NBR10,NBR07) La corrección del 2002 se hizo con base en el 2007 CON(( NRB07=15)&(NBR02=03),NBR07,NBR02) PREGUNTA: por qué al mapa del 2010 no se le agregan los vacíos de información del 2007 de la misma forma que con las nubes??JORGE… Los resultados se guardaron como GNBR02-07-10
- De la misma manera que con la cobertura de las nubes se observa lo mismo con los gaps, pues el objetivo es que todas las imagenes queden tambien con los mismos vacios de informacion, en los que se observa con algunos ejemplos que las tres imagenes quedaron con los mismos gaps
- El programa de dinamica contiene un modelo espacial que permite evaluar el cambio de uso de suelo; en nuestro caso lo utilizamos para analizar el proceso de deforestacion. Estos son los pasos generales del modelo, en el que se calculan probabilidades de transicion de c/u de las coberturas de interes. Esto lo hace mediante simulaciones en diferentes periodos de tiempo y algoritmos como pesos de evidencia, y permite determinar los factores que estan promoviendo la deforestacion y la respectiva transicion de bosque a nuestras coberturas de interes.