Presentó el IDEAM Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales de Colombia, con la colaboración de las siguientes iniciativas: Programa ONU-REDD, Programa REDD-CADD/GIZ, CEVMF.

1. Sistema de Monitoreo de Bosques y Carbono para Colombia
Sentinel 1 para la detección y mapeo de cambios
por deforestación
Presentado por:
Cesar Augusto Valbuena Calderón

2. Contenido
1.Introducción
2.Área de estudio
3. Imágenes Sentinel 1
4. Pre-procesamiento
5. Procesamiento
6. Metodología
6.1. Comparación a nivel de pixel
6.2 Cambio Multitemporal (Stack)
6.3 Componentes principales
7. Resultado
7.1 Comparación
8. Conclusiones y recomendaciones

3. 1. Introducción
• Misión Sentinel 1
• Especificaciones imágenes
• Alertas tempranas
https://sentinel.esa.int/web/sentinel/missions/sentinel-1

4. Radar longitud de onda y penetración

5. (Bosque en color rojo en la imagen SAR ).
Sentinel 1 (SAR)
banda C

6. Cuantificación
Nacional de
Deforestación
- Superficie de Bosque
- Superficie de
Cambio en el Bosque
-Tasa de deforestación
Monitoreo
de Carbono
- Stocks
carbono
- Emisiones
GEI
Alertas
Tempranas
Identificación
áreas críticas
Desde 2013
Anual
Semestral
2014
Desde 2016
Trimestral

7. IDEAM realiza Monitoreo de la superficie de Bosque natural
basado en el uso eficiente de Imágenes de Satélite.
Costo – eficiente
Semi-Automatizado
Ahorro de tiempo
950 IMÁGENES LANDSAT 2014.
COMPUESTO TEMPORAL 2014

8. DETECCIÓN DE CAMBIOS DEFORESTACIÓN (PÉRDIDA DE BOSQUE, INDICADO EN COLOR ROJO).

9. Detección semestral de cambios
en la cobertura de bosque, que
se agregan en núcleos activos
de deforestación a nivel
nacional.
Imágenes satelitales se
procesan con algoritmos
automatizados para detectar
cambios en el bosque.

10. Núcleo 5: Norte occidente de Guaviare.
(Marginal de la Selva).
Mapas Alertas
Tempranas por Deforestación
Cortesía:
FCDS/US-DOI, 2015
Cortesía:
FCDS/US-DOI, 2015
Cortesía:
FCDS/US-DOI, 2015
Cortesía:
FCDS/US-DOI, 2015
Cortesía:
FCDS/US-DOI, 2015

11. CONCENTRACIÓN DE
PUNTOS DE
DEFORESTACIÓN, SEMESTRE
I - 2015
0
5000
10000
15000
20000
25000
1990-2000 2000-2005 2005-2010 2010-2012 2012-2013
Deforestación anualizada (ha)
La deforestación para el periodo
2013 – 2014 fue de 6892 ha.
IDEAM
Corporación
CDA
DTAM
TRABAJO CONJUNTO CON AUTORIDADES
AMBIENTALES REGIONALES
Monitoreo Deforestación.
Control y vigilancia Autoridad ambiental

12. Imágenes sobrevuelo
Enero 2016 (Cortesía
FCDS/US-DOI)

13. 2. Área de estudio
Corazón Amazonia
Mapa alertas tempranas por deforestación – Corazón Amazonia.
Elaborado a partir de imágenes ópticas

14. 3. Imágenes Sentinel 1
Reporte preliminar:
Sentinel 1 (SAR) Diciembre 2015 a Marzo 2016.
Doble polarización VV y VH
Scansar vs Sentinel
satelite sensor id_imagen fecha
resolucion
espacial
tipo producto polarizacion almacenamiento fuente region proyecto pais
Sentinel-1 SAR-C S1A_IW_GRDH_1SSV_20141010T104311_20141010T104336_002766_0031C4_2E68 10/10/2014 10 GRDH vv
G:gis_nascasciencek&cphase4_20
14-2018inputsjaxafy1 https://scihub.esa.int/dhus/ Caqueta Forest Monitoring Colombia
Sentinel-1 SAR-C S1A_IW_GRDH_1SSV_20141127T104310_20141127T104335_003466_0040FA_CA87 27/11/2014 10 GRDH vv
G:gis_nascasciencek&cphase4_20
14-2018inputsjaxafy5 https://scihub.esa.int/dhus/ Caqueta Forest Monitoring Colombia
Sentinel-1 SAR-C S1A_IW_GRDH_1SDV_20141202T231258_20141202T231323_003547_0042D5_8413 02/12/2014 10 GRDH vv + vh
G:gis_nascasciencek&cphase4_20
14-2018inputsjaxafy3 https://scihub.esa.int/dhus/ Caqueta Forest Monitoring Colombia
Sentinel-1 SAR-C S1A_IW_GRDH_1SSV_20141226T231249_20141226T231314_003897_004ACD_EA7E 26/12/2014 10 GRDH vv
G:gis_nascasciencek&cphase4_20
14-2018inputsjaxafy7 https://scihub.esa.int/dhus/ Caqueta Forest Monitoring Colombia
Sentinel-1 SAR-C S1A_IW_RAW__0SSV_20141226T231245_20141226T231318_003897_004ACD_6902 26/12/2014 10 RAW vv
G:gis_nascasciencek&cphase4_20
14-2018inputsjaxafy8 https://scihub.esa.int/dhus/ Caqueta Forest Monitoring Colombia
Sentinel-2 SAR-C S1A_IW_GRDH_1SSV_20150114T104309_20150114T104334_004166_0050DB_879A 14/01/2015 10 GRDH vv
G:gis_nascasciencek&cphase4_20
14-2018inputsjaxafy9 https://scihub.esa.int/dhus/ Caqueta Forest Monitoring Colombia
Sentinel-1 SAR-C S1A_IW_RAW__0SSV_20150119T231244_20150119T231317_004247_0052AD_9F7C 19/01/2015 10 RAW vv
G:gis_nascasciencek&cphase4_20
14-2018inputsjaxafy9 https://scihub.esa.int/dhus/ Caqueta Forest Monitoring Colombia
Sentinel-1 SAR-C S1A_IW_GRDH_1SSV_20150119T231248_20150119T231313_004247_0052AD_FA0C 19/01/2015 10 GRDH vv
G:gis_nascasciencek&cphase4_20
14-2018inputsjaxafy11 https://scihub.esa.int/dhus/ Caqueta Forest Monitoring Colombia
Descarga: https://scihub.copernicus.eu/

15. Evaluación preliminar imágenes
Fecha 2= MarzoFecha 1= Diciembre
Estable
?
Análisis comparativo imágenes de
época seca-humedad

16. 4. Pre-procesamiento
Cadena de pre-procesamiento Sentinel 1. Desde Single look Complex (SLC)
a nivel Ground range detect (GRD).
Sofware: http://step.esa.int/main/download/

17. Algunas etapas de pre-procesamiento son:
Ventanas para calibración radiométrica y multilook imagen Sentinel 1.

18. Corrección terreno

19. Filtros
Desventajas:
- Pérdida de información radiométrica
- Pérdida de bordes (Ej. Mean low pass filters)
Ventajas:
- Mejora la discriminación de los objetos
- Mejora los resultados de segmentación
automatizada.
- Mejora la textura de la imagen
Gamma-MAP
Áreas con vegetación natural producen speckle con
distribución Gamma.

20. 5. Procesamiento
• Polarización
• Orientación (ascendente-descendente)
• Angulo de incidencia
• Condiciones climáticas
Comparación a nivel
de imágenes

21. 6. Metodología
6.1. Comparación a nivel de pixel

22. 6.2 Cambio Multitemporal (Stack)
Composición de color (R= sentinel-1 diciembre , G= sentinel-1 enero , B= sentinel-1
marzo)

23. 6.3 Componentes principales
- Compilado bandas (layer Stack)
- Generación componentes
- Identificación umbrales de cambios por deforestación
- Extracción rangos (modelo)
Modelo extracción de cambio .
Modelo componentes principales - Correlación

24. Mosaico
Cambios (rojo) con imagen óptica (izquierda)
vs radar (derecha)
Polígonos cambio
Eliminar polígonos pequeños
(opcional)

25. 7. Resultado
Bosque (verde)
No bosque (blanco)
Polígonos de cambio (rojo).
Corazón Amazonia
Mapa de cambio

26. 7.1 Comparación
Imagen componente cambio raster Sentinel 1 (radar ) corresponde letra a) cambios color oscuro.
Mapa cambio Landat / Sentinel 2 (óptica) corresponde letra b) cambios color rojo.
Caso 1:
a)
b)

27. Caso 2:
a) b)

28. Caso 3:
a) b)

29. Caso 4:
a) b)

30. 8. Conclusiones y recomendaciones
- Se identificaron cambios en el área de Corazón de la Amazonia para la época en estudio por posible deforestación .
- Se encontraron similitudes en polígonos de cambio entre el mapa obtenido con Sentinel 1(Radar) y el mapa de cambio generado con información
de Landsat / Sentinel 2 (óptico) para el mismo periodo de tiempo en comparación.
Los mejores resultados obtenidos pueden corresponder a:
• Uso de adecuados parámetros de pre-procesamiento y metodologías.
Se recomienda:
• Uso de imágenes Sentinel 1 con multipolarizacion (VV) y (VH) para la generación de mapas de bosque y detección de cambios por deforestación.
• Análisis multitemporal de imágenes en base a estadísticas y texturas.
• Utilizar para detección de cambios componentes principales.
• Aplicar adecuados filtros a las imágenes para disminuir speckle (ruido).
• Realizar fusión de imagenes radar y óptica (Sentinel 1 y 2)
• Implementar el uso automatizado de imágenes (SAR) Sentinel-1 como apoyo a la generación de alertas tempranas por deforestación.

31. GRACIAS POR SU ATENCIÓN
Mayor información
smbyc@ideam.gov.co
Sugerencias o inquietudes:
Contacto:
MSc. Cesar Augusto Valbuena Calderón
Mail: cavalbuenac@yahoo.com