Cuantificación de la composición biofísica de los ambiente urbanos

del Municipio de Tehuacán, Puebla.

Autora: Ing. Hannali Sandoval Manríquez

Antecedentes

Ambientes urbanos

Son el resultado de la intensa acción urbana, sobre un espacio físico

reducido que tiene como resultado unas determinadas condiciones para

la vida y que en las ultimas décadas han provocado que estos ambientes

crezcan aceleradamente y con poco planificación, lo que ha causado

problemas al medio ambiente.

Un ambiente urbano puede dividirse en 3 coberturas principalmente:

Superficies Impermeables-Suelos Desnudos-Vegetación

Los ambiente urbanos pueden ser monitoreados, a través de la percepción remota

La ciencia que nos permite observar y obtener información de nuestro planeta desde el espacio, sin estar en contacto con ella.

La percepción remota puede medir variables dirigidas a procesos físicos y biológicos que suceden en la superficies terrestre .

Ubicación planimétrica (X,Y).

Elevación topográfica (X,Y,Z).

Biomasa vegetal.

Contenido de humedad en la vegetación.

Contenido de humedad en el suelo.

Temperatura.

Textura o rugosidad de la superficies.

Absorción de clorofila.

Método para el monitoreo de las características biofísicas de las superficies terrestres

Índices de vegetación:

Normalized Difference Vegetation Index (NDVI)

Es un índice usando para estimar la cantidad, calidad y desarrollo de la vegetación.

Índice de Composición Biofísica (BCI por sus siglas en ingles)

Es un indicar cuantitativo diseño para la caracterización de la composición biofísica de los ambientes urbanos.

Que tiene como base fundamental:

El modelo triangular de Ridd

Transformación Tasseled Cap

Modelo de Triangular de Ridd

Transformación Tasseled Cap

Ridd (1995) desarrollo un modelo

conceptual que trata de relacionar los

datos de cobertura terrestre obtenidos

con percepción remota con los aspectos

biofísicos de los ambientes urbanos .

Modelo (Vegetación-superficies impermeables- suelo) de la

composición de la cubierta urbana.

Transforma las imágenes a nuevos datos con

un claro sentido físico que representa el

brillo, verdor y humedad.

Brillo: asociado con el suelo descubierto

o parcialmente cubierto hecho por el

hombre.

Verdor: asociado con la vegetación verde.

Humedad: asociado con la humedad del

suelo.

OBJETIVOS Objetivo general

Evaluar a través de un Índice de Composición Biofísica para ambientes urbanos las superficies impermeables, suelos desnudos y la vegetación del Municipio de Tehuacán, Puebla.

Objetivos particulares Aplicar la metodología de la Composición Biofísica mediante BCI en el

Municipio de Tehuacán, Puebla.

Monitoreo espacio temporal de las superficies impermeables, suelos desnudos y la vegetación.

Evaluar la precisión del BCI.

Software utilizados

MUNICIPIO DE TEHUACÁN

El área de estudio pertenece Al

Municipio de Tehuacán, en el

Estado de Puebla. La ciudad de

Tehuacán en el año 2015, tenía

una extensión de área

aproximada de 48.06 𝐾𝑚2, la

cual se ha desarrollado

principalmente sobre el valle.

DATOS Y PROCESAMIENTOS

Para este estudio se emplearon imágenes multiespectrales, de los diferentes sensores de los satélites Landsat con resolución espacial de 30 m. La adquisición de las imágenes se hizo a través de la herramienta Global Visualization Viewer del Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS).

En cuanto a la necesidad de corrección de imágenes empleadas fue necesario realizar la corrección radiométrica, que es aquella que modifica los niveles digitales (ND) de una imagen satelital con el objetico de acércalos a su valor real (Chuvieco, 2002), es decir, pasa los ND a valores de Radiancia, esta corrección se realizó mediante el software ENVI 5.1. La corrección radiométrica es una corrección necesaria para una buena estimación de las variables biofísicas como la transformación Tasseled Cap y BCI.

SENSOR PATH ROW FECHA

Landsat-5

TM

25 47 30/Noviembre/1993

Landsat-5

TM

25 47 02/Enero/2000

Landsat-8

OLI

25 47 20/Enero/2015

Metodología 1. Cuantificación de la composición biofísica

1.1 Aplicar la transformación Tasseled Cap, para cada imagen

1.2 Calcular el BCI

BCI =(H + L)/2 − V

(H + L)/2 + V

H =TC1 − TC1min

TC1max − TC1min

V =TC2 − TC2min

TC2max − TC2min

L =TC3 − TC3min

TC3max − TC3min

Donde H es “high albedo material”, L es “low albedo material”, y V es “vegetation”; estos tres componentes están dados por la fórmula siguiente: TCi (i = 1,2,3) que son los tres componentes de TC; TCi min y TCi max son los valores mínimos y máximos de los respectivos componentes de la Transformación Tassaled Cap

2. Determinación de la superficie impermeable, suelo desnudo y de la vegetación. Es generada mediante una segmentación del BCI, tomando como muestra polígonos de cada cobertura.

Incremento y decremento de las coberturas

3. Evaluación de la precisión.

Con el fin de evaluar la confiabilidad de nuestros resultados, se propuso una estrategia de elaboración de matrices de confusión o también conocida como matriz de error, la cual consiste en comparar las 3 coberturas segmentadas, con puntos de control, este proceso se realizara para la imagen de Landsat 8 con fecha 20-Enero-2015.

Suma de la diagonal (indica el # de pixeles que fueron clasificados correctamente) : 1400

Total: 1500

Confiabilidad total: 1400/1500 = 93.0%

Superficies

Impermeables

Suelo desnudo Vegetación Total de la fila

Superficies

impermeables

484 16 0 500

Suelo desnudo 44 456 0 500

Vegetación 0 40 460 500

Total de la

columna

598 512 450 =1500

Conclusiones

• El índice resulto ser una herramienta eficaz y conveniente, para el monitorea de las zonas urbanas.

• Los resultados de la precisión fueron buenos, no obstante la evaluación podría mejor.

• Las modificaciones de usos de suelo impuesta sobre todo por los procesos de urbanización son imposibles de reconstruir, por lo tanto realizar un análisis previo servirá para una planificación, gestión y modelado racional del territorio.

GRACIAS