Método alternativo para la elaboración de cartografía consistente de ocupación y uso del suelo, orientado a estudios de dinámica territorial

Abstract

Los recursos que sustentan la existencia de nuestro planeta son finitos, frágiles y No-renovables. Entre éstos, el suelo y su cubierta de ocupación son especialmente importantes como base del asentamiento de los ecosistemas, sustento del medio ambiente y desarrollo de actividades humanas. La compleja red de interacciones de los sistemas socio-ecológicos acoplados ha generado la degradación de los ecosistemas naturales con implicaciones graves, destacando la pérdida mundial de la mitad de la cubierta forestal y la devastación irreversible del 30% de los ecosistemas. En México se observan transformaciones dramáticas del paisaje y cambios mayores que la media mundial, con pérdidas del 0.3% anuales de la superficie vegetal natural transformada principalmente hacia fines agrícolas, urbanos e infraestructura asociada. La evaluación de la transformación del paisaje bajo marcos teóricos de la Geomática y en base a análisis de cambios de ocupación y uso del suelo, resultan una herramienta útil que busca conocer sitios específicos transformados, valorar las magnitudes de los cambios ocurridos, saber causas y proyectar posibles escenarios futuros para evaluar sus implicaciones. El análisis de la dinámica de ocupación requiere de datos geográficos oportunos y confiables que organizados, procesados y analizados bajo las metodologías adecuadas representan una base consistente para la evaluación, planeación y gestión de recursos territoriales. Ante la probable imprecisión, discontinuidad temporal y escala espacial insuficiente de los datos oficiales del corredor minero Filos-Bermejal en la zona central del Estado de Guerrero, en México, la presente tesis plantea un método alternativo basado en técnicas de detección de cambios y clasificación supervisada a imágenes satelitales para generar cartografía consistente orientada al análisis de la dinámica de ocupación y uso del suelo durante el periodo de 1989 a 2016. La metodología del trabajo considera: a) El uso de imágenes Landsat de cinco fechas durante el periodo de estudio. b) La aplicación del modelo de corrección topográfica SCS+C, mejorado a través de una propuesta de clasificación de pendientes de la zona de estudio en el cálculo del parámetro moderador. c) El uso de imágenes transformadas de: Índices de Vegetación de Diferencia Normaliza (NDVI), Índices de Brillo-Verdor-Humedad (Tasselled Cap-TC) y Componentes Principales (CP) en el desarrollo de un análisis de detección de cambios mediante métodos No-supervisados y definición automática de umbrales de cambio. d) La generación de cartografía de ocupación y uso del suelo mediante un método que combina técnicas de detección de cambios con técnicas de clasificación supervisada aplicada a zonas dinámicas de cambio. e) Un análisis comparativo de la consistencia de la cartografía de ocupación y uso del suelo generada, a partir de información de ciertos periodos (de prueba). f) El desarrollo de un análisis de la dinámica de ocupación y uso del suelo del periodo del estudio, para la zona de estudio en tiempo pasado y presente, identificando las cubiertas que registran mayores y menores índices de transición, las zonas que presentan una mayor y menor dinámica de cambio y explorando algunos de los factores que intervienen para facilitar o condicionar la transición de cubiertas. De acuerdo a los resultados, se observó que incluir al modelo de corrección topográfica SCS+C diferentes parámetros de corrección generados en función de las pendientes, mejora la aplicación de la corrección convencional, ya que los valores de reflectancia se normalizan según sea necesario considerando la pendiente y la cantidad de luz/sombra que cada pixel reporta. El método propuesto para la detección de cambios, limita la participación humana, agregando objetividad y rapidez al proceso. El mapa final de cambios es resultado de una combinación de distintos métodos Nosupervisados, distintos tipos de información contenida en las imágenes analizadas y distintos métodos de definición automática de umbrales. El método alternativo de generación de cartografía de ocupación y uso del suelo vía detección de cambios, es adecuado en el contexto de estudios espacio-temporales. Una ventaja importante es la oportunidad de prescindir de información de verdad terreno para todas las fechas del estudio, además de generar una cartografía coherente, confiable y uniforme. Se observa que a pesar de que el método de clasificación convencional pueda reportar buenos resultados en procesos temporales independientes, pueden generar diferencias en la definición de límites de categorías que probablemente no correspondan a cambios de cubiertas, sino a diferencias en el análisis, interpretación y designación de la categoría por parte del algoritmo clasificador. La introducción de la detección de cambios como una condicionante para aplicar o no el método de clasificación supervisada, en cierta medida es un proceso de control que da una mayor certeza sobre las posibles zonas de cambio de cubiertas. Estudios como el presente pueden sentar bases de otros análisis orientados al monitoreo de la transformación del espacio y sus implicaciones, así como la creación de los escenarios futuros de ocupación y uso del suelo que de alguna manera pueden servir como soporte a tomadores de decisiones para el diseño e implementación de planes y políticas de ordenamiento y gestión territorial.