Delimitación del Uso de la Tierra y Cobertura Natural, mediante la técnica de Geobia, cuenca baja del río Portuguesa, Venezuela.

Autores: Freddy Flores A, Glenis Valencia G, Maritza Silva C, Wladimir Barrios G./ Centro de Procesamiento Digital de Imágenes (CPDI). FIIIDT.

 Introducción.

Los estudios del Uso de la Tierra y la Cobertura Natural (UT/CN), son variables indispensables para cualquier estudio ambiental, así como para la elaboración de diagnósticos físico-naturales, diseño y ejecución de planes de ordenación del territorio, entre otros. En este marco la “Cobertura Natural de la Tierra” puede entenderse como la expresión física de la superficie de la tierra, que describe los elementos naturales y antrópicos existentes, incluyendo los afloramientos rocosos y la hidrografía (cuerpos de agua y cursos de ríos). Por su parte el Uso de la Tierra, puede considerarse como el uso que se le da, producto de la acción del hombre, a cualquier espacio terrestre para un momento dado, (Di Gregorio, 2005). Por esto, para identificar unidades de UT/CN y mantener una cartografía actualizada con imágenes satelitales se requiere de técnicas, es decir, usar métodos tradicionales como la interpretación visual de forma analógica, hasta las digitalmente automatizadas, tales como las clasificaciones supervisadas y no supervisadas; que implican una gran inversión de tiempo y trabajo, con ediciones manuales posteriores.

En la actualidad, el uso de imágenes de satélite de alta resolución, ha permitido que nuevas técnicas de extracción de información aparezcan. Tal es el caso, de la Metodología de Segmentación Orientada a Objetos conocida como GeOBIA, técnica que rompe con el paradigma de las clasificaciones automatizadas tradicionales, basadas en el píxel como unidad de clasificación (Hay & Castilla, 2008). En GeOBIA (Recio, 2009) se considera la forma, la textura y las propiedades espectrales de los objetos que forman la imagen, así como las relaciones de estos con los objetos vecinos más o menos cercano. Por  tanto el objetivo de toda segmentación, básicamente es simplificar la representación de una imagen, a una forma con más significados y más sencilla de analizar e interpretar. Por esta razón a fin de disminuir los tiempos de respuesta se utilizó esta metodología para producir el mapa de Uso de la Tierra y Cobertura Natural en la cuenca baja del río Portuguesa.

Metodología.

Para generar el mapa de Uso de la Tierra y Cobertura Natural en una zona al sur del río Portuguesa, metodológicamente se cumplieron las siguientes actividades, donde se usaron programas para el procesamiento digital de imágenes y de manejo y análisis de geoinformación.

Preparación de la imagen: Consiste en aplicar filtros de suavizado a la imagen de satélite original para reducir el ruido y la variabilidad de los pixeles (Figura 2), donde hay que tomar en cuenta las resoluciones: espacial, espectral y radiométrica, así como la naturaleza de la información que se requiera levantar. Para este caso  se usaron imágenes de los satélites: Miranda (21/02/2014) y Landsat (de fechas 05/01/2014 y 12/01/2014), con resolución espacial de 2,5 y 10 metros, respectivamente; previamente corregidas geométricamente usando como referencia la cartografía oficial a escala 1:25.000.

Segmentación espacial aplicando GeOBIA:

Consiste en extraer información significativa de una imagen, a partir de su división en diferentes regiones homogéneas que resultan ser las zonas de interés (Ardila et. Al., 2005). El resultado es un conjunto de regiones con píxeles similares con respecto a alguna característica, y son diferentes de los situados en regiones adyacentes (Recio, 2009). Resultando una imagen, donde la firma espectral de cada segmento está representada por el promedio de las firmas de los píxeles dentro de cada objeto, (Rodríguez, 2011). Figura 3.

Reducción de segmentos: Se relaciona generalmente con el tamaño de los objetos obtenidos, ya que una menor tolerancia de heterogeneidad redunda en objetos con una mínima variabilidad. La variación máxima permitida en la heterogeneidad de un objeto al adicionarse nuevos píxeles u objetos, que  se evalúan de dos formas: la variabilidad permitida en el color o espectral y en la forma (Ardila et. al., 2005). La reducción de segmentos permite unificar estos en grandes unidades, para disminuir la sobre segmentación. Ver Figura 4.

Vectorización y edición: Una vez clasificados los polígonos correspondientes a los objetos previamente segmentados, se transforman a un formato vectorial, para realizar cualquier tipo de ediciones y correcciones requeridas, mediante las herramientas que ofrece cualquier SIG.

Validación de campo: Una vez, cumplida las etapas anteriores, se debe realizar una validación de campo, (cumplida en Diciembre 2014), de las unidades y atributos identificados para generar la información final.

Resultados

   De la aplicación del método de GeOBIA, con su respectiva validación en campo, se obtuvieron los siguientes resultados:

Los datos permitieron  elaborar el mapa de Uso de la Tierra y Cobertura Natural, de la cuenca baja del río Portuguesa. Ver Figura 5.

 

Conclusiones.

1. El uso de la Geomática como herramienta tecnológica en la adquisición, almacenamiento y análisis de geoinformación actualizada, permitió cumplir con los objetivos iniciales propuestos en el Proyecto Río Portuguesa.
2. La aplicación del método GeOBIA contribuye de forma expedita a la obtención preliminar de segmentos o de objetos de una imagen de satélite, lo que en gran medida, conlleva a la reducción de los tiempos de dedicación y trabajo.

Referencias

1. ardila, j., espejo, o. y herrera, j. (2005). Validación de una metodología de clasificación de imágenes satelitales en un entorno orientado a objetos. Francisco José de Caldas. Revista Ingeniería. Volumen 10 (1): 61-69.
2. di gregorio, a. (2004). Sistema de Clasificación de la Cobertura de la Tierra. FAO. Roma. Italia.
3. hay, g. and castilla, g. (2008). Geographic Object-Based Image Analysis (GEOBIA): A new name for a new discipline. Chapter 1.4: 75-89.
4. recio, j. (2009). Técnicas de extracción de características y clasificación de imágenes orientada a objetos aplicadas a la actualización de bases de datos de ocupación del suelo. Tesis Doctoral. Dpto. de ingeniería Cartográfica, Geodesia y Fotogrametría. Universidad Politécnica de Valencia, España.

 

Contacto: freddyfloresa@gmail.com