Septiembre 2008 Durango,Dgo.,México UTILIZACIÓN DE LOS SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA (SIG), EN EL MONITOREO Y EVALUACIÓN DE BOSQUES TEMPLADOS EN CHIHUAHUA.

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1 Septiembre 2008 Durango,Dgo.,México UTILIZACIÓN DE LOS SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA (SIG), EN EL MONITOREO Y EVALUACIÓN DE BOSQUES TEMPLADOS EN CHIHUAHUA Y DURANGO Alfredo Pinedo Alvarez 1, Ciro Hernández Díaz 1, Esteban Pérez Canales 1, Carmelo Pinedo Alvarez 2 Alfredo Pinedo Alvarez, Ciro Hernández Díaz, Esteban Pérez Canales, Carmelo Pinedo Alvarez

2 Introducción Utilización de tecnologías geoespaciales La tecnología geoespacial relacionada con los Sistemas de Información Geográfica, conforman una tecnología relativamente nueva, que en los últimos años ha presentado una creciente demanda por usuarios diversos que requieren de información espacialmente referenciada para resolver problemas de gestión territorial.

3 Introducción A pesar de los beneficios de estas novedosas herramientas en cuanto a costos, tiempo y esfuerzo para colecta y análisis de información, presenta limitaciones en cuanto a su uso. Sin embargo, la necesidad de información actualizada, confiable y de bajo costo deberá basarse en el uso de las nuevas tecnologías espaciales de monitoreo e inventario. Percepción/Observación MedicionesPresentación

4 Introducción Tecnologías de Análisis y Evaluación del Recurso Forestal Son costosos Inconsistencia analítica No son prácticos Consumen tiempo Métodos tradicionales

5 LANDSAT 7 LANDSAT 7 RESOLUCION: PANCROMATICO 15mts MULTIESPECTRAL 30mts MULTIESPECTRAL 30mts SPOT 5 IKONOS QuickBird RADARSAT RESOLUCION: PANCROMATICO 1mts MULTIESPECTRAL 4mts MULTIESPECTRAL 4mts RESOLUCION: PANCROMATICO 2.5-5mts MULTIESPECTRAL 10mts MULTIESPECTRAL 10mts RESOLUCION: PANCROMATICO 0.60mts MULTIESPECTRAL 3.28mts MULTIESPECTRAL 3.28mts RESOLUCION: 8-100mts APLICACIONES 15 METRO : LOCALIZAR Y CARTOGRAFIAR, INVENTARIO ARBOREOS FORESTALES, DETECTA PEQUEÑAS ZONA DE ESTRÉS EN PARCELAS AGRICOLAS O ARBOREAS. CUATRO A DIEZ METROS: DIFEREN- CIAR ENTRE PARCELAS CULTIVADAS Y SIN CULTIVAR EN FUNCION DE LA SALUD VEGETATIVA Y TIPO DE CULTI VO, CLASIFICACIONES DE USO DEL SUELO DE ACUERDO AL ESPACIO Y TIPO DE CULTIVO. DIEZ A TREINTA METROS LOCALIZAR Y CARTOGRAFIAR EXTENSOS BOSQUE Y EXPLOTACIONES AGRICOLAS DE GRAN AMPLITUD, REALIZAR CLASIFICACIONES GENERALIZDAS DE LA SUPERFICIE DEL TERRENO. RADAR: PERMITE OBTENER IMGENES CON CERO COBERTURA DE NUBOSIDAD LOCALIZAR Y CARTO- GRAFIAR LOS CULTIVOS.

6 Desarrollar un programa integral de transferencia tecnológica para inducir a los productores, responsables técnicos forestales e industriales a utilizar los elementos funcionales de la tecnología geoespacial para generar información actualizada y confiable que les permita mejorar la toma de decisiones con respecto al uso y desarrollo sostenible de los recursos forestales. Objetivo General

7 Tecnologías de colecta de datos Tecnologías de Manejo de Base de Datos Tecnologías de Análisis de Datos Imágenes de satélite Modelos Digitales de Elevación Sistemas de Posicionamiento Global Técnicas de Digitalización Foto aérea digital Programas SIG Sistemas Procesadores De Imágenes Sistemas de Manejo de Base de Datos Sistemas de Integración Base de Datos SISTEMA ESTATAL DE INFORMACION GEOGRAFICA FORESTAL

8 Datos procesados del satélite Landsat TM para la generación de mapas de condición forestal Imágenes Landsat TM5 2006, cobertura Chihuahua, Durango.

9 SPOT HRV Puntos de control terrestre para corregir las escenas de Landsat TM5 y Cartografía 1:50,000 generada por el INEGI Corrección Geométrica Coord: X: Y:

10 CLASES PRECISION (%) PARA CADA CLASE, USANDO TMTM+MDE Bosque Calidad I7582.3 Bosque Calidad II68.271.8 Bosque Calidad III75.085.6 Bosque en Recuperación55.361.2 Agri-pas90.395.0 Areas incendiadas34.364.4 Roca91.9100.0 Agua100.0 Precisión de Clasificación (μ)61.2682.5 Clasificación de cubierta y su precisión utilizando datos combinados de Landsat- TM y modelos digitales de elevación

11 DATOS PROCESADOS DEL SATELITE LANDSAT TM PARA LA GENERACION DE MAPAS DE CONDICION FORESTAL Mejoramiento radiométrico Método de simulación geoestadística estocástica Método Intensidad-tono- saturación (IHS) Método de Análisis de Componentes Principales (ACP) Método de Filtrado de Paso Alto (HPF) Color Normalizado (CN)

12 Clasificación supervisada Fase de Entrenamiento Fase de Asignación Fase de Validación

13 Clasificación de Tipos de Vegetación para los dos Estados División política municipal generada por el INEGI

14 Mapas de uso actual del suelo y de condición forestal de los estados de Durango y Chihuahua, México

15

16 DATOS PROCESADOS DE MODELOS DIGITALES DE ELEVACIÓN ESCALA 1:50,000 (30 m) resolución, PARA APOYAR LOS PROGRAMAS DE ZONIFICACION FORESTAL Y POTENCIAL PRODUCTIVO Modelos generados por el INEGI

17 DATOS PROCESADOS DE MODELOS DIGITALES DE ELEVACIÓN ESCALA 1:250,000 (80 m) del programa SRTM (shuttle remote Topography Mision)

18 Caracterización biofísica de las UMAFORES Modelos Digitales de Elevación (INEGI)

19 Caracterización biofísica de las UMAFORES Distribución de la Pendiente

20 CARACTERIZACIÓN HIDROLÓGICA

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22 “ANÁLISIS DE AREAS PERTURBADAS Y SELECCIÓN DE SITIOS POTENCIALES A REFORESTAR” P e = Σ n k=1 d k E ke e = Numero de componente principal (primero, segundo, etc.) P e = El valor de salida para cada componente principal k= La banda de salida en particular n= Total de numero de las bandas d k = los datos de salida del archivo de valor en la banda k E= Matriz del eigenvector Análisis de Componentes Principales

23 “ANÁLISIS DE AREAS PERTURBADAS Y SELECCIÓN DE SITIOS POTENCIALES A REFORESTAR”

24 PredioSuper- ficie (ha) Superficie a Reforestar (ha) Ejido San Juanito 5229 1877.8323 Ejido Bocoyna 6055956.4621 Ejido San Ignacio de Arareco 21051 1370.0444 Ejido Cusárare 29914 1616.0901 TOTAL62249 5820.4294 “ANÁLISIS DE AREAS PERTURBADAS Y SELECCIÓN DE SITIOS POTENCIALES A REFORESTAR”

25 EVALUACION CUANTITATIVA DE LOS EFECTOS DEL FUEGO USANDO DATOS NOAA-AVHRR, LANDSAT-TM Y MODELOS DIGITALES DE ELEVACION EN CHIHUAHUA, MEXICO.

26 MANEJO DE INCENDIOS (Estudio de caso en Chihuahua, México). La utilización de datos de satélite y Sistemas de Información Geográfica para el manejo de los incendios forestales se enfoca a cinco aspectos: Monitoreo de incendios (seguimiento) Inventario de daños y evaluación de pérdidas post-incendio. Monitoreo y análisis de áreas potenciales de reforestación. Predicción de riesgos de incendios Capacitación en el uso de tecnologías geoespaciales

27 MONITOREO DE INCENDIOS FORESTALES CON DATOS DE NOAA-AVHRR Y LANDSAT-TM. El sensor AVHRR por su resolución espacial baja (pixel de 1.1x1.1 km) complica la medición del tamaño y magnitud del incendio y tipo de vegetación dificultando conocer el impacto económico y ecológico. El sensor TM de Landsat por su resolución de pixel (30x30 m) permite estimar el tamaño del incendio, grado de impacto y el tipo de vegetación siniestrada. Se facilita la colecta de áreas de entrenamiento.

28 INVENTARIO DE DAÑOS Y EVALUACION DE PERDIDAS POST-INCENDIO.

29 COMPARACIÓN MULTITEMPORAL DE ÁREAS INCENDIADAS EN EL MUNICIPIO DE BOCOYNA 1999 2001

30 Vegetación original antes del incendio (1999) Vegetación siniestrada después del incendio (2001) Estimación de volumen de madera VOL= 103.009 – 1.065TM7

31 Generación de una imagen predictora para estimar volumen de madera Imagen reclasificada para identificar las áreas con el volumen de madera antes del incendio INVENTARIO DE DAÑOS Y EVALUACION DE PERDIDAS POST-INCENDIO.

32 ESTIMACIÓN DE SUPERFICIE INCENDIADA Y VOLUMENES DE MADERA AFECTADOS USANDO UNA IMAGEN DE SATÉLITE CondiciónRangos de existencias (m 3 /ha) Media (m3/ha)Superficie (ha) Volumen de madera afectado (m 3 ) 10 a 3015.0030.22453.30 230 a 4537.50169.006,337.50 345 a 6052.50540.9428,399.35 460 a 7567.40249.0516,810.87 575 >80.002.37189.60 Totales991.5852,190.62

33 PENDIENTEEXPOSICION Monitoreo y evaluación de áreas potenciales de reforestación

34 RELACIONES CUANTITATIVAS ENTRE ATRIBUTOS DEL BOSQUE Y DATOS ESPECTRALES DE LANDSAT-TM EN BOCOYNA CHIHUAHUA Objetivos: Analizar las relaciones de las variables dasométricas de la estructura de los bosques del municipio de Bocoyna, Chihuahua. Medir el grado de asociación de las variables dasométricas del bosque en el municipio de Bocoyna con los datos espectrales de Landsat TM 5 Método: Se colectaron datos de campo de las variables de interés en 25 sitios. Para asociar los datos de campo con los datos espectrales, se utilizaron las tres bandas infrarrojas de la plataforma Landsat TM 5

35 VARIABLESMEDIAMINIMAMAXIMADES EST HT (m)7.63.615.02.5 DN (cm)17.39.041.06.4 VOL (m³)1.90.16.91.6 ERT (m³)74.13.6173.747.3 AB (m²/ha)6.80.619.84.9 IMA (m³/ha)2.00.122.33.9 CC (m²/ha)802.490.02465.0577.9 CCT(m²/ha)1384.0248.03173.0712.0 Altitud (msnm)2414.12111.02645.0123.9 Pendiente (%)19.71.060.013.2 ESTADÍSTICOS DESCRIPTIVOS BÁSICOS DE VARIABLES DASOMÉTRICAS DEL BOSQUE EN EL ÁREA DE ESTUDIO

36 Relación de las Variables Dasométricas vs. Datos de Landsat-TM Ecuaciónnr²PROB.EEE HT(m) = 17.2 - 0.132 (B4)2551.1.0001.941 HT(m) = 12.3 - 0.0399 (B5)2533.6.0001.387 HT(m) = 11.2 - 0.0616 (B7)2529.3.0001.186 HT(m)= Altura total de pino B4, B5 Y B7= Bandas de TM.

37 Ecuaciónnr²PROB.EEE ERT (m³/ha) = 278 - 2.81 (B4)2566.1.00030.35 ERT (m³/ha) = 202 - 1.10 (B5)2572.9.00016.66 ERT (m³/ha) = 175 - 1.75 (B7)2567.5.00015.12 ECUACIONES DE REGRESIÓN DE ERT Y LOS DATOS DE LAS BANDAS 4, 5 Y 7 DE LANDSAT-TM EN EL EJIDO DE BOCOYNA

38 Ejemplo de dos sitios localizados, uno con datos de ERT /ha de alta y otro de baja producción

39 Ecuaciónnr²PROB.EEE ERT (m³/ha) = 235 - 1.43 B4 - 1.00 B72572.1.00034.53 REGRESIÓN MÚLTIPLE DE ERT Y DATOS DE LAS BANDAS 4 Y 7 DE LANDSAT-TM EN EL EJIDO DEBOCOYNA

40 ANÁLISIS DE LA ESTRUCTURA, CLASIFICACIÓN Y POTENCIAL NATURAL DE LOS BOSQUES TEMPLADOS, EN BOCOYNA, CHIHUAHUA Generación del mapa de potencial productivo PPB = SU + CL + CR Mapa de potencial natural de los bosques templados de Bocoyna, Chihuahua (Martinez, 2006)

41 A partir del análisis de los sitios evaluados para los bosques de coníferas del municipio de Bocoyna, se generó un modelo de predicción general basado en los datos espectrales de las bandas 4, 5, y 7 de Landsat 5 TM Generación del mapa de predicción de E.R.T./ha

42 Clasificación del potencial productivo de E.R.T./ha en base a la modelación de la banda 5 de Landsat TM para el municipio de Bocoyna, Chih. 2006

43 CLASIFICACIÓN DEL POTENCIAL ACTUAL DE E.R.T. EN BASE AL MAPA PREDICTIVO DE E.R.T. EN EL MUNICIPIO DE BOCOYNA, CHIH. 2006.

44 TRANSFERENCIA DE TECNOLOGIA Impartición de talleres de capacitación relacionados con el desarrollo y aplicaciones de tecnologias geoespaciales.

45 Bosques para el Futuro Por su atención Gracias!!!