datos satelitales ópticos y de radar para el mapeo...

Datos satelitales ópticos y de radar para el mapeo de ambientes en

macrosistemas de humedal.

Mercedes Salvia1, Haydee Karszenbaum1, Francisco Grings1 y Patricia Kandus2

1 Instituto de Astronomía y Física del Espacio (IAFE), Ciudad Universitaria, (1428), Buenos Aires, ARGENTINA. [email protected], [email protected], [email protected] 2 Grupo de Investigaciones en Ecología de Humedales, Departamento de Ecología Genética y Evolución, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires. Ciudad Universitaria, Pab. II, 4to Piso. Buenos Aires, ARGENTINA. [email protected]

Congreso de la Asociación Española de Teledetección, Mar del Plata, Argentina, 19 a 21 de septiembre de 2007.

Los Humedales: objeto de estudio.

• Son ecosistemas cuyo suelo permanece cubierto o saturado de agua en forma

permanente o por considerables períodos de tiempo.

• Es posible distinguirlos debido a las características particulares de sus suelos

(hidromorfismo).

• Presencia de plantas adaptadas a la condición de inundación o a la

alternancia de períodos de exceso y déficit hídrico.

Funciones: reserva y purificación de agua, amortiguación de inundaciones; acumulación y/o exportación de sedimentos, materia orgánica y nutrientes; sumideros de carbono; sostén de cadenas tróficas de sistemas vecinos; sostén económico de numerosas poblaciones locales, áreas de alta biodiversidad, con importantes recursos naturales para el hombre, sitios aptos para numerosas actividades de turismo y recreación.Teledetección óptica y de radar en humedales.

Región del Delta del Río Paraná

Macrosistema 17,000 Km2

Teledetección óptica y de radar en humedales.

Área de estudio

El problema de la teledetección.

Los humedales fluviales de Sudamérica tienen una gran extensión areal, con alta fragmentación natural y variabilidad temporal.

Los sensores ópticos detectan características moleculares, tisulares o estructurales (biomasa) de los elementos de la superficie terrestre.

Los de microondas en cambio son sensibles a características estructurales (geométricas ydieléctricas) del medio.

Objetivos

• Analizar el alcance del uso complementario de la teledetección óptica y de radar en el estudio y monitoreo de los sistemas de humedal.

• Identificar diferentes tipos de humedales presentes en la región del Delta del Río Paraná, mediante el uso del sistema óptico argentino SACC-MMRS (de resolución espacial media).

• Analizar la extensión de la última inundación ocurrida en la región (verano-otoño 2007), usando el sistema ESA ENVISAT ASAR en modo Wide Swath (banda C, resolución espacial media).

Datos satelitalesÓpticos Microondas

No aplica (luz no polarizada)

Polarizaciones disponibles

175 m. x 175 m.Tamaño de pixel

360 Km.Ancho de barrido

PasivoTipo de sensor

CONAEAgencia espacial

9 díasTiempo de revisita

8 bitsResolución radiométrica

480-500 nm540-560 nm630-690 nm795-835 nm1550-1700 nm

Longitudes de onda

5Número de bandas

SACC-MMRS

1Número de bandas

75 m. x 75 m.Tamaño de pixel

400 Km.Ancho de barrido

ActivoTipo de sensor

ESAAgencia espacial

14 díasTiempo de revisita

HH o VVPolarizaciones disponibles

11,5 ENLResolución radiométrica

5 cmLongitud de onda

ENVISAT ASAR WSM

ENVISAT ASAR WSM HH 21 Septiembre 2005

SAC-C 22 diciembre 2004

Composición color:

IRcercano, IRmedio, Rojo

Datos satelitales

Mapeo de ambientes de humedal con datos ópticos

SACC-MMRS

MétodosImágenes Ópticas: detección de características moleculares

Preprocesamiento Procesamiento

Resultados: mapa de ambientes

5025073159910733417515026517338208435127581787138933Hectáreas totales

9,574,0610,192,7218,2113,739,6872,2525,1Cuerpos de agua

0,5970,2838,1259,190,490,8616,240,880,44Pastizales

35,216,5722,8814,0430,5616,8712,233,3216,34Bosques

32,497,5913,9017,648,8524,0023,340,680,46Pajonales

2,350,4514,473,4337,4820,5211,4222,8557,66Praderas de herbáceas acuáticas

19,7911,050,442,984,4124,0227,090,020Juncales

IHGFEDCBAUnidadAmbiente (%cobertura)

Resultados: mapa de ambientes, detalles.

9,574,0610,192,7218,2113,739,6872,2525,1Cuerpos de agua

0,5970,2838,1259,190,490,8616,240,880,44Pastizales

35,216,5722,8814,0430,5616,8712,233,3216,34Bosques

32,497,5913,9017,648,8524,0023,340,680,46Pajonales

19,7911,050,442,984,4124,0227,090,020Juncales

9,574,0610,192,7218,2113,739,6872,2525,1Cuerpos de agua

0,5970,2838,1259,190,490,8616,240,880,44Pastizales

35,216,5722,8814,0430,5616,8712,233,3216,34Bosques

32,497,5913,9017,648,8524,0023,340,680,46Pajonales

19,7911,050,442,984,4124,0227,090,020Juncales

9,574,0610,192,7218,2113,739,6872,2525,1Cuerpos de agua

0,5970,2838,1259,190,490,8616,240,880,44Pastizales

35,216,5722,8814,0430,5616,8712,233,3216,34Bosques

32,497,5913,9017,648,8524,0023,340,680,46Pajonales

19,7911,050,442,984,4124,0227,090,020Juncales

9,574,0610,192,7218,2113,739,6872,2525,1Cuerpos de agua

0,5970,2838,1259,190,490,8616,240,880,44Pastizales

35,216,5722,8814,0430,5616,8712,233,3216,34Bosques

32,497,5913,9017,648,8524,0023,340,680,46Pajonales

19,7911,050,442,984,4124,0227,090,020Juncales

9,574,0610,192,7218,2113,739,6872,2525,1Cuerpos de agua

0,5970,2838,1259,190,490,8616,240,880,44Pastizales

35,216,5722,8814,0430,5616,8712,233,3216,34Bosques

32,497,5913,9017,648,8524,0023,340,680,46Pajonales

19,7911,050,442,984,4124,0227,090,020Juncales

9,574,0610,192,7218,2113,739,6872,2525,1Cuerpos de agua

0,5970,2838,1259,190,490,8616,240,880,44Pastizales

35,216,5722,8814,0430,5616,8712,233,3216,34Bosques

32,497,5913,9017,648,8524,0023,340,680,46Pajonales

19,7911,050,442,984,4124,0227,090,020Juncales

9,574,0610,192,7218,2113,739,6872,2525,1Cuerpos de agua

0,5970,2838,1259,190,490,8616,240,880,44Pastizales

35,216,5722,8814,0430,5616,8712,233,3216,34Bosques

32,497,5913,9017,648,8524,0023,340,680,46Pajonales

19,7911,050,442,984,4124,0227,090,020Juncales

9,574,0610,192,7218,2113,739,6872,2525,1Cuerpos de agua

0,5970,2838,1259,190,490,8616,240,880,44Pastizales

35,216,5722,8814,0430,5616,8712,233,3216,34Bosques

32,497,5913,9017,648,8524,0023,340,680,46Pajonales

19,7911,050,442,984,4124,0227,090,020Juncales

Mapa de ambientes en base a datos SACC-MMRS

Mapa de ambientes en base a datos Landsat 7 ETM+ (Bono et al., 2006)

Resultados: mapa de ambientes, Bajo Delta del Paraná

Mapeo de la inundación verano-otoño 2007

ENVISAT ASAR WSM HH

ENVISAT ASAR WSM HH 21 Septiembre 2005

ENVISAT ASAR WSM HH 26 Marzo 2007

Imágenes de Microondas.

MODIS EVI 22 marzo 2007

ENVISAT ASAR WSM HH 26 marzo 2007

Imágenes: Microondas vs. Ópticas

Dispersión en volumen

Reflexión especular Dispersión de doble rebote

Dado que las imágenes de microondas detectan características estructurales y dieléctricas de los elementos de la superficie terrestre, el análisis de las imágenes debe realizarse teniendo en cuenta los mecanismos por los cuales la onda de radar interacciona con los elementos presentes en el área estudiada. Los principales mecanismos de interacción son:

MétodosImágenes de Microondas: detección de características estructurales.

Preprocesamiento Procesamiento

menos de -20 dB (239,6 ha)-15 a -20 dB (243,5 ha)-10 a -15 dB (44106,7 ha)-5 a -10 dB (255303 ha)-2 a -5 dB (307274 ha)-2 a 2 dB (875725,9 ha)2 a 5 dB (219381,2 ha)5 a 10 dB (14278 ha)10 a 15 dB (120 ha)cuerpos de agua

Resultados: mapa de intervalos de cambio en dB

Interpretación de los resultados

no inundado (875727 ha)inundado (840946,5 ha)cuerpos de agua

Resultados: mapa de inundaciones

• Se obtuvo el primer mapa de ambientes mediante el uso del sistema satelital SACC-MMRS.

• El sistema satelital SACC-MMRS fue capaz de identificar tipos fisonómicos a escala regional a pesar de la alta fragmentación de las comunidades vegetales del macrosistema de humedal

• Se realizó un mapa de inundaciones de la región a partir de datos del sistema ENVISAT ASAR WSM HH.

• En una unidad geográfica homogénea en cuanto al mecanismo de interacción señal-vegetación-superficie (un único ambiente: juncales, plantaciones forestales, praderas herbáceas) es factible la identificación de la inundación.

•En unidades geográficas con alta fragmentación de tipos de mecanismos de interacción (secuencias de espiras de meandro en la planicie de inundación del Paraná) la identificación de las áreas inundadas es confusa

Consideraciones finales

datos satelitales ópticos y de radar para el mapeo...

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