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Contrato: Proyecto URU/14/001 Fortalecimiento de la Dirección Nacional de Medio Ambiente y de la gestión ambiental del país
RESULTADO 2:
FUNCIONALIDADES TECNOLÓGICAS DE SENSORIAMENTE REMOTO REQUERIDAS POR LA DINAMA, Y METODOLOGÍAS Y PROTOCOLOS DE PROCESAMIENTO SATELITAL.
NECESIDADES DE LOS USUARIOS DEL MVOTMA, PRIORIDADES E IDENTIFICACIÓN DE SENSORES
Profesional Responsable de la consultoría: Dr. Jacques Imbernon
Noviembre 2015
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ÍNDICE DE CONTENIDOS
Siglas y abreviaturas ........................................................................................................................... 4
Ilustraciones y tablas .......................................................................................................................... 5
La misión ............................................................................................................................................. 6
Objetivo general ............................................................................................................................. 6
Contexto institucional .................................................................................................................... 6
Organización de la DINAMA ........................................................................................................... 7
Metodología y actividad ..................................................................................................................... 8
Metodología ................................................................................................................................... 8
Entrevistas con expertos de la DINAMA......................................................................................... 9
Bibliografía ...................................................................................................................................... 9
Sensibilización - comunicación ..................................................................................................... 10
Los usuarios potenciales y las demandas específicas ...................................................................... 11
Plantaciones forestales .................................................................................................................... 13
Extracion minera .............................................................................................................................. 15
Presión urbana costera..................................................................................................................... 18
Engorde a corral ............................................................................................................................... 20
Monte de galería de la cuenca de Santa Lucia ................................................................................. 22
Zonas marinas e hidrocarburos ........................................................................................................ 24
Inundaciones .................................................................................................................................... 25
Calidad de agua ................................................................................................................................ 26
Uso de suelo y carga en nutrientes .................................................................................................. 28
Erosión de suelos .............................................................................................................................. 29
Calidad de aire .................................................................................................................................. 30
Caudales de ríos y niveles de embalses ........................................................................................... 32
Humedad de suelos .......................................................................................................................... 33
Definición de una arquitectura general de aplicaciones satelitales en DINAMA ............................. 34
Priorización de las aplicaciones .................................................................................................... 34
Movilización de informaciones espaciales ................................................................................... 35
Características de las imágenes a movilizar ................................................................................. 36
Anexo 1. Características de Sentinel-1 ............................................................................................. 37
Anexo 2. Características de Sentinel-2 ............................................................................................. 39
3
Anexo 3. Características de Sentinel-3 ............................................................................................. 40
Anexo 4. Características de Pleiades ................................................................................................ 42
Anexo 5. Características de World View .......................................................................................... 44
Anexo 6. Capacitaciones en Teledetección en Francia .................................................................... 45
AgroParisTech – Master SILAT ...................................................................................................... 45
Universidad Paris Diderot (Paris 7)- Master ‘Géographie et Sciences des territoires’,
Specialidad : Télédétection et Géomatique Appliquées à l'Environnement (TGAE) .................... 46
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Siglas y abreviaturas
MVOTMA - Ministerio de Vivienda, Ordenamiento Territorial y Medio Ambiente de Uruguay
DINAMA - Dirección Nacional de Medio Ambiente de Uruguay
ESA - European Space Agency
NOAA - National Oceanic and Atmospheric Administration
IRT - Infrarrojo térmico
MGAP - Ministerio de Ganadería, Agricultura y Pesca de Uruguay
DINOT - Dirección Nacional de Ordenamiento Territorial de Uruguay
FAO - Food and Agriculture Organisation of the United Nations
SAR - Synthetic Aperture Radar
SIA - Sistema de Información Ambiental de Uruguay
SNAP - Sistema Nacional de Áreas Naturales Protegidas de Uruguay
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Ilustraciones y tablas
Ilustración 1. Organigrama del MVOTMA . ........................................................................................ 6
Ilustración 2. Las diferentes Áreas, Divisiones y Departamentos de la DINAMA - el recuadro
naranjo corresponde a entrevistas . ................................................................................................... 7
Ilustración 3. Plan de trabajo de la consultoría. ................................................................................. 8
Ilustración 4. Título de la conferencia. ............................................................................................. 11
Ilustración 5. Usuarios y temas identificados durante las entrevistas. ............................................ 12
Ilustración 6. Mapa de las plantaciones forestales ......................................................................... 13
Ilustración 7. Evolución de las áreas de plantaciones forestales en Uruguay . ................................ 14
Ilustración 8. Un ejemplo de mapeo de plantaciones forestales en Chile con imágenes Landsat TM
.......................................................................................................................................................... 15
Ilustración 9. El Complejo Minero de la empresa Aratirí, incluyendo las 5 928 ha de los
componentes y las 8 577 ha de área de amortiguación. ................................................................. 16
Ilustración 10. Monitoreo de minas en un área de Turquía. ............................................................ 17
Ilustración 11. Dinámica de recuperación ambiental en un plan de cierre de una mina en México
desde Google Earth. ......................................................................................................................... 17
Ilustración 12. Costa Atlántica de Uruguay con sus lagunas ............................................................ 18
Ilustración 13. Faja de Exclusión en la Punta del Diablo (Uruguay). ................................................ 19
Ilustración 14. Mapeo de construcciones (naranjo) y franja de erosión (linea roja) en la costa del
lago Michigan (USA). ........................................................................................................................ 19
Ilustración 15. Cuenca del río Santa Lucia ........................................................................................ 20
Ilustración 16. Tambos y feed-lots en la cuenca del río Santa Lucia. ............................................... 21
Ilustración 17. Pequeño feed-lot en la cuenca Santa Lucia. ............................................................. 21
Ilustración 18. Ubicación de feed-lots en Estados Unidos con imagen Ikonos ................................ 22
Ilustración 19. Zona A y B de la cuenca del río Santa Lucia .............................................................. 23
Ilustración 20. Foto de la ribera de un rio de la cuenca Santa Lucia ................................................ 23
Ilustración 21. Áreas de contrato en el offshore de Uruguay. ......................................................... 24
Ilustración 22. Datos de vientos para un sistema de información geográfica ................................. 25
Ilustración 23. Monitoreo de derrames de petróleo con tecnología satelital ................................. 25
Ilustración 24. Inundaciones en Serbia, Bosnia-Herzegovina y Croacia del 22 al 24 de mayo 2015
desde el satélite Sentinel 1A ............................................................................................................ 26
Ilustración 25. Concentración en clorofila del lago Griffin (Australia) desde una imagen Worldview-
2 tomada en Marzo 2010. ................................................................................................................ 28
Ilustración 26. Diferenciación entre maíz y girasol con imágenes de Sentinel 229
Ilustración 27. Intensidad del proceso de cárcavas en Uruguay. ..................................................... 29
Ilustración 28. Área de drenaje de una cárcava ............................................................................... 30
Ilustración 29. Mapa de monóxido de carbono en el aire el 6/11/2015 ......................................... 31
Ilustración 30. Serie temporal de niveles de agua en la estación de Manaos (Brasil), medidos por
teledetección (puntos grises) y registrados (guion negro). .............................................................. 33
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La misión
Objetivo general El objetivó general es “identificar los requerimientos y especificaciones para el uso de información satelital a dentro de los procesos de decisión de la DINAMA (producto 2)”. Los objetivos específicos fueron listados en el Plan de Trabajo (Producto 1): Los usuarios potenciales dentro de la DINAMA y sus demandas específicas en términos de información espacial para el seguimiento ambiental. Los TDR identifican algunos temas particulares: uso de la tierra, extracción minera, calidad de agua, calidad del aire, derrames de hidrocarburos, reducción o alteración del monte nativo, crecimiento urbano. Los temas que se pueden tratar con sensores remoto y los que no (priorización), los diferentes productos satelitales que permitirían este seguimiento, incluyendo la identificación de los proveedores de productos apropiados. Los requerimientos técnicos, organizacionales y humanos (incluyendo capacitación) para aplicar esta tecnología en la DINAMA. La manera de integrar esta información en el Sistema de Información Ambiental (SIA) de la DINAMA (metadatos, proyecciones, formatos,…). La estrategia para utilizar de manera efectiva esta información en los procesos de decisión de la DINAMA.
Contexto institucional Esta misión fue ejecutada sobre la supervisión y el apoyo de la División Información Ambiental,
unas de las divisiones de la Dirección Nacional de Medio Ambiente (DINAMA) en el Ministerio de
Vivienda, Ordenamiento Territorial y Medio Ambiente (MVOTMA).
La División Información Ambiental tiene un papel importante en el manejo de la información
ambiental, en particular a través del Sistema de Información Ambiental (SIA) y del Observatorio
Ambiental, y tiene muchas conexiones con las otras direcciones nacionales del MVOTMA:
Dirección Nacional de Ordenamiento territorial (DINOT) y Dirección Nacional de Aguas. (DNA)
(Ilustración 1). En el caso de esta misión, los usos potenciales de información satelital se
analizaron a dentro de los procesos de decisión de la DINAMA, pero con conexiones fuertes con
las otras Direcciones que son la Dirección Nacional de Ordenamiento territorial (DINOT) y
Dirección Nacional de Aguas, también usuarios potenciales de esta tecnología.
Ilustración 1. Organigrama del MVOTMA (fuente: http://www.mvotma.gub.uy/) (el recuadro
naranjo corresponde a entrevistas).
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Organización de la DINAMA
La Misión de la DINAMA es de “lograr una adecuada protección del ambiente propiciando el
desarrollo sostenible a través de la generación y aplicación de instrumentos orientados a una
mejora de la calidad de vida de la población y la conservación y el uso ambientalmente
responsable de los ecosistemas, coordinando la gestión ambiental de las entidades públicas y
articulando con los distintos actores sociales”.
La DINAMA es posicionada como referente en materia ambiental del país, promoviendo
estrategias de gestión integrada para la protección, prevención, evaluación y control ambiental en
un contexto de políticas participativas y articuladoras”1.
La DINAMA está organizada en Áreas, Divisiones y Departamentos (Ilustración 2). 7 Divisiones
fueron entrevistadas (Figura 2). La División Información ambiental, que supervisa la misión, se
dedica en particular a gestionar la información del estado del ambiente, con el fin de satisfacer las
necesidades del usuario (externos e internos) asegurando la accesibilidad de la información
ambiental clave y apoyando el proceso de toma de decisiones.
Ilustración 2. Las diferentes Áreas, Divisiones y Departamentos de la DINAMA - el recuadro
naranjo corresponde a entrevistas (fuente: ). http://www.mvotma.gub.uy/
Dentro de esta División, se está desarrollando el Sistema de Información Ambiental (SIA). El SIA es un sistema de información accesible desde el Web (www.mvotma.gub.uy) donde los visitantes pueden acceder a una serie de mapas interactivos, que incluyen la cartografía base de la IDE y cartografía temática construida a partir de datos propios o de otras Instituciones. El SIA es claramente a la toma de decisiones relacionadas con el agua, el ambiente y el territorio en el MVOTMA, pero también a un uso público, de los ciudadanos, empresas y gobierno.
1 http://www.mvotma.gub.uy/el-ministerio/institucional/divisiones-y-departamentos.html)
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No se pudio entrevistar algunas de las divisiones de la DINAMA que podrían ser usuarios de la tecnología de sensores remotos, en particular la División del Sistema Nacional de Áreas Protegidas (SNAP,.
Metodología y actividad
La actividad es parte del plan de trabajo siguiente de la consultoría (Resultado 1), con una semana
de misión en Montevideo y la preparación del informe del Resultado 2 (Ilustración 3).
Ilustración 3. Plan de trabajo de la consultoría.
Metodología
Para entender los usos actuales de la información ambiental a dentro de la DINAMA y las
representaciones que tienen cada uno de los servicios que podrían proveer las tecnologías
satelitales, se hizo una serie de entrevistas en las diferentes Divisiones de la DINAMA
Las entrevistas fueran enfocadas a entender de cual manera se usa (o no se usa) la información
ambiental y cuáles son los procesos de análisis y de toma de decisión en la organización. Además,
se indagó sobre las representaciones que se hacen cada uno de la información espacial, las
motivaciones y las expectativas con esta tecnología.
Durante la misión, se trató también de colectar y revisar documentos técnicos internos y externos
a la Institución, para identificar proyectos temáticos, precisar definiciones de algunos objetos (ej.
“monte nativo”) e identificar las informaciones ya existentes.
Al final de la misión se hizo una conferencia intitulada “Imágenes y herramientas satelitales -
Aplicaciones a problemáticas ambientales” para sensibilizar los actores de la DINAMA a esta
tecnología.
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Entrevistas con expertos de la DINAMA
Las entrevistas se hicieron durante toda el tiempo de la misión (Tabla 1).
Lunes 28/09/15 Virgina Fernandez
Juan Arciet
Pablo Pereyra
Nestor López
División Información Ambiental
División Información Ambiental
División Información Ambiental
División Información Ambiental
Martes 29/09/15 Virgina Fernandez
Alfredo Blum
Rosario Lucas
Eugenio Lorenzo
Juan Pablo Peregalli
Silvana Alcoz
Marisol Mallo
Daniel Collazo
Ana Alvarez
División Información Ambiental
Asesor de la Dirección
División Evaluación de Impacto Ambiental y Licencias
Ambientales
División Emprendimientos de alta complejidad
División Control Ambiental
División Planificación de Recursos hídricos - Dirección
Nacional de Aguas
División Planificación Ambiental
División del Desarrollo Sostenible
Dirección Nacional de Ordenamiento Territorial
Miercoles 30/09/15 Alfredo Blum
Rosario Lucas
Eugenio Lorenzo
Silvana Alcoz
Luis Reolon
Daniel Dessaux
Asesor de la Dirección
División Evaluación de Impacto Ambiental y Licencias
Ambientales
División Emprendimientos de alta complejidad
División Planificación de Recursos hídricos - Dirección
Nacional de Aguas
División Calidad Ambiental
Conseiller de Coopération et d’Action culturelle -
Ambassade de France en Uruguay
Jueves 1/10/15 Ana Alvarez
Daniel Collazo
Pablo Reali
Dirección Nacional de Ordenamiento Territorial
División del Desarrollo Sostenible
División Calidad Ambiental
Viernes 2/10/15 Magdalena Hill
Lizet de Leon
División Calidad Ambiental
División Calidad Ambiental
Tabla 1. Planning de las entrevistas.
Bibliografía
Los documentos colectados y revisados son:
Clara M. y Maneyro R., ?. Humedales del Uruguay. El ejemplo de los humedales del Este.
Facultad de Ciencias, Montevideo (Uruguay). 13p.
Dekker A.G., Hestir E.L., 2012. Evaluating the Feasibility of Systematic Inland Water Quality
Monitoring with Satellite Remote Sensing, CSIRO: Water for a Healthy Country National Research
Flagship.
DINAMA, 2014. Informe del estado del ambiente de Uruguay - 2013. Ministerio de Vivienda,
Ordonamiento Territorial y Medio Ambiente, Montevideo (Uruguay). 255 p.
DINOT, 2015. Atlas de cobertura del suelo de Uruguay. Cobertura de suelo y cambios 2000-2011.
Ministerio de Vivienda, Ordonamiento Territorial y Medio Ambiente, Montevideo (Uruguay).
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DINOT, 2011. Mapa de coberturas del suelo de Uruguay. Land cover clasification system.
Ministerio de Vivienda, Ordonamiento Territorial y Medio Ambiente, Montevideo (Uruguay).
Escudero R., 2004. Compilación, sistematización y análisis de la información disponible publicada
o en proceso, descripción de la situación actual y propuestas de intervención. Proyecto
Combinado GEF/IBRD “Manejo Integrado de Ecosistemas y Recursos Naturales en Uruguay”,
Montevideo (Uruguay). 46p.
Gutiérrez F. y Haro Hasta V., 2013. Dónde playa, desde dónde urbanización? Facultad de
Arquitectura, UDELAR, Montevideo (Uruguay).
Kruk C, Suárez C., Ríos M., Zaldúac N., Martino D., ?. Ficha: Análisis Calidad de Agua en Uruguay.
Vida sylvestre, Uruguay.
Martín Dell’Acqua, Cecilia Petraglia, Daniel San Román, Resultados de la interpretación de
imágenes satelitales para forestación y el uso de los suelos de prioridad forestal. 14 p.
Meyer G., Gonnet M., Moreira E., Rostagnol E., Carlos Ferreira, Niell K., Díaz Y., Martínez J. y
Pereyra F., 2013. Complejo forestal en el Uruguay. Faculdad de Agronomia, Universidad de la
republica, Montevideo (Uruguay). 29 p.
MGAP, 2015. Regiones agropecuarias del Uruguay. Ministerio de Ganadería, Agricultura y Pesca,
Montevideo (Uruguay).
MGAP, 2015. Estadisticas forestales 2014. Extracción, Producción, Consumo, Mano de Obra -
Comercio Exterior. Ministerio de Ganadería, Agricultura y Pesca, Montevideo (Uruguay). 53 p.
MGAP, 2010. Monitoreo de los Recursos Forestales – Inventario Forestal Nacional - Resumen de
Resultados. Ministerio de Ganadería, Agricultura y Pesca, Montevideo (Uruguay). 32p.
MVOTMA, 2014. Metodología para el Mapeo de Infraestructuras y estructuras urbanas
vulnerables ante la variabilidad y cambio climático. Ministerio de Vivienda, Ordonamiento
Territorial y Medio Ambiente, Montevideo (Uruguay). 55 p.
MVOTMA, 2005. Estrategia de Biodiversidad Uruguaya para el Río de la Plata y su Frente
Marítimo. Ministerio de Vivienda, Ordonamiento Territorial y Medio Ambiente, Montevideo
(Uruguay). 40 p.
MVOTMA, 2015. Presentación Institucional. MVOTMA, Montevideo, (Uruguay). 25 p.
Pou R., 2011. Report of uruguayan forestry sector. Basic information and statistics to 2011
SAGARPA, 2009. Control de Cárcavas. SAGARPA, Uruguay.
Sensibilización - comunicación
Una conferencia se realizó el viernes 2/10/2015 de las 2 a las 4 horas de la tarde para sensibilizar
e informar sobre tecnología satelital y sus aplicaciones en temas ambientales (Ilustración 4). Unas
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45 personas atendieron la conferencia. Algunas venían de la Universidad, de Antel, y del
Ministerio de Ganadería.
Otra reunión de este tipo se hará durante la próxima misión para compartir el plan estratégico de
uso de la tecnología satelital en la DINAMA.
Ilustración 4. Título de la conferencia.
Los usuarios potenciales y las demandas específicas
Al nivel institucional de la DINAMA apareció una voluntad fuerte de “incorporar las tecnologías de
sensores remotos en la línea estratégica del gobierno y el presupuesto quinquenal” (Alfredo
Blum, asesor de la Dirección de la DINAMA).
De las entrevistas con las diferentes Divisiones de la DINAMA aparece una grande diversidad de
usuarios y de demandas. Algunas de las demandas se repiten (Ilustración 5) o convergen en 4
dominios de aplicación que se pueden resumir a:
Planificación territorial: Plan de Santa Lucia, manejo de residuos sólidos y líquidos…
Monitoreo de los recursos naturales y del territorio: aguas, suelos, bosques, cultivos…
Autorizaciones y controles: construcciones e infraestructuras, minas, plantaciones forestales…
Información y comunicación: Observatorio ambiental, Sistema de Información Ambiental (SIA)...
5 temas (objetos) potenciales para teledetección aparecieron compartidos entre diferentes
Divisiones:
- Plantaciones forestales - Extracciones mineras - Monte de galería (cuenca Santa Lucia) - Inundaciones - Calidad del agua
Eso no quiere decir que los otros temas sean menos importantes. Pero en estos cinco temas, el
uso de la tecnología podría ser compartido y facilitar colaboraciones a dentro mismo de la
DINAMA, y facilitar una dinámica institucional.
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Plantaciones forestales
Extraccion minera
Presion urbana costera
Feed lots Monte de galeria de Santa Lucia
Zonas marinas y hidrocarburos
Inundaciones Calidad de agua
Uso de suelo y carga an nutrimientos
Erosion de suelos
Calidad de aire
Caudales de rios y nivelde embalses
Humedad de suelos
Ilustración 5. Usuarios y temas identificados durante las entrevistas.
•Control y alerta sobre incumplimentos en plantaciones forestales
•Control y alerta sobre incumplimentos en zonas mineras
•Control y alerta sobre incumplimentos en zonas costeras
Control ambiental
•Autorizacion : industrias, plantaciones forestales, complejos turisticos, extraccion minera, feed lots
•Monitoreo y control ambiental de la implementacion
EIA y licencias ambientales
•Seguiminiento del plan de Santa Lucia
•Seguimiento marino de las zonas de hidrocarburos off-shore
•Seguimiento de la presion urbana en zonas costeras
•Prevencion de inundaciones
Promocion del desarrollo sostenible
•monitoreo de calidad de aguas
•uso de suelo y estimacion de la carga de nutrientes
• identificacion de processos de erosion en zonas de cultivos
•monitoreo de calidad de aire
Calidad ambiental
•Proteccion del monte de galeria en la cuenca Santa Lucia
•Integracion de datos en el sistema de informacion ambiental
Informacion ambiental
•Evaluacion de caudales de rios
• identificacion de zonas de inondacion
•Evaluacion y monitoreo de la calidad del agua,
•estimacion y monitoreo de la humedad de los suelos para un modelo de balance hidrico
•Evaluacion y monitoreo del nivel de los embalses
Aguas
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Plantaciones forestales
Existe un mapa de ocupación del suelo de 2008 hecho por la Dirección Nacional del Medio
Ambiente y la Dirección Nacional de Ordenamiento Territorial del MVOTMA, con el Ministerio de
Ganadería, Agricultura y Pesca (MGAP) y la FAO-Roma: “Mapa de Cobertura del Suelo de Uruguay
- Land Cover Classification System”. Este mapa se hizo con imágenes Landsat (14 escenas) de 2007
y 2008 a una resolución de 30 metros, georreferenciadas con el sistema UTM (elipsoide WGS84).
Estas imágenes fueron procesadas con un algoritmo de segmentación (software Ecognition),
incorporando información radiométrica de las bandas e información textural. Las imágenes
segmentadas fueron después interpretadas por técnicos del MVOTMA y de del MGAP para
producir el mapa de cobertura del suelo del país. De las 46 clases de ocupación del suelo del
mapa final, 5 corresponden a plantaciones forestales:
Plantación Forestal > 5 ha
Bosque Costero plantado
Plantación de Eucaliptus > 5 ha
Plantación Forestal Pino > 5ha
Montes de Abrigo y sombra < 5 ha
El mapa de las plantaciones forestales (Ilustración 6) muestra dos zonas principales de plantaciones en 2008: norte-este y norte-oeste. El área total de las plantaciones, según este mapa, es de 1,042 millones de hectáreas (cálculo hecho desde el archivo SIG en formato shape).
Ilustración 6. Mapa de las plantaciones forestales (Fuente: Mapa de ocupación del suelo de 2008)
Se hizo después un mapeo de los cambios de uso entre los años 2000, 2008 y 2011 con la misma
metodología (segmentación e interpretación manual), pero con fin de identificar los cambios con
16 clases agregadas (y no las 46 del mapa de 2008). La realización estuvo a cargo de la DINOT.
Estos mapas de la ocupación del suelo y de los cambios constituyen una referencia importante a
nivel nacional. La limitación de este información es su escala espacial - aproximamente el 1/200
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000 - que “no permite la toma de decisión” en los procesos internos de la DINAMA (según Alfredo
Blum, asesor de la Dirección de la DINAMA).
Sistema y cadena productiva forestal
Anuario Estadístico El Anuario Agropecuario da una superficie forestal explotada en 2011 de 1,071 millones de hectáreas. Pero lo interesante con estos datos de censos agropecuarios es el proceso rápido de forestación a nivel del país, con una variación del área de plantaciones forestales de +355% entre 1990 y 2000 (1990 = 100), y de +162% entre 2000 y 2011 (2000 = 100). Las mayores plantaciones forestales son de Eucaliptus (grandis, globulus y otros) y de Pinus (Ilustración 7).
Ilustración 7. Evolución de las áreas de plantaciones forestales en Uruguay (Fuente: Pou R., 2011).
El pino se planta en invierno (de junio a septiembre) y el eucaliptus en otoño y primavera. La corta del eucaliptus se hace después de 8 años para la pulpa y de 15 años para la madera. La densidad de plantación es de 10 000 árboles/ha para energía, y de 1000 a 16000 árboles/ha para papel. 4 empresas manejan 60 % de este bosque artificial - una de ellas tiene más de 100 000 hectáreas. El procesamiento de la madera para la producción de celulosa se hace hoy en solamente dos plantas. La producción forestal aparece en Uruguay como una producción industrial concentrada.
Control y monitoreo ambiental de las plantaciones forestales
Supuestamente, las grandes empresas forestales hacen internamente un monitoreo preciso de las
áreas plantadas. Pero esta información no llega a la DINAMA quien no tiene información
suficientemente detallada y actualizada para controlar la situación de las plantaciones con
respecto a las autorizaciones otorgadas.
Unos de los problemas ambientales identificados es que algunas empresas de forestación no
respectarían la normativa sobre distancia mínima de las plantaciones a los ríos. Un control preciso
con sensores remotos de las extensiones realmente plantadas y su ubicación a las orillas de los
ríos es una demanda de la DINAMA.
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Este tipo de aplicación es muy simple. El bosque plantado se diferencia fácilmente de otros tipos
de ocupación de suelo (pastos, cultivos o vegetación natural) en el dominio óptico de los sensores
remotos. La mayoría de las experiencias es con Landsat TM y dieron buenos resultados
(Ilustración 8).
Ilustración 8. Un ejemplo de mapeo de plantaciones forestales en Chile con imágenes Landsat TM
(fuente: Maestripieri N., 2013).
Sib embargo el satélite Sentinel-2 que tiene una cubertura más grande que Landsat (270 km / 175
km) y una resolución espacial mejor (10m / 30m) debería dar una oportunidad para la DINAMA de
hacer el monitoreo de las plantaciones forestales de manera más exhaustiva y precisa (Ilustración
9).
Ilustración 9. Comparación de mapeo de bosque con Sentinel-2 (simulación) y Landsat TM en
Canadá (Fuente: University of Victoria, 2012)
Extracion minera
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Más del 98% de los permisos mineros en el país están dedicados a la prospección y solos 1.7% del
total son permisos de exploración y explotación. Pero toda explotación necesita generar
información para un diagnóstico de situación.
El último dato publicado por el INE es del año 2011 y muestra que fueron 203 firmas las que
desarrollaban actividades mineras. Las empresas que desempeñan la extracción de minerales
metalíferos fueron 13 en 2011. El nuevo Código de Minería (2011) establece que para grandes
proyectos la Dirección Nacional de Medio Ambiente (DINAMA) debe hacer un seguimiento de los
mismos y otorgar anualmente un permiso que les permita seguir adelante. De lo contrario las
actividades se verían paralizadas y podrían no admitir la continuación.
Los proyectos actuales de explotación minera son de pequeña dimensión. Algunos son muy
puntuales, como los de extracción de materiales para infraestructuras viales. Pero actualmente un
proyecto importante de la empresa Aratirí se está planificando para generar 18 millones de
toneladas de hierro por año. Las cinco minas de este proyecto ocuparán un total de 522
hectáreas. Estarán ubicadas en los departamentos de Durazno y Florida: Grupo Las Palmas
(Cantera Las Palmas) y Grupo Valentines (Maidana, Morochos, Mulero y Uría). El total del área
que integra el complejo minero (minas, depósitos de estériles, represas de relaves y de agua
bruta, zonas de maniobra y logística y planta industrial) es de 5 928 ha. A ello se suman 8 577 ha
de áreas de amortiguación que se destinarán a proteger el ambiente y su diversidad y amortiguar
los impactos de la actividad minera.
Ilustración 9. El Complejo Minero de la empresa Aratirí, incluyendo las 5 928 ha de los componentes y las 8 577 ha de área de amortiguación.
Control y monitoreo ambiental de la extensión minera
El monitoreo de la extensión de las explotaciones mineras tiene que verificar si no se extiende
más allá que autorizado. Además, cuando se acaba la autorización, la DINAMA tiene que hacer el
seguimiento del plan de cierre y abandono.
Muchas exportaciones mineras de Uruguay son muy pequeñas y parece difícil de monitorearlas.
El costo del uso de la tecnología satellital en este caso sería desproporcionado.
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Pero el seguimiento de los ‘mega-proyectos’ que se plantean, como lo de la empresa Aratirí,
debería hacerse en la DINAMA con imágenes satelitales para evaluar extensión e impactos
ambientales en estos complejos mineros y en las áreas de amortiguación.
En muchos casos el monitoreo se ha hecho con los satélites Landsat TM (Ilustración 10), sin
mucho precisión espacial. En el caso de Uruguay, como estas actividades quedan muy localizadas
(cientos de hectáreas) y los impactos económicos e ambientales muy fuertes, se recomienda
utilizar imágenes de muy alta resolución (resolución alrededor de 1 m), como las que son
accesibles con Google Earth, de los satélites Ikonos, Pleiades or WorldView-3. Eso permite hacer
un diagnóstico y un monitoreo de alta calidad, con una precisión métrica (Ilustración 11).
Ilustración 10. Monitoreo de minas en un área de Turquía (Fuente: Saroglu E. et al.).
Ilustración 11. Dinámica de recuperación ambiental en un plan de cierre de una mina en México
desde Google Earth (Fuente: Imbernon J.).
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Presión urbana costera
Las zonas costeras del Uruguay son espacios naturales de interacción dinámica entre mar y tierra.
Estas zonas se enfrentan con problemas ambientales de destrucción del hábitat, de
contaminación del agua y de erosión de la costa. La acción del hombre - infraestructuras y
edificaciones - es la principal causa de interferencias en el equilibrio del ecosistema costero. Pero
esta presión antrópica es un proceso lento, continuo y difuso que no es fácil de monitorear.
Dentro de los 150 m costeros desde la línea promedio de altas aguas y baja mareas, el MVOTMA
tiene competencia por ley: “Tampoco podrá situarse ningún predio, en los casos de continuidad a
los cauces del dominio público, dentro de las tierras abarcadas por una faja costanera de 150
metros de ancho por lo menos” (Ley de Centros Poblados N° 10723 del 21/04/46). Pero la
DINAMA no tiene suficiente información, detallada y actualizada, para un control y un monitoreo
ambiental preciso de esta franja costera y de las autorizaciones que se dieron. Además estas
zonas costeras tiene lagunas de gran valor ambiental (Ilustración 12): Laguna
del Sauce, Laguna José Ignacio, Laguna Garzón, Laguna de Rocha y Laguna de Castillos y Laguna
Negra. Algunas lagunas costeras se caracterizan por tener conexión con el mar. Este fenómeno
natural forma parte de un ciclo importante para muchas especies de peces y
crustáceos que utilizan la laguna como área de desove y cría.
Ilustración 12. Costa Atlántica de Uruguay con sus lagunas (fuente: http://www.farq.edu.uy/tesinas/wp-
content/blogs.dir/220/files/2014/02/tesina-territorios-costeros-guti%C3%A9rrez_haro.pdf).
En el informe Nacional del Estado del Ambiente (DINAMA, 2009) se identifican grandes
situaciones que han provocado y/o aumentado el deterioro costero:
La intensificación del uso recreativo con la circulación de vehículos y personas a través de los sistemas dunares que afectó la vegetación,
La alteración de los regímenes naturales de drenaje que genera erosión y humidificación de la playa.
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La ocupación irregular del espacio costero, con construcción de ramblas y vías de comunicación adyacentes a la costa.
Control y monitoreo ambiental de la franja costera
Hay muchas aplicaciones en China, Dubái, India o Indonesia para monitorear cambios ambientales
en zonas costeras. La mayoría utilizan imágenes Landsat TM. Pero en el caso de las zonas costeras
de Uruguay, como son procesos difusos y localizados, habría que utilizar imágenes de muy alta
resolución (ver aplicación anterior). Además, DINAMA tiene competencia a dentro de los 150
metros
Ilustración 13. Faja de Exclusión en la Punta del Diablo (Uruguay).
Con muy alta resolución (Ikonos, Pleiades o WorldView-3), en el dominio óptico, esta aplicación es
muy fácil. Podría permitir hacer un monitoreo preciso de las autorizaciones otorgadas, una
identificación de actividades sin autorización y una evaluación de impactos ambientales sobre
erosión costera o perdida de hábitat (Ilustración 14).
Ilustración 14. Mapeo de construcciones (naranjo) y franja de erosión (linea roja) en la costa del
lago Michigan (USA) (fuente: NOAA Coastal Service Center).
20
Engorde a corral
Un engorde a corral (‘feed-lot’) es un sistema intensivo de producción de carne para lograr un engorde acelerado de los animales vacunos. Los animales se encuentran encerrados en corrales donde se les proporciona la alimentación (Foto 1 y 2). Al día de hoy el número de engorde a corral que hay en Uruguay no es conocido en forma cierta (ni tampoco la cantidad de animales producidos en esta forma).
Foto 1. Alimentación en un engorde a corral en Uruguay.
Foto 2. Extensión espacial de un engorde a corral en Uruguay.
Como consecuencia de los aportes de materia orgánica, de nitrógeno y fósforo provenientes de los tambos y los establecimientos de engorde de ganado a corral, los cursos y cuerpos de agua de la cuenca del río Santa Lucía presentan un preocupante grado de eutrofización.
Ilustración 15. Cuenca del río Santa Lucia (fuente: DINAMA).
21
En 2013, la Universidad de la República elaboró un informe técnico sobre el estado del agua del río Santa Lucía donde establecía una alta presencia de contaminación, proveniente en un 80% de la actividad agropecuaria, entre las que prevalecen las actividades lecheras.
En 2014, un decreto suspendió la creación de nuevos engordes a corral y fue prorrogado por tres meses. Y desde esta fecha, la DINAMA se encarga del control de la instalación de los engordes a corral de más de 500 vacas.
Control y monitoreo ambiental de los los engordes a corral en la cuenca Santa Lucia
De las explotaciones ganaderas, 1% de ellas - las que tienen más de 500 vacas - están bajo control
de la DINAMA. Pero se desconoce de las de menor porte. La demanda de la DINAMA es de
conocer la localización de más pequeños (que son los 99% de los engordes a corral) (Ilustración
16 y 17). Eso necesita imágenes satelitales de muy alta resolución y/o puntos GPS de localización
para ubicarlos, delimitarlos, relacionar su ubicación con la proximidad de recursos hídricos (lagos,
represas y ríos) y evaluar el riesgo de contaminación con líquidos efluentes.
Ilustración 16. Tambos y feed-lots en la cuenca del río Santa Lucia (fuente: DINAMA).
Ilustración 17. Pequeño feed-lot en la cuenca Santa Lucia (fuente: Google Earth).
22
La tecnología satelital puede responder a esa demanda. Pero los objetos (los feed-lots) son
pequeños y diseminados en todo el territorio. Identificarlos necesitaría imágenes de muy alta
resolución, con un costo que parece muy alto solo para eso.
Las imágenes Google Earth en esta zona son de buena calidad y recientes, y podrían ser utilizadas
en un proceso de foto-interpretación manual (Ilustración 15). Una clasificación automática de los
feed-lots necesitaría comprar imágenes de muy alta resolución. Debido a los costos, eso se podría
hacer en una zona en particular - priorizada por importancia ambiental -, o compartir las
imágenes con otras aplicaciones ambientales.
Ilustración 18. Ubicación de feed-lots en Estados Unidos con imagen Ikonos (Fuente: Feingold B.J.,
ISPRS Symposium, 2011).
Monte de galería de la cuenca de Santa Lucia
La Medida 8 del Plan de acción para la protección de la calidad ambiental y la disponibilidad de las
fuentes de agua potable de la Cuenca Hidrográfica del Río Santa Lucía exige: “Instaurar una zona
de amortiguación o buffer en la cuenca hidrográfica declarada ZONA (A) sin laboreo y uso de
agroquímicos en una franja de 40 metros a ambas márgenes de los cursos principales (río Santa
Lucia y río San José), 20 metros en los afluentes de primer orden y 100 metros entorno a los
embalses”.
23
Ilustración 19. Zona A y B de la cuenca del río Santa Lucia (fuente: DINAMA).
La División Información Ambiental está haciendo el mapeo de los padrones a proteger a dentro de
los buffers de cado lado de los ríos y embalses de la cuenca Santa Lucia. Este trabajo utiliza
imágenes de Google Earth, digitalizando la linea central del caudal de los ríos e identificando los
padrones a dentro del buffer calculado desde la linea central.
Ilustración 20. Foto de la ribera de un rio de la cuenca Santa Lucia (fuente: DINAMA).
Desde nuestro punto de vista, el cálculo del buffer no deberá ser hecho desde la linea central del caudal sino desde las riberas del río, tomando la definición por ley: « Las riberas constituyen fajas laterales de los álveos de los cursos o masas de agua, que se extienden hasta el límite de las mayores crecidas ordinarias » (Código de Aguas: arts. 36, 37, 40, 62, 71, 103, 129, 152 y 153). En esta aplicación, el uso de imágenes de Google Earth nos parece adecuado. Comprar imágenes
de muy alta resolución para cubrir todos los ríos de la cuenca tendrá un costo demasiado alto.
El mayor problema en este estudio queda la identificación de los padrones a dentro del buffer
calculado. La geometría de las capas geométricas del catastro parece mala y necesitan
correcciones geométricas para sobreponer el mapa de los buffers con el catastro. La precisión de
esta geometría es débil, pero podría ser suficiente para identificar padrones a proteger y alertar
las autoridades.
24
Zonas marinas e hidrocarburos En un contexto de prospección petrolera a lo largo de la costa atlántica, hay una demanda para
estudios ambientales. Existe ya un ‘Manual de Operaciones Exploratorias Offshore en Uruguay’
que provee las directrices, recomendaciones y requerimientos para el diseño y ejecución de las
operaciones exploratorias. En el manual se definen una serie de lineamientos coordinados con
DINAMA respecto a los contenidos del Plan de Gestión Ambiental y de Seguridad. Adicionalmente,
se requiere que se incluyan temas de seguridad y gestión de riesgos.
La Dirección Nacional de Medio Ambiente (DINAMA) es la encargada de otorgar la Autorización
Ambiental Previa para las actividades de exploración y la Autorización Ambiental de Operación. La
zona de contratos de prospección es una zona extensa (Ilustración 21) donde los principales
impactos ambientales son: afectación a la fauna marina (mamíferos marinos, aves, tortugas
marinas, peces e invertebrados), afectación a la calidad del agua, interferencias con la pesca
comercial, interferencias con el tránsito marítimo (rutas comerciales).
Ilustración 21. Áreas de contrato en el offshore de Uruguay.
La demanda de la DINAMA para el uso de la tecnología satelital en esta aplicación es relacionada
al tema de la calidad del agua: descarga de residuos y efluentes o potencial derrame de
combustible. Estos estudios necesitan tener una línea de base física y biológica: acción de las olas
sobre el litoral, temperatura de las masas de agua superficiales, sistema de grandes corrientes
marinos superficiales.
Para hacer la linea de base física existen datos de vientos del satélite meteorológico GOES que
permitirían analizar y monitorear corrientes de aguas superficiales (Figura 10). Estos datos pueden
ser descargados fácilmente de un sitio web de la NOAA (Ilustración 22) y alimentar la base de
datos de la DINAMA.
25
Ilustración 22. Datos de vientos para un sistema de información geográfica
(Fuente: http://www.ospo.noaa.gov/Products/imagery/gis.html).
Además de esta línea base, la demanda de la DINAMA corresponde a monitorear derrames y
respuesta a desastres (detección temprana de eventos). Le detección de marea negra en
particular es una aplicación fácil con la tecnología satelital. Se puede ver con imágenes de alta o
muy alta resolución en el dominio óptico (Ilustración 23).
Ilustración 23. Monitoreo de derrames de petróleo con tecnología satelital
(fuente : http://www.ospo.noaa.gov/Products/imagery/gis.html)
Inundaciones
En zonas de inundación hay conflictos con el hábitat. Se conoce la crecida de los ríos a los 100 años (no se usa la de los 50 años) pero no se sabe precisamente las alturas del terreno. Para identificar exactamente las zonas de inundaciones y los riesgos para hábitat, se podría utilizar imágenes satelitales:
Imágenes de satélite óptico de muy alta resolución para preparar mapas de referencia de ocupación del suelo.
Imágenes de satélite radar (pueden ser utilizadas en cualquier tiempo, incluso durante la noche o a través de nubes) para identificar las áreas inundadas.
26
En las zonas sometidas a la inundación, los mapas de referencia para identificar el hábitat
necesitan escala muy detalladas (alrededor del 1/5 000), con imágenes ópticas de muy alta
resolución (Pleiades, Ikonos o Google Earth). Se puede también utilizar el catastro urbano si esta
información es accesible y precisa.
Para caracterizar las áreas inundadas, los satélites Radar a Apertura Sintética (RSO) pueden ser
utilizados (Ilustración 24). El reciente satélite Sentinel-1A tiene un RSO de alta resolución, con 5
metros, y además sus imágenes son gratuitas y se bajan de Internet.
Ilustración 24. Inundaciones en Serbia, Bosnia-Herzegovina y Croacia del 22 al 24 de mayo 2015
desde el satélite Sentinel 1A (fuente: Agencia Spacial Europea - ESA).
Calidad de agua La contaminación del agua de lagos, lagunas y represas es causada en particular por eutrofización. Eutrofización es un término general usado para describir síntomas que sufren los ecosistemas acuáticos como respuesta a la fertilización con nutrientes (como fósforo y nitrógeno). La concentración de fósforo y nitrógeno se usan como indicadoras de eutrofización junto la concentración de clorofila y la transparencia del agua. No existe en Uruguay un relevamiento sistemático, continuo y accesible sobre la calidad de las aguas superficiales. Pero los estudios que analizan los efectos de la eutrofización indican que existe en Uruguay un aumento continuado de la eutrofización en la mayoría de los ecosistemas acuáticos que ya presentaban síntomas (Tabla 2). Las floraciones de micro algas, en particular de
cianobacterias, pueden ser tóxicas para los usuarios y dañar la salud pública.
Clasificados como eutróficos
Altas biomasas y/o floraciones nocivas de fitoplancton
En conjunto (151) 70% 40%
Embalses (15) 60% 30%
Lagos artificiales (19) 70% 100%
Lagos naturales (48) 54% 20%
Lagos naturales modificados (5) 100% 0
Lagunas costeras (15) 53% 50%
Ríos (49) 94% Sin información
Tabla 2. Revisión de datos publicados con un total de 151 casos organizados por tipo de
Ecosistema - entre paréntesis se incluye el número de casos (Fuente : Kruk C. et al., 2015).
27
La tecnología satelital puede directamente evaluar:
- Variable de calidad óptica del agua : Chlorophyl (CHL), Cyano‐phycocyanin (CPC) y cyano‐phycoerythrin (CPE), Coloured dissolved organic matter (CDOM) y Total suspended matter (TSM),
- floración de algas superficiales, - temperatura superficial del agua.
Una referencia en estas aplicaciones de sensores remotos para monitorear calidad del agua es el
‘National Plan for Environmental Information’ de Australia donde se identificaron los sensores
satelitales relevantes (Tabla 2).
Tabla 3. Sensores satelitales para monitoreo de la calidad de aguas continentales (fuente: Dekker
A.G., Hestir E.L., 2012).
El sensor Meris es adaptado para seguir la calidad del agua. Pero lo más interesante es el sensor
de Sentinel 3 llamado ‘Ocean and Land Colour Instrument’ (OLCI). Este sensor es parecido a lo de
Meris, pero tiene 21 bandas espectrales (no 15 como Meris) y las imágenes serán gratuitas (el
sensor de Sentinel 3 será operacional en 2016 - lanzamiento en diciembre 2015). Estos dos
28
sensores tienen una limitación fuerte, su resolución espacial. Con 300 metros de resolución,
Sentinel 3 podrá ser utilizado solamente en los grandes embalses.
Para la mayoridad de los lagos, lagunas y represas de Uruguay, el sensor Worldview-2, con 8
bandas, será necesario (Ilustración 25). El costo de estas imágenes es bastante alto, con más de
100 USD por km2., y un monitoreo frecuente parece difícil con esta tecnología.
Ilustración 25. Concentración en clorofila del lago Griffin (Australia) desde una imagen Worldview-
2 tomada en Marzo 2010 (fuente: Dekker A.G., Hestir E.L., 2012).
Uso de suelo y carga en nutrientes En Uruguay, la estimación de carga de nutrientes se hace por cuenca y sub-cuenca con datos de
uso de suelos que provienen del censo agropecuario hecho cada 10 años (ultimo en 2011. No se
puede hacer hoy con datos anuales. Además los datos actuales no permiten diferenciar pastos
naturales de pastos fertilizados y tomar en cuenta las rotaciones de cultivos de pradera a soja y a
trigo.
Para mejorar la estimación de carga en nutrientes de las prácticas agrícolas, habría que producir
un mapa de uso de suelos muy detallado, tanto a nivel de la nomenclatura (pastos naturales
/pastos fertilizados), como de geometría (a nivel de parcelas de cultivo), y de la estacionalidad
para cada ciclo de cultivo (2 ciclos al año).
A nivel nacional, este objetivo parece ahora demasiado pesado y costoso. Se podría pensar a un
monitoreo ‘piloto’ a nivel de una subcuenta solamente, con los datos de Sentinel 2 (gratuitas) que
cubren una área de 270km*270km con una resolución espacial de 10 metros. A partir de un mapa
de referencia de ocupación del suelo a nivel de parcelas, el monitoreo se dedicaría después a
mapear únicamente los cambios de uso en las parcelas con Sentinel 2. De esta manera el
monitoreo podría ser mucho más rápido.
29
Ilustración 26. Diferenciación entre maíz y girasol con imágenes de Sentinel 2 (fuente: Agencia
Espacial Europea).
Erosión de suelos La degradación de tierras en el Uruguay en primer lugar es debida a la existencia de lluvias
erosivas que ocasionan erosión hídrica con la consiguiente pérdida de suelos. Ella cobra mayor
relevancia dado que el fenómeno erosivo es particularmente notorio en las tierras de mayor
potencial agrícola o en dónde se concentra la mayor concentración de población.
La demanda de la DINAMA en este tema corresponde a un seguimiento de la erosión por cárcavas de pequeño tamaño. El MGAP hizo un mapa a escala 1/500 000 de intensidad de este proceso erosivo y permite ubicar las zonas de mayor erosión.
Ilustración 27. Intensidad del proceso de cárcavas en Uruguay (fuente: MGAP, 2004).
30
En el Uruguay, un paso importante para el control de la erosión ha sido la promulgación de la Ley
de Conservación de Suelos y Aguas (Ley 15.239), la cual fija los criterios y normas técnicas de
conservación de suelos y aguas con fines agropecuarios.
Las cárcavas se agrupan en pequeñas, medianas y grandes (Tabla 4):
Clase Profundidad (m) Área de drenaje (ha)
Pequeñas < 1 < 2
Medianas 1 a 5 2 a 20
Grandes > 5 > 20
Tabla 4. Clase de cárcavas (Fuente: SAGARPA).
Pero, incluso las grandes cárcavas son objetos que necesitan observaciones espaciales muy
detallas, con una resolución cercana al metro (Ilustración 28). Un monitoreo de las cárcavas es
factible con tecnología satelital, pero requeriria imágenes de muy alta resolución como las de
Ikonos o Pleiades, y el costo sería muy alto. Eso se puede hacer que si comparten las imágenes
para varias aplicaciones.
Ilustración 28. Área de drenaje de una cárcava (fuente: SAGARPA, 2009).
Calidad de aire
La calidad del aire es el resultado de interacciones entre, por un lado, las emisiones a la atmósfera
de gases y partículas de origen natural o antropogénico y en el otro, las condiciones ambientales
del lugar: topología, terreno, tiempo y clima.
La principal dificultad para monitorear la calidad del aire es la falta de medición. Su alto costo
limita el número de estaciones. Pero la variabilidad de la distribución espacio-temporal de la
31
calidad del aire es alta y un óptimo seguimiento requeriría medidas densas espacialmente y
temporalmente.
La tecnología satelital es en algunos casos adecuada para este tema. Por ejemplo, se encuentran
fuertes correlaciones entre el canal térmico del satélite Landsat TM y mediciones de
concentración de partículas en suspensión. En el visible, los canales azul, verde y rojo son
relacionados con la presencia de contaminación. Pero estas aplicaciones quedan muy puntuales y
poco operacionales.
Los trabajos más avanzados son los del CPTEC en Brasil. Con Imágenes de los satélites
meteorológicos GOES, el CPTEC produce cada día un mapa de monóxido de carbono (CO) (Figura
16), óxidos de nitrógeno (Nox) y partículas, a varios niveles de elevación (el primero es de 40 m)..
Ilustración 29. Mapa de monóxido de carbono en el aire el 6/11/2015 (fuente: CPTEC, Brasil).
http://meioambiente.cptec.inpe.br/index.php?lang=pt
Esta información del CPTEC es muy gruesa, con resolución espacial de varios kilómetros (la
simulación se hace a 15 km). Para un seguimiento fino de la calidad del aire en Uruguay, esta
información no es suficiente. Se recomienda descargar cada día esta información del sitio CPTEC
(con WMS) y agregarla en el Sistema de Información Ambiental que desarrolla la DINAMA.
32
Caudales de ríos y niveles de embalses
La Dirección Nacional de Agua del MVOTMA expreso interés en el uso de la tecnología satelital en
este tema. Representantes de la Dirección fueron a Manaos (Brasil) visitar el proyecto HYBAM en
donde se utiliza esta tecnología desde años en la cuenca amazónica.
El monitoreo del caudal de los ríos requiere campañas de medición del caudal y medidas
continuas del nivel para estimar el caudal con curvas de calibración. La teledetección de los
niveles permitiría liberarse de las dificultades prácticas (humanas y logísticas) y financieras de
estas mediciones de campo y ofrecer continuidad temporal, cobertura espacial y uniformidad de
métodos.
Hasta ahora, las plataformas satelitales y los métodos de procesamiento utilizados actualmente, y
en particular las misiones de altimetría de radar, fueron diseñados para otros propósitos y fueran
adaptadas a aplicaciones de hidrología. Desde el satélite Seasat, el principio de la altimetría radar
no ha cambiado: se basa en el análisis del tiempo de viaje de la onda radar entre el transmisor y el
receptor, pero los progresos en los algoritmos de tratamiento de esta información radar permiten
ahora alcanzar precisión altimétrica del orden de 20 a 70 cm de altura.
En Amazonia, desde 2003, han sido creadas cerca de 700 estaciones virtuales con el altímetro a
bordo del satélite ENVISAT. Los datos del altímetro son suficientemente precisos para una buena
estimación del nivel de agua en el rio Amazon (Ilustración 30). ENVISAT fallo en 2012 y se está
esperando ahora el satélite Sentinel 3 que esté operativo en 2016 (instrumento SRAL).
A pesar del indudable interés de esta tecnología para monitorear los niveles de agua en las
cuencas, hay limitaciones: i) el tamaño pequeño de las intersecciones del río con el orbita no
permite tener una precisión de menos de 20 cm, ii) el funcionamiento del instrumento es mejor
en las planicies de inundación que en los brazos de los ríos, y iii) la densidad de medidas durante
períodos de agua alta es más importante que en periodos de agua baja. Pero, además de los
aspectos tecnológicos, uno de las limitaciones más importantes para operacionalizar esta
tecnología en la DINAMA es el nivel de procesamiento de estos datos para producir variables de
nivel de agua. Procesar estos datos requiere recursos humanos capacitados en esta tecnología.
33
Ilustración 30. Serie temporal de niveles de agua en la estación de Manaos (Brasil), medidos por
teledetección (puntos grises) y registrados (guion negro) (fuente HYBAM, Brasil).
Humedad de suelos
Humedad de los suelos es una variable importante en el balance hídrico a nivel de cuencas. En el
MVOTMA, la Dirección Nacional de Aguas y la Dirección de Medio Ambiente utilizan el modelo de
simulación del balance hídrico de la Universidad de Valencia (España): Aqua Tool. Este modelo (el
componente Evalhyd) utiliza la variable de humedad como input.
La demanda formulada durante la misión es un seguimiento por sensores remotos de la humedad
de suelos. En este caso, se considera solamente una detección de la humedad superficial (el
conjunto suelo y vegetación).
Hay dos maneras de estimar la humedad superficial con sensores remotos: con el Infra Rojo
Térmico y con el Synthetic Aperture Radar (SAR). El infra rojo térmico utiliza los efectos del ‘calor
latente’ de la superficie: los suelos húmedos son más fríos que los suelos secos. Pero la tecnología
que ya se usa más para esta aplicación es con los radares SAR, y en particular la banda C del
Satélite Sentinel 1 que ya está operando. La medición con el SAR se basa en el hecho de que retro
difusión de las ondas electromagnéticas medida por el sensor depende de las propiedades
geométrica y dieléctricas que son ellas mismas dependiente los parámetros de la superficie, y en
particular de la humedad.
Si estas aplicaciones son muy interesantes, la tecnología hasta este momento parece demasiado
complicada para desarrollar aplicaciones en la DINAMA.
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Definición de una arquitectura general de aplicaciones satelitales en
DINAMA
Priorización de las aplicaciones
Aplicación Precisión Factibilidad
técnica
Costo
financiero
Control de plantaciones forestales +++ +++ +++
Control de extracción minera +++ +++ +
Monitoreo de presión urbana +++ +++ +
Control de feed lots +++ +++ +
Seguimiento del Plan de Santa Lucia:
Monte de gallería
+++ +++ +
Seguimiento marino de las zonas de
hidrocarburos
+++ +++ +++
Prevención de inundaciones +++ ++ +
Monitoreo de calidad de agua ++ +++ +++
Estimación de carga ++ ++ +
Identificación de erosión por cárcavas +++ +++ +
Monitoreo de calidad del aire + +++ +++
Evaluación de caudales y niveles de
embalses
++ + +++
Evaluación de humedad de suelos + + +++
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Movilización de informaciones espaciales
Tema
Fuente satelital 1 Fuente satelital 2
Plantaciones forestales
Sentinel 2
Extracción minera Pleiades
Presión urbana costera Pleiades
Feed lots Pleiades
Monte de galería de Santa Lucia Sentinel 2
Zonas marinas e hidrocarburos Sentinel 2 GOES (WMS NOAA)
Inundaciones Sentinel 1 (RSO) Pleiades
Calidad de agua Worldview Sentinel 3 (OLCI)
Uso de suelo y carga en nutrimientos
Sentinel 2
Erosión de suelos Pleiades
Calidad de aire WMS CPTEC
Caudales de ríos y nivel de embalses
Sentinel 3 (RSO)
Humedad de suelos Sentinel 1 (banda C)
36
Características de las imágenes a movilizar
Fuente Tipo Acceso
Proveedor
Sentinel 2 Imagen de sensor óptico libre Agencia Espacial Europea
Pleiades Imagen de sensor óptico comercial Airbus Defense and Space
Sentinel 1 Radar libre Agencia Espacial Europea
World View Imagen de sensor súper-espectral
comercial Satellite Imaging Corporation
Sentinel 3 Imagen de Radar libre Agencia Espacial Europea
CPTEC Web Map Service libre Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos (Brasil)
GOES Web Map Service libre Nacional Oceanic and Atmosferic Organisaction (USA)
37
Anexo 1. Características de Sentinel-1
The SENTINEL-1 mission includes C-band imaging operating in four exclusive imaging modes with different resolution (down to 5 m) and coverage (up to 400 km). It provides dual polarisation capability, very short revisit times and rapid product delivery. For each observation, precise measurements of spacecraft position and attitude are available.
Instrument Payload
C-band Synthetic Aperture Radar
Centre frequency: 5.405 GHz Polarisation: VV+VH,HH+HV,HH,VV Incidence angle: 20o - 45o Radiometric accuracy: 1 dB (3?) NESZ: -22 dB DTAR: -22 dB PTAR: -25 dB.
Modes, Swath Widths and Resolutions
Strip Map Mode: 80 km swath, 5 x 5 m spatial resolution Interferometric Wide Swath: 250 km swath, 5 x 20 m spatial resolution Extra-Wide Swath Mode: 400 km swath, 20 x 40 m spatial resolution Wave-Mode: 20 x 20 km, 5 x 5 m spatial resolution.
Data Products
Level-0 Raw Level-1 Single Look Complex Level-1 Ground Range Detected Level-2 Ocean.
Product
SENTINEL data products are made available systematically and free of charge to all data users including the general public, scientific and commercial users. Radar data will be delivered within an hour of reception for Near Real-Time (NRT) emergency response, within three hours for NRT priority areas and within 24 hours for systematically archived data.
38
All data products are distributed in the SENTINEL Standard Archive Format for Europe (SAFE) format. Data products are available in single polarisation (VV or HH) for Wave mode and dual polarisation (VV+VH or HH+HV) and single polarisation (HH or VV) for SM, IW and EW modes.
Sentinel-1 Core Products.
39
Anexo 2. Características de Sentinel-2
Launch: 23 June 2015
Launcher: Vega rocket from Kourou, French Guiana
Orbit: Polar, Sun-synchronous at altitude of 786 km
Revisit time: Five days from two-satellite constellation (at equator)
Coverage: Systematic coverage of land and coastal areas between 84°N and 56°S
Life: Minimum of seven years
Satellite: 3.4 m long, 1.8 m wide, 2.35 m high
Mass: 1140 kg (including 123 kg fuel)
Instrument: Multispectral imager (MSI) covering 13 spectral bands (443 nm–2190 nm) with a swath width of 290 km and spatial resolutions of 10 m (4 visible and near-infrared bands), 20 m (6 red-edge/shortwave-infrared bands) and 60 m (3 atmospheric correction bands)
Receiving stations: MSI data: transmitted to core Sentinel ground stations and via laser link through EDRS; Telemetry data: transmitted to and from Kiruna, Sweden
Main applications: Monitoring agriculture, forests, land-use change, land-cover change; mapping biophysical variables such as leaf chlorophyll content, leaf water content, leaf area index; monitoring coastal and inland waters; risk mapping and disaster mapping
Mission: Developed, operated and managed by various ESA establishments
Funding: ESA Member States and the European Union
Prime contractors: Airbus Defence and Space Germany for the satellite, Airbus Defence and Space France for the multispectal instrument
The Sentinel-2 mission is based on a constellation of two satellites, both orbiting Earth at an
altitude of 786 km but 180° apart. This configuration optimizes coverage and global revisit times.
As a constellation, the same spot over the equator is revisited every five days, and this is even
faster at higher latitudes.
40
Anexo 3. Características de Sentinel-3
Sentinel-3 is currently scheduled for launch in early 2016.
The Sentinel-3 mission's main objective is to measure sea-surface topography, sea- and land-surface temperature and ocean- and land-surface colour with high-end accuracy and reliability in support of ocean forecasting systems, and for environmental and climate monitoring.
Sentinel-3 builds directly on a proven heritage pioneered by ERS-2 and Envisat. Its innovative instrument package includes:
A Sea and Land Surface Temperature Radiometer (SLSTR), which is based on Envisat's Advanced Along Track Scanning Radiometer (AATSR), to determine global sea-surface temperatures to an accuracy of better than 0.3 K. The SLSTR improves the along-track-scanning dual-view technique of AATSR and provides advanced atmospheric correction. SLSTR measures in nine spectral channels and two additional bands optimised for fire monitoring. The SLSTR has a spatial resolution in the visible and shortwave infrared channels of 500 m and 1 km in the thermal infrared channels. An Ocean and Land Colour Instrument (OLCI) is based on heritage from Envisat's Medium Resolution Imaging Spectrometer (MERIS). With 21 bands, compared to the 15 on MERIS, a design optimised to minimise sun-glint and, a resolution of 300 m over all surfaces, OLCI marks a new generation of measurements over the ocean and land. The swath of OCLI and nadir SLSTR fully overlap. A dual-frequency (Ku and C band) advanced Synthetic Aperture Radar Altimeter (SRAL) is based CryoSat heritage and provides measurements at a resolution of ~300m in SAR mode along track. SRAL is supported by a microwave radiometer for atmospheric correction and a DORIS receiver for orbit positioning.
The combined topography package will provide exact measurements of sea -surface height, which are essential for ocean forecasting systems and climate monitoring. SRAL will also provide accurate topography measurements over sea ice, ice sheets, rivers and lakes.
The pair of Sentinel-3 satellites will enable a short revisit time of less than two days for OLCI and less than one day for SLSTR at the equator. The satellite orbit provides a 27-day repeat for the topography package, with a 4-day sub-cycle.
Planned Launch Date:
Sentinel-3A - Early 2016 Sentinel-3B - 18 months after Sentinel-3A Sentinel-3C - Before 2020
Resolution
SLSTR - 500 m OLCI – 300 m SRAL – 300 m
Swath Width
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SLSTR - 1420 km OLCI –1270 km SRAL – inter-track separation 104 km
Product type
The Level-2 SRAL/MWR complete product contains three files in netCDF format: one reduced data file, one standard data file and one enhanced data file.
A Level-2 SRAL/MWR complete product contains three files in netCDF format:
one "reduced" (Red) data file, containing a subset of the main 1 Hz Ku band parameters one "standard" (Std) data file containing the standard 1 Hz and 20 Hz Ku and C-band
parameters one "enhanced" (Enh) data file containing the standard 1 Hz and 20 Hz Ku and C-band
parameters, the waveforms and the associated parameters necessary to reprocess the data (at least in LRM mode).
42
Anexo 4. Características de Pleiades
AIRBUS Defence & Space Pleiades-1A satellite sensor was successfully launched on December 16. Pleiades-1B satellite sensor was successfully launched on December 2, 2012.Both provides 0.5m high resolution satellite image data.
The Pleiades satellites are capable of providing orthorectified color data at 0.5-meter resolution (roughly comparable to GeoEye-1) and revisiting any point on Earth as it covers a total of 1 million square kilometers (approximately 386,102 square miles) daily. They are capable of acquiring high-resolution stereo imagery in just one pass, and can accommodate large areas (up to 1,000 km x 1,000 km).
The Pleiades satellites feature four spectral bands (blue, green, red, and IR), as well as image location accuracy of 3 meters (CE90) without ground control points. Image location accuracy can be improved even further — up to an exceptional 1 meter — by the use of GCPs. Because the satellite has been designed with urgent tasking in mind, images can be requested less than six hours before they are acquired. This functionality will prove invaluable in situations where the expedited collection of new image data is crucial, such as crisis monitoring.
Spectral Bands Pancromatic: 480-830 nm Blue: 430-550 nm Green: 490-610 nm Red: 600-720 nm Near Infrared: 750-950 nm
Image Location Accuracy With ground control points: 1m Without ground control points: 3m (CE90)
Imaging Swath 20 km at nadir
Revisit Interval Daily
43
Catalogue
135 images in the catalogue over this polygon.
Processing level – Ortho product
Georeferenced image in Earth geometry, corrected from off-nadir acquisition and terrain effects.
Optimal for simple and direct use of the image, and for immediate ingestion into a Geographic Information System.
The standard 3D model used for ground corrections is the worldwide Elevation30 dataset (also known as Reference3D).
When different precisions are needed, custom orthorectification is possible with a more precise 3D model or GCPs. The Tailored Ortho Product can also be requested in case of creation of a mosaic of images acquired at different dates. Each Tailored Ortho Product is submitted to a feasibility study and specific delivery timeframes.
Precios
Los precios son por km2. Se puede pedir una zona que no sea rectangular.
El mínimo es de 100 km2.
Precio (sin IVA) de un producto estándar del archivo es de 10 € y de 17 € para una programación.
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Anexo 5. Características de World View
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Anexo 6. Capacitaciones en Teledetección en Francia
AgroParisTech – Master SILAT
AgroParisTech hace parte de la enseñanza superior pública y es miembro del grupo ParisTech Paris Institute of Technology que reúne 10 de las más conceptuadas “Grandes écoles” en ciencia e ingeniería. Por intermedio de ParisTech, AgroParisTech es Miembro de IDEA-League, el consorcio de 5 Universidades Europeas del más alto nivel en ciencia y Tecnología en Europa.
AgroParisTech tiene mas de 100 convenios de cooperación con Universidades Extranjera, un 20% del total de estudiantes son extranjeros, un gran número de programas de intercambio (programas ERASMUS, US-EU, programas China y Brasil, 2 programas ERASMUS MUNDUS, etc.).
El Mastere especializado SILAT de AgroParisTech permite para más de veinte años ingenieros y gerentes (ingenieros agrónomos, ingenieros forestales, hidrólogos, ambientalistas, planificadores urbanos, especialistas, etc.) de adquirir tanto conocimientos tecnológicos de alto nivel en el campo de la información geográfica digital (Geomática) que capacidad para implementar esta habilidad al servicio de una empresa. El programa recluta a nivel BAC + 5 (escuela de ingenieros, Máster o maestría); una excepción puede ser otorgada a solicitantes no titulare de diploma BAC + 5 pero con experiencia profesional justificada.
Más allá de la adquisición de fundamentos teóricos en geomática y análisis espacial, Máster especializado SILAT está diseñado para capacitar gestores de proyectos aptos para conducir un proyecto desde su concepción inicial hasta su implementación técnica. Esto implica un conocimiento práctico muy bueno por un amplio lugar a la manipulación de datos, práctica de software, implementación en situaciones reales de aplicación efectiva de los proyectos patrocinados por profesionales.
El programa está organizado en un año académico: 6 meses (de octubre a marzo) en el establecimiento, en Montpellier, en la ‘casa de teledetección’ y 6 meses (de abril a septiembre) en una empresa. El Máster especializado SILAT es acreditado por la Conferencia de las Grandes Escuelas y el Banco Mundial.
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Universidad Paris Diderot (Paris 7)- Master ‘Géographie et Sciences des territoires’,
Specialidad : Télédétection et Géomatique Appliquées à l'Environnement (TGAE)
Este master da a los estudiantes de variadas formaciones iniciales (geografía, Ciencias de la tierra, biología, física, Ciencias de la computación) enseñanzas de alto nivel en tele observación (radiación, sensores, procesamiento de imágenes y Fotogrametría) y Geomática (SIG, geo estadística y cartografía digital), así como habilidades en ingeniería de software en estas áreas. Este master prepara al ingeniero a empresas que desarrollan y distribuyen productos de detección remotos o a oficinas y entidades públicas cuyas actividades se refieren a la gestión del medio ambiente, prevención de riesgos y gestión del medio ambiente y espacio.