Lineamientos metodológicos para la detección, análisis y proyección de las coberturas vegetales mediante el uso de sensores remotos y sistemas de información geográfica

Abstract

Resumen La expansión urbana genera impactos ambientales que degradan los ecosistemas naturales, cambiando su estructura y función. Se desarrollaron lineamientos metodológicos mediante el uso de herramientas geográficas y teledetección, para la detección de cambios, el modelamiento y proyección de la expansión urbana y el cambio de cubiertas vegetales. Haciendo uso de imágenes satelitales y fotografías aéreas se realizó una clasificación orientada a objetos de coberturas en cuatro períodos de tiempo 1985, 1995, 2005, 2015 en la localidad de Suba, Bogotá, Colombia. Se analizó la dinámica urbana utilizando métricas de paisaje y el índice de entropía de Shannon. Los resultados muestran que las áreas urbanas aumentaron en un 432% y la cobertura de árboles y arbustos disminuyó en un 56% entre 1985 y 2015, el valor de entropía resultante fue de 0.92 para 2015 lo que demuestra una tendencia a la expansión urbana intensiva. El modelo de cambio de cobertura de la tierra usando las cadenas de Markov se utilizó para realizar proyecciones del cambio de cobertura a 2020, el modelo fue validado con éxito usando las variaciones de Kappa, los cambios proyectados evidencian una clara tendencia de disminución constante de coberturas vegetales, el incremento y densificación de las áreas urbanas. Palabras clave: Expansión urbana; CA-Markov; clasificación de imágenes orientada a objetos; modelo de cambio de coberturas, métricas de paisaje.

Abstract. Urban sprawl generates environmental impacts that degrade natural ecosystems, changing their structure and function. Methodological guidelines were developed using geographic tools and remote sensing, for the detection of changes, modeling and projection of urban expansion and the change of vegetation cover. Using satellite images and aerial photographs, an object-oriented classification of coverages was performed in four periods 1985, 1995, 2005, 2015 in Suba, Bogotá, Colombia. Urban dynamics were analyzed using landscape metrics and the Shannon entropy index. The results show that urban areas increased by 432% and tree and shrub cover decreased by 56% between 1985 and 2015, the resulting entropy value was 0.92 by 2015 demonstrating a trend towards intensive urban expansion. The land cover change model using Markov chains was used to make projections of the land cover change to 2020, the model was successfully validated using Kappa variations, projected changes evidence a trend towards urban sprawl, threatening areas of forest cover, shrubs and pasture areas used for agriculture. Keywords: Urban sprawl; CA-Markov; object-oriented image classification; land cover change modeling, landscape metrics.