Cartografía de zonas quemadas en Asturias durante el período 1991-2001 a partir de imágenes Landsat-TM

C. Recondo

Description

Resumen
El análisis multitemporal de detección de zonas quemadas mediante imágenes Landsat-TM ha hecho posible la realización de un estudio de seguimiento de los incendios forestales en Asturias desde 1991 hasta 2001. Todas las imágenes utilizadas han sido corregidas atmosféricamente, ortorrectificadas y corregidas topográficamente. Para detectar las zonas quemadas se ha aplicado el método de diferencia simple de imágenes y el clasificador supervisado de máxima probabilidad. Finalmente, la integración de la cartografía obtenida por teledetección en un SIG ha permitido la rápida valoración de los daños producidos.
Abstract
The multitemporal analysis of detection of burnt areas using Landsat-TM imagery has made possible the development of a study focused on monitoring of forest fire in Asturias between 1991 and 2001. All used images were corrected atmospherically, orthorectified and corrected topographically. In order to detect the burnt areas there were applied the image differencing method and the supervised classification of maximum likelihood. Finally, maps obtained by means of remote sensing were integrated into a GIS that allowed a quick valuation of damage produced.

Sujets

• Teledetección
• Incendio forestal
• Sig
• Remote sensing
• GIS

Informations

• Publié par: erevistas
• Publié le: 01 janvier 2002
• Nombre de lectures: 18
• Langue: Español

Extrait

Revista de Teledetección. 2002. 18: 47-55.
Cartografía de zonas quemadas en Asturias du-
rante el período 1991-2001 a partir de imágenes
Landsat-TM
1,2 2 2C. Recondo , E. Wozniak y C. S. Pérez-Morandeira
Correo electrónico: [e-mail]
1Dpto. de Explotación y Prospección de Minas. Área de Ingeniería Cartográfica, Geodésica y
2Fotogrametría. Universidad de Oviedo. Instituto de Recursos Naturales y Ordenación del Territorio
(INDUROT). Universidad de Oviedo. C/ Independencia, 13. 33004 Oviedo.
RESUMEN ABSTRACT
El análisis multitemporal de detección de zonas The multitemporal analysis of detection of burnt
quemadas mediante imágenes Landsat-TM ha hecho areas using Landsat-TM imagery has made possible
posible la realización de un estudio de seguimiento de the development of a study focused on monitoring of
los incendios forestales en Asturias desde 1991 hasta forest fire in Asturias between 1991 and 2001. All
2001. Todas las imágenes utilizadas han sido corregi- used images were corrected atmospherically, ortho-
das atmosféricamente, ortorrectificadas y corregidas rectified and corrected topographically. In order to
topográficamente. Para detectar las zonas quemadas detect the burnt areas there were applied the image
se ha aplicado el método de diferencia simple de imá- differencing method and the supervised classification
genes y el clasificador supervisado de máxima proba- of maximum likelihood. Finally, maps obtained by
bilidad. Finalmente, la integración de la cartografía means of remote sensing were integrated into a GIS
obtenida por teledetección en un SIG ha permitido la that allowed a quick valuation of damage produced.
rápida valoración de los daños producidos.
PALABRAS CLAVE: teledetección, incendios fores- KEY WORDS: remote sensing, forest fire, GIS.
tales, SIG.
vuelo en el verano-otoño del 2000, la cual se ciñóINTRODUCCIÓN
exclusivamente a las zonas quemadas de mayor
extensión. Los incendios forestales son uno de los principa-
Para un estudio más riguroso sobre los efectos deles problemas ecológicos planteados en el Principa-
do de Asturias, debido a la extensión, frecuencia e estos continuos incendios en nuestro territorio es
intensidad que han alcanzado en los últimos años necesario contar con una cartografía precisa, que
(Álvarez et al., 2001). Estos incendios tienen reper- sirva para conocer la localización exacta de las
cusiones notables sobre los ecosistemas, la biodi- zonas quemadas, su tamaño y la cubierta vegetal
versidad, la gestión duradera de los recursos fores- afectada en cada caso. Una de las formas de obtener
tales y las economías locales y nacionales. esta información de los incendios pasados es recu-
Tradicionalmente, el inventario de estos incen- rrir a imágenes de satélite antiguas, en el caso de
dios ha sido llevado a cabo en esta Comunidad por este artículo, de la última década.
el CEISPA (Consorcio de Extinción de Incendios, La utilización de imágenes de satélite para la
Salvamento y Protección Civil del Principado de cartografía de zonas quemadas, si bien es novedo-
Asturias), pero éste se ciñe al paraje donde se ha sa en nuestra Comunidad, lleva aplicándose con
producido el incendio y al área dañada estimada asiduidad y éxito en otras regiones españolas,
por los guardas forestales encargados de la inspec- especialmente en Cataluña (Díaz-Delgado y Pons,
ción del terreno; estos datos son accesibles desde el 2001), si bien sus imágenes proceden de varios
año 1988. Más recientemente, este organismo rea- sensores y el método de trabajo es distinto al apli-
lizó una única cartografía por medio de GPS en cado por nosotros.
N.º 18 - Diciembre 2002 47C. Recondo, E. Wozniak y C. S. Pérez-Morandeira
digitalización manual de los mapas topográficos delDATOS DE PARTIDA
IGN a escala 1:25.000, tomando las curvas de nivel
con equidistancia de 50 m y los puntos y las líneasLa serie de imágenes elegidas para este estudio
singulares. El resultado final del proceso produjoproceden del Landsat-TM (n.º 5 y 7) y cubren el
un MDE raster de tamaño de píxel 50 m, que poste-periodo entre 1991-2001, a razón de aproximada-
riormente fue remuestreado a 30 m para coincidirmente una imagen por año. La elección ha estado
con la resolución de las imágenes Landsat-TM.muy condicionada por la existencia de nubosidad
Otros datos utilizados fueron varios mapas vecto-afectando a la imagen, principal problema en nues-
riales con distinta información para toda Asturias:tra región, de forma que es difícil encontrar más de
ríos, concejos y límite de la costa, los tres proce-dos imágenes válidas en todo un año. Sin embargo,
dentes de los 1:25.000 del IGN, vegetación de lacuando ha sido posible elegir, se han preferido las
Cartografía Temática del Principado y los mapasimágenes de finales de primavera y comienzos de
elaborados por el INDUROT para el proyecto deotoño, ya que la distribución mensual de incendios
Riesgos naturales en el Principado de Asturias –obtenida de los datos del CEISPA presenta dos
incendios forestales (Marquínez et al., 2001): demáximos importantes, uno en marzo y otro en agos-
riesgo de erosión de suelos, de pérdidas de valorto (Álvarez et al., 2001). Las imágenes de invierno
natural, de pérdidas de aprovechamiento económi-han sido desechadas porque, si bien algunas estaban
co, el mapa de peligrosidad y de riesgo de incendioslibres de nubes, la altura del Sol sobre el horizonte
forestales. El contenido de los mencionados mapasera muy baja (<35º), lo que producía muchas som-
será comentado en el apartado 4. Los ríos y la costabras y hacía inutilizable la imagen para la detección
fueron usados para georreferenciar las imágenesde zonas quemadas. La Tabla 1 muestra las imáge-
TM. Los concejos, la vegetación y los mapas temá-nes finalmente elegidas, mostrando la fecha de cada
ticos del INDUROT se usaron para elaborar lasuna de ellas y la altura del Sol sobre el horizonte y
estadísticas de los daños producidos.su acimut referidas al centro de la escena. Las pri-
La única cartografía de apoyo en el campo ha sidomeras diez imágenes corresponden al Landsat n.º 5,
la realizada por el CEISPA por perimetración conmientras que las dos restantes son del Landsat n.º 7.
GPS en helicóptero en el verano del 2000, la cualDe estas últimas sólo se han utilizado las 7 bandas
utilizaremos como validación de nuestro método.comunes al Landsat-5.
Fecha de Acimut del Sol Altura del Sol METODOLOGÍA USADA Yla Imagen (º) (º)
SU VALIDACIÓN1 07-10-91 148.25 36.33
2 19-06-92 120.53 59.15
3 08-07-93 120.45 57.77 Corrección de las imágenes
4 09-06-94 120.51 58.46
5 28-06-95 114.80 55.91 La aplicación de cualquier algoritmo de detec-
6 14-06-96 117.96 57.66 ción de cambios exige una adecuada corrección
7 14-04-97 136.62 48.75 geométrica y radiométrica de las imágenes de saté-
8 07-08-98 132.42 55.29 lite. Por lo tanto, y en este orden, sobre nuestras
9 09-07-99 125.62 60.03 imágenes se ha realizado la corrección atmosférica,
10 25-06-00 124.79 60.98 se han georreferenciado y han sido corregidas topo-
11 07-10-00 156.16 38.28
gráficamente.
12 20-06-01 129.99 44.15
El cálculo del exceso atmosférico en el ND de
cada banda se basó en dos hipótesis: que esteTabla 1. Imágenes utilizadas en este trabajo, con indica-
ción de la fecha y de los datos solares en el momento de exceso puede ser medido de forma aproximada en
la adquisición. áreas de muy baja reflectividad, como superficies
de agua, de las que el sensor detectaría una radian-
Para la georreferenciación y la corrección topo- cia baja y constante en ausencia de atmósfera
gráfica de las imágenes, corrección necesaria en (hipótesis generalmente aceptada). La segunda
zonas de relieve, hemos contado con un Modelo hipótesis fue considerar que todas las zonas de
Digital de Elevaciones (MDE) de todo el Principa- agua clara y profunda tienen una radiancia similar,
do de Asturias. El MDE se realizó partiendo de la tomando para las zonas de agua elegidas sobre
48 N.º 18 - Diciembre 2002Cartografía de zonas quemadas en Asturias durante el período 1991-2001...
nuestras imágenes (en los embalses de Arbón, con los datos solares de la Tabla 1 y tomando el
Doiras y Rioseco) los valores obtenidos por Buka- modelo de Minnaert para la radiancia de una superfi-
ta et al. (1983). Estos valores, así como su con- cie no lambertiana (Recondo et al., 2000; 2001a). La
versión a ND utilizando los coeficientes de cali- constante k de Minnaert fue obtenida para cada banda
bración de los sensores TM-5 y ETM-7 se de la forma usual, es decir, linearizando la fórmula de
muestran en la Tabla 2. Calculando,