Estimación mediante Imágenes MERIS de la Detracción de Agua debida al Regadío (Use of MERIS Imagery for the Estimation of Water Abstraction due to Irrigation)

J.

Description

Resumen
El artículo presenta una metodología para la estimación de la detracción de agua debida al regadío utilizando imágenes de satélite MERIS y Landsat para la obtención de superficies en regadío. Las superficies obtenidas mediante imágenes Landsat provienen de una clasificación supervisada. Por el contrario la generación de superficies mediante datos MERIS se hace a partir de una serie multitemporal de imágenes, calculando los parámetros biofísicos de fracción de cubierta verde y heterogeneidad de cubierta verde. Las superficies se obtienen mediante la inversión de modelos de reflectancia y de evolución fenológica de cultivos para una unidad de agregación previamente definida. El resultado final no es un mapa de localización de cultivos sino de estimación de superficie de un determinado cultivo dentro del área de análisis, en este caso el municipio. El cálculo de las necesidades hídricas sigue la metodología tradicional de la FAO adaptada a la zona de estudio. El trabajo se enmarca dentro de la iniciativa GMES y persigue estudiar la viabilidad técnica y económica de la metodología con objeto de proporcionar una herramienta que ayude a las Administraciones competentes a realizar el seguimiento y cumplimiento de la Directiva Marco de Agua. Los resultados se presentan para la Unidad de Gestión Económica del Gállego-Cinca en la Cuenca del Ebro.
Abstract
In this paper we present a methodology for the estimation of water abstraction due to irrigation, using MERIS and Landsat remote sensing data to obtain irrigated surfaces. Surfaces obtained from Landsat imagery come from a supervised classification. On the contrary, from the processing of a mutitemporal set of MERIS imagery biophysical parameters of green cover fraction and heterogeneity of green cover vegetation are retrieved. From these and by means of the inversion of models of reflectance and crop phenological cycle, acreage maps are obtained, considering one crop at a time per aggregation unit. Water heights and volumes are calculated using FAO methodology adapted to local conditions. The work is carried out under GMES initiative and aims to study technical and economic feasibility of the methodology in order to provide an aid decision tool for Administrations to do their monitoring and reporting towards the Water Framework Directive (WFD). Results are discussed in detail for Water Management Unit Gállego- Cinca.

Sujets

• Teledetección
• MERIS
• Directiva marco del agua
• Regadio
• Gmes
• Remote sensing
• Water Framework Directive
• Irrigation

Informations

• Publié par: erevistas
• Publié le: 01 janvier 2008
• Nombre de lectures: 12
• Langue: Español
• Poids de l'ouvrage: 7 Mo

Extrait

Revista de Teledetección. ISSN: 1988-8740. 2008. 29: 52-66
Estimación mediante Imágenes MERIS de la De-
tracción de Agua debida al Regadío
Use of MERIS Imagery for the Estimation of Water
Abstraction due to Irrigation
J. Giménez Moreno, C. Martin De La Vega Padorno, P. Porcel Prado, y R. Escudero Barbero,
[e-mail]
Tecnologías y Servicios Agrarios S. A.
C/ Julián Camarillo nº 6- B 28037 Madrid
Recibido el 20 de noviembre de 2007, aceptado el 27 de marzo de 2008
ABSTRACTRESUMEN
El artículo presenta una metodología para la esti- In this paper we present a methodology for the es-
mación de la detracción de agua debida al regadío timation of water abstraction due to irrigation, using
utilizando imágenes de satélite MERIS y Landsat MERIS and Landsat remote sensing data to obtain
para la obtención de superficies en regadío. irrigated surfaces.
Las superficies obtenidas mediante imágenes Surfaces obtained from Landsat imagery come
Landsat provienen de una clasificación supervi- from a supervised classification. On the contrary,
sada. Por el contrario la generación de superficies from the processing of a mutitemporal set of
mediante datos MERIS se hace a partir de una serie MERIS imagery biophysical parameters of green
multitemporal de imágenes, calculando los pará- cover fraction and heterogeneity of green cover ve-
metros biofísicos de fracción de cubierta verde y getation are retrieved. From these and by means of
heterogeneidad de cubierta verde. Las superficies the inversion of models of reflectance and crop phe-
se obtienen mediante la inversión de modelos de nological cycle, acreage maps are obtained, consi-
reflectancia y de evolución fenológica de cultivos dering one crop at a time per aggregation unit.
para una unidad de agregación previamente defi- Water heights and volumes are calculated using
nida. El resultado final no es un mapa de localiza- FAO methodology adapted to local conditions.
ción de cultivos sino de estimación de superficie The work is carried out under GMES initiative and
de un determinado cultivo dentro del área de aná- aims to study technical and economic feasibility of
lisis, en este caso el municipio. El cálculo de las the methodology in order to provide an aid decision
necesidades hídricas sigue la metodología tradicio- tool for Administrations to do their monitoring and
nal de la FAO adaptada a la zona de estudio. reporting towards the Water Framework Directive
El trabajo se enmarca dentro de la iniciativa (WFD).
GMES y persigue estudiar la viabilidad técnica y Results are discussed in detail for Water Manage-
económica de la metodología con objeto de pro- ment Unit Gállego- Cinca
porcionar una herramienta que ayude a las Admi-
nistraciones competentes a realizar el seguimiento
y cumplimiento de la Directiva Marco de Agua.
Los resultados se presentan para la Unidad de
Gestión Económica del Gállego-Cinca en la
Cuenca del Ebro
Palabras clave Keywords
Teledetección, MERIS, Parámetros Biofísicos, Di- Remote Sensing, MERIS, biophysical parameters,
rectiva Marco del Agua, regadío, GMES Water Framework Directive, irrigation, GMES
Revista de Teledetección. ISSN: 1988-8740. 2008. 29: 52-6652Estimación mediante Imágenes MERIS de la Detracción de Agua debida al Regadío
El artículo se centra en los resultados obtenidos alINTRODUCCIÓN
aplicar la metodología en la Unidad de Gestión Eco-
nómica de Gállego-Cinca, (en azul en la Fig. 1) queLa estimación de los volúmenes de agua necesarios
tiene una extensión de aproximadamente 11.500para el riego requiere conocer tanto las necesidades
2Km . Los regadíos de la UGE se encuentran en ex-hídricas de los cultivos como las superficies ocupa-
pansión según la aplicación y desarrollo de las pre-das por los mismos. Las necesidades hídricas se ob-
visiones del Plan Nacional de Regadíos (Horizontetienen combinando modelos de cultivos con datos
2008).meteorológicos. Las superficies se obtienen general-
mente a partir de censos, estadísticas agrarias, de-
claraciones de agricultores y muestreos de campo.
En este artículo presentamos formas alternativas de
obtención de las superficies mediante la utilización
de imágenes de satélite MERIS y Landsat para la
Unidad de Gestión Económica del Gállego-Cinca en
la Cuenca del Ebro. Los trabajos corresponden al
proyecto Geoland, dentro de las actividades de
GMES financiadas por el Sexto Programa Marco.
GMES (Global Monitoring for Environment and Se- Figura 1. Ámbitos de estudio: Gállego-Cinca (borde en
azul), Zaragoza Huesca (amarillo) y Cuenca del Ebrocurity) es una iniciativa europea, lanzada en 1998
(verde)conjuntamente por la Comisión Europea y la Agen-
Fuente Elaboración propia a partir de datos oficiales
cia Espacial Europea. Diseñada inicialmente para
poner las tecnologías de la información y de la Ob- La estimación de superficies de cultivos se ha
servación de la Tierra al servicio de la gestión me- hecho mediante dos tipos de imágenes de distinta re-
dioambiental y la seguridad, actualmente está solución, MERIS y Landsat. La garantía de obten-
reconocida como un componente estratégico de la ción de imágenes MERIS es muy superior a la de
Política Espacial Europea. Landsat. Sin embargo la resolución de MERIS no
permite la misma metodología de trabajo que con
Existen dos líneas de acción GMES: Por un lado datos Landsat. A pesar de ello, la utilidad de MERIS
GMES es parte de los Programas Marco de Investi- se debe a su mayor sensibilidad en el rango del rojo
gación y Desarrollo Tecnológico de la Comisión Eu- e infrarrojo cercano, como se aprecia en la Tabla 1
ropea y por otro es parte del programa “Earth Watch que compara las longitudes de banda de las 15 ban-
Programme” de la Agencia Espacial Europea. Den- das del sensor MERIS con las correspondientes de
tro de este último programa se desarrollan una serie Landsat. Nótese que dicha correspondencia es solo
de servicios GSE (GMES Service Element) en los aproximada.
ámbitos de Tierra, Mares y Costas, Áreas Polares,
Forestal, Riesgos de Inundaciones, Riesgos Geoló- METODOLOGÍA
gicos y Seguridad de Alimentos, con objeto de ayu-
dar a las instituciones al cumplimiento de Modelo de presión de agua debida al regadío
normativas y protocolos tales como Directiva Marco
del Agua, la Estrategia Temática del Suelo, PAC, La estimación de volúmenes de agua para regadío
Protocolo de Kyoto, Convención sobre Biodiversi- se hace multiplicando las necesidades hídricas de los
dad y Directiva Natura 2000. cultivos por la superficie de cada uno de ellos.
Estas necesidades teóricas (netas) se obtienen me-
Los proyectos en los que participa Tragsatec dentro diante la diferencia de la evapotranspiración de los
de este contexto GMES tienen como motor la Direc- cultivos y la precipitación efectiva de la zona de es-
tiva Marco del Agua y pretenden dotar tanto a las tudio. Las variables utilizadas pertenecen a un año
Administraciones (Nacional, Autonómica y Local) medio y se conocen a nivel comarcal. Para calcular
como a los agentes involucrados de herramientas las necesidades reales (brutas) hay que aplicar un
que les permitan hacer efectivas sus obligaciones factor de corrección que tenga en cuenta la eficiencia
normativas.
Revista de Teledetección. ISSN: 1988-8740. 2008. 29: 52-66 53J. Giménez Moreno, C. Martin De La Vega Padorno, P. Porcel Prado, y R. Escudero Barbero
del riego. Finalmente las necesidades hídricas brutas estos métodos utiliza técnicas de Teledetección y los
se multiplican por los valores de superficies para ob- datos no son accesibles hasta pasados al menos dos
tener los volúmenes de agua necesarios años después del año agrícola correspondiente.
Para concluir, el modelo es validado mediante los Los datos obtenidos mediante teledetección pueden
volúmenes de agua facturados por la Confederación incluirse en los modelos tradicionales de estimación
Hidrográfica del Ebro en la UGE, que se corres- de demandas hídricas. La viabilidad de hacer esto
ponde con la zona de Riegos del Alto Aragón. para datos Landsat se demostró en el proyecto
Actualmente el cálculo de las superficies de cultivo SAGE. Actualmente en Geoland se demuestra la via-
se hace mediante las Hojas 1T del Ministerio de bilidad de hacerlo mediante los valores agregados
Agricultura, Pesca y Alimentación, censos agrícolas de datos procedentes de imágenes MERIS.
(cada 10 años) y declaraciones del la PAC (estos úl- La metodología general del estudio se describe en
timos, datos de acceso muy restringido). Ninguno de la figura 2.
Tabla 1. Comparación de bandas entre los sensores MERIS y Landsat. Fuente- Elaboración propia a partir de datos
ESA y Eurimage
Figura 2. Metodología general del proyecto. Elaboración propia