Control de la deforestación de la Mata Atlántica mediante CLASlite

Telede ección: Humedales y Espacios P o egidos. XVI Cong eso de la Asociación Española de Telede ección. (Eds. J. Bus aman e, R. Díaz-Delgado, D. A agonés, I. A án y D. Ga cía). pp. 153-156. Se illa 21-23 oc ub e 2015 h p://ocs.ebd.csic.es/index.php/AET/2015/schedCon /p esen a ions 153 Con ol de la de o es ación de la Ma a A lán ica median e CLASli e Juan Jo ge(1) y An onio Ca los Fe ei a J .(2) (1) Depa amen de Física Aplicada, Escola Poli ècnica Supe io d’Enginye ia de Man esa, Uni e si a Poli ècnica de Ca alunya, A da. Bases de Man esa, 61-73, 08242 Man esa, España. Email: [email p o ec ed]du (2) Uni e sidade Es adual de Campinas. Email: an [email protected] Resumen: La Ma a A lán ica es un bioma b asileño a p o ege . Pa a el su de la mic o egión P esiden e P uden e (Es ado de Sao Paulo, B asil), se plan ea on inicia i as de desa ollo u al que con emplaban la e o es ación. La de ección de és a se ha a ado de lle a a cabo median e la aplicación de la ecnología semi-au omá ica CLASli e, desa ollada en la Ca negie Ins i u ion o Science. Se han podido de ec a cambios en la cubie a o es al de la zona, a ni el de pé dida de bosque, pe o no el aumen o ne o de supe icie boscosa, ob enida a pa i de una clasi icación supe isada. También se han compa ado los esul ados ob enidos con los co espondien es a la base de da os Global Fo es Change (GFCD, de la Uni e sidad de Ma yland), sob ees imando es os úl imos la supe icie de o es ada. Palab as cla e: de o es ación, Ma a A lán ica, CLASli e, GFCD, Pon al do Pa anapanema Con ol o de o es a ion in he A lan ic Fo es by CLASli e Abs ac : The A lan ic o es is a B azilian biome ha needs o be p o ec ed. Some u al de elopmen ini ia i es o he sou h o he P esiden e P uden e mic o- egion (S a e o Sao Paulo, B azil) we e con empla ed, including e o es a ion. We ha e a emp ed o de ec e o es a ion by applying he semi-au oma ic CLASli e echnology, de eloped a Ca negie Ins i u ion o Science. I was possible o de ec changes in o es co e in he a ea, a he le el o o es loss, bu no he ne inc ease in o es a ea ob ained om a supe ised classi ica ion. We also compa ed he CLASli e esul s wi h hose om he Global Fo es Change Da abase (GFCD, Uni e si y o Ma yland), which o e es ima e he de o es ed a ea. Keywo ds: de o es a ion, A lan ic o es , CLASli e, GFCD, Pon al do Pa anapanema 1. INTRODUCCIÓN La his o ia de la ocupación de la egión del Pon al do Pa anapanema (PdP), zona su de la mic o egión P esiden e P uden e (Es ado de Sao Paulo, B asil), ha es ado en uel a en un p oceso con lic i o de ocupación de ie as de dominio público, g andes audes en el dominio de i ula idad (“g ilagem”), p ác icas iolen as, alas de bosques indisc iminadas, p ác icas ag ícolas poco in e esadas en la conse ación de los ecu sos na u ales, y desobediencia a la legislación ambien al, jun o a un p oceso acele ado de u banización (Fe nandes y Ramalho, 2001). Todos es os p ocesos al e a on el paisaje, educiendo los bosques a simples islas de ege ación na u al, sal o la ese a na u al Mo o do Diabo. En 2004 y 2008 se ap oba on sendos p og amas de desa ollo u al bajo el pa adigma de la sos enibilidad, con medidas encaminadas a la ecupe ación ambien al, con emplando la e o es ación, en e o as acciones. Es as medidas se ienen que hace compa ibles con el c ecimien o del sec o p oduc i o de la elabo ación de alcohol a pa i de la caña de azúca . El seguimien o de es a ocupación de la ie a, incluido el deseado p oceso de e o es ación, se puede ealiza median e imágenes sa eli ales. F ei as y Spa o ek (2006) se basa on en imágenes CBERS-2 pa a con ecciona un mapa de la si uación del Pon al, dis inguiendo en e á eas cul i adas con caña de azúca , á eas u banas, asen amien os u ales, á eas e des y la ese a es a al Mo o do Diabo. La igu a 1 mues a una adap ación de las unidades del paisaje ob enidos po dichos au o es con obje o de pode se compa adas al inal. Los asen amien os u ales son un conjun o de incas independien es, o pa celas, en egadas a amilias pa a su explo ación, con á eas y espacios comunes e incluso de p ese ación ambien al (Fe ei a J ., 2015). O as dos mues as del uso de la elede ección en es a zona son los abajos de Rudo e al. (2010), que aplican las imágenes Landsa a la ca og a ía de la caña de azúca , y de Fe ei a J . e al. (2014) que han de ec ado cambios en la supe icie o es al. La a iedad de sis emas de elede ección ac ualmen e exis en es pe mi e hace hoy día un seguimien o de los bosques a di e en es escalas espacial y empo al, y es imonia un p og eso sos enible (Kim e al., 2014). Figu a 1. Unidades de paisaje p esen es en el Pon al do Pa anapanema a pa i de in o mación CBERS-2. La de o es ación, en endida como emoción de bosques, es ácilmen e obse ada desde el espacio, mien as que cuando los bosques pe manecen como bosques pe o h p://ocs.ebd.csic.es/index.php/AET/2015/schedCon /p esen a ions 154 pe diendo biomasa y cobe u a del dosel, lo que llama emos pe u bación, es mucho más di ícil de obse a . Recien emen e han is o la luz en elede ección dos nue as me odologías pa a el seguimien o de los bosques (CLASli e y GFCD), y es án pensadas pa a se aplicadas po pe sonal poco expe o. Lui y Coones (2015) p esen an una compa ación in e esan e de ambas écnicas. Aho a bien, los esul ados deben se analizados con cuidado ya que hay unos aspec os c í icos en el moni o eo de bosques que pueden pasa desape cibidos. Po ejemplo, más del 30% de odos los e en os de de o es ación son de un amaño meno de 25 ha y se p oducen en zonas geog á icas de 20 a 30 eces mayo es que aquéllos, y más del 90% de odos los e en os de pe u bación son meno es a 1 ha. El Sis ema de Análisis Landsa de Ca negie –li e (CLASli e) es un paque e de so wa e pa a moni o eo de bosques, que o ece iden i icación semi-au oma izada de la de o es ación y deg adación de bosques a pa i de imágenes de sa éli e (Asne e al., 2009). El segundo p oduc o eme gen e pa a conoce la ex ensión y los cambios (pé didas y ganancias) del bosque es el Global Fo es Change da ase (GFCD). Se a a de una base de da os a escala global, con píxeles de 30 m pa a el in e alo 2000-2012 (Hansen e al., 2013), ob enida a pa i del análisis espec al de 654.178 escenas Landsa en la época de c ecimien o de la ege ación, y la compa ación con p oduc os de o os senso es. Debe queda cla o que ninguna de es as dos ecnologías es óp ima pa a o as aplicaciones. 2. MATERIAL Y MÉTODOS 2.1. Zona de es udio El Pon al do Pa anapanema se si úa al sudoes e del es ado de Sao Paulo (B asil), en la mic o egión P esiden e P uden e; limi a al oes e con el ío Pa aná y el Es ado de Ma o G osso do Sul, y al sud con el ío Pa anapanema y el es ado de Pa aná (Figu a 2). Sus ca ac e ís icas socio- económicas son las siguien es: iene una ex ensión e i o ial de 18,441 km2; es á o mado po 32 municipios con una población conjun a po encima de los 570.000 habi an es, unos 55.000 en la zona u al, con unos 12.300 ag icul o es y ce ca de 6.000 amilias en asen amien os u ales. Las p incipales ac i idades ag opecua ias se basan en el ganado acuno (ca ne y leche), la caña de azúca , hue os, soja, maíz, maní, papa dulce y goma. En cuan o a la ca ac e ización geo ísica de la zona, cabe e e i que la egión del Pon al es pa e de la cuenca sedimen a ia del Pa aná, con un p edominio de ocas sedimen a ias del Mesozoico y ambién del Cenozoico. La o mación geológica p edominan e es a enisca-Caiuá. El suelo p edominan e es la osol, de i ado de ocas sedimen a ias y muy suscep ible a la e osión, con p esencia de iachuelos y queb adas, bajo en e ilidad na u al, bas an e pe meable y de d enaje excesi o. La egión se encuen a en el clima Zona opical (Cwa- meso e mal en la clasi icación de Koppen), con dos es aciones bien de inidas (in ie nos secos y e anos calu osos). La ege ación o iginal de bosque semicaduci olio "Ma a A lán ica de in e io " ha pasado de unas 247.000 hec á eas a an sólo 46.000 hec á eas en la ac ualidad (12.000 ha en agmen os o es ales y 34.000 en la ese a del Mo o do Diabo). Figu a 2. Pon al do Pa anapanema. 2.2. Imágenes del sa éli e Landsa La ecnología CLASli e es á diseñada especialmen e pa a imágenes de la se ie Landsa , aunque puede u iliza o os ipos de imagen (SPOT, ASTER). La esolución espacial de 30 m se conside a adecuada pa a la ca ac e ización de las pau as del paisaje (Townsend e al., 2009). Dada la acilidad de dispone sin cos e de imágenes Landsa , a a és del a chi o del U.S. Geological Su ey, se han desca gado las escenas que igu an en la abla 1, ya que el Pon al do Pa anapanema se si úa en el cen o de un mosaico o mado po cua o escenas. Se han elegido escenas con echas muy p óximas (la misma pa a el mismo pa h), y odas ellas en una época de escasa p esencia de nubes (y poca p ecipi ación). Al aplica la écnica CLASli e se ha p ocedido escena a escena y inalmen e se ha cons uido el mosaico con los esul ados. Tabla 1. Escenas Landsa u ilizadas (L5: Landsa 5 TM, L7: Landsa 7 ETM+, L8: Landsa 8 OLI+TIRS). Pa h 223 222 Row 075 L7: 12 Mayo 2000 L8: 22 Ab il 2013 L5: 13 Mayo 2000 L8: 1 Mayo 2013 076 2.3. Mé odo de clasi icación CLASli e Son cua o las unciones cla es de CLASli e: (1) calib ación de imágenes b u as a e lec ancia apa en e de h p://ocs.ebd.csic.es/index.php/AET/2015/schedCon /p esen a ions 155 la supe icie; (2) análisis espec al de los da os de e lec ancia, median e la aplicación el modelo “Au oma ed Mon e Ca lo Unmixing” (Au oMCU), pa a de e mina la cobe u a accional de suelo desnudo de ege ación, de ege ación o osin é icamen e ac i a y de ege ación o osin é icamen e no ac i a; (3) clasi icación de los da os de cobe u a accional en un mapa de cubie a boscosa (supe icie ocupada con más del 10% po copas de á boles y con un á ea de más de 0,5 ha), y en un mapa de pe u bación (disminución di usa del dosel del bosque), y (4) de ección de cambios con da os mul i empo ales de la cubie a accional y, inalmen e, elabo ación del mapa de de o es ación y pe u bación del bosque. Se ha p ocedido a segui los cua o pasos an e io es, man eniendo po de ec o los alo es umb ales que se u ilizan en algunos casos pa a la oma de decisiones. 3. RESULTADOS La igu a 3 mues a los p oduc os in e medios de i ados de cada uno de los cua o pasos de CLASli e, pa a un ozo del mosaico de las dos escenas más occiden ales co espondien es a 2013, en donde se obse a una pa e de la ese a na u al Pa que do Diabo. Se ep esen an los mapas en also colo RGB de las bandas 5, 4 y 3, espec i amen e, (a) de la imagen b u a y (b) del mapa de e lec ancias. También se mues a un also colo RGB co espondien e a (c) las es p ime as bandas del mapa de cubie as accional que se ob iene, es deci , suelo desnudo (S), ege ación o osin é icamen e ac i a (PV) y ege ación no ac i a (NPV), espec i amen e, y en cua o luga , (d) la cubie a o es al en g ises. Sob e es a écnica cabe señala que en los p ocesos in e medios se aplican co ecciones adiomé ica y a mos é ica de o ma au omá ica. Pa a ello, después de ag upa odas las bandas, se p ocede a una co ección po neblina aplicando el mé odo de Ca lo o (1999). Pa a la co ección a mos é ica se aplica el modelo 6S de ans e encia adia i a (Ve mo e e al., 1997), conside ando los alo es medios medidos en el mes de la imagen p ocesada. También se elabo a una másca a de nubes y cue pos de agua; pa a ello se conside an unos alo es umb ales po de ec o combinando la banda é mica, las bandas b u as, las bandas de adiancia y las de e lec ancia. 3.1. Mé odo de clasi icación GFCD De la base de da os Global Fo es Change se ha desca gado el a chi o as e KJ2122, y de él se ha enmasca ado la zona co espondien e al PdP. De los sie e a chi os disponibles, sólo se ha u ilizado el co espondien e a la pé dida de la cubie a o es al 2000- 2013, pa a compa a lo con los da os elabo ados median e CLASli e. 3.2. Mé odo de clasi icación supe isada Se ha ealizado una clasi icación supe isada po el c i e io de máxima simili ud, disc iminando la supe icie o es al del es o de cubie as, más pa a compa a la endencia a la de o es ación que a ene un análisis cuan i a i o po meno izado. (a) Imagen Landsa b u a. (b) P oduc o de e lec ancias. (c) P oduc o mapa accional de cubie as. (d) P oduc o cubie a o es al. Figu a 3. P oduc os in e medios de la cadena de pasos de CLASLi e. Combinación RGB de las bandas 5, 4 y 3 (a) de la imagen b u a, (b) del mapa de e lec ancias. (c) de las capas S, PV y NPV de la cubie a accional y (d) cubie a o es al. Una ez elabo ado el p oduc o de cambios po de o es ación aplicando CLASli e pa a el pe íodo 2000- 2013 en la zona del Pon al, se obse an en él cambios muy educidos, y p ác icamen e sólo en la zona o ien al, h p://ocs.ebd.csic.es/index.php/AET/2015/schedCon /p esen a ions 156 casi siemp e en o ma lineal, que pueden in e p e a se como ala gamien o de islas de bosque exis en e (obse able isualmen e en el aso colo ), es deci , como e o es ación. El p oduc o GFCD mues a muchas más pé didas de bosque que CLASli e, como se obse a en el de alle de ambos p oduc os equi alen es en la igu a 4. La clasi icación supe isada ha mos ado que en el pe iodo 2000-2013 hubo un aumen o del 0.65% en la supe icie con ege ación. Figu a 4. Pé dida (en neg o) de bosque de la misma á ea según CLASli e (a iba) y GFCD (abajo). 4. DISCUSIÓN Las écnicas CLASli e y GFCD son sencillas de aplica pa a conoce las a iaciones de la cubie a o es al amazónica, pe o los mapas que p opo cionan equie en de un análisis po meno izado pa a de ec a e o es ación, y así e i ica el éxi o o no de los planes de desa ollo u al, equi iendo un abajo adicional. Tal ez se ha p e endido aba ca una zona muy ex ensa en es e abajo, que con el uso de o os senso es de mejo esolución espacial no ha ía más que apo a mucho más uido a los esul ados. La conside ación adicional de algunos indicado es de la agmen ación del paisaje pod ía mejo a la clasi icación que se ob iene median e las écnicas p esen adas. 5. BIBLIOGRAFÍA Asne , G.P., Knapp, D.E., Balaji, A. & Páez-Acos a, G, 2009. Au oma ed mapping o opical de o es a ion and o es deg ada ion: CLASli e. Jou nal o Applied Remo e Sensing, 3, 033543. Ca lo o, M.J., 1999. Reducing he e ec s o space- a ying, wa eleng h-dependen sca e ing in mul ispec al image y. In . J. 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