LAND USE

Is defined as the use of land by humans,

usually with emphasis on the functional

role of land in economic activities.

LAND COVER

It indicates the physical features that

occupy the surface of the Earth, such as

water, forest, and urban structures.

LAND COVER

In a much broader sense, land cover

designates the visible evidence of land

use, to include both vegetative and non

vegetative features. For example:

1. Dense Vegetation

2. Grass

3. Urban Structures

4. Parking Lots

It is subject to direct observation.

SIGNIFICANCE

State Level: It is vital for making important

decisions.

National Level: It is an important element in

forming policies regarding economic,

demographic, and environmental issues.

International Level: It focus upon today’s major

concerns considered at their broadest possible

scales.

AERIAL PHOTOGRAPHY TODETERMINE TEMPORAL CHANGES

La Parguerain 1936

La Parguera in the 80's

USGS LAND-USE AND LAND COVER CLASSIFICATION

USGS LAND-USE AND LAND COVER CLASSIFICATION

Mapping the Forest Type and Land Cover of Puerto Rico, a

Component of the Caribbean Biodiversity Hotspot

E. H. HELMER, O.RAMOS, T. DEL M. LÓPEZ, M.QUIÑONES, AND W. DIAZ

International Institute of Tropical Forestry, USDA Forest Service, P.O. Box 25000,

Río Piedras, Puerto Rico 00928, USA. ehelmer@fs.fed.us

ABSTRACT.—The Caribbean is one of the world’s centers of biodiversity and endemism. As in similar

regions, many of its islands have complex topography, climate and soils, and ecological zones

change over small areas. A segmented, supervised classification approach using Landsat TM

imagery enabled us to develop the most detailed island-wide map of Puerto Rico’s extremely complex

natural vegetation cover. Many Caribbean forest formations that are not spectrally distinct had

distributions approximately separable using climatic zone, geology, elevation, and rainfall.

Classification accuracy of 26 land cover and woody vegetation classes was 71 % overall and 83 %

after combining forest successional stages within image mapping zones. In 1991-92, Puerto Rico had

about 364,000 ha of closed forest, which covered 41.6 % of the main island. Unlike previous island-

wide mapping, this map better identifies the spatial distributions of forest formations where certain

groups of endemic species occur. Approximately 5 % of Puerto Rico’s forest area is under protection,

but the reserve system grossly underrepresents lowland moist, seasonal evergreen forests.

Caribbean Journal of Science, Vol. 38, No. 3-4, 165–183, 2002

Copyright 2002 College of Arts and Sciences

University of Puerto Rico, Mayaguez

Satellite Image Mapping Zones used For Segmenting classification.

Map Of Puerto Rico Natural Vegetation And Land cover.

Geographic Information Systems (GIS) are

specialized computer programs designed to

storage, manipulates, display and analyze

geospatial data.

30

8va Reunión de PRYSIG

Universidad de Puerto Rico

Recinto de Mayagüez

Glenda Román y Ernesto Carreras

groman@gmtgis.com

ecarreras@gmtgis.com

Integración de tecnología de percepción remota y

GIS en la generación del mapa de uso de suelo para

Puerto Rico 2010

31

¿Qué es Xplorah?

• Iniciativa conjunta gubernamental y privada

– Junta de Planificación de Puerto Rico

– Escuela Graduada de Planificación de la Universidad de Puerto

Rico

– Servicio Forestal de Estados Unidos

–RIKS (Holanda)

– VITO (Bélgica)

–Geographic Mapping Technologies, Corp. (Puerto Rico)

• Sistema de apoyo a la toma de decisiones sobre el uso del

territorio.

• Explorar diversos escenarios de políticas de uso de la tierra

• Modelar cambios en el uso de la tierra en función de variables

sociales, económicas y ambientales.

32

Capturando las dinámicas del uso del suelo

33

LANDUSE Map 1977_87 Agriculture Capacity Map

Elevation Map Elevation Map

Slopes Map

Flood Zones Map

Hillshade Map Lowlands Map

Requisitos del Modelo Xplorah

34

Requisitos del Modelo Xplorah

• Fundamental en el modelo son dos mapas de uso de suelo de

alta calidad.

–Mapa de uso 2003

–Mapa de uso 2010

• Calibración del modelo

• Esquema de clasificación debe considerar clases relacionadas

al modelo macro-económico.

• Mapas creados combinando técnicas de percepción remota y

análisis espacial.

35

Esquema de Clasificación

• Total de 21 clases

• Desarrollado en conjunto

– Escuela Graduada de Planificación de

la UPR-Río Piedras

–Departamento de Geografía de la

UPR-Río Piedras

–GMT, Corp.

• Basado en el sistema de clasificación

del Departamento de Recursos

Naturales y Ambientales de PR, a su

vez basado en Anderson del Servicio

Geológico de los EUA

36

Reglas de Precedencia

• Se asignó mayor prioridad a los usos menos predominantes

sobre el territorio.

• Prioridades asignadas en función de su importancia relativa en

el modelo socio-económico de Xplorah.

• Método estructurado, objetivo y cuantitativo. En zonas de

transición las reglas de transición asignan sistemáticamente el

uso.

37

Creación de cuadrícula (grid) de interpretación 2010

• Contamos con una cuadrícula base (2003) (~4.5 millones de

celdas de 15 metros)

• Requisitos cuadrícula 2010:

– Cuadrícula 2010 debe coincidir (extent y tamaño de celda) con la

cuadrícula de interpretación 2003

– Cuadrícula consiste únicamente de las áreas a interpretar

• Areas interpretadas en 2003 cuyo uso cambió

• Areas fuera de la cuadrícula 2003 (transiciones cobertura vegetal a

urbana y transiciones clases naturales)

GRID 2003

(cambios)GRID 2010

Areas fuera del

GRID 2003

(cambios)

38

Creación de cuadrícula (grid) de interpretación 2010

CIR NDVI

CLASSIFY

URBAN/

VEGETATION

EXTRACT

URBAN

OUTPUT

(URBAN)

COMPUTE LAND

COVER

CHANGES

2003 LU

MAP

OUTPUT

(CHANGE/

NO

CHANGE)

2003 GRID

ISLAND

GRID

FLAG CELLS

(CHANGE/NO

CHANGE)

LOAD 2010 GRID

SELECT

CHANGED NOT

FOUND IN 2003

GRID

39

Calcular NDVI - ENVI

40

Reclasificar • Urban vs Vegetación

41

Resample – 15 m• Celdas de 30 cm a 15 m

42

Refinar Visualmente• Añadir/Eliminar celdas; principalmente transiciones naturales que no

se capturan con el NDVI

43

Calcular cambios• Calcular cambios uso/cobertura comparando espacialmente (celda

por celda) mapa del 2003 con resultado preliminar 2010.

Cambio

No cambio

44

Cuadrícula de interpretación

Celdas 2003

Celdas Nuevas

• Cuadrícula 2010 compuesta de un total de ~13 millones de celdas

de 15 m

45

Metodología de Interpretación

• Datos de referencia:

–CartoPR

–Mapa 2003

46

Metodología de Interpretación

• Fotografía aérea 2009-2010 a 30 cm de resolución

47

Metodología de Interpretación

• Interpretación Visual

48

Corrección Agricultura-Bosque

• La interpretación del 2003 se cirncunscribió únicamente a lo definido

como urbano en el PRGAP

• La interpretación del 2010 requirió la revisión de toda la isla,

incluyendo coberturas clasificadas por el PRGAP (i.e. agricultura)

• PRGAP, en su definición para la clase agrícola, agrega agricultura en

activa e inactiva.

49

Corrección Agricultura-Bosque

50

Corrección Agricultura-Bosque

51

Cálculo de error de clasificación

52

Generación del mapa de uso/cobertura 2010

LU 2010

15 m

LU 2010

60 m

LU 2010

240 m

53

LU Map 2003

Correción para

Clase Agricultura

y Bosque

Bosques y

Reservas

Generación del mapa de uso/cobertura 2010

• Funciones de Reclassify, Plus y Over

54

Generación del mapa de uso/cobertura 2010

• Model Builder - ArcGIS

55

Mapa de uso/cobertura de suelo 2010 @ 15 m

56

Resampling

• SpatAggr (RIKS)

• Preservación de clases poco representadas en el

territorio.

• La proporción de cada clase se mantiene antes y

después del resampling

57

Mapa de uso/cobertura de suelo 2010 @ 60 m

58

Mapa de uso/cobertura de suelo 2010 @ 240 m

59

Distribución del Uso de la Tierra al Año 2010

60

Comparación LU 2003 y LU 2010

61

Conclusiones

• Aumento en todas las clases urbanas excepto construcción en

donde se observa una disminución considerable

• Sobre –estimado el aumento en la clase de Public and

Recreation e Infraestructura debido a correcciones

introducidas

• Sobre-estimada la disminución en la clase de agricultura

debido a la corrección introducida.

• Aplicar correcciones al mapa de 2003

–Clase de agricultura

–Clase de infraestructura

• Integración RS y GIS efectiva