gers.uprm.edugers.uprm.edu/geol4048/pdfs/18_landuse_landcover.pdf8va Reunión de PRYSIG Universidad...
61
Transcript of gers.uprm.edugers.uprm.edu/geol4048/pdfs/18_landuse_landcover.pdf8va Reunión de PRYSIG Universidad...
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. [email protected]
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
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
