GUÍA DE ESTUDIO DEL CURSO DE DOCTORADO: SIG, Cambio global y desarrollo sostenible Abril-junio 2007 1. Presentación Bienvenido a las clases del curso de doctorado “SIG, Cambio global y desarrollo sostenible”, programa de doctorado sobre“Cambio global y desarrollo sostenible” del Departamento de Geografía de la Universidad de Alcalá e impartidas por el Dr. Joaquín Bosque Sendra (correo electrónico [email protected] ) y por la Dra. María Teresa Camacho ([email protected]). Para conseguir los mejores resultados en el curso, es recomendable que leas con cuidado esta Guía de Estudio. Servirá para que conozcas los objetivos y la metodología de estudio y te proporcionará toda la información necesaria para que apruebes los bloques teóricos y prácticos. Deseo que obtengas el máximo provecho de este tipo de enseñanza, donde se combina la enseñanza presencial y la que se desarrolla con el apoyo de Internet, y adquieras todos los conocimientos y habilidades para el manejo de los Sistemas de información geográfica dedicados al estudio de los problemas del Cambio global y del Desarrollo sostenible. 2. Metodología El curso se estructura en clases teóricas y actividades prácticas. En las primeras se expondrán algunos de los aspectos conceptuales básicos necesarios para usar los Sistemas de información geográfica en el estudio y en la resolución de algunas cuestiones relacionadas con el Cambio global y el Desarrollo sostenible. En las actividades prácticas se incidirá especialmente en el conocimiento y manejo de herramientas informáticas de tipo SIG que permitirán aplicar, de manera operativa, los procedimientos descritos en las clases teóricas y resolver algunos problemas concretos relacionados con el Cambio global y el desarrollo sostenible. Por lo tanto, la metodología de estas clases se basa, al menos en parte, en estrategias propias de una enseñanza activa, centrada en la figura del alumno como elemento clave del sistema de formación y con una participación del profesor como dinamizador del proceso de aprendizaje. Desde el primer momento se intentará que, el alumno que lo desee, utilice los mecanismos de ayuda proporcionados por INTERNET. Disponibilidad de los materiales del curso en una página WEB dedicada: http://www.geogra.uah.es/usuarios/joaquin/cglobal/index.php Posibilidad de emplear el correo electrónico para la comunicación con el profesor: plantear preguntas y dudas, envío de actividades, etc. Búsqueda de datos y otras ayudas mediante el uso de INTERNET. Desde el punto de vista metodológico se estructura del siguiente modo: 20 horas presenciales de clases teórico-prácticas, impartidas por el Dr. Joaquín Bosque Sendra 10 horas presenciales de clases teóricas, impartidas por la Dra. María Teresa Camacho 5 horas de clases prácticas impartidas por la Dra. Camacho 10 horas de seminarios Un total de 4 créditos (40 horas). Todas las clases presenciales se realizan en el aula de informatica B de la Facultad de Filosofía y Letras de la Universidad de Alcalá, calle Colegios, 2, el horario es 16 a 20 horas durante los días: 11, 12, 16, 18, 19 de abril y 14,15, 21 y 22 de junio de 2007. Posibilidad de formular consultas y enviar actividades mediante el correo electrónico durante los meses de abril-junio de 2007. 3. Requerimientos de los alumnos Los alumnos de este curso deben tener conocimientos básicos sobre los Sistemas de información geográfica. Por otra parte los alumnos deben tener acceso al programa IDRISI (y estar entrenados para su utilización), ya que es imprescindible para poder llevar a cabo los ejercicios prácticos que forman una parte sustancial del programa. En el aula de informática de la Facultad de Filosofía y Letras, donde se imparte el curso, este programa está accesible y podrá ser empleado en ese lugar por los alumnos. 4. Objetivos de la asignatura Al terminar este curso los alumnos deberían ser capaces de: Enumerar las potencialidades y las limitaciones de los SIG en el estudio de las cuestiones del Cambio global y del desarrollo sostenible Describir los diferentes enfoques que se están empleando para el estudio de los temas del Cambio global. Buscar, obtener y utilizar datos geográficos de tipo global en INTERNET. Utilizar procedimientos SIG para la descripción de los procesos de cambio espacial. Emplear métodos SIG para explicar y predecir los cambios de usos del suelo en una región. Utilizar los métodos de evaluación de tierras para encontrar las potencialidades de uso de cada punto del territorio Emplear diferentes métodos de la Evaluación multicriterio, combinados con un SIG, para realizar la asignación óptima de usos del suelo en una región Definir la metodología de evaluación multicriterio de problemas de decisión Enumerar los componentes de un problema de evaluación multicriterio Enumerar los criterios que pueden servir para medir diferentes objetivos de un problema de asignación óptima de usos del suelo Elaborar factores cuantitativos de un problema de localización Indicar restricciones de localización. Seleccionar algún procedimiento de combinación para elaborar mapas de adecuación, impacto y/o capacidad de acogida. Utilizar el programa IDRISI para llevar a cabo problemas de localización óptima de usos del suelo. 5. Temario El programa está organizado en 9 temas. 1.- Definiciones básicas. Los temas del cambio global y del desarrollo sostenible que se pueden estudiar con las TIG. 2.- Modelos de datos espaciales para el estudio del cambio global. Bases de datos disponibles para el estudio del cambio global. Las IDE globales. 3.- Medición del cambio espacial. Cartografía dinámica. Procedimientos para medir el cambio espacial: variables cuantitativas y cualitativas. 4.- Desarrollo sostenible y SIG. Evaluación de tierras. Indicadores de sostenibilidad del cambio espacial. 5.- Conceptos básicos de la modelización de la dinámica de los usos del suelo 6.- Método combinado: Evaluación multicriterio, evaluación multiobjetivo, autómatas celulares y Cadenas de Markov 7.- Otros métodos de modelización: redes neuronales y modelo paramétrico lineal 8.- Análisis comparativo de los métodos de modelización: modelización prospectiva de un área de estudio. 9.- Ensayo de modelización retrospectiva Bibliografía Aracil, J. y Gordillo, F. (1997): Dinámica de sistemas. Madrid, Alianza editorial. 198 p. Barba Romero, S. y Pomerol, J-C. (1997): Decisiones multicriterio. Fundamentos teóricos y utilización práctica Alcalá de Henares, Servicio de publicaciones de la Universidad de Alcalá. 420 p. Barney, G. (director) (1982): El mundo en el año 2000. En los albores del siglo XXI. Informe técnico Madrid, Tecnos, 985 p. Barredo Cano, J.I. y Bosque Sendra, J. (1999): "Multicriteria evaluation methods for ordinal data in a GIS environment". Geographical Systems, nº 5, 1999, pp. 313-327 Boada, M. y Sauri, D. (2002): El cambio global. Barcelona, Rubes Edit., 143 p. Bosque Sendra, J. (1997): Sistemas de información geográfica Madrid, Rialp, 451 p., 2º edición corregida Bosque Sendra, J. y García, R. (1999): "Asignación óptima de usos del suelo mediante generación de parcelas por medio de SIG y técnicas de evaluación multicriterio". VII Conferencia Iberoamericana sobre SIG. Mérida, Venezuela, octubre de 1999. Publicada en VII Conferencia Iberoamericana sobre SIG. Memorias. Mérida. Camacho Olmedo M.T. (2005): “Ritmos temporales y dinámicas del paisaje de la Alta Alpujarra granadina mediante Sistemas de Información Geográfica”. Geographicalia, Vol 47, Pp 5-22. Eastman, J.R. y otros (1993): GIS and Decision Making. Explorations in Geographic Information Systems Technology. Vol. 4 Ginebra, UNITAR European Office, 112 p. (3 discos) García Hernández, E. y Bosque Sendra, J. (2001): “Bases de datos cartográficas de cobertura global accesibles on-line” GeoFocus (Recursos), nº 1, p. 5-10 Gómez Delgado, M. y Barredo Cano, J.I. (2005): Evaluación multicriterio y Sistemas de Información Geográfica en la Ordenación del Territorio. 21 edición. Madrid, Editorial RA-MA. Jelinski, D.E. y otros (1994): “Multiple roles for GIS in global change research: Towards a research agenda” en Michener,-W.-K.; Brunt,-J.-W.; Stafford,-S.-G., editores (1994): Environmental information management and analysis: ecosystem to global scales. Londres, Taylor & Francis, 1994, 41-56 pp. Jiménez Herrero, Luis M. (1996): Desarrollo sostenible y economía ecológica: integración medio ambiente-desarrollo y economía-ecología Madrid: Síntesis, D.L. 1996 Lutz, W., Prskawetz, A., Sanderson, W.C., editores (2002): Population and Environment. Methods of analysis. Nueva York, Population Council, 251 pp. Malczewski, J. (1999): GIS and multicriteria decision analysis. Nueva York, J. Wiley, 392 p. Malczewski, J. (1997): "Spatial Decision Support Systems". NCGIA Core Curriculum in GIScience, http://www.ncgia.ucsb.edu/giscc/units/u127.html (expuesto el 6 de Octubre de 1998). Malczewski, J. (1996): "A GIS-based approach to multiple criteria group decision-making" Int. J. Geographical Information Systems vol. 10, nº 8, pp. 955-971 Meadows, D. y otros (1992): Más allá de los límites del crecimiento. Madrid, EL PAÍS/AGUILAR Michener,-W.-K.; Brunt,-J.-W.; Stafford,-S.-G., editores (1994): Environmental information management and analysis: ecosystem to global scales. Londres, Taylor & Francis, 1994, 555 pp, index. Naciones Unidas (1998): Indicadores de desarrollo sostenible. Marco y metodologías. Nueva Cork, Publicaciones de las Naciones unidas, 478 pp. O'Neill, B., Mackellar F. L. y Lutz, W. (editores) (2001): Population and climate change Cambridge, Cambridge University Press/IIASA, 266 p. O’Sullivan, D. y Torrens, P.M. (2000): “Cellular models of urban systems”, Centre for Advanced Spatial Analysis, UCL, Working Paper 22 (http://www.casa.ucl.ac.uk/cellularmodels.pdf) Paegelow M., Camacho Olmedo M.T., Menor Toribio J. (2003): “Cadenas de Markov, evaluación multicriterio y evaluación multiobjetivo para la modelización prospectiva del paisaje”. Geofocus, 3; p. 22-44 (http//geofocus.rediris.es). Paegelow M., Camacho Olmedo M.T. (2005): “Possibilities and limits of prospective GIS land cover modeling - a compared case study: Garrotxes (France) and Alta Alpujarra Granadina( Spain )”. International Journal of Geographical Information Science, vol.19, pp 697-722. Parker, D.C. y otros (2003): “Multi-Agent Systems for the Simulation of Land-Use and Land-Cover Change: A Review”, Annals of the A.A.G., 93(2), pp. 314-337 Pontius, R. G., Shusas, E. y McEachern, M. (2004): “Detecting important categorical land changes while accounting for persistences” Agriculture, Ecosystems and Environment, 101, 251-268 Pontius, R.G. y otros (2001): “Modeling the spatial pattern of land-use change with GEOMOD2: application and validation for Costa Rica”. Agriculture, Ecosystems and Environment, 85, pp. 191-203 Pontius, R.G. y Schneider, L.C. (2001): “Land-cover change model validation by an ROC method for the Ipswich watershed, Massachusetts, USA”. Agriculture, Ecosystems and Environment, 85, pp. 239-248 Reed, B.C. y otros (2002): “Geographic data for environmental modelling and assessment” en A. Skidmore (editor): Environmental modelling with GIS and Remote sensing, Londres, Taylor and Francis, pp. 52-69 Rivas, D. M. (1997): Sustentabilidad. Desarrollo, económico, Medio ambiente y Biodiversidad. Madrid. Editorial Parteluz, 352 p. Romero, C. (1993): Teoría de la decisión multicriterio: conceptos, técnicas y aplicaciones. Madrid, Alianza editorial. Sancho Comíns, J., Bosque Sendra, J. y Moreno Sanz, F. (1993): “Crisis and permanence of the traditional Mediterranean landscape in the central region of Spain” Landscape and Urban Planning, 1993, volumen 23, pp. 155-162. Sancho Comíns, J., Bosque Sendra, J. y Moreno Sanz, F. (1993): “La dinámica del paisaje: aplicación de un SIG raster al ejemplo de Arganda del Rey en Las Vegas de Madrid”. Catastro, 1993, pp. 35-51. Schneider, L.C. y Pontius, R.G. (2001): “Modeling land-use change in the Ipswich watershed, Mass., USA” Agriculture, Ecosystems and Environment, 85, pp. 83-94 Segarra, J.G. (2001): Vida artificial: del caos al orden. Alzira, Algar Editorial, 331 pp. Skidmore, A. (2002): “Taxonomy of environmental models in the spatial sciences” en A. Skidmore (editor): Environmental modelling with GIS and Remote sensing, Londres, Taylor and Francis, pp. 8-25 Steinwand, D.R., Hutchinson, J.A. y Snyder, J.P. (1995): “Map projections for global and continental data sets and an analysis of pixel distorsion caused by reprojection”. Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, v. 61, 1487-1497. Taylor, P. J. (1994): Geografía política. Economía-mundo, estado-nación y localidad. Madrid, Trama editorial. 339 p. Villa N., Paegelow M., Camacho, M.T., Cornez L., Ferraty F., Ferré L., Sarda P. (2007): “Various approaches for predicting land cover in Mediterranean mountains”. Communication in Statistics, Simulation and Computation, volume 36; issue #1 Wheeler,-D.-J. (1993): "Commentary: linking environmental models with geographic information systems for global change research". Photogrammetric Engineering and Remote Sensing. 1993. 59(10), pp 1497-1501. 6. Programación de las actividades Las clases se desarrollarán a partir del 11 de abril de 2007 DIAS DE CLASE Y TEMAS/ACTIVIDADES Sesión I, 11 abril 4h (16-20 h): Presentación del curso. Tema 1. Definiciones básicas. Los temas del cambio global y del desarrollo sostenible que se pueden estudiar con las TIG. Actividades: Debate sobre los temas planteados. Práctica I. Planteamiento de lecturas sobre diferentes temas. Sesión II, 12 abril, 4h (16-20 h): Explicación teórica de: 2.- Modelos de datos espaciales para el estudio del cambio global. Bases de datos disponibles para el estudio del cambio global. Las IDE globales. Actividades: Inicio ejercicio creación base de datos global. Práctica II. Base de datos Sesión III, 16 abril, 4h (16-20 h): Explicación teórica de: 3.- Medición del cambio espacial. Cartografía dinámica. Procedimientos para medir el cambio espacial: variables cuantitativas y cualitativas. Actividades: Inicio ejercicio de cartografía dinámica. Práctica III. Cartografía de cambios de usos del suelo Sesión IV, 18 abril, 4h (16-20 h): Explicación teórica de: 4.- Desarrollo sostenible y SIG. Evaluación de tierras. Indicadores de sostenibilidad del cambio espacial. Actividades: Práctica IV: Sostenibilidad de la evolución de las ocupaciones en zona de estudio. Sesión V, 19 abril, 4h (16-20 h): Sesión de discusión de las lecturas realizadas por los alumnos y de las prácticas iniciadas. Sesión VI, 14 de junio, 4h (16-20 h): Explicación teórica de 5: Conceptos básicos de la modelización de la dinámica de los usos del suelo 6. Método combinado: Evaluación multicriterio, evaluación multiobjetivo, autómatas celulares y Cadenas de Markov Sesión VII, 15 junio, 4 h (9.30-13.30 h): Explicación teórica de: 7. Otros métodos de modelización: redes neuronales y modelo paramétrico lineal 8. Análisis comparativo de los métodos de modelización: modelización prospectiva de un área de estudio. 9. Ensayo de modelización retrospectiva Sesión VIII, 21 junio, 4h (16-20 h): Actividades: Inicio de la Práctica V: Utilización de las funciones de modelización de la dinámica de los usos del suelo incluidos en el SIG Idrisi Kilimanjaro. Ejemplo aplicado a un área de estudio. Sesión IX, 22 junio, 4h (9.30-13.30 h): Seminario de debate: Predicción del cambio global. Comparación de las predicciones de los modelos. Sesión de discusión de la lectura realizada por los alumnos y de las prácticas iniciadas. La programación elaborada para el curso necesita la lectura (por parte de los alumnos) de los documentos de apoyo y de la bibliografía recomendada, esto puede exigir en torno a 2-3 horas semanales, además es necesario realizar las actividades propuestas. 8. Evaluación Los alumnos deberán realizar las prácticas y presentar en cada caso un informe sobre su desarrollo, en base a ello se determinará la calificación final del curso. 9. Actividades Se plantearán una amplia serie de actividades que se iniciaran durante las clases teóricas, de este modo se pondrán en práctica, y se aprenderán de modo más operativo, los conceptos y herramientas descritas en la bibliografía, los documentos de apoyo y en las clases teóricas. Cada alumno deberá presentar o enviar por e-mail un informe de cada una de las actividades planteadas. 1.- Lectura y comentario de alguno de los textos/direcciones WEB propuestos. 2.- Creación de una base de datos de un país con datos tomados de INTERNET. 3.- Descripción y cartografía del cambio de los usos del suelo. 4.- Medición de indicadores de sostenibilidad en los cambios de los usos del suelo 5.- Predicción del cambio espacial. Utilización de las funciones de modelización de la dinámica de los usos del suelo incluidos en el SIG Idrisi Kilimanjaro. Ejemplo aplicado a un área de estudio. 10. Recursos on-line Generales - www.geogra.uah.es, Sitio WEB del departamento de Geografía de la Universidad de Alcalá (consultado mayo 2006). - www.NCGIA.ucsb.edu/giscc Centro de Estados Unidos, contiene un manual sobre SIG de libre disposición, en inglés. (Consultado, Marzo-2004) - www.dices.net Portal en castellano sobre los temas de SIG, Cartografía y Teledetección (consultado, marzo 2004). - www.giscampus.org Numerosos datos, programas, manuales sobre SIG (en castellano) (consultado, marzo 2004) www.rediris.es y http://redgeomatica.rediris.es/, con información varia sobre SIG y otras tecnologías de la información geográfica (consutado, marzo 2004) - www.clarklabs.org Información sobre el programa IDRISI. (consultada en marzo 2004) Centros de investigación del cambio global: - Consejo de asociaciones científicas: http://www.icsu.org (consultado marzo 2004) - Instituto Internacional de Análisis de Sistemas Aplicados (IIASA): http://www.iiasa.ac.at/ (consultado marzo 2004) - Programa Internacional de la Geosfera-Biosfera (IGBP): http://www.igbp.kva.se/cgi-bin/php/frameset.php (consultado en marzo 2004) - Programa Internacional sobre las dimensiones humanas del cambio global (IHDP): http://www.uni-bonn.de/ihdp/ (consultado en marzo 2004). - Enlaces a diversos centros sobre análisis del cambio global: http://www.ihdp.uni-bonn.de/html/links/links.html (consultado marzo 2004) - Programa de estudio del clima mundial: http://www.wmo.ch/web/wcrp/wcrp-home.html (consultado en marzo 2004) - Programa de estudio del cambio del usos del suelo: http://www.geo.ucl.ac.be/LUCC/ (consultado en marzo 2004) - El centro de estudios de la UE: http://ipsc.jrc.cec.eu.int/ (consultado en marzo 2004) - Proyecto MEDALUS (desertificación y uso del suelo) en la Universidad de Leeds: http://www.medalus.demon.co.uk/ (consultado en marzo de 2004) - Proyecto de evaluación ambiental global de la Universidad de Harvard: http://environment.harvard.edu/gea/ (consultado marzo 2004). - Programa UNEP/GRID de la ONU: http://www-cger.nies.go.jp/grid-e/index.html o http://www.grid.unep.ch/ (consultado marzo 2004). - Centro de la NASA sobre cambio global: http://gcmd.gsfc.nasa.gov/ (consultado marzo 2004) - Centro del gobierno americano sobre cambio global: http://globalchange.gov/ (consultado marzo 2004) -Universidad de Texas: Medio ambiente y economía global: http://www.utexas.edu/depts/grg/eworks/proceedings/contents.html (consultado marzo 2004) - Programa ambiental de la ONU: http://www.unep.org/ (consultado marzo 2004) - Centro de la ONU para la población: http://www.un.org/popin/ (consultado marzo 2004) y http://www.unfpa.org/ (consultado marzo 2004) - Instituto Worldwatch: http://www.worldwatch.org/ (consultado marzo 2004) - Grupo Crecimiento cero: http://www.populationconnection.org/ (consultado marzo 2004) - Consejo de la población: https://www.popcouncil.org/ (consultado marzo 2004) Datos globales Centros de datos globales: - US Geological Survey, Herat Resources Observation Systems (EROS) Data Center: http://edc.usgs.gov/ (consultado marzo 2004) - NASA Goddard Space Flight Center (GSFC): http://daac.gsfc.nasa.gov (consultado marzo 2004) Bases de datos temáticas: - Global Map 2000, Japón: http://www.iscgm.org/html4/index.html (consultado marzo 2004) - Datos hidrológicos: http://edcdaac.usgs.gov/gtopo30/hydro/index.html (Consultado en marzo 2004) - Instituto de Recursos Mundiales: http://www.wri.org/sdis/statlinks.html (consultado en marzo de 2004) - Datos sobre ocupación del suelo, USGS: http://edcdaac.usgs.gov/glcc/globe_int.html (consultado en marzo de 2004) Datos sobre ocupación del suelo, Universidad de Maryland: http://www.geog.umd.edu/landcover/global-cover.html (consultado marzo 2004) - Datos topográficos: http://edcdaac.usgs.gov/gtopo30/gtopo30.html (consultado en marzo de 2004) - Datos de suelos de algunos países: http://grid.cr.usgs.gov/unepdownload/form.php?type=soterlac (consultado en marzo de 2004) - Datos sobre suelos y agricultura: http://www.fao.org/landandwater/lwdms.stm#cd21 - Datos sobre emisiones de pesticidas: http://www.msc.ec.gc.ca/data/gloperd/ (consultado marzo 2004) - Datos demográficos: http://www.popnet.org/ (consultado en marzo de 2004) - Datos de población: http://sedac.ciesin.columbia.edu/plue/gpw/index.html (consultado en marzo de 2004) - Datos de población: http://www.ornl.gov/sci/gist/ (consultado en marzo de 2004) - Datos geográficos en ESRI: http://www.esri.com/data/download/index.html (consultado en marzo de 2004) - Datos del proyecto LUC: http://www.iiasa.ac.at/Research/LUC/GIS/index.html?sb=11 (consultado en marzo de 2004) - Clearinghouse de datos geográficos en Uruguay: http://www.clearinghouse.com.uy/metadatos/glossary.html (consultado en marzo de 2004) - Comité americano para los datos geográficos: http://www.fgdc.gov/ (consultado en marzo de 2004) - Agencias federales USA: http://www.uv.es/~pardomv/pe/1998_1/global/us.htm (consultado en marzo de 2004) - Página con una amplia lista de datos geográficos: http://www.freegis.org/geo-data.en.html (consultado en marzo 2004) - Datos topográficos de algunas zonas del planeta: http://216.218.220.254/ozi3d/height_data.html (consultado marzo 2004) Formatos de datos geográficos: - Revistas geográficas electrónicas, entre ellas alguna sobre Desastres y emergencias: http://gis.about.com/msub13.htm?once=true& (consultado en marzo 2004) - Descripción de diversos formatos para datos geográficos: http://www.gisdatadepot.com/helpdesk/formats.html (consultado en marzo 2004) - http://www.wotsit.org/search.asp?s=gis (consultado en marzo 2004) - Iniciativa OpenGIS: http://www.opengis.org (consultado en marzo 2004) Programas SIG (algunos gratuitos): - Pagina personal con muchas aplicaciones libres: http://gdal.velocet.ca/projects/ (consultado en marzo 2004) - Programas variados y gratuitos: http://software.geocomm.com/ (consultado en marzo 2004) - Pagina con muchos programas de diverso tipo: http://www.ai-geostats.org/ (consultado en marzo 2004) - Programa para visualizar datos geográficos: http://commongis.jrc.it/ (consultado en marzo 2004) - Programa GRASS: http://grass.baylor.edu/ y http://grass.itc.it/ (Consultados en marzo 2004) - Página con una larga lista de programas gratuitos: http://www.freegis.org/ (consultado en marzo 2004). Entre los mas recientes e interesentes están: - SIG JUMP: http://jump-pilot.sourceforge.net/ ; http://www.jump-project.org/ - SIG SAGA: http://www.saga-gis.uni-goettingen.de/html/index.php?newlang=spa - SIG SPRING: http://www.dpi.inpe.br/spring/espanol/index.html - SIG gvSIG: http://www.gvsig.gva.es/index.php?id=gvsig&L=0