Evaluación y determinación de las áreas verdes en la provincia Ciudad de La Habana con imágenes del satélite Spot-XS” Geomática 2002 Tecnologías y Aplicaciones de la teledetección Geomática 2002 Tecnologías y Aplicaciones de la teledetección Titulo: “Evaluación y determinación de las áreas verdes en la provincia Ciudad de La Habana con imágenes del satélite Spot-XS” Autores: Ponvert-Delisles B. Dámaso R (1), Omar Molina Castro(1), Bárbara Agüero Rodríguez(1), Isabel Rusó Milher(2), Wilfredo Barreiro Valdés(2. (1) Empresa GEOCUBA La Habana Agencia de Teledetección Loma y 39 Nuevo Vedado Ciudad de la Habana Cuba CP 10600 Tel.: (537) 81 6942; Fax: (537) 55 5459 email: [email protected] (2) Servicio Estatal Forestal / Provincia Ciudad de La Habana. Ave. de Rancho Boyeros Km 7 ½ No. 15360, Capdevila, Boyeros. C. Habana. Telf: (537) 451077 Ext. 33 ó 35, Fax: (537) 45 4287. E-mail: [email protected] RESUMEN El conocimiento preciso y la evaluación de las áreas arboladas en las ciudades, tiene una gran importancia por las consecuencias ecológicas, medioambientales y urbanísticas que se derivan de su manejo. En nuestro país, los métodos para cartografiar estas coberturas, se basan en la generación de mapas temáticos a partir de la información obtenida en los mapas topográficos, de los levantamientos terrestres aislados realizados por los métodos tradicionales y en el empleo de fotografías aéreas. El presente trabajo, aprovecha las ventajas y el contenido que ofrecen las imágenes del satélite Spot XS para estudiar las coberturas de vegetación presentes en los territorios, con mayor rapidez y con una precisión acorde a las exigencias de la escala proyectada. La tecnología empleada se basó en tres grupos de procesos: el PD de la Imagen, Elaboración de la cartografía digital y los Trabajos de terreno. Se partió de una leyenda de categorías de formaciones vegetales para el contexto urbano y periurbano y además de un mapa planimétrico a escala 1:2 000 del área de estudio. Como parte del PDI, se realizaron las siguientes operaciones: corrección geométrica, selección de campos de muestras por clases, elaboración de máscara y clasificación supervisada. La clasificación más eficiente arrojó un total de 10 clases muy bien representadas. Se logró clasificar, empleando el enfoque supervisado, los tipos de vegetación predominantes en las zonas periurbanas, sin mayores dificultades. En las zonas urbanas densamente edificadas, se hizo evidente la necesidad de disponer de una mayor capacidad resolutiva para discriminar espacios verdes en la compleja trama artificial que constituye el trazado urbano en el interior de las ciudades. Esta última limitación se enfrentó, utilizando los datos del Censo del Arbolado de 1996-1997, para el cómputo de la superficie cubierta por árboles. Finalmente, para dotar a la información temática obtenida en la clasificación con el contenido cartográfico adecuado, se insertó la BCD 1: 50 000, en formato vectorial. Confeccionados los mapas, se procedió a su verificación, seleccionándose un total de 10 puntos al azar en todo el territorio abarcado, los cuales fueron comprobados in situ por un experto del SEF, alcanzándose una fortaleza del 90%. Como resultados se obtuvieron dos productos: el Mapa Imagen del Espacio Verde y el Mapa Temático de la Vegetación. Estos permiten a los diferentes especialistas que tienen que ver con la evaluación y conservación del medioambiente urbano y el paisaje, conocer el estado actual del área verde de la ciudad y trazar las pautas correspondientes, todo ello, con una visión panorámica, abarcadora de grandes espacios, con operatividad y con la precisión que se requiere para trabajos de planificación regional urbana y dos indicadores en la evaluación de los criterios e indicadores de la Silvicultura Urbana. 2 INTRODUCCION La ciudad, es el espacio donde el hombre habita y desenvuelve una parte importante de su actividad, por lo que su estudio reviste gran importancia en aras de proporcionarle las mejores condiciones de vida. “En un mundo en el cual la mitad de los hombres viven en ciudades, organizar el proceso de urbanización en función del interés general, sigue siendo una de las principales preocupaciones de los responsables de las decisiones en la mayoría de las metrópolis” (Armand, M., 1991) Uno de los elementos que abarca la urbanización de los pueblos y ciudades es precisamente las áreas verdes. Las problemáticas actuales de las ciudades están estrechamente vinculadas con el diseño y la distribución de las áreas verdes. En ocasiones se olvida que el arbolado está condicionado por el desarrollo intrínseco de la ciudad y por los procesos evolutivos de la misma, lo que ha traído como consecuencia desbalances notables en el espacio verde, esto es, zonas sobre arboladas, otras con insuficiencia de árboles y algunas prácticamente sin ellos. En no pocas ocasiones, se le asigna al arbolado urbano una función netamente ornamental y se olvida que los diseños deben tener además funciones ecológicas, que son de vital importancia en el saneamiento medioambiental. En todo caso, la distribución del área verde en el contexto urbano, deben resolver aspectos tales como: uso comercial, belleza, ambientación paisajística y saneamiento ambiental. Paralelamente con el desarrollo de la sociedad, los especialistas procuran mejorar los medios del conocimiento del entorno urbano y hacer más asequibles y operacionales los procedimientos para la elaboración de los planes en el ámbito de la municipalidad, las provincias e incluso en el ámbito de una nación. La década que se inició en los 90, ha sido decisiva en el desarrollo y aplicaciones de la teledetección espacial en diferentes fenómenos que como los relacionados con el área verde en el entorno urbano, requieren evaluaciones temporales y espaciales realizadas con una precisión cartográfica adecuada, con agilidad y operatividad. La representación cartográfica de los hechos urbanos, ha sido hasta el presente relativamente modesta, tanto a causa de los hábitos de trabajo, como por los costos de elaboración. Sin 3 embargo, el desarrollo de la teledetección y de los SIG, y con ellos la necesidad y la posibilidad de administrar datos en el contexto urbano, están provocando una demanda sin precedentes (Armand, M., 1991). La Ciudad de la Habana como otras ciudades, ha sufrido en sus áreas numerosos cambios, producto de la acción de numerosos desastres naturales, también por la acción de los procesos de asimilación socioeconómica y por la falta de ordenamientos que tuvieran una visión integral de análisis y una dimensión ambiental en su enfoque. Resultados de estos procesos, pueden observarse en Mateo (1998), donde se evidencia la fragmentación de las unidades naturales de paisaje debido a la diversificación de usos a que han sido sometidas. De ahí que el Gobierno de la provincia Ciudad de La Habana, representado por su Servicio Estatal Forestal, decidieran solicitar a la Agencia de Teledetección de la Empresa GEOCUBA La Habana, realizar un estudio de la distribución y la cuantificación del área cubierta por formaciones arbóreas en el contexto urbano y periurbano que abarca el límite administrativo de su jurisdicción, utilizando las posibilidades de las imágenes del satélite francés Spot 4 para discriminar diferentes tipos de coberturas terrestres y vincular esta información a una salida cartográfica a una escala apropiada que permitiera a los especialistas de urbanismo y planificación conocer los elementos necesarios para trazar las estrategias en materia de áreas verdes. Objetivos Para abordar el trabajo, se definieron como objetivos los siguientes: Evaluar la distribución espacial del área verde en el territorio de la provincia Ciudad de la Habana utilizando imágenes del satélite Spot modo multiespectral y estimar el índice de área de superficie cubierta de árboles por habitante. Cartografiar la distribución de la vegetación y otras coberturas de interés, a escala 1:50000 en los límites de la provincia. Área de estudio: 4 El área de estudio, comprende el territorio de la provincia Ciudad de La Habana. La Ciudad de La Habana, es la Capital del país y de las dos provincias habaneras. Limita al norte con el Estrecho de la Florida, al sur con la provincia La Habana, al este con la provincia Matanzas y al oeste con territorio de la provincia La Habana. Administrativamente consta de 15 municipios. Presenta una superficie de 720,64 km2. La población estimada es de 2 160 342 de habitantes. V Superficie y cantidad de habitantes de los municipios de la Provincia (Fuente: Catastro Nacional, 1996) No. Municipio Superficie (km2) Cantidad de habitantes 1 Playa 35.02 188 104 2 Plaza de la Revolución 12.35 166 978 3 10 de Octubre 12.28 240 923 4 Arroyo Naranjo 82.00 195 566 5 Boyeros 130.22 169 153 6 La Lisa 36.62 121 374 7 Marianao 21.69 132 756 8 El Cerro 10.18 133 189 9 La Habana del Este 141.91 166 468 10 El Cotorro 65.90 71 867 11 San Miguel del Padrón 25.54 153 635 12 Guanabacoa 129.18 105 525 13 La Habana Vieja 4.36 103 136 14 Centro Habana 3.42 169 538 15 Regla 10.09 42 130 720.64 2 160 342 Total Provincial Materiales Utilizados: Imagen Spot multiespectral tomada en 1999. Mapa planimétrico de la Ciudad de la Habana a escala 1:2000. Sistema de posicionamiento Global(GPS Garmi 150-XL). Cámara Fotográfica Digital. Cámara de video. 5 DESARROLLO Fundamentación del empleo de la teledetección espacial para la evaluación y cuantificación del área verde, El comportamiento espectral de las masas vegetales. El estudio de la vegetación mediante las técnicas de teledetección, está basado en la capacidad que tienen los sensores remotos de captar la energía electromagnética proveniente de sus superficies. Las distintas cubiertas de la superficie terrestre, no tienen un comportamiento espectral único y permanente, que coincida con sus curvas de reflectividad espectral y permita reconocerlas sin confusión frente a otras superficies. Por el contrario, en torno a un comportamiento típico, que denominamos firma espectral, cada cubierta presenta una variabilidad espectral, debida a los factores ya comentados, y que dificulta -en última instanciasu discriminación de otras superficies. La caracterización espectral de las masas vegetales, es sin dudas, una de las tareas más interesantes en teledetección. Pese a su gran importancia, aun ofrece notables dificultades, como consecuencia de los múltiples factores que influyen en la radiancia final detectada por el sensor (Chuvieco, 1995). En primera instancia, ha de considerarse la propia reflectancia de las hojas, en función de su estado fenológico, forma y contenido de humedad. Además, es preciso tener en cuenta las características morfológicas de la planta, su altura, perfil, grado de cobertura del suelo, etc., que provocan una notable modificación de su comportamiento. A pesar de las variaciones que introducen estos factores, se ha podido obtener, como resultado de varios estudios biofísicos, una curva aproximada del comportamiento espectral de la vegetación vigorosa. 6 Los sensores no miden hojas aisladas, sino agrupaciones de hojas formando masas de vegetación, por lo que intervienen otros elementos adicionales que complican el esquema previo. Algunos de ellos son: el ángulo de elevación solar, directamente relacionado con la proporción de sombras que detecta el sensor; las características del suelo que sustenta la vegetación; la geometría de la cubierta vegetal; su estado fenológico, etc. El comportamiento espectral teórico de las cubiertas vegetales, ha sido la base para obtener una serie de índices de vegetación, que se basan - entre otros factores - en el contraste entre las bandas roja e infrarroja cercana del espectro. Se construyen a partir de la combinación lineal entre estas dos bandas, cuando disponemos de una imagen multiespectral. Muy variados en su desarrollo, todos ellos tienden a presentar de forma más nítida las características de la vegetación, facilitando su aislamiento de otras cubiertas y la detección de su estado vital (Meliá et al, 1986; Meliá, 1986; Huete, 1987, citados por Chuvieco, 1995). Podemos enunciar, como principio general, que cuanto mayor sea el contraste entre los Niveles Digitales (ND) de la banda infrarroja y roja, mayor vigor vegetal presentará la cubierta observada. Bajos valores de contraste indican una vegetación enferma o senescente, hasta llegar a las cubiertas sin vegetación, que ofrecen un contraste muy pequeño. La cartografía de las masas forestales mediante sensores remotos El comportamiento que hemos esbozado a grandes rasgos, es el que permite la extracción de los datos de la imagen para la identificación de las diferentes cubiertas de vegetación y su representación espacial. Una clasificación digital se inicia definiendo cada una de las categorías que pretenden discriminarse. Se trata de obtener el Nivel Digital (ND) o mejor, el rango de ND, que identifica a cada categoría, para todas las bandas que intervienen en la clasificación (Chuvieco, 1995). Diversos factores introducen una cierta dispersión en torno al comportamiento espectral medio de cada cubierta. Esto implica que las distintas categorías no se definen por un solo ND, sino por una serie de ND, más o menos próximos entre si. En términos de su clasificación digital, esto supone que existe una cierta dispersión en torno al ND que define cada categoría, más o menos significativa según las clases que se consideren y la propia complejidad del paisaje donde estas se asienten. Por ello, la fase de entrenamiento resulta ciertamente compleja: se 7 trata de definir con rigor cada una de las categorías que pretenden discriminarse, teniendo en cuenta su propia variabilidad en la zona de estudio. Figura 2a: Selección de Campos de entrenamiento en el contexto de una imagen Landsat - TM. Caso de estudio: Estudio de la vegetación de Cayo Coco. Este objetivo se logra seleccionando una muestra de píxeles de la imagen, que representen, adecuadamente las categorías de interés. Estas áreas se denominan campos de entrenamiento. El término indica que tales áreas sirven para “entrenar” a la computadora en el reconocimiento de las distintas categorías (ver Figura 2a). A partir de estos píxeles pueden calcularse los ND medios y la variabilidad numérica de cada categoría, en todas las bandas que intervienen en la clasificación. El objetivo de esta fase, es identificar debidamente las distintas categorías, reduciendo a lo imprescindible los trabajos de campo. Al igual que en otras aplicaciones del muestreo, las estimaciones posteriores se basan sobre la muestra seleccionada, por lo que una incorrecta selección de esta conduciría inexorablemente a pobres resultados en la clasificación posterior. La imagen clasificada según estos conceptos y procedimientos, puede convertirse en un mapa temático, similar a los convencionales, empleando algunas técnicas geomáticas. 8 Resultado de una clasificación supervisada a partir de los campos de entrenamiento en la figura señalados anterior, realizada con el Software RSI de GEOCUBA-IC. En primer lugar, se requiere dotar a esa imagen de una validez cartográfica, de tal forma que se ajuste al sistema de coordenadas vigente en nuestro país. Por cuanto el resultado de la clasificación es también una imagen digital, pueden aplicarse sobre ella los métodos de corrección geométrica o Georeferenciación, consistentes en identificar puntos comunes entre la imagen y el mapa de referencia, aplicar algún algoritmo de transformación y proceder al trasvase de los ND a su nueva posición. Gracias a esta restitución digital, se facilita un procedimiento rápido y económico de convertir una imagen interpretada en un mapa convencional. Tecnología empleada para la obtención de los productos cartográficos Trabajos preliminares Se estableció una leyenda de categorías de formaciones vegetales para el contexto urbano y periurbano, de acuerdo con los intereses de El Cliente, la cual se muestra en la Tabla No.2 9 Tabla No.2 Leyenda de categorías de formaciones vegetales para el contexto urbano y periurbano No. I Categorías de Formaciones Vegetales Arbóreas I.1 Bosque natural I.2 Bosque de galería I.3 Plantación Forestal I.4 Plantación Frutal I.5 Formación Manglar I.6 Parques Arbolados I.7 Patios arbolados I.8 Árboles en calles y avenidas II Arbustosas II.1 Matorral secundario III Comunidades herbáceas II.1 Complejos de sabanas antrópicas y pastizales IV Vegetación cultural IV.1 Cultivos varios A partir de esta leyenda y contando como documento cartográfico auxiliar con un mapa planimétrico a escala 1:20 000 de toda el área de estudio, se planificó una visita de reconocimiento por aquellos lugares que ofrecían algunas dudas en cuanto al tipo de vegetación en el momento de la interpretación visual de la imagen satelitaria. Se efectuaron varios muestreos en los sitios de interés. En cada uno se procedió a realizar una caracterización fisonómica de las especies presentes, se tomaron las coordenadas con sistemas de geoposicionamiento para luego ubicar el punto muestreado con precisión en la imagen y además, se tomaron imágenes con una cámara fotográfica digital y de vídeo para ilustrar este informe. El equipamiento utilizado fue el siguiente: Sistema de Posicionamiento Global: Cámara Fotográfica Digital: Cámara de Vídeo: 10 Procesamiento digital de imagen Datos: Como dato principal, se utilizó la imagen Spot-XS, adquirida en fecha 20-01-97, a las 16.23’ .23” con un KJ 621-304. Como datos auxiliares se utilizó un juego del Mapa Planimétrico a escala 1:20 000 de la Provincia Ciudad de La Habana y otro del Mapa Topográfico a escala 1:25 000 de la misma región. Corrección geométrica de la imagen Inicialmente se procedió a la corrección geométrica de la imagen. Para ello se seleccionaron un total de 15 puntos de control perfectamente identificables utilizando la cartografía a escala 1:25 000 e interactuando con la imagen desplegada en el monitor del PC. Se aplicó un algoritmo, que se apoya en el datum geodésico correspondiente a la Proyección Cónica Conforme de Lambert y el Sistema de Coordenadas Cuba Norte; y aplica un ajuste de mínimos cuadrados utilizando una ecuación de transformación lineal y el criterio del vecino más cercano para el remuestreo de los píxeles después de la transformación. Se utilizó el software Telemap 2.0, módulo Ortho Betha. Selección de campos de muestra por clases Posteriormente, con la información obtenida del análisis visual de la imagen así como durante los levantamientos de las muestras en el campo y además, contando con el criterio de expertos en el tema, se seleccionaron y ubicaron en la imagen original de satélite, entre 5 y 10 campos de entrenamiento (C.E) por cada una de las clases, eliminando aquellos que se alejaron significativamente de la media de cada clase. Debe señalarse que no resultó posible discriminar las categorías “Árboles en calles y avenidas”, y “Parques arbolados”, por cuanto no hay una definición clara de los mismos, lo cual era de esperar, dada la insuficiente resolución espacial de la imagen (20 m). Elaboración de máscara Se confeccionó una máscara con el objetivo de dejar solamente el área de interés, que es la que está contenida dentro del límite administrativo de la provincia, Para ello, se obtuvo la imagen binarizada, la cual fue multiplicada por la imagen a clasificar. Se utilizaron los softwares Picture Publisher y Photoshop Adobe. 11 Clasificación supervisada Una vez definidos los C.E por cada clase, se procedió a realizar el primer ciclo de clasificación supervisada. Con un total de 14 clases, que se corresponden a la leyenda definida (con excepción de la clase ya mencionada), más otras clases ya habituales en las clasificaciones que se corresponden con distintas coberturas que están presentes en la imagen y deben ser tenidas en cuenta (mar, cuerpos de agua, suelo y roca desnuda, nubes, sombra de nubes, tejido urbano, etc.). En la clasificación supervisada, se utilizó el clasificador de la Distancia Mínima. La primera clasificación obtenida arrojó una confusión entre las categorías “Plantación Forestal”, “Plantación Frutal” y “Matorrales”, lo que se atribuye a que las mismas provocan una respuesta espectral algo similares debido a sus características fisonómicas y a que las muestras seleccionadas no eran totalmente representativas de esas clases. Tampoco se logró separar claramente el “Arbolado de las calles y avenidas”, produciéndose una confusión con la clase “Sabanas”, lo que puede deberse a lo ya indicado con anterioridad, es decir, al efecto que provoca la heterogeneidad del paisaje urbano y el consecuente incremento de la respuesta espectral muy similar a la de las sabanas de pastos y comunidades herbáceas en general, por la lógica dificultad de seleccionar adecuadamente las muestras en una imagen con una resolución espacial de 20 m. Debido a lo anterior, se pasó a un segundo ciclo de clasificación, eliminando las clases que produjeron estas confusiones y se incorporaron otras que resultaban fáciles de discriminar, obteniéndose un resultado temático muy superior al primero, en el que aparecen muy bien representadas un total de 10 clases. En la Tabla No.3, se muestran las clases y los porcientos de ocupación del territorio de la provincia de Ciudad de La Habana. La clasificación supervisada, se realizó con el software Telemap 2.0, módulo Image. 12 Tabla No.3: Resultados de la clasificación digital de la imagen No. Clase de ocupación del suelo Área ocupada % (km2) 1 Bosque natural y vegetación arbórea 75.15 10.40 2 Matorral secundario y Comunidades herbáceas 244.87 33.90 3 Sabanas de pastos naturales y artificiales con presencia de árboles y arbustos 291.50 40.37 aislados y en grupos 4 Cultivos varios 54.10 7.50 5 Cuerpos de agua 5.72 0.07 6 Tejido urbano 44.23 6.12 7 Otros 6.73 0.09 722.31 98.45 Total Como se aprecia el área ocupada difiere por exceso con la información catastral solamente en 1.67 km2, o sea, en un 0.2%, lo cual no es significativo para la escala adoptada. Elaboración de la cartografía digital Para convertir la información temática obtenida de la clasificación digital, con el contenido cartográfico adecuado, se procedió a dotarla de las bases cartográficas en formato digital, que fueron elaboradas previamente. Estas bases cartográficas digitales a escala 1:50 000, fueron obtenidas mediante digitalización en mesa de los originales de edición (originales de autor). Este trabajo concluyó con un total de 14 capas vectoriales y fueron elaboradas utilizando el software AutoCAD MAP 14. Debido a que los mapas temáticos no requieren de todo el volumen de información que requeriría un mapa topográfico, se procedió a definir las capas que de acuerdo a las indicaciones de redacción incluidas en la Tecnología para la Creación de Mapas Temáticos y EspacioMapas a partir de imágenes espaciales de Ponvert, D., y B. Agüero, (1999). Las capas vectoriales que finalmente se decidió incluir en el futuro mapa son las siguientes: Límites administrativos municipales Límite administrativo provincial Autopistas 13 Carreteras de 1er Orden Ríos principales Ríos intermitentes Calle interurbanas Vías férreas Repartos Leyenda Otras Una vez depuradas y corregidas, las bases fueron cargadas sobre la imagen clasificada y de esta forma se obtuvieron los Mapas Imagen de Áreas Verdes de la Provincia Ciudad de La Habana y el Mapa Temático de Vegetación Arbórea de la Provincia Ciudad de La Habana. Para ello se utilizaron los softwares AutoCAD MAP 14 y MicroStation. Comprobación Una vez confeccionado los mapas temáticos, fue realizada una comprobación para verificar la fortaleza de la clasificación y la precisión cartográfica del mismo. Para evaluar la calidad de la clasificación digital, se seleccionaron un total de10 puntos al azar, distribuidos espacialmente lo más uniformemente posible en el territorio abarcado, los cuales debían ser comprobados de acuerdo con el criterio de un Experto del Servicio Estatal Forestal. Del total de puntos seleccionados, 9 se correspondieron con la información cartografiada en el mapa, por lo que la fortaleza de un 90 % permite asegurar un buen resultado. Desde el punto de vista de la precisión cartográfica se seleccionaron tres objetos lineales cuyas dimensiones se conocían perfectamente. Los objetos fueron medidos en el mapa obtenido y se observaron diferencias no significativas. La posición de los puntos medidos en la imagen se obtuvo con un error entre 3 y 5 metros, lo que demuestra la precisión alcanzada, que para el mapa temático para la escala 1:50 000 no debe exceder los 75 metros . 14 RESULTADOS OBTENIDOS Como resultado del trabajo realizado, se presenta a El Cliente dos productos cartográficos: El Mapa Imagen del Espacio Verde de la Provincia Ciudad de La Habana a escala 1:5000 El Mapa Temático de la Vegetación de la Provincia Ciudad de La Habana a escala 1:50000. El primero, muestra la imagen satelital de fondo, con un tratamiento para resaltar el conjunto del espacio verde del territorio provincial. De este, se entregan dos ejemplares. En el primero, se han superpuesto los elementos cartográficos que permiten la orientación rápida y precisa, mientras que en el segundo, solamente se han dispuesto los límites administrativos municipales y provincial, para facilitar una mejor apreciación de la ocupación del suelo por las diferentes formaciones de vegetación y otras categorías de coberturas terrestres en el territorio de estudio. En la información auxiliar que brinda el documento, se puede distinguir los patrones espaciales de cada una de las siguientes clases de vegetación que aportan las tonalidades verdes: Bosques naturales, Vegetación arbórea urbana, Vegetación arbustiva y Comunidades herbáceas, Sabanas de pastos naturales y artificiales y Cultivos varios. También se muestran los patrones de otras categorías de ocupación del suelo. El Mapa Temático de la Vegetación de la Provincia Ciudad de La Habana, como ya se explicó, se obtuvo mediante técnicas de procesamiento digital de imágenes y cartografía digital. El mismo muestra de una manera más clara y definida las áreas ocupadas por cada una de las clases de vegetación y otros tipos de coberturas. Para su obtención, se procesó una imagen multiespectral del satélite Spot-4. A pesar de la alta resolución espacial de la misma, que es de 20 m x 20 m, no fue del todo posible extraer de manera categórica, como una clase espectral, el arbolado de las calles y avenidas y de los patios de las casas y residencias, para lo cual, se requeriría de un sensor de una resolución espacial y espectral aún mucho mayor. Sin embargo, todos aquellas formaciones arbóreas que se encuentran ocupando espacios urbanos o suburbanos de territorio mayores a los 400 m2, se han podido discriminar, lo cual permite un cálculo automatizado muy preciso de los mismos. 15 Tomando en cuenta las limitaciones apuntadas, para realizar el cómputo de la superficie cubierta por árboles, se han tenido en consideración aparte de los datos obtenidos directamente de la imagen de satélite, los datos del Censo del Arbolado realizado en la Ciudad de La Habana en los años 1996-1997, los cuales permitirán complementar los objetivos de este trabajo. Con la información principal obtenida del Mapa Imagen, del Mapa Temático con la Clasificación por categorías de Vegetación, con los datos colectados durante los muestreos en campo, así como de la información auxiliar que brindan los Mapas planimétrico a escala 1:20 000 y el topográfico a escala 1:25 000, de todo el territorio y también empleando el criterio de expertos en la temática forestal, se ha podido realizar una caracterización del espacio verde de cada uno de los municipios que componen la provincia Ciudad de La Habana, como paso previo al cálculo de la superficie cubierta por árboles. Descripción del contenido del Mapa de categorías de vegetación urbana y periurbana por municipios y los índices percápita por habitante Municipio Playa: Se caracteriza por presentar una gran parte de las calles y avenidas con árboles frondosos a ambos lados, por la presencia de patios arbolados en las residencias y numerosos parques con presencia de árboles. En el mapa del espacio verde urbano correspondiente, se destaca con alguna dificultad el trazado continuo de los árboles en las calles y avenidas, debido a la escasa resolución de 20 m de la imagen utilizada. Detalles del arbolado en el interior de las manzanas y en los patios, requeriría de una mayor capacidad para discernir entre los diferentes tipos de vegetación. Se estima un total de 16,536 árboles plantados en todo el municipio y en unos 7,858, los que faltan por plantar para cubrir los espacios vacíos en estos sitios. (Datos del Censo 1996-1997). Los parques más importantes del municipio, son: Ave.13 y 86, Ave. 7ma. y Calle 6, Ave. 13 y calle 76, Ave.7ma. y Calle 94, Calle 46 y 17, el Parque frente al hospital Cira García. Se distingue con facilidad la parte de Bosque Secundario Natural correspondiente al Parque Metropolitano, (Bosque Almendares) y el Manglar que ocupa la costa norte en “Los Bajos de 16 Santa. Ana” y las riveras del río Jaimanitas. Se aprecia igualmente, la zona de vegetación arbórea abundante y vigorosa localizada en las inmediaciones de los repartos Cubanacán y Barandilla. Municipio Plaza de la Revolución: Se caracteriza por presentar una gran parte de las calles y avenidas con árboles frondosos a ambos lados, por la presencia de patios arbolados en las residencias y numerosos parques con presencia de árboles. Se estima un total de 10,728 árboles plantados en todo el municipio y en unos 5,306, los que faltan por plantar para cubrir los espacios vacíos en estos sitios. (Datos del Censo 1996-1997). Los parques más importantes del municipio que son: Parque de Coppelia, Parque de 19 entre H e I, Parque de Ave. Carlos M. de Céspedes y 19 de Mayo, Parque de 23 entre B y C; Parque Acapulco y el Parque de 19 y Línea. Entre los bosques y jardines de importancia se encuentran: El Parque Metropolitano, El Cementerio de Colón, el Parque Zoológico de 26 y el Bosque de la Quinta de Los Molinos”, Como plantaciones en forma de bosquetes en el municipio, se destacan los siguientes: Bosquete de Zapata y Boyeros Bosquete de Ave. Boyeros entre Colón y San Pedro Bosquete de Loma y 39 Bosquete de 39 y Paseo. Municipio Arroyo Naranjo: Se caracteriza por presentar con árboles frondosos en las principales calles y avenidas algunos núcleos urbanos como Víbora Park, Reparto Eléctrico, Reparto Frank País, y Reparto Callejas, por la presencia de patios arbolados en las residencias y numerosos parques con presencia de árboles. A diferencia de otros municipios, presenta mayores extensiones de terrenos cubiertos de bosques naturales y artificiales y además por tener dentro de su jurisdicción, dos de los grandes parques de la ciudad que son el Parque Lenin y el Jardín Botánico Nacional. 17 Se estima un total de 5,525 árboles plantados en todo el municipio y en unos 10,056 los que faltan por plantar para cubrir los espacios vacíos en estos sitios. (Datos del Censo 1996-1997). Los parques más importantes del municipio son, en las afueras de la ciudad, El Jardín Botánico Nacional y el Parque Lenin, mientras que en la zona urbana, están el Parque de Aranguren y Grant y el Parque de las Calles Martí y Arnao. Bosques Naturales: Representados por las Tetas de Managua, Áreas de la subcuenca Río Hondo y Galerías de los ríos que existen en el municipio. Bosques artificiales: Las plantaciones de Algarrobo de la India (Albizzia procera) y Gemelina (Gemelina arbórea) en la presa Ejército Rebelde, plantaciones de Teca (Tectona grandis )en áreas de la subcuenca del Río Hondo, plantaciones de Roble blanco (Tabebuia angusta, S.W) en áreas de la comunidad suburbana “El Comodoro”, del Consejo Popular Calvario-Fraternidad, plantaciones de Casuarina (Casuarina squisetifolia, Lin) en Carretera Vieja de Managua y Primer anillo. Municipio Habana del Este: Caracterizado por presentar la mayor cantidad de superficie cubierta por árboles en la parte este del municipio, en las localidades de Campo Florido y Guanabo, así como en la parte central en las localidades de Tarará, Playa Bacuranao y Cojímar. En Campo Florido, las áreas de árboles se encuentran en las márgenes de la presa La Coca, con plantaciones de Casuarina y Bosques Naturales. En la presa La Zarza, en su parte sur, aparecen Bosques Secundarios Semicaducifolios sobre suelos calizos con las especies características de esta formación boscosa.. En Guanabo, las áreas arboladas pertenecen a la formación Manglar y ocupan las regiones de El Rincón de Guanabo, la Veneciana, la Conchita y Boca Ciega. También se encuentra el bosque de galería del Río Itabo. En Tarará, se encuentran el bosque de galería del río del propio nombre. En la Playa Bacuranao, se encuentra el bosque de galería de igual nombre En el río Cojímar, se desarrolla el bosque de galería compuesto por Majagua (Hibiscus heliaceus), Baria (Cordia gerascantus), Ateje (Cordia collococca, L), Guásima (Guazuma 18 tormentosa), y especies endémicas del lugar, razón por la cual está propuesta por CITMA, como Área Protegida. Se estima un total de 7,998 árboles plantados en todo el municipio y en unos 6,561 los que faltan por plantar para cubrir los espacios vacíos en estos sitios. (Datos del Censo 1996-1997). En las inmediaciones del Parque Morro-Cabaña, existen plantaciones de poca altura. Municipio Regla: En municipio carece prácticamente de áreas arboladas. Se destaca solamente la formación manglar que se encuentra ubicada entre la refinería Ñico López y el reparto Residencial Vía Túnel, el resto de las áreas arboladas, la constituyen los árboles en las calles y avenidas, en los patios de las casas y en los parques. Se estima un total de 186 árboles plantados en todo el municipio y en unos 64 los que faltan por plantar para cubrir los espacios vacíos en estos sitios. (Datos del Censo 1996-1997). Municipio Centro Habana: En este municipio, al igual que su vecino, Habana Vieja, solamente se localizan árboles en los parques y en algunas calles y avenidas. Los parques más importantes son: el Parque de la Fraternidad, el de calle Reina y Ángeles (El Curita), los parques de Belascoaín y Ave. Salador Allende y Belascoaín y Estrella, el parque de las calles San Rafael y Hospital, el Parque Fe del Valle. La avenida de Carlos III, es la que se destaca con árboles en este municipio. La especie predominante es Flamboyán amarillo. 19 Se estima un total de 214 árboles plantados en todo el municipio y en unos 99 los que faltan por plantar para cubrir los espacios vacíos en estos sitios. (Datos del Censo 1996-1997). TABLA CON LOS RESULTADOS DE LOS CALCULOS DE SUPERFICIE CUBIERTA ARBOREA POR HABITANTE Fundamentación del cálculo. Teniendo en cuenta que la imagen de satélite usada no permite una discriminación de los árboles individuales que se encuentran en las calles y avenidas e incluso en el patio de las casas, se realizó el cálculo de la superficie cubierta arbórea, utilizando dos fuentes: El Censo de Arbolado de la Ciudad de La Habana y la imagen digital. Con la primera de las fuentes, se procedió de la siguiente manera: se tomó el dato de la cantidad de árboles en las calles y avenidas existentes por municipios, según el Censo de Arbolado de la Ciudad de La Habana de 1996-1997, se estimó el área promedio de la copa de un árbol y se multiplicó por la cantidad existente según esa fuente (Col.3). Con la segunda se procedió como sigue: se determinó el valor calculado automáticamente por el software de procesamiento de imagen, que toma en cuenta la cantidad de píxeles que ocupa la clase en la imagen clasificada (el píxel es de 20 x 20 m) (Col.5 ). Por esta vía es posible cuantificar todas las superficies cubiertas de árboles mayores de 400 m2, como pudieran ser las de los parques, plazas, y los bosquetes con superficie mayor al valor indicado. De esta manera, es posible computar el total de la superficie cubierta por árboles, sumando ambos valores (Col 6 Col 3 + Col.5). Para tener una idea más exacta de la significación de la cantidad de superficie cubierta arbórea, en los cálculos, se han separado los municipios más densamente edificados (Tabla 4), de aquellos otros que se ubican en la periferia y que son considerados como periurbanos y por lo general son menos densamente edificados que los anteriores (Tabla 5). Se han considerado dos índices. El primero toma en cuenta la cantidad de superficie cubierta arbórea por cada habitante (Col.9) y el segundo, la cantidad de superficie arbórea por cada m 2 del territorio en cuestión (Col.10). 20 Tabla No. 4 Índices de arbolado para los municipios metropolitanos No. Municipio Superficie Superficie TOTAL del Cubierta de de arbolado árboles en la Superf. de calles imagen (M2) Cant. de Cantidad Cant. de Cant. de Habitant de M2 de M2 . territorio de M2 Superf. Superf Cubierta Arbórea arbórea por x habit. x M2 de avenidas árboles (6/7) territorio (m2) (3 +5) y % M2 6 (6/8) 1 2 3 4 5 1 Playa 636 636 6.2 4 659 436 5 296 072 188 104 35020000 28.15 0.15 2 Plaza de 413 028 4 3 006 088 3 419 116 166 978 12350000 20.43 0.28 7 8 9 10 8 239 - - 8 239 169 538 3420000 0.05 0.002 20 867 - - 20 867 103 136 4360000 0.20 0.005 7 161 1.2 901 826 908 987 42 130 1.5 1 127 283 1 423 715 240 923 12280000 5.90 0.12 2.5 1 878 805 1 992 958 133 10180000 14.96 0.20 1 953 957 2 051 670 132 756 21690000 15.34 0.09 13 0.14 la Revolució n 3 Centro Habana 4 Habana Vieja 5 Regla 6 10 de 296 432 10090000 21.57 0.09 Octubre 7 El Cerro 114 153 1889 8 Marianao 97 713 SUB-TOTAL de 1 594 229 2.6 527 15114624 117775 395 6 21 10930000 12.83 0 Tabla No.5: Índice de arbolado para los municipios periurbanos No. Municipio Superficie Superficie TOTAL del Cubierta arbolado árboles en la Superficie . de calles imagen (m2) y % M2 avenidas de de Cant. de Cantidad Cant de Cantid Habitant de M2 de M2 territorio de de Superf. de Cubierta Arbórea Superf por x habit árboles Arbórea x M2 de (m2) territorio 1 2 3 4 5 6 7 1 Habana 252 599 16, 12 12 166 468 14191000 76.00 5 400113 665712 14, 10 10 5 897069 956321 66 143 5,1 3 832 762 3 898905 153 635 25540000 25.37 0.15 del Este 2 Guanaba 59 252 coa 3 San M2 8 9 10 0.09 0 105 525 12918000 103.83 0.08 0 Miguel 4 La Lisa 200 262 3,2 1 404 870 1 605 532 121 374 36620000 13.22 0.004 5 Boyeros 155 887 12, 9 394025 9 549 912 169 153 13022000 56.45 0.07 5 6 7 Arroyo N. 212 713 El Cotorro 48 164 17 13, 0 12 12 775874 988597 195 566 82000000 66.41 9 920020 9 968184 71 867 65900000 138.70 0.16 0.15 2 SUB-TOTAL 9 950 020 60624773 70 574793 22 983 588 61137000 71.75 0 0.12 Tabla No.6 Índice de arbolado para toda la provincia Ciudad de La Habana No. Municipio Superficie Superficie TOTAL de de Cant. de Cantidad del Cubierta arbolado árboles en la Superficie . de calles imagen (m2) y % M2 avenidas Cant de Cantid Habitant de M2 de M2 territorio Superf. de Arbórea Superf por x habit árboles Arbórea x M2 de territorio 1 2 1 Municipio 1 594 229 13 s 395 6 4 5 6 7 60624773 70 983 588 61137000 71.75 527 15114624 117775 8 9 10930000 12.83 10 0.14 0 Metropolit anos 2 Municipio 9 950 020 s 574793 0.12 0 Periurban os 3 Provincia 11 74 85 2 720 Ciudad 152168 696417 161344 670000 de 544249 M2 Cubierta (m2) 3 de de La Habana 23 34.30 0.12 VALORACIÓN SOCIOECONÓMICA. Este trabajo nos permite cuantificar los índices que pueden reflejar la calidad de vida de nuestra ciudad y ponen en la mano de los especialistas en la temática de una herramienta para tener en cuenta en la proyección estrategia de la misma. 24 CONCLUSIONES El trabajo desarrollado, ha corroborado la importancia de las imágenes satelitarias para acometer trabajos relacionados con la evaluación y cuantificación de los recursos naturales y el medio ambiente urbano y periurbano. Queda patentado que para estudios como el que nos ocupó, la resolución espacial de la imagen utilizada (20 m para las imágenes Spot-XS), no es suficiente para discriminar la vegetación arbórea en el interior del tejido urbano, es decir en los patios de las residencias y en las calles y avenidas, Para la evaluación y cuantificación de las masas vegetales en los espacios fuera de la red urbana, y para generar un producto cartográfico a escalas entre 1:50 0000 y 1:100 000 las imágenes Spot-XS, son ideales por su objetividad y precisión. Los cálculos realizados para determinar la superficie cubierta por árboles, a partir de la clasificación digital de la imagen y de los datos de los inventarios, han permitido arribar a la conclusión de que el índice de superficie arbórea por habitante en el contexto provincial es significativamente variable, y poco objetivo toda vez que no permite una comparación entre las unidades administrativas, las que difieren por su extensión y población. Por su parte, el índice de superficie arbórea por cada m2 de territorio, parece reflejar un poco mejor la realidad existente, al partir de un criterio más realista y fijo en el tiempo, que es la cantidad de territorio en m2, lo cual si puede constituir un parámetro de comparación en los diferentes tipos de unidades administrativas territoriales (municipios urbanos, municipios periurbanos) Los índices promedio de 34.30 m2 de árboles por habitantes y 0.12 m2 de árboles por cada m2 de superficie del territorio, permitirá a los especialistas forestales y de áreas verdes, arribar a las conclusiones finales sobre el tema y a trazar las políticas adecuadas para lograr una ciudad más bella, más funcional, y más saludable. 25 RECOMENDACIONES. La utilización de la teledetección espacial en las evaluaciones de las diferentes fenómenos que acontecen en el entorno urbano y como herramienta en el monitoreo de los criterio e indicadores de la reforestación sostenibles. Para discriminar la vegetación arbórea en el interior del tejido urbano, es decir en los patios de las residencias y en las calles y avenidas, , será necesario utilizar una de las siguientes vías en trabajos futuros: Utilizar imágenes satelitales de mayor resolución espacial y espectral Trabajar con productos satelitarios del tipo Spot XS + P, cuyo efecto es similar a utilizar una imagen de mayor resolución espacial 26 BIBLIOGRAFIA Armaud, M., 1991, Aplicación de la teledetección al urbanismo: Planificación urbana e imágenes espaciales, Utilidad de los datos Spot, SELPER, Vol.7, No.4, pp: 34-48 Autores Varios, 1994, Telemap 2.1 Software para las geociencias, Referencia Teórica, ICH, p.v. Autores Varios, 1994, Telemap 2.1 Software para las geociencias, Manual de Usuario, ICH, p.v. Autores Varios, 1984-1993, Proyecto Provincial de organización y desarrollo de la economía forestal, Ministerio de la Agricultura, Ciudad de La Habana, Cuba. Carter, E,J., 1996, El potencial de la Silvicultura urbana en los países en desarrollo: Conceptos, FAO, Santiago de Chile, p.v. Chuvieco, E., 1995, Fundamentos de Teledetección espacial, 2da. Edición, RIALP, S.A, Madrid, España. Murray Sh., 1998, Silvicultura urbana y periurbana en Quito, Ecuador, Estudio de caso, FAO, Roma, Italia. Vilamajó, D. y M. Lauzán, 1998, La Diversidad vegetal en torno del Río Almendares, Instituto de Ecología y Sistemática, Ciudad de La Habana, Cuba. (Inédito. 27