The Nature Conservancy - TNC y el Centro de Levantamientos... Naturales por Sensores Remotos - CLIRSEN, con la colaboración de...

Cartografía planimétrica y temática de las Islas Galápagos – Ecuador
The Nature Conservancy - TNC y el Centro de Levantamientos Integrados de Recursos
Naturales por Sensores Remotos - CLIRSEN, con la colaboración de otras instituciones,
llevaron adelante el desarrollo del Proyecto Galápagos, cuyos principales resultados han sido
la generación de cartografía topográfica escala 1 : 50.000, cartografía temática sobre cobertura
vegetal y uso del suelo a la misma escala y cartografía temática sobre especies invasoras, a
escala 1 : 25.000, con el cubrimiento total del archipiélago para el caso de los dos primeros
productos y sobre cinco islas para el tema de las especies invasoras.
Para la georeferenciación se tomaron puntos de control en campo, usando sistemas GPS.
Estos puntos estuvieron distribuidos de manera homogénea dentro de cada una de las islas.
Estos puntos se seleccionaron en los sitios y accidentes geográficos donde había un fuerte
contraste, como es el caso de las playas, manglares, lavas, etc.
El modelo digital del terreno correspondió a los datos de la Misión Topográfica de Radar
adquirida por el Trasbordador Espacial, (SRTM), con el que se generaron las curvas de nivel. A
partir de las imágenes georeferenciadas se actualizó el perfil de las islas, el trazado de la red
vial, la red de drenaje y la actualización de los centros poblados, con sus respectivas bases de
datos. En base a la interpretación digital de imágenes satelitales de los sistemas QUICKBIRD,
SPOT, ASTER, EROS, LANDSAT e imágenes multiespectrales aeroportadas del Sistema
CLIRSEN, con las mejores características de calidad en cuanto a cubrimiento de nubes,
resolución espacial y espectral y actualidad, así como de la toma de datos radiométricos de
campo, medidas en campo del índice de área foliar y toma de datos GPS, se generaron los
mapas de cobertura vegetal y uso del suelo, así como la caracterización espectral de cuatro
especies vegetales invasoras: Guayaba, Mora, Cascarilla y Pomarrosa, distribuidas en cinco de
las principales islas del Archipiélago: Santa Cruz, Santa María (Floreana), Isabela, San
Cristóbal y Santiago.
1.- Introducción
El mantenimiento del equilibrio “natural” de las Galápagos constituye para el Ecuador una de
las obligaciones morales no solo por su contribución al mundo científico, sino por sus propios
intereses derivados de la trascendencia universal de este patrimonio. Sin embargo, pese a la
gran importancia científica de las islas Galápagos, se ha notado una deficiencia estructural en
las principales organizaciones gubernamentales y no gubernamentales que realizan trabajos de
investigación y otras actividades, para usar herramientas tecnológicas actuales que ayuden a
resolver problemas relacionados con el uso, manejo y conservación de este importante
ambiente ecológico. En los últimos tiempos se han realizado varios ensayos de mapeamiento y
cartografía temática de las islas Galápagos, estos mapas son bastantes imprecisos y a escala
pequeñas, por lo que estas inconsistencias han sido una de las limitantes para visualizar y
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Cartografía planimétrica y temática de las Islas Galápagos – Ecuador
espacializar la valiosa información generada sobre las islas Galápagos con una mayor
precisión y exactitud. En base al acuerdo con The Nature Conservancy - TNC, en junio de
2005, el Centro de Levantamientos Integrados de Recursos Naturales por Sensores Remotos CLIRSEN, realizó el presente estudio, el mismo que ha sido ejecutado tomando como fuente
las imágenes satelitales QUICKBIRD, SPOT, EROS, LANDSAT y ASTER y cumpliendo con las
especificaciones técnicas establecidas.
2.- Objetivo General
Elaborar la cartografía planimétrica y temática de las Islas Galápagos.
3.- Objetivos Específicos
Elaborar la cartografía básica planimétrica de las Islas Galápagos, con una superficie
aproximada de 8.000 kilómetros cuadrados, a escala 1:50.000.
- Elaborar la cartografía temática de cobertura vegetal de las Islas Galápagos, a escala
1:50.000, de acuerdo a la leyenda coordinada con TNC.
- Elaborar la cartografía de especies invasoras en las áreas húmedas definidas por el
Parque Nacional Galápagos, de las principales islas del Archipiélago de Galápagos (Isabela,
Santiago, Santa Cruz, Santa María y San Cristóbal), en una superficie de 25.000 hectáreas, a
escala 1:25.000.
- Obtener la validación del Instituto Geográfico Militar (IGM) de la cartografía elaborada
4.- Área de Estudio
Las Islas Galápagos se encuentran localizadas a casi mil kilómetros de distancia del
continente. Con un alto grado de vegetación y fauna endémicas, constituyen uno de los
paraísos naturales del planeta. Es uno de los Parques Nacionales más apetecidos del mundo.
Esta conformado por trece islas principales y numerosos islotes. Están enmarcadas dentro de
las siguientes coordenadas:
Latitud : 1° N a 2° S
Longitud: 89° W a 92°W
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Cartografía planimétrica y temática de las Islas Galápagos – Ecuador
5.- Elaboración de Mapas
5.1 Mapa Planimétrico
Para la obtención de este producto, se adquirieron imágenes de diferentes satélites disponibles
en el mercado, procurando el cubrimiento total de las islas y seleccionando aquellas con la
menor cobertura de nubes, así como buena resolución espacial y espectral.
Las imágenes satelitales seleccionadas fueron las siguientes:
SPOT 5, de 5 y 20 m de resolución espacial, con 2 bandas en el visible, 1 en el infrarrojo
cercano, 1 en el infrarrojo medio y 1 pancromática.
- ASTER, de 15 m de resolución espacial con 2 bandas visibles, 1 en infrarrojo cercano y 6
en infrarrojo medio. Estas últimas cos 30 m de resolución espacial.
- EROS, de 1,8 m de resolución espacial y solamente en banda pancromática.
- QUICKBIRD, de 2,4 m de resolución espacial, con 3 bandas en el visible y 1 en el
infrarrojo cercano.
- LANDSAT, de 30 m de resolución espacial, con 1 banda visible, 1 infrarroja cercana y 1
infrarroja media.
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Mosaico de imágenes Spot (vegetación en rojo)
Mosaico
de
imágenes
Landsat
(vegetación
verde)
Las
proyección
imágenes
Universal
seleccionadas
yse
adquiridas,
de
Mercator,
fueron
elipsoide
georeferenciadas
WGS84,
datum
y10’,
rectificadas
WGS84,
zona
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la
15
playas,
Con
de
estos
manera
este
puntos
manglares,
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homogénea
se
adquirieron
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lavas,
dentro
etc.
puntos
en
del
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área
GPS
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de
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campo,
donde
ycartas
puntos
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que
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en
las
bien
como
imágenes,
distribuidos
es
entre
A partir
digitalizar
teniendo
de
en
las
las
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imágenes
las
especificaciones
georeferenciadas
conforman
técnicas
el
mapa
yaen
la
elaboración
base
para
la
(había
perfil
escala
de
costero,
mosaicos,
1:50.000.
islas,
se
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procedió
a
Adicionalmente,
modelo
NASA,
conocida
digital
del
se
en
terreno
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inglés
de
como
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curvas
Misión
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de
de
nivel
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con
Topográfico
intervalos
de
del
40
Transbordador
m,
tomando
como
Espacial
fuente
de
la
el
De
cartografía
información
Geográfico
conformidad
planimétrica
Militar,
marginal.
con
Instituto
elTransversa
En
formato
base,
esta
Oceanográfico
actividad
del
Instituto
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de
Geográfico
en
la
54
Armada
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siguientes
yla
de
Parque
15’
para
por
Nacional
instituciones:
la
escala
con
Galápagos.
1:50.000,
larealizó
correspondiente
Instituto
la
5.2
Mapa
de
Cobertura
Vegetal
ycuya
Uso
del
Suelo,
escala
1:50.000.
El
empleando
realizándose
que
mapa
permitió
sobre
información
establecer
previamente
cobertura
satelital
una
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la
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de
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escala
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En
naturales,
Ministerio
Fundación
Integrados
este
proceso
de
como
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Recursos
el
participaron
Ministerio
Naturales
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The
Ganadería
del
instituciones
Nature
Ambiente
por
a
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Sensores
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través
de
Remotos
SIGAGRO,
del
(TNC)
Parque
con
(CLIRSEN)
ypresencia
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la
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Nacional
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conservación
de
Levantamientos
Galápagos,
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elrecursos
Las
resolución
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imágenes
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y,
para
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con
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20
5
metros.
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20
de
m,
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como
con
en
15
lasur.
mla
Isla
de
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Cartografía planimétrica y temática de las Islas Galápagos – Ecuador
interdependiente,
las
normalizada,
realzadas
concordancia
método
bandas
para
originales
para
varias
con
determinar
ala
posteriormente
composiciones
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de
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una
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clasificación
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de
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vegetal
establecida
e0,10
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identificar
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un
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uso
del
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respectiva
visual
un
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de
se
imágenes
de
vegetación
incluye,
una
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interpretación
aen
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más
manifestaciones
El
representado
estableciéndose
se
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dedicado
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producto
tiene
que
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invasora
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gráficamente
actividad
0,06%
76,50%
corresponde
físicas
como
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resultados
cuerpos
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se
del
encuentra
ser
en
a17
humano
una
de
por:
sectores
relevantes,
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clasificación
dominado
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el
(rasgos
19,13%
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de
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que
islas,
mora,
culturales).
corresponde
sobre
para
%una
yanálisis
se
54
pomarosa
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encuentra
hojas
superficie
a
a
superficies
yescala
quinina),
bajo
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total
1:50.000
elen
de
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desprovistas
uso
el
las
1,74%
2,47%
de
islas
del
suelo,
Galápagos
es
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Cobertura
Vegetal
ypartir
Uso
del
Suelo
de
las
Galápagos
(En
Hectáreas)
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Cartografía planimétrica y temática de las Islas Galápagos – Ecuador
Porejemplo
detallado
vegetales
cobertura.
cada
sector
definiéndose
dominantes
en
sub
latipos
unidad
de
a cada
yde
vegetación
para
isla
cada
natural,
uso se
tiene
caracterizados
obtienen
una desagregación
resultados
porse
laspresenta
aespecies
nivel
por tipo
más
página
Un
siguiente.
de lacorrespondiente
presentación
final
las
54principal,
cartas
dese
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vegetal,
ende
la
Fuente
Clirsen
-la
2006
5.2
Mapa
de
Especies
Invasoras,
escala
En
ha
en
continente,
considerarse
mayores
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zonas
evidenciado
su
los
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insuficientes
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A
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Parque
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desde
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de
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Con
colaboración
Darwin
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estas
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Parque
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CLIRSEN
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el
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Estación
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vegetales
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por
El método
gran
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resolución
realizado
(Quickbird,
está
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campo,
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Sistema
yresolución
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CLIRSEN
en
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uso
yde
SPOT),
digitales
de
imágenes
datos
con
fines
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clasificación
ypuntos
adquiridos
aeroportadas
de
con
las
un
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página
seleccionadas
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imágenes
áreas
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en
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cinco
tanto
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en
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medidas
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especies
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donde
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para
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índice
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las
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áreas
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de
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la
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de
como
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en
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por
yLas
adquisición
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la
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Islas
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áreas
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Charles
En
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en
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resolución
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De
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aproximada
mediante
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María
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imágenes
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desde
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“in
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Universidad
tanto
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para
de
Distribución
de
las
áreas
críticas
en
las
islas
seleccionadas
para
estudio
de
especies
invasoras.
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Cartografía planimétrica y temática de las Islas Galápagos – Ecuador
En la
primeramente
límites
de
causa.
razón
máscara
de
de
nubes
que
se
es
yla
elaboró
aproximada,
sombras
presencia
una
no
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máscara
quedando
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la
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elimine
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sombras
como
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influencia
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clasificación
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laelconstrucción
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Donde
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los
Disponiéndose
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para
de
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espectral
yel
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medidas
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campo
“in
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ypuntos
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las
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laslas
Luego
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supere
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las
que
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clasificaciones
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de
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en
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clasificación
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que
se
se
busque
clasificaciones
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supervisada,
elradiométricas
mejor
ubicación
no
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con
supervisadas,
un
de
con
número
los
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patrones
se
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clases
de
campo
obtenidos
por
que
un
en
en
separables,
Adicionalmente,
ayuda
evidencia
ade
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estadísticamente
por
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que
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proceso.
(NDVI),
que
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del
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de
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de
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de
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“vector”,
casos
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ylas
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ade
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puras
espectral
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yde
consolidadas,
cinco
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islas,
4en
especies
debido
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por
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su
formato
identificación
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“raster”
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campo
La
Cristóbal,
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y en
las
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se
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gráficos
como
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de
una
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relacionados
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con
los
la
las
resultados
medidas
correspondiente.
entregados
ello
radiométricas
área
en
el
obtenidas
proyecto.
dede
laen
Isla
Se
el
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Cartografía planimétrica y temática de las Islas Galápagos – Ecuador
Representación
espacial
de
las
especies
identificadas
en
lalas
Isla
San
de
en
la
dicha
el Isla
gráfico
área
San
con
Cristóbal,
los
se
colores
se
puede
ha
que
superpuesto
observar
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que
la
para
en
cobertura
una
cada
imagen
una.
de
blanco
especies
yCristóbal.
negro
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identificadas
estudio
especies
En
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los
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en
invasoras
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campo,
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como
con
resultado
las
se
obtenidas
presenta
lala
de
clasificación
correspondencia
los
histogramas
de
las
entre
de
imágenes.
las
las
clases
medidas
asignadas
adelas
Curvas de las medidas radiométricas obtenidas en la Isla San Cristóbal.
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Cartografía planimétrica y temática de las Islas Galápagos – Ecuador
Patrones
de respuesta media en la imagen QUICKBIRD de la Isla San Cristóbal
6.- Conclusiones.
6.1 Del Mapa Planimétrico.
El producto entregado cumple con las especificaciones técnicas exigidas para la escala
1:50.000 y se encuentra en proceso de validación por parte del Instituto Geográfico Militar.
6.2 Del Mapa de Cobertura Vegetal y Uso del Suelo.
La leyenda de cobertura vegetal y uso de suelo fue elaborada en base a consenso
principalmente entre representantes del Parque Nacional Galápagos, Estación Científica
Charles Darwin, The Nature Conservancy y CLIRSEN como principales actores del proyecto.
Sin embargo, se recibieron también sugerencias de otras instituciones como: SIGAGRO,
Ecociencia, MAG y MAE. Las variables que se tomaron en cuenta para la caracterización de la
cobertura vegetal fueron: fisonómico, ambiental, estratificación, fisiográfico y biótico.
La leyenda de cobertura y uso esta elaborada en base a la vegetación natural, poniendo
énfasis en las especies dominantes de cada uno de los estratos y categorías encontradas en
las islas e incluidas en la leyenda. La codificación de las diferentes unidades se determinó de
acuerdo al nombre del subtipo de la cobertura vegetal natural, utilizando las primeras letras de
los nombres y empleando letras mayúsculas y minúsculas para evitar confusiones. Cuando las
primeras letras de los nombres se repetían se realizaron los cambios mas adecuados al caso.
La clasificación digital no supervisada, en función a las bandas originales de las imágenes
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Cartografía planimétrica y temática de las Islas Galápagos – Ecuador
satelitales empleadas, mas la generación de un índice de vegetación normalizada, en
combinación con una interpretación visual interdependiente, dio excelentes resultados, en
algunos casos, se incorporaron mas detalles que no estaban muy claros en algunas islas. Los
manglares, algunas lagunas, humedales y monte salado se interpretaron visualmente ya que
por el tamaño de las unidades no fueron detectados por el computador. Las zonas
agropecuarias de las islas pobladas se reinterpretaron visualmente a fin de definir mejor la
variación existente en las mismas.
Los resultados de cobertura vegetal y uso del suelo se presentan en cuadros que resumen los
datos de los cientos de unidades existentes en las islas, esta representación se efectúa del
mosaico de cobertura vegetal y uso del suelo de tod el archipiélago; Posteriormente se
presenta información de todas las islas principales en las que se incluyen islas pequeñas,
islotes y rocas adyacentes a las mismas con los dos cuadros descritos anteriormente, lo que
permite tener una visión completa, para análisis y estudios posteriores.
6.3 Del Mapa de Especies Invasoras.
La discriminación espectral de especies vegetales invasoras es aplicable para aquellas que
conforman colonias o grupos puros en superficies de terreno mayores a 30 pixeles
reconocibles en la imagen y que se encuentren expuestos directamente a la iluminación solar.
En la realidad, las diferentes especies no se encuentran puras, lo cual contamina las muestras
espectrales y provocan asociaciones confusas en los procesos digitales de clasificación.
Las medidas radiométricas obtenidas en el campo, mediante el espectroradiómetro, al no
corresponder a la fecha de toma de las imágenes y a la posición y estado vegetativo de las
muestras cuya energía reflejada captan los sensores del satélite, se han considerado como
referencia para la selección de las clases resultantes de las clasificaciones. El caso de la mora,
esta planta forma arbustos y normalmente está asociada o bajo cubierta de especies arbóreas
o mezclada con pastos, motivo por el cual resulta difícil su caracterización espectral, lo que no
ha permitido su separabilidad individual en las clasificaciones digitales, presentándose
espacialmente como una asociación con pasto.
La presentación de los resultados de la distribución espacial de las cuatro especies
seleccionadas, se lo hace en modo “raster” y no “vector”, por cuanto no constituyen
formaciones puras y consolidadas y su identificación espectral en las imágenes se lo realiza a
nivel de píxel.
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Cartografía planimétrica y temática de las Islas Galápagos – Ecuador
Las diferentes características climatológicas dentro del archipiélago, y mas aún dentro de las
mismas islas, fue un limitante para que la extrapolación de la firma espectral de una misma
especie, se aplique a todo el territorio estudiado.
El presente trabajo investigativo puede considerarse como una línea base para estudios de
verificación y actualización, apoyado en un trabajo de campo mucho mas detallado y al uso de
productos de otros sensores remotos con mejores resoluciones espaciales y espectrales.
La persistente cobertura de nubes ha impedido disponerse de imágenes actualizadas y de
variada procedencia. 7.- Bibliografía.
ESPINOZA, José, Agricultura Por Sitio Especifico En Cultivos Tropicales, Inpofos, Casilla 17 17
– 980, Quito, Ecuador.
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Fuente:
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CLIRSEN.
E-mail: [email protected]
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