1.-CARATULAS_INDICE_RESUMEN_SUMMARY.pdf

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES
ESCUELA DE CIENCIAS GEOLÓGICAS Y AMBIENTALES
TESIS PARA LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE
INGENIERO AMBIENTAL
“ESTUDIO
MULTITEMPORAL
DEL
USO
Y
COBERTURA DEL SUELO DEL SECTOR BAJO ALTO
EN LA PROVINCIA DE EL ORO UTILIZANDO
SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA”
AUTORA: ANDREA ELINA FUENTES UBILLA
Guayaquil - Ecuador
2012
DERECHO DEL AUTOR
“La responsabilidad por los hechos, ideas y doctrinas expuesta en esta tesis,
corresponde exclusivamente a su autora Andrea Elina Fuentes Ubilla, egresada de
Ingeniería Ambiental, siendo el mismo requisito previo a la obtención del título de
Ingeniera Ambiental”.
ii
DIRECTORA DE TESIS
Ing. Geol. BETTY MUZZIO AROCA
………………………………………………………………
iii
Universidad de Guayaquil
Facultad de Ciencias Naturales
HOJA DE APROBACIÓN DE TESIS
“ESTUDIO MULTITEMPORAL DEL USO Y COBERTURA DEL SUELO DEL
SECTOR BAJO ALTO EN LA PROVINCIA DE EL ORO UTILIZANDO
SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA”
AUTOR: ANDREA ELINA FUENTES UBILLA
Ing. Geol. José Veloz Pin
PRESIDENTE DEL TRIBUNAL
…………………………………………..
Ing. Geol. Betty Muzzio Aroca
MIEMBRO DEL TRIBUNAL
…………………………………………..
Msc. Hugo Lozano Aguirre
MIEMBRO DEL TRIBUNAL
………………………………………….
Abg. Jorge Solórzano Cabezas
SECRETARIO DE LA FACULTAD
………………………………………….
Guayaquil, diciembre de 2012
iv
DEDICATORIA
“Que si mis alas se rompían
no dejara de volar,
que si la esperanza se escapaba
yo la debía de buscar...”
A mi ángel guardián en la tierra.
v
AGRADECIMIENTO
Ing. Betty Muzzio Aroca
Sus consejos, clases y ediciones fueron de gran aporte para la realización de mi tesis
y crecimiento intelectual.
Ing. Erwin Larreta
Gracias por mostrarnos que la tierra se puede estudiar desde arriba y no solo desde
abajo, la teledetección es una muestra y cada día en evolución.
Anónimos
A mi familia, al personal directivo, docente administrativo y de servicios de la
Facultad de Ciencias Naturales, y a mis colegas que de una u otra forma aportaron
en este trabajo, mis infinitas gracias a todos.
Elina
vi
RESUMEN
El presente estudio comprende el análisis cuantitativo del uso de la tierra y el cambio de
cobertura del suelo en la zona de Bajo Alto en la provincia de El Oro en 1977, 2003 y 2010,
utilizando tecnologías de sensores remotos, como lo son imágenes de satélite WorldView 1
del 2010, Fotografía aérea e imagen Landsat 7 del 2003 y fotografía aérea de 1977. Para
detectar y cuantificar los cambios ocurridos en la cobertura del suelo se utilizaron softwares
como ArcGIS 9.2 y ERDAS IMAGINE 9.3, la proyección utilizada fue WGS84 Zona 17 S.
Las imágenes de satélite han sido pre-procesadas mediante la realización de correcciones
geométricas. En la metodología de la clasificación se tomaron áreas conocidas con
anterioridad, se empleó fotointerpretación, interpretación visual y comprobación en el campo.
Se ha categorizado en las imágenes 6 clases: línea costera, bosque seco, manglar, arenal,
asentamientos y camaroneras. Este trabajo de investigación demuestra la capacidad de SIG y
Teledetección en la captura de datos espacio-temporales. Se ha intentado captar lo más exacta
posible seis clases de uso y cobertura del suelo a medida que cambian a través del tiempo,
estas clases fueron producidas claramente por cada año de estudio, pero con más énfasis en las
zonas edificadas (asentamientos y camaroneras), ya que esta combinación de actividades
humanas de hecho afectan a las otras clases.
La cobertura del suelo más afectada fue el manglar, gravemente deforestada por el “boom
camaronero de 1977”. Manglar lideraba la tabla de distribución de la tierra en 1977 con 59% y
en el 2010 tan solo representa el 18% del total de clases. Existió un accionar por parte de la
comunidad en cuanto a preservación y reforestación del manglar en el período 2003 – 2010,
ya que esta cobertura incrementó un 2%. Además cabe mencionar que la principal amenaza de
los manglares ha sido y sigue siendo el uso del suelo en la construcción de camaroneras, esta
capa lidera dentro de la distribución total del 2003 y 2010 con 76% y 77%, respectivamente.
Dentro de los cálculos se determinó que el crecimiento paulatino que Bajo Alto presenta en la
capa asentamientos, se ha generado mayoritariamente por el fenómeno de El Niño y la Planta
de licuefacción de Petroecuador, que genera empleos para la comuna. Existieron cambios en el
período 1977-2003 para la línea costera, las mediciones obtenidas desde 1977 hasta el 2010 en
la línea norte son 0.108 Km, mientras que en la línea sur son 0.373 Km en ambos casos avance
de la línea costera. La bibliografía encaminó la información a El Niño, fenómeno que se
presentó como destructivo en 1997 y 1998 según el INOCAR, además de procesos erosivos y
de sedimentación relacionados con la dinámica del Río Jubones.
Se creó el “Mapa de Uso y Cobertura del Suelo” para cada año, para finalmente obtener “
Mapa del Análisis Multitemporal del Uso y Cobertura del suelo en Bajo Alto”, el cual engloba
todo los datos obtenidos en este estudio, que además refleja el estado actual y pasado de la
zona.
vii
SUMMARY
This study examines the use of GIS and Remote Sensing techniques to detect land use /cover
change in Bajo Alto in the province of El Oro in 1977, 2003 and 2010. The use of remote
sensing products such as, WorldView-1 imagery (2010-yr), aerial photography and Landsat 7
imagery (1977- 2003-yr) was tested to characterize changes along the study years, as well,
GIS platforms. The projection used was WGS84 Zone 17 S.
The images were geometrically corrected and geocoded to the Universal Transverse Mercator
(UTM). Resampling was performed using a nearest neighbor algorithm. The methodology
used to classify the imagery was a combination between photo interpretation and the
knowledge of the area through a supervised classification. The Images were categorized into
six classes: dry forest, mangrove, sand areas, shrimp pools, settlements and coastal strip. This
research demonstrates the ability of GIS and Remote Sensing capturing data in time and space.
We captured as accurately as possible six classes of land use and cover as they change over
time; the six classes were clearly produced for each year of study but with more emphasis on
settlements and shrimp pools because both are a combination of human activities which in fact
affect the other classes.
The more significant affected coverage was mangrove, it was severely deforested, this may
suggest that was caused by the "shrimp's farming boom” of 1977. Mangrove leaded the table
of land distribution in 1977 with 59% and in 2010 only represents 18% of classes. The
community has been interested in the preservation of the mangrove in the period 2003 – 2010,
the evidence is presented with the increase of 2% of mangrove coverage. Also is worth to
mention that the main threat to mangroves has been and still remains, the construction of
shrimp pools, this layer leads in the total distribution of 2003 and 2010 with 76% and 77%
respectively.
Basic statistics were used to determine the growth percent of the layer settlements, these
results were related to the Gas (GLP) plant of Petro Ecuador which have been generating job
opportunities to the community and moreover, the constantly movement of surrounding
communities to Bajo Alto. Significant changes were detected for coastal strip coverage in
1977-2003-yr; in fact, measurements obtained in 1977 to 2010 are 0.108 km in advance of the
North coast strip and also advance of 0.373 km of the southern strip. The literature
information suggests that it was caused by El Niño, a phenomenon presented as destructive in
1997 and 1998 according to INOCAR. Furthermore, this change can be related with erosion
and sedimentation processes of Jubones River dynamics
As results, as well the following maps were created: "Map of Land Use and Cover" of each
study year and “Long term Analysis of the land use/cover in Bajo Alto", which include all the
data obtained in this study.
viii
TABLA DE CONTENIDOS
PÁGINAS
Presentación .,...………………………………………………….
I
Derecho del autor …………………………………………………
ii
Director de tesis .....…………………………………………………
iii
………………………………………
iv
Dedicatoria ………………………………………………………..
v
Agradecimiento ……………………………………………………
vi
Resumen …………………………………………………………..
vii
Summary ……………………………………………………….....
viii
Hoja de aprobación de tesis
Índice
……………………………………………………………
x
Índice de gráficos …………………………………………………
xiii
Índice de fotografías ……………………………………………....
xiii
Índice de tablas ……………………………………………………
xiv
Índice de figuras …………………………………………………..
xiv
Índice de cuadros ………………………………………………….
xv
Índice de mapas ………………………………………………......
xv
ix
ÍNDICE
N° de
ITEM
DESCRIPCIÓN
PÁGINAS
CAPÍTULO I
INTRODUCCIÓN
1.1
Antecedentes del estudio……………………………………..
1
1.2
Planteamiento del problema………………………………….
3
1.3
Justificación del estudio………………………………………
3
1.4
Hipótesis………………………………………………………...
4
1.5
Finalidad y objetivos…………………………………………...
4
1.5.1
Objetivo………………………………………………………….
4
1.5.2
Objetivos específicos…………………………………….…….
5
1.6
El Área de estudio……………………………………………...
5
1.6.1
Geología regional………………………………………………
8
1.6.2
Clima y temperatura……………………………………………
8
1.6.3
Riesgos Naturales……………………………………………...
9
1.6.3.1
Peligro de inundación………………………………………….
10
1.6.3.2
Peligro sísmico…………………………………………………
11
1.6.3.3
Peligro de deslizamiento………………………………………
12
1.6.4
Caracterización de la Zona Bioclimática…………………….
13
1.6.5
Caracterización de la Formación Vegetal…………………...
13
1.6.6
Caracterización del Piso Zoogeográfico……………………..
14
1.6.7
Zonas declaradas de protección……………………………..
14
1.6.8
Descripción poblacional……………………………………….
15
1.6.9
Problemática social…………………………………………….
16
1.7
Definición de términos…………………………………………
18
CAPÍTULO II
REVISIÓN DE LA LITERATURA
2.1
Uso y cobertura del suelo………………………………………...
x
22
2.2
Cambios en la cobertura del suelo………………………….........
23
2.3
El alcance de la teledetección ……………………………………
26
2.3.1
Incorporación de datos espaciales………………………….........
27
2.3.2
Análisis de datos espaciales……………………………………..
28
2.4
Representación digital de una imagen satelital………………….
29
2.5
Procesamiento digital de una imagen……………………………
30
2.5.1
Elementos de un sistema de procesamiento digital de imagen…..
30
2.5.2
Etapas principales en el procesamiento digital de imágenes…….
31
2.5.3
Correcciones de la imagen……………………………………….
32
2.5.3.1
Correcciones radiométricas………………………………….......
32
2.5.3.2
Corrección de Bandeado…………………………………….......
33
2.5.3.3
Correcciones atmosféricas……………………………………….
33
2.5.3.4
Correcciones geométricas…………………………………..........
34
2.5.3.5
Convolución cúbica………………………………………………
36
2.5.3.6
Vecino cercano……………………………………………………
37
2.5.4
Realces……………………………………………………………
37
2.5.4.1
Histogramas………………………………………………………
38
2.5.4.2
Operaciones de contraste y combinación de banda……...............
38
2.5.5
Filtros…………………………………………………………….
39
2.5.5.1
Filtros paso bajo………………………………………………….
40
2.5.5.2
Filtros paso alto……………………………………………….....
40
2.6
Clasificación de las imágenes……………………………….......
40
2.6.1
Tipos y procesos principales de clasificación…………………..
41
2.6.2
Evaluación de la precisión de la clasificación…………………..
42
2.6.3
Principales enfoques que existen en la clasificación digital…….
42
2.6.4
Clasificación no supervisada……………………………………
43
2.6.5
Clasificación supervisada………………………………………..
44
2.7
Procesos digitales complementarios…………………………….
45
2.7.1
Ortorectificación…………………………...…………………....
45
xi
CAPÍTULO III
METODOLOGÍA DEL ESTUDIO
3.1
Esquema de la metodología………………………………………
46
3.2
Adquisición de la información……………………………….......
47
3.3
Pre – campo……………………………………………………….
48
3.4
Integración de la información a las plataformas………………….
48
3.4.1
Software utilizado………………………………………………...
49
3.5
Mejoramiento de la información…………………………….......
49
3.6
Clasificación inicial del uso y cobertura del suelo………………
51
3.7
Clasificación……………………………………………………..
53
3.8
Esquema de clasificación………………………………………..
54
3.9
Verificación en el campo………………………………………..
55
3.10
Corrección de la información y adhesión de cambios…………..
57
3.11
Limitación en el estudio…………………………………………
58
3.12
Métodos de Análisis de Datos……………………………..........
58
CAPÍTULO IV
ANÁLISIS DE DATOS
4.1
Introducción………………………………………………………
64
4.2
Distribución del uso y cobertura de la tierra……………………..
64
4.3
Mapas generados…………………………………………………
64
4.4
Bosque seco……………………………………...………………
68
4.5
Manglar y camaroneras………………………………………….
69
4.6
Arenal……………………………………………………………
77
4.7
Asentamientos……………………………………………………
81
4.7.1
La Planta de licuefacción de Bajo Alto en el campo Amistad…..
83
4.8
Variabilidad en la línea costera………………………………….
87
4.0
Impactos ambientales significativos en la cobertura del suelo….
92
xii
CAPÍTULO V
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1
Conclusiones……………………………………………………….
95
5.2
Recomendaciones.………………………………………………..
97
N° de
ITEM
PÁGINA
ÍNDICE DE GRÁFICOS
1
Precipitaciones del 2000 al 2005…………………………..…..
9
2
Resultados para el uso de suelo en camaroneras………………
74
3
Resultados de la cobertura arenal……………………………..
78
N°de
ITEM
ÍNDICE DE FOTOGRAFÍAS
PÁGINA
1
Bananeras en la vía a Bajo Alto………………..……………….
6
2
Entrada a Bajo Alto………………………………………………
6
3
Zona de manglar……………….………………………………...
13
4
Muro de Protección…..………………………………………….
16
5
Escasez de servicios básicos………………………………….….
17
6
Estación de abastecimiento de gas…………………………….…
17
7
Bosque seco deciduo de tierras bajas en Bajo Alto……………..
68
8
Bosque de manglar en Bajo Alto………………………………..
71
9
Camaroneras en Bajo Alto……………………………………….
74
10
Arenal en Bajo Alto……………………………………………..
78
11
Asentamientos en Bajo Alto…………………………………….
83
12
13
Planta termoeléctrica estatal en Bajo Alto………………………
Planta de Licuefacción en Bajo Alto…………………………….
84
85
14
Muro de contención……………………………………………..
89
15
Línea costera en Bajo Alto………………………………….......
90
xiii
N° de
ITEM
ÍNDICE DE TABLAS
PÁGINA
1
Coordenadas del área de estudio………………………………..
6
2
Población de Bajo Alto en el 2006………………………………
15
3
15
4
Población del cantón El Guabo 2010……………………………
.
Población de la parroquia Tendales……………………………..
5
Detalle de la información……………………………………….
47
6
Clasificación…………………………………………………….
54
7
Distribución del uso y cobertura de la tierra en el área de
estudio…………………………………………………………..
Variabilidad en la línea costera…………………………………
64
ÍNDICE DE FIGURAS
PÁGINA
1
Amenaza por inundación en Bajo Alto…………..……………..
10
2
Amenaza sísmica en Bajo Alto…………..……………………
11
3
Amenaza por deslizamiento en el cantón El Guabo…………
12
4
Metodología……………………………..……………………...
46
5
Aplicación de histograma ecualizado en AOI_77…………….
50
6
Clasificación por pixeles AOI 2003…………………………..
52
7
Verificación en el campo de la clasificación inicial………….
56
8
Correcciones sobre la clasificación inicial……………………
57
9
Bosque seco del 2010…………………………………………..
69
10
Manglar 1977– 2010 en imagen 2010…………………………
73
11
Manglar y camaroneras sobre fotografía aérea de 1977……..
75
12
Camaroneras de 1977, 2003, 2010 sobre composición del 2003
76
13
Camaroneras en área de manglar……………………………
76
8
N° de
ITEM
xiv
15
14
Camaroneras 2010 ……………………………………………..
77
15
Arenal 1977 – 2010 sobre imagen 2010…………………….
79
16
Cambio arenal 2003 y 2010 ….…………………………...
80
17
Arenal de 1977, en el 2010 camaroneras…………………..
81
18
Cambio en asentamientos 1977, 2003, 2010……………….
82
19
Ubicación e influencia de la planta de licuefacción en Bajo Alto
86
20
Zonas inundadas por el fenómeno de El Niño……………..
87
21
Erosión costera en camaronera………………………………
90
22
Variabilidad en la línea costera 1977, 2003, 2010………...
91
N° de
ITEM
ÍNDICE DE CUADROS
PÁGINA
Impactos ambientales potenciales derivados de la construcción y
operación de estanques de cultivo de camarón en zonas de
humedales
costeros………………………………………………………….
92
ÍNDICE DE MAPAS
PÁGINA
1
Ubicación general…………………………………………….…
7
4.3.1
Mapa de Uso y Cobertura del suelo en Bajo Alto año 2010 .…..
65
4.3.2
Mapa de Uso y Cobertura del suelo en Bajo Alto año 2003……
66
4.3.3
Mapa de Uso y Cobertura del suelo en Bajo Alto año 1977……
67
4.10
Mapa del Análisis Multitemporal del Uso y Cobertura del suelo
en Bajo Alto……………………………………………............
94
1
N° de
ITEM
xv