fotointerpretación

FOTOINTERPRETACIÓN DE LOS USOS DEL SUELO
XESÚS PABLO GONZÁLEZ VÁZQUEZ. Doctor Ingeniero Agrónomo.
Departamento de Ingeniería Agroforestal.
Universidad de Santiago de Compostela.
Administrador Ejecutivo de Metacortex España.
MANUEL FRANCISCO MAREY PÉREZ. Doctor Ingeniero de Montes.
Departamento de Ingeniería Agroforestal.
Universidad de Santiago de Compostela.
ÍNDICE.
1.- INTRODUCCIÓN.
2.- ANTECEDENTES.
2.1.- TRABAJOS FORESTALES REALIZADOS POR FOTOINTERPRETACIÓN.
2.2.- CARACTERÍSTICAS DE LAS FOTOGRAFÍAS AÉREAS.
2.2.1.- TIPOS DE FOTOGRAFÍAS AÉREAS.
2.2.1.1.- FOTOGRAFÍAS INFRARROJAS.
3.- PROCEDEMIENTO OPERATIVO.
3.1.- MATERIAL.
3.2.- MÉTODO.
3.2.1.- TESELACIÓN.
3.2.2.- FOTOINTERPRETACIÓN.
4.- RESULTADOS.
5.- BIBLIOGRAFÍA.
1.- INTRODUCCIÓN.
Fotointerpretar es, básicamente, identificar los diferentes objetos que aparecen en una fotografía
aérea1
Interpretar una fotografía es examinar las imágenes fotográficas de los objetos con el propósito de
identificar esos objetos, definir su categoría, su naturaleza, sus límites y sus relaciones con el
medio2 La fotointerpretación es el estudio de la imagen de aquellos objetos fotografiados y la
deducción de su significado3. Como técnica requiere una conjunción de elementos para la obtención
de buenos resultados, entre los cuales está la de conocer como son los objetos en la realidad para
poder localizarlos en una fotografía4.
La interpretación de la vegetación por fotografía aérea siempre va a depender de la fisionomía y de
las características florísticas de la zona5. A día de hoy, para trabajos que exijan una alta calidad de
resolución, siguen siendo una de las herramientas más utilizadas para el análisis de la cobertura de
usos del suelo6.
2.- ANTECEDENTES.
La primera ocasión en la que se utilizó la fotografía aérea fue en 1858 7, desde entonces, a lo largo
del siglo XX las fotografías aéreas han sido muy utilizadas. La información que proporcionaban no
tenía rival en calidad y precio8, y se ha convertido en la principal forma de conocer la cobertura del
suelo y la vegetación9. Por otro lado dada su mayor resolución la fotointerpretación se ha usado para
la determinación de los cambios en la vegetación10.
La limitación principal para la realización de la fotointerpretación ha sido el Test - object contrast11.
Una de las características más importantes que proporcionan las fotografias aéreas es la visión
estereoscópica: con un par estereocópico (un par de fotografías) con una parte común, se ven en
relieve o tridimensionalmente los distintos elementos de las fotografías. Inicialmente, para la
fotointerpretación, se usaron las lupas binoculares o estereoscopios, que permiten una visión
tridimensional más sencilla y sin tanto esfuerzo para los ojos. El fundamento de los estereoscopios
es que sus lupas agrandan la imagen, aumentando la sensación de relieve y permiten mirar sólo la
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
López-Cuervo e Estevez, Fotogrametría.
Serra, W., Fotointerpretación, fotogrametría y teledetección.
Goosen, D., Interpretación de fotos aéreas y su importancia en el levantamiento de suelos.
Vázquez Moure, F. y J. Martín López, Lectura de mapas.
Murtha, P.A., Manual of photographic interpretation.
Campbell, J.B. Manual of photographic interpretation.
Graham R. e R. Read, Manual de fotografía aérea.
Goosen, D., Interpretación de fotos aéreas y su importancia en el levantamiento de suelos.
Zonneveld, A.W., Land ecology.
Lo C.P. y R.L. Shipman, Photogrametric engineering and remote sensing.
Murtha, P.A., Manual of photographic interpretation.
fotografía correspondiente12.
Existen básicamente dos tipos de modelos de estereoscopio:
•
El estereoscopio de bolsillo: algunos son rígidos, otros con un mecanismo extensible...,
consisten en dos lentes planas convexas montadas sobre unas patas, pero para ver el área de
solape de dos fotografías hay que doblarlas o utilizar una superficie de apoyo con ranuras, puesto
que la distancia interpupilar es la distancia que hay entre puntos homólogos.
•
El estereoscopio de espejos: está compuesto por un par de lentes y dos pares de espejos. La
característa principal es que admiten distintos aumentos, en función del grado de detalle que se
desee y además no es necesario doblar la fotografía para ver el grado de solape.
La fotografía ha experimentado notables avances en los últimos años:
•
A partir de las fotografías aéreas y mapas catastrales en papel, se realiza la fotointerpretación y
mediante tabletas digitalizadoras se almacena la información en el ordenador.
•
A partir de fotografías en formato digital se trabaja directamente en el ordenador y se almacena
directamente la información. Este es el método utilizado en el proyecto que da lugar a esta
publicación.
2.1.- TRABAJOS FORESTALES REALIZADOS POR FOTOINTERPRETACIÓN.
La primera vez que se utilizó la fotografía aérea para inventarios forestales fue en 1919 y se llevó a
cabo en Canadá13. Desde entonces hasta la actualidad se han desarrollado en el campo forestal
métodos sencillos para recoger información a partir de fotografías aéreas. Recientemente se han
realizado trabajos sobre clasificación de madera14. Una guía útil de fotointerpretación forestal es la
realizada por Tiner, R.W., y/o una recopilación de los principales trabajos forestales llevados a cabo
con fotografía aérea en Australia desde 1960 realizada por Spencer, R..D.
Dentro del ámbito de trabajo forestal, normalmente se hace más hincapié en la interpretación de
fotografías que en la fotogrametría propiamente dicha15. Así, los principales objetivos de la
fotointerpretación son los siguientes16:
•
Clasificación de superficies forestales y elaboración de mapas de vegetación.
•
Estimación de volúmenes y biomasa.
12
13
14
15
16
Vázquez Moure, F. y J. Martín López, Lectura de mapas.
Parry J.D., Canadian surveyor.
Gyde Lund, H., Manual of photographic interpretation.
Rhody, B., Photointerpretation and mapping for forestry purposes.
Álvarez González J.G, y otros, Inventario forestal por fotografía aérea y teledetección.
•
Planificación y trazado de vías de saca.
•
Estudios de cuencas de drenaje y de erosión.
•
Delimitación y valoración de áreas afectadas por plagas y enfermedades.
•
Planificación de los usos del suelo.
•
Valoración de daños por incendios forestales.
•
Planes de ordenación forestal.
•
Planificación de repoblaciones y áreas recreativas.
•
Inventarios forestales.
Una vez más el problema principal de los anteriores trabajos ha sido la falta de uniformidad de
criterios, que permitiesen su homologación y equiparación a nivel internacional.
En la actualidad, a pesar de la notable mejora en calidad de los trabajos realizados por teledetección,
la fotografía aérea sigue teniendo un peso importante en la profesión forestal, como pone de
manifiesto el hecho de que la mayor parte de los inventarios forestales nacionales sigue formando
parte esencial de su metodología de trabajo, tanto para la identificación de especies como para la
cubicación de masas forestales17.
2.2.-CARACTERÍSTICAS DE LAS FOTOGRAFÍAS AÉREAS.
La fotografía aérea siempre que cumpla una serie de requisitos relativos a escala, película empleada,
época adecuada para la toma..., constituye una herramienta muy útil en el campo forestal.
Una de las características más importantes que proporcionan las fotografias aéreas es la visión
estereoscópica: con un par estereocópico (un par de fotografías) con una parte común, se ven en
relieve o tridimensionalmente los distintos elementos de las fotografías.
Las fotografias aéreas son la base fundamental de la planificación, así como para generar la base
estructural de cualquier Sistema de Información Geográfica (SIG).
Algunos de los elementos de la fotografía aérea más relevantes de uso común para lograr los
propósitos de la fotointerpretación son: tamaño, forma, sombra, tono y color, y textura18.
El tamaño es uno de los factores más útiles para la identificación de objetos. El tamaño de un objeto
se puede inferir realizando comparaciones del tamaño relativo de un objeto con respecto a otro
conocido, presente en la imagen estereoscópica. Sobre la base del tamaño se pueden diferenciar
17 Eid T. e E. Naesset, Journal of forest research.
18 Graham R. e R. Read, Manual de fotografía aérea.
árboles de arbustos o matorrales. En sitios que presentan similares características, la altura de los
árboles es un antecedente de importancia para la clasificación de edad y estado de desarrollo de las
masas boscosas.
La forma es el elemento que mejor explica la clasificación de objetos dentro de ciertos parámetros,
esto se debe a que las formas observadas en la fotografía aérea se pueden relacionar directamente
con las formas de los objetos que estamos acostumbrados a percibir. El problema es que en ciertas
situaciones es altamente difícil interpretar objetos vistos de forma vertical; esto debido a la
variación que presenta la forma comparada con nuestro habitual punto de vista. Este elemento, junto
con otros, es usado para la identificación de especies arbóreas que presentan formas características,
o árboles que tengan características particulares dentro de una masa boscosa.
La sombra, como elemento de la fotointerpretación, permite el reconocimiento de objetos que no
son fácilmente reconocibles en un plano vertical, dando referencias de la forma en un plano
horizontal. Las sombras son particularmente útiles en zonas de bajo contraste tonal, permitiendo
diferenciar objetos.
La sombra es un elemento complementario a la forma en el proceso fotointerpretativo.
Tono y color son elementos de juicio muy importantes dentro de la fotointerpretación, ya que con la
tonalidad se pueden conocer características de la superficie interpretada. Por ejemplo superficies
suaves abiertas, tales como campos y suelos minerales expuestos, presentan una tonalidad clara,
mientras que las superficies no uniformes, tales como cultivos, praderas y bosques, presentan una
tonalidad oscura. Esto permite la identificación de bosques y praderas, además de cursos de agua,
los que generalmente adoptan una tonalidad oscura.
La textura en la fotografía está constituida por repeticiones tonales de grupos de objetos, los cuales
son muy pequeños para ser reconocidos como objetos individuales. Esta permite diferenciar un
bosque adulto de uno joven, ya que el adulto presenta una textura gruesa, mientras que el bosque
joven presenta una textura fina.
De lo señalado para los elementos de la fotointerpretación queda de manifiesto que la
identificación, reconocimiento y análisis del medio a partir de fotografías aéreas, están sujetos a un
factor humano muy importante, ya que quedan supeditados únicamente a la capacidad y experiencia
del fotointérprete que desarrolla el proyecto. Se puede decir, que la fotointerpretación no es una
ciencia exacta sino un arte, que conjuga la experiencia, conocimiento y capacidad del fotointérprete.
Sin duda que la fotointerpretación forestal presenta un grado de complejidad alto, dado el gran
número de situaciones diferentes, causadas por la propia dinámica del bosque y la intervención del
hombre. Las principales dificultades pueden estar dadas en la determinación de tamaños y alturas,
que se relacionan con el estado de desarrollo, altura y presencia de arbolado, ya que en arbolados o
bosques densos es difícil, y casi imposible, ver el suelo; en la interpretación de texturas, que se
relacionan con diferente estados de desarrollo y densidades, dado que el sotobosque se puede
confundir con la regeneración y árboles de pequeño tamaño; y en el reconocimiento de especies, en
zonas donde las tonalidades y formas son difícilmente reconocibles.
Ilustración 1: Ortofoto de la zona de trabajo
2.2.1.- TIPOS DE FOTOGRAFÍAS AÉREAS.
Hay varios tipos de fotos aéreas: la fotografia vertical, la fotografia oblicua y la panorámica19:
•
La fotografía vertical es aquella que durante la toma de la foto, el eje de la cámara
permanece vertical (perpendicular al suelo). Son las más empleadas en la elaboración de
mapas e interpretación y por tanto en el campo forestal. Normalmente al hablar de
fotografía aérea a secas, se habla de fotografía vertical.
•
La fotografía oblicua: el eje óptico de la cámara forma un ángulo con la vertical. Abarca
más superficie que la fotografía vertical, pero en las mismas condiciones, distorsiona la
imagen, hay que hacer correcciones e impide la visión estereoscópica.
•
La fotografia panorámica: produce una distorsión muy grande de la imagen, porque es
una fotografía tomada con un ángulo de visión sobre el terreno superior a 100º.
En cuanto al tipo de película que utilizan podemos hablar de fotografías: pancromáticas, color,
19 Vázquez Moure, F. e J. Martín López, Lectura de mapas.
Infrarroja, infrarrojo color.
•
Pancromática: proporciona imágenes semejantes al ojo humano, como consecuencia de
la reflexión de los objetos de las radiaciones del espectro visible.
•
Color: requieren unas condiciones atmosféricas mejores para la realización del vuelo
pero aumentan la diferencia de tonos.
•
Infrarroja (blanco y negro): permite una identificación más fácil de las especies, puesto
que la radiación infrarroja atraviesa la atmósfera y la clorofila no absorbe esta radiación.
•
Infrarrojo color (falso color): son las que más posibilidades ofrecen en
fotointerpretación, ya que reunen las ventajas de las dos anteriores. Son sensibles a la
misma banda espectral que las infrarrojas en blanco y negro pero asignan a los objetos
colores que no tienen que ver con la realidad.
En el siguiente punto analizamos más en profundidad las fotografías aéreas infrarrojo color o falso
color que son las utilizadas en el trabajo.
2.2.1.1.- FOTOGRAFÍAS INFRARROJAS.
La fotografia de color infrarrojo es la que presenta mayores ventajas y aplicaciones.
Las fotografias a las que estamos acostumbrados, las de la vida cotidiana, son en las que los objetos
representados aparecen de forma similar a como lo hace el ojo humano. Pero para algunos
problemas, nuestra vista no es suficiente, y hay que ver más alla, es aquí donde aparece la radiación
infrarroja. En estas fotografias se filtra por completo el color azul, eliminando así el efecto de
dispersión de la luz atmosférica.
Frederick William Herschel (1738-1822), conocido como músico y astrónomo, que en 1781
descubrió Urano. Debido a su gran afición a la astronomía, observó cuando estudiaba los astros, que
la cantidad de calor que transmitían dependía del color del filtro a través del que los observaba.
Para estudiar este fenómeno ideó un experimento: situó un prisma de cristal para generar el arco
iris, y trás él midió la temperatura de cada color, además colocó otros termómetros de control. La
temperatura aumentaba de la luz violeta , azul, verde, amarilla, naranja y roja. Quiso medir otra
zona más alla de la luz roja en la que no había luz, y descubrió que en esa zona la temperatura era
más alta que en las anteriores.
Este descubrimiento fue el que más tarde dió nombre a los rayos infrarrojos (antes según William
Herschel rayos caloríficos). Este descubrimiento demostraba también que había un espectro de luz
imperceptible para el ojo humano. Esta luz nos dá información que no nos dá la luz visible.
Cualquier cosa que tenga temperatura irradia calor o luz infrarroja.
Las cámaras convencionales pueden servir para fotografias de infrarrojos, mediante películas
sensibilizadas a longitudesde onda de 700 a 1200 nm, se les incorpora además un filtro que excluya
los rayos ultravioletas y el espectro visible (en su totalidad o parcialmente).
Las fotografias de infrarrojos nos proporcionan, en forma de cambio de tono, información de los
objetos más alla del espectro de luz visible.
La fotografía infrarrojo en color tiene su origen en el área militar, en la Segunda Guerra Mundial,
para la detección aérea de camuflajes. A partir de ahí se ha aplicado a muchos campos.
Estas fotografias están sensibilizadas al verde, al rojo y al infrarrojo; en lugar del azul, verde y rojo.
Es por ello que los colores visibles para el ojo humano se modifiquen produciendo los colores
característicos de estas fotografias.
La fotografia aérea infrarroja o de falso color tiene multiples aplicaciones como son para:
astronomía, oceanografía, meteorología, estudios ambientales, lucha contra incendios, navegación...
Los árboles, por la clorofila, absorben gran cantidad de radiación visible, pero la radiación
infrarroja es reflejada. La clorofila, su presencia o ausencia, determina la salud de la planta y la
reflección de radiación infrarroja. Gracias a las propiedades, de color, de las películas infrarrojas, se
pueden observar diferencias en los estados de desarrollo al igual que en los distintos estados
vegetativos, lo que hace de estas fotografias un instrumento importantísimo para el estudio de
grandes zonas arboladas o inacesibles.
Gracias a estas fotografias se han producido unos avances que podemos comparar:
•
Con la fotografia aérea en blanco y negro (la clásica) el rango visible es lo que nuestros ojos
pueden ver. En una zona arbolada, sólo podremos diferenciar zonas rasas de zonas arboladas, sin
poder diferenciar nada más.
•
Con la fotografia aérea en color, apreciamos igualmente las zonas arboladas pero es igualmente
inviable la diferenciación de especies.
•
Con la fotografia aérea infrarroja incorporamos información importante en cuanto al material
vegetal se refiere. Aquí sí que podemos hacer diferenciación entre especies, y si además
disponemos de datos de campo podríamos incluso diferenciar edades. La variabilidad cromática
está asociada no sólo a la especie, sino que también a la edad y al tipo de manejo, es por lo que
es muy interesante disponer de datos de campo para establecer los criterios para fotointerpretar.
3.- PROCEDEMIENTO OPERATIVO.
El proyecto que dió lugar a esta publicación estaba basado en el desarrollo de un sistema de
información para la gestión ambiental y económica de los ecosistemas dehesa/montado.
Para el desarrollo de este proyecto mencionaremos el material y los métodos utilizados; así mismo
haremos referencia a los principales problemas encontrados y las soluciones adoptadas en cada
caso.
3.1.- MATERIAL
El material empleado en este tipo de trabajos es muy importante, debido al alto número de horas
con el que se va a trabajar.
La pantalla es fundamental, es la salida a todos nuestros planos y fotografias. La pantalla tiene que
ser grande, en este caso se usaron pantallas de 21 pulgadas, para facilitar la visión de las ortofotos.
Es importante que trabajen a 100 Hz pues así evitamos el molesto parpadeo si trabajamos a
frecuencias inferiores; es importante también que sean CRC, pues las pantallas LCD distorsionan
algo la imagen y deforman el color, y para trabajar sobre fotografias aéreas para la identificación de
especies no es aconsejable.
Las CPU empleadas en este proyecto eran de 3 GHz, con 1 G de memoria RAM y estaban provistas
de una tarjeta de video de 256 megas.
Los ratones y teclados empleados eran inalámbricos, para evitar los engorros de cables, y facilitar
los movimientos o su colocación más cómoda para el usuario.
El software utilizado como soporte informatico fue el software de información geografica ArcView
3.2.
Las fotografias aéreas empleadas en el proyecto ya estaban digitalizadas y georreferenciadas y
tenían las siguientes características:
Fecha de realización de las fotografias:
Verano de 1995
Tipo de film utilizado:
Colorido – Infrarrojo de falso color
Escala del negativo:
1:40000
Dirección del vuelo:
Transversal (EO-OE)
Sobreposición lateral de las fotografias:
60%
Sobreposición entre filas:
10%
Hay que destacar, como salta a la vista, que la fecha de realización del proyecto, noviembre –
diciembre del 2004, dista mucho (9 años), de la fecha de realización de las fotos, en verano de 1995,
por lo que la realidad de las fotos puede no coincidir con la realidad del presente; por lo menos en
cuanto a uso del suelo, ya que en cuanto a edad no coincidirá en ningún caso.
3.2.- MÉTODO.
El objetivo del proyecto era fotointerpretar el área de estudio. Para optimizar la realización del
trabajo, nos inclinamos por dividir el trabajo en dos fases: la primera fase sería la teselación y una
vez terminada esta se realizaría la fotointerpretación.
Se organizó el trabajo de este modo, pues la teselación es una tarea más sencilla y mecánica, y a la
vez que se realizaba la teselación se observaban las especies que había, y se adoptaban criterios para
su posterior fotointerpretación. Realizar ambas tareas de forma simultánea sería un trabajo más
engorroso y relentizaría el trabajo pues no podríamos centrarnos en una única tarea. Al actuar de
este modo consideramos que optimizabamos nuestro trabajo, pues con la realización de la primera
tarea ya estabamos preparándonos para la segunda. Hay que decir que la solución adoptada no fue
tomada a la ligera, si no que se tuvo en cuenta la opinión y cosejos de profesionales con una gran
experiencia y curtidos en este campo. Por ello antes de comenzar con el proyecto propiamente dicho
se organizó el trabajo y se hicieron unas estimaciones del tiempo requerido para ambas fases, para
poder entregar el proyecto en plazo.
3.2.1.- TESELACIÓN
Lo primero es establecer unos criterios únicos, comunes para todos, para el desarrollo del trabajo;
en este caso, estos criterios ya estaban establecidos en el pliego de condiciones del proyecto.
•
La escala para teselar es 1/10.000.
•
La unidad mínima cartografiable es de 2 (dos) hectáreas.
•
Todos los polígonos deberán tener un código de clasificación.
•
Nunca podrá quedar un polígono sin código.
•
No podrán ser atribuidos dos códigos a un mismo polígono.
•
No puede haber dos parcelas adyacentes con el mismo código.
•
Una misma área no podrá pertenecer a dos o más polígonos.
•
A cada polígono sólo le caorresponderá un registro de la tabla de datos (polígono múltiple).
•
No habrá espacios vacios entre polígonos (falsos polígonos).
Todas estas especificaciones del proyecto fueron cumplidas; pero se realizó una excepción con la
sexta (no puede haber dos parcelas adyacentes con el mismo código), pues en el cuadro de
codificación del pliego de condiciones, no contemplaba diferentes usos del suelo dentro de alguna
clasificación. Sólo diferenciaba forestal o no forestal, y según esta clasificación se codificarían
igual un río, el mar, una carretera, un prado o un pueblo. De esta manera se puede aprovechar esta
diferenciación para una posterior clasificación de usos del suelo, y de no ser aceptada por el
promotor con una simple función de ArcView se unirían estas parcelas de igual código.
Para realizar la teselación se trató de aprovechar al máximo posible los cortafuegos, pistas, ríos,
carreteras o cualquier relieve que ayadara a limitar las teselas y facilitara un posible replanteo o
localización en el terreno. Por este motivo las teselas obtenidas son de formas bastante regulares.
Para esta tarea encontramos una serie de inconvenientes:
•
La mala calidad de las ortofotos.
- Gran diferencia de color entre fotos anexas.
- Ortofotos totalmente negras.
- Todas las ortofotos presentan la zona inferior muy oscura, dificultando mucho la
teselación.
•
Fotos que faltaban y/o estaban mal georreferenciadas (giradas o desplazadas).
•
Limitaciones de ArcView.
- Creación de falsos polígonos.
- Cruce de líneas (al cerrar las teselas).
-Tener que repetir varias veces los mismos polígonos hasta obtener su gráfico,
debido a que el error máximo admisible de posición fue de 12,5 m que en muchas ocasiones
dificultaba el cierre de los polígonos.
•
Gran perdida de tiempo al tener que cargar varias ortofotos para teselar una misma zona.
La gran ventaja con la que nos encontamos fue el gran solapamiento de las ortofotos, que permitió
comparar o ver zonas no claras en fotos adyacentes.
La teselación al igual que la fotointerpretación se realizó por dos personas. Para evitar duplicar las
teselas una empezó a trabajar por el norte y la otra por el sur; así se trabajaba sin la preocupación de
que estaría teselando el otro compañero. Cuando se estaba próximo a la finalización de esta fase,
uno de los operarios añadio como tema nuevo en su proyecto la teselación del otro operario; de este
modo pudo diseñar las teselas de la zona que faltaba por teselar , evitando el riesgo de duplicar
teselas, o que una misma zona corresponda a dos teselas distintas.
Los tiempos de teselación se pueden observar en el siguiente cuadro:
Nº ortofoto
Tiempo/ortofoto
Nº teselas
3312
28'
106
2577
25'
109
3530
22'
92
3722
20'
93
3684
35'
140
5583
20'
64
Nº ortofoto
Tiempo/ortofoto
Nº teselas
3741
20'
56
3894
40'
146
5060
23'
98
5236
35'
122
Cuadro 1: Tiempos de teselación.
Superficie de ortofoto: 2136 ha
Nota: Los tiempos, están medidos cuando ya estamos preparados para teselar, habría que
añadir unos minutos, correspondientes a el tiempo requerido para bajar las ortofotos más
el empleado en corregir el color.
Acabado el proceso de teselación obtuvimos los siguientes resultados:
Tesela mínima: 2.01 ha
Tesela máxima:1292.2 ha
Tesela media: 25.74 ha
Desviación: 38.4 ha
Número total de teselas: 41453
El proceso de teselar se puede observar en la siguiente imagen:
Ilustración 2: Teselas realizadas en la ortofoto
En ella observamos como para la realización de las teselas aprovechamos las formas naturales del
terreno. Tratamos de realizar teselas lo más homogeneas posibles.
Definimos un color oscuro (azul) para que no cansara la vista y fuera a la vez lo suficientemente
claro (que fuera fácil de percibir a simple vista). Además para el límite de las teselas utilizamos una
línea gruesa para que fuera suficientemente visible y no la hubiera que adivinar o forzar la vista.
Otra característica que se debió cumplir a la hora de teselar, fué que la distancia entre polígonos
tenga una media de 20 metros, pudiendo existir distancias inferiores, pero nunca siendo menores a
12,5 metros, como se puede observar en la figura.
12,5 m
Correcto
Correcto
Incorrecto
Ilustración
3: Distancia mínima entre polígonos
10 m
Incorrecto
El ancho medio de un polígono deberá ser de 20 metros, y la distancia mínima de 12,5 metros como
ya se comentó anteriormente.
También es conveniente reseñar que no es interesante el delimitar las manchas con formas muy
estrechas (aún por encima de esos 12,5 metros), porque ArcView tiende a dividir el gráfico de ese
polígono en varios, pues une puntos próximos en un sólo punto. De este modo pertenecerán a un
mismo polígono distintas teselas (su grafica, pues los atributos serán los mismos). Este es un fallo o
limitación de ArcView que ya hemos mencionado anteriormente.
Una vez terminada la teselación se comenzó con la segunda fase.
3.2.2.- FOTOINTERPRETACIÓN.
Interpretar una fotografía es examinar las imágenes fotográficas de los objetos con el propósito de
identificar esos objetos, definir su categoría, su naturaleza, sus límites y sus relaciones con el
medio20. La fotointerpretación es el estudio de la imagen de aquellos objetos fotografiados y la
deducción de su significado.21
Según el pliego de condiciones, el código que se asignará a cada tesela, se definirá por los
siguientes códigos:
Nivel I. En cuanto al uso del suelo.
El polígono será clasificado como uso forestal (FL) si la respectiva mancha homogénea
posee árboles forestales con un porcentaje mínimo de cobertura del 10% estando también incluídas:
20 Serra, W., Fotointerpretación, fotogrametría y teledetección.
21 Goosen, D., Interpretación de fotos aéreas y su importancia en levantamiento de suelos.
•
Nuevas plantaciones que en la fase adulta tengan por lo menos un 10% de cobertura.
•
Áreas temporalmente desarborizadas, codificadas como quemadas.
Por el contrario, los polígonos localizados en manchas no forestales serán clasificados como
uso no forestal (NF). Todos los polígonos deberán tener este nivel de clasificación.
•
Nivel II. En cuanto a la ocupación del suelo.
Sólo son clasificados en este nivel los polígonos de uso forestal. El código de este atributo
resulta de concatenar el código de la especie dominante y el código de la especie dominada,
siempre que una de las especies sea encina o alcornoque. En caso de que no se verifique esta
condición el código resultante será “XXXX”. Si el punto estuviera localizado en una mancha de
área quemada el código será “AQ”.
•
Nivel III. En cuanto a el grado de cobertura de la masa.
Sólo son clasificadas las zonas con encina o alcornoque. El grado de cobertura se traduce en
un porcentaje de terreno (de mancha homogénea) cubierta por copas. Cada polígono es clasificado,
de acuerdo a el grado de cobertura de la mancha homogénea, en una de las tres clases existentes:
10-30% ; 30-50% ; y > 50%.
Ilustración 4: Porcentajes de cobertura de la vegetación.
•
Nivel IV. Forma de condución de la masa.
Sólo son clasificados las masas con encina o alcornoque. Este atributo va a diferenciar las
masas por su forma de condución.
•
Montado (M): se refiere a masas poco densas con árboles de copas extensas,
generalmente de estructura irregular.
•
Encinar/Alcornocal (L): se refiere a situaciones en las que la encina o el alcornoque
aparecen naturalmente, constituyendo coberturas densas e irregulares con árboles de
copas más estrechas y alargadas.
•
Alto fuste (A): se refiere a masas conducidas artificialmente, aparecen pies apretados y
generalmente regulares, las copas son estrechas y alargadas.
•
Plantación reciente (P): se refiere a masas recien plantadas o semilladas (una masa es
considerada reciente si tiene menos de 10 años).
Nomenclatura usada en el proceso de clasificación:
Atributo
Clase
Código
Tipo de uso del suelo
Forestal
FL
No Forestal
NF
Pura de encina
AZAZ
Pura de alcornoque
SBSB
Mixta de encina dominante con alcornoque
AZSB
Mixta de encina dominante con pino bravo
AZPB
Mixta de encina dominante con pino manso
AZPM
Mixta de encina dominante con eucalipto
AZEC
Mixta de encina dominante con outras frondosas
AZOF
Mixta de encina dominante con outras resinosas
AZOR
Mixta de alcornoque dominante con encina
SBAZ
Mixta de alcornoque dominante con pino bravo
SBPB
Mixta de alcornoque dominante con pino manso
SBPM
Mixta de alcornoque dominante con eucalipto
SBEC
Mixta de alcornoque dominante con otras frondoas
SBOF
Mixta de alcornoque dominante con outras resinosas
SBOR
Mixta de encina dominada por pino bravo
PBAZ
Mixta de encina dominada por pino manso
PMAZ
Mixta de encina dominada por eucalipto
ECAZ
Mixta de encina dominada por otras frondoas
OFAZ
Mixta de encina dominada por otras resinosas
ORAZ
Mixta de alcornoque dominado por pino bravo
PBSB
Mixta de alcornoque dominado por pino manso
PMSB
Mixta de alcornoque dominado por eucalipto
ECSB
Mixta de alcornoque dominado por otras frondosas
OFSB
Mixta de alcornoque dominado por otras resinosas
ORSB
Otras espécies (que no alcornoque o encina)
XXXX
Área quemada
AQ
Grado de cobertura
10 – 30 %
1
De la masa
30 – 50 %
2
> 50 %
3
Montado
M
Encinar / Alcornocal
L
Alto fuste
A
Plantación reciente
J
Tipo de masa
Sistema selvícola
Cuadro 2: Nomenclatura de clasificación.
Una vez realizada la teselación se procede a fotointerpretar. Vamos codificar todas las masas
forestales que presenten como dominante o dominada, bien sea alcornoque (Quercus suber) o bien
encina (Quercus ilex), así como el grado de cobertura y la forma de conducción de la población,
siguiendo el pliego de condiciones descrito anteriormente y la tabla adjunta.
Presentamos aquí un ejemplo grafico de la metodología empleada y una breve descripción del
proceso fotointerpretativo.
Ilustración 4: Ortofoto durante el proceso de fotointerpretación
Con la ortofoto como fondo y superpuestas a ella las teselas procedimos a codificar cada tesela
sobre el cuadro de datos. Optamos por “colorear” las teselas ya codificadas, pues así vemos en cada
momento las teselas que faltan por codificar, ganando tiempo, al evitar pinchar varias veces sobre la
misma tesela o dejar teselas sin codificar.
Un problema que se puede observar es que no se aprecia lo que hay alredor de una tesela, pero esto
realmente no es así; pues para que se coloreen las teselas hay que activar/desactivar un tema.
Además se podría añadir el tema teselas dos veces: sobre uno se fotointerpretaría y el otro serviría
de consulta.
La tarea de codificar las teselas, es compleja, pués según el pliego de condiciones cada tesela deberá
estar codificada por ocho caracteres: dos para saber si es forestal o no, dos para la especie
dominante, dos para la especie dominada, uno para el grado de cobertura y finalmente uno para el
sistema selvicola de la masa. Como es facil de imaginar, el codificar una tesela con ocho caracteres
relentiza mucho el proceso de fotointerpretación.
Los dos primeros caracteres, indicadores del uso forestal o no, se simplificaron a el tecleo de un “0”
en caso de no ser forestal, en caso de ser forestal se obvió este carácter, pues al codificar las
distintas especies, se dá por supuesto que es uso forestal.
Los cuatro siguientes caracteres se minimizaron en dos, asignando una sóla letra por cada especie.
Los dos últimos caracteres al estar ya codificados por una sóla letra, no se podían simplificar más.
De este modo pasamos de teclear ocho caracteres a solamente cuatro. Una vez terminada la
fotointerpretación lo que nos queda por hacer, es ajustar estos códigos a los requeridos en el pliego
por el promotor. Esta operación se realizó exportando los datos a una hoja de cálculo y en ella
sustituyendo unos caracteres por otros. Una vez sustituidos todos los caracteres se importaron los
datos a ArcView y los listamos para confirmar que estaban correctos, que no quedaba ninguna
tesela sin codificar y que no había ningún código erróneo o extraño.
Consideramos adecuada la escala de fotointerpretación 1/7.000, porque esta escala nos permite
diferenciar con mayor claridad las distintas especies. Aún así muchas veces fue necesario trabajar a
escalas inferiores para una correcta identificación y sacarnos de dudas.
Para esta tarea encontramos muchos inconvenientes como fueron:
•
La mala calidad de las ortofotos.
-Gran diferencia de color en ortofotos anexas.
-Ortofotos totalmente negras.
-Todas las ortofotos presentan la zona inferior muy oscura, haciendo inviable la
fotointerpretación.
-Fotos que faltaban y/o estaban mal georreferenciadas (giradas o desplazadas).
•
Dificultad de diferenciación de las encinas y los alcornoques, mientras no alcanzan el estado
adulto. Tener que hacer zooms para poder diferenciarlas.
•
Posible confusión entre especies al tener que modificar los colores de las ortofotos.
•
Gran perdida de tiempo, al tener que cargar varias ortofotos para fotointerpretar una zona.
•
Posible confusión, al fotointerpretar una tesela desde una ortofoto u otra (al tener que emplear
ortofotos anexas, en las que cambia muchísimo el color y la forma).
La ventaja fue el grado de solapamiento de las ortofotos, que permitió comparar o ver zonas no
claras en ortofotos adyacentes. Esta ventaja fue más aprovechada en la teselación, ya que en la
fotointerpretación, con la variación de forma y color antes mencionada, dificultaba identificar de
forma clara y precisa una especie.
Los criterios para fotointerpretar fueron los seguientes, los acompañamos de ejemplos
gráficos, para una mejor comprensión:
•
Alcornoque.
•
Adulto: color rojo oscuro, con sensación tridimensional o globosa, y copa
grande. Son muy robustas. Suelen aparecer las copas muy juntas,
solapadas.
•
Jovenes: copas grandes con una especie de calva en el centro de la copa,
inicialmente tienen un aspecto transparente y redondeado. El color es muy
claro.
Ilustración 5: Ortofoto na que se observan alcornoques.
Encina.
•
Adulto: color marrón oscuro/claro, con sensación bidimensional o
aplanada, y copa pequeña. Parecen lentejas. Suelen aparecer en pies
aislados, no suelen entremezclarse.
•
Jovenes: copas grandes y con aspecto de racimo de uvas. Son de color
claro.
Ilustración 6: Ortofoto en la que se observan encinas.
Pino manso.
•
Aparece como un pequeño punto, de color muy oscuro y forma regular.
Ilustración 7: Ortofoto en la que se observan pinos mansos
Pino bravo.
•
Aparece como un punto difuminado, de color oscuro y los límites no son
muy claros.
Ilustración 8: Ortofoto en la que se observan pinos bravos
•
Eucalipto.
•
Aúnque aparece muy escasamente, tiene una forma alargada, irregular y de
aspecto transparente.
Ilustración 9: Ortofoto en la que se observan eucaliptos
Los tiempos empleados en la tarea de fotointerpretación, se resumen
en el siguiente cuadro:
Nº ortofoto
Tiempo/ortofoto
Nº teselas
Nº usos
3312
50'
106
15
2577
55'
109
12
3530
50'
92
14
3722
40'
93
15
3684
60'
140
15
5583
50'
64
14
3741
45'
56
13
3894
55'
146
19
5060
50'
98
14
Nº ortofoto
Tiempo/ortofoto
Nº teselas
Nº usos
5236
55'
122
9
Cuadro 3: Tiempos de fotointerpretación
Ortofoto: 2136 ha
Nota: Los tiempos, están medidos cuando se está preparados para fotointerpretar,
habría que añadir unos minutos, correspondientes al tiempo requerido para bajar
las ortofotos y el empleado en corregir el color.
Obtenemos una media de teselación de 26.8' por ortofoto, y 51' de fotointerpretación; lo que hace
necesario 77.8' , a lo que sumamos 12 minutos de bajar la ortofoto y corregir el color. Por ello hace
que se precise una hora y media por ortofoto.
Al tiempo empleado tanto en teselar como en fotointerpretar, añadiremos al final dos días y medio
para corregir los errores de falsos polígonos o cruce de líneas y errores de codificación.
Nota: las ortofotos que sirvieron para el control de tiempos fueron elegidas al azar, pero son las
mismas para teselar y fotointerpretar para poder sumar ambos tiempos y que sirvan de documento
de control, del presente proyecto, y para poder hacer estimaciones para futuros proyectos.
Conviene también comentar que el trabajo de fotointerpretar es mucho más laborioso que el de
teselar, sobre todo agota la vista, por lo que es necesario la realización de pequeños descansos a
intervalos no muy grandes. De no hacerlo así se podrán estar horas y horas fotointerpretando, pero
los resultados no serán óptimos, pues la concentración disminuirá con el tiempo y el cansancio
aumentará, no pudiendo maximizar los beneficios (entendiendo por maximizar los beneficios el
disminuir las horas de trabajo; pues necesitaremos más tiempo para realizar el mismo trabajo).
4.- RESULTADOS.
En este proyecto se fotointerpretó un área de 1.070.000 ha en el ámbito del proyecto “ Desarrollo
de un sistema de información para la gestión ambiental y económica del ecosistema
dehesa/montado en Extremadura y Alentejo”.
La presentación del proyecto se hará en formato shapefile, según el pliego de condiciones. A cada
entidad se le asignarán unos atributos que vendrán representados en una tabla, en la que deberán
aparecer los siguientes datos:
1. Shape. Qué serán polígonos.
2. Área. Expresada en metros.
3. Perímetro. También en metros.
4. Área. Expresada en hectéreas.
5. Código. Correspondiente a los ocho caracteres ya mencionados anteriormente.
Así mismo deberá cumplir unas especificaciones topológicas y de atributos:
•
El producto se entregará en formato shapefile.
•
La descripción se hará con ocho letras según el cuadro de clasificación del pliego.
•
Todos los polígonos deberán tener un código de acuerdo a la leyenda.
•
No podrá haber un polígono sin código.
•
Un polígono no podrá tener dos códigos distintos.
•
Dos o más polígonos adyacentes con la misma secuencia de códigos, tendrán que sufrir un
proceso de disolución o en su caso de reclasificación.
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