Preparación de los mapas temáticos para la evaluación de la

Informe técnico
Preparación de los mapas temáticos para la evaluación de la
degradación de la tierra en Cuba a escala nacional. Proyecto
LADA.
Versión 1.0
Marzo 2010
Tabla de contenido
Resumen
3
I
Introducción
4
II
Procesamiento de los datos y salida cartográfica
5
III
Resultados
7
Anexos
9
Resumen
El presente informe aborda los pasos seguidos para la obtención del mapa de uso de la
tierra a escala nacional y sus atributos, en el ejemplo de Cuba, haciendo uso de dos
herramientas básicas: los sistemas de información geográficas (SIG) y el cuestionario de
mapeo de la degradación de la tierra y los mecanismos para el manejo sustentable de la
tierra (QM). El trabajo fue realizado por un equipo de especialistas cubanos,
convocados por la coordinación nacional de LADA-Cuba, siguiendo la metodología
WOCAT/LADA y apoyados por dos expertos de la FAO.
Palabras claves: SIG, QM, mapa uso de la tierra
WOCAT/LADA
y sus atributos, metodología
I. Introducción
El presente informe pretende abordar el procedimiento seguido para la obtención de las
bases cartográficas digitales a escala nacional que sustenta el análisis de la evaluación
de la degradación de la tierra en Cuba en el contexto del proyecto LADA.
El procedimiento seleccionado se fundamenta en los aspectos siguientes:
•
•
•
•
El mapa de uso de la tierra en el contexto de la metodología WOCAT/LADA
La herramienta QM y los SIG
Criterio de expertos
Datos disponibles a escala nacional
En este contexto los objetivos que se persiguen son:
•
•
•
Elaboración del mapa de uso de la tierra de Cuba a escala 1:250 000 a partir de
los datos cartográficos nacionales disponibles (analógicos y digitales).
Elaboración de una base de datos cartográfica georeferenciada asociada al mapa
de uso de la tierra.
Evaluación de la degradación de la tierra
Para ello se cumplieron con las tareas siguientes:
1. Capacitación del equipo nacional en herramientas básicas de trabajo: QM y SIG.
2. Levantamiento y selección de las bases de datos cartográficas digitales para la
elaboración del mapa de uso de la tierra
3. Captura, procesamiento, y edición de las bases de datos georeferenciadas para el
mapa de uso de la tierra.
4. Creación de las bases de datos asociadas al mapa de uso de la tierra.
En estas tareas participaron dos equipos de trabajos nacionales, apoyados por dos
expertos de la FAO, Sra. Mónica Petri y Sr. Biancalani. (Anexo 1)
II. Procesamiento de los datos y salida cartográfica
La descripción del procedimiento seguido para la obtención del LUS y sus atributos se
realizara de forma general (Anexo 2), teniendo en cuenta que los pasos a seguir están
apropiadamente desarrollados en la Guía de Usuario del QM, y en la metodología
WOCAT/LADA. En este informe se describe la experiencia adquirida por parte del
equipo cubano a partir del uso de las herramientas: SIG y QM.
II.1 Datos nacionales disponibles
Para la confección de las unidades de evaluación se emplearon 6 mapas bases a escala
1: 250 000 (Anexo 3). Las bases se encontraban inicialmente en formato raster y
vectorial, el año de realización de estos mapas oscila entre el 2005 y 2009. Las fuentes
de los datos proceden fundamentalmente de GEOCUBA, MINAG, CNAP, IGT y ONE.
Las capas temáticas fueron definidas a partir de criterio de expertos.
Los atributos del LUS se determinaron a partir de 8 mapas temáticos, caracterizados por
su heterogeneidad en cuanto a escala/resolución, año de realización, fuente de los datos
y calidad de estos. (Anexo 3 y 4)
II.2 Manejo de los datos
SIG
Los pasos seguidos (Anexo 2) en el empleo de la herramienta SIG son:
™ Homogenización y estandarización de los mapas temáticos:
o Conversión de las capas vectoriales a formato raster (ESRI GRID)
o Conversión de las capas raster en extensiones similares (ESRI GRID)
o Transformación de coordenadas, de Cuba Norte a Coordenadas geográficas
latlong, datum: WGS 1984
o Transformación de dominios: imagen-clases; valor-clases; id-clases y clasesclases
o Elaboración de las representaciones cartográficas para cada clase, basadas en el
fondo cualitativo (asignación de colores de fondos, cada color representa una
clase diferente)
™ Definición de las capas útiles para el mapa de uso de la tierra:
o Reclasificación de los mapas temáticos, teniendo en cuenta las clases propuestas
en la metodología WOCAT, reajustadas a las condiciones cubanas por criterios
de expertos. Se hizo uso de las aplicaciones siguientes: buffer, filtros (mayority),
slicing, superposición de capas.
™ Combinación de las capas y determinación de las unidades de evaluación para el
LUS
Un ejemplo de los pasos a seguir en la preparación de la base de datos, es haciendo uso
del comando ¨combine¨:
1. dbfirst = combine
([luscuba],[provi],[clima],[cultdb],[aridi],[suelos],[sali],[rele],[denstai],[peai])
2. Orden/ Sort table permanently/Add incremental field. El nuevo field se llama
INC por default
3. Crear un nuevo GRID/Nuevo GRID = dbfirst.INC
4. Join con todos los atributos, al través de la tabla del dbfirst
Se obtuvo un mapa resultante con todas las capas combinadas con el 2 % de los píxeles
indefinidos, por lo cual se debió filtrar estas bases aplicando para ello nibble. Como
resultado del filtraje se obtuvo un nuevo mapa con menos del 1 % de los píxeles
indefinidos, por lo que la corrección se termino manualmente, basados en criterios de
expertos.
QM
Los pasos seguidos (Anexo 2) en el empleo de la herramienta QM son:
™ Importación de la base de datos (unidades LUS y administrativas-provincias)
™ Completamiento del cuestionario de evaluación mediante el método de experto
™ Evaluación por unidad de uso de la tierra y por unidad político-administrativa (por
provincias)
™ Configuración de la base de datos al formato Access y Excel
™ Importación de la información en una plataforma de SIG propietario
Se hizo uso del ArcView Vs.3.4
™ Visualización Cartográfica de la base de datos
En ArcView Vs.3.4
Para el completamiento del QM en el periodo previsto y evaluar el LUS en cada unidad
administrativa se conformaron dos equipos de trabajo a escala nacional, cada grupo
definió sus propios criterios de análisis, en total se evaluaron 15 unidades
administrativas, las cuales se correspondían con 14 provincias y un municipio especial.
III. Resultados
La diferencia en los criterios de evaluación por los dos equipos de expertos nacionales
se reflejo en los resultados obtenidos, unidades del LUS con condiciones biofísicas y
socioeconómicas semejantes sometidos a presiones similares con grados de degradación
diferentes. Espacialmente se evidencio en un efecto de discontinuidad, que al parecer
podría estar condicionado por el tipo de manejo realizado en las unidad administrativa
correspondiente, sin embargo no existe una relación causa efecto entre estos elementos,
ya que los tipos de manejo son similares en todas las provincias del país para sus LUS
respectivos.
El empleo del WOCAT QM fue de utilidad, en cuanto a la organización, manejo, y
procesamiento de la información referente a la degradación de la tierra en Cuba
agilizando el proceso de evaluación. Sin embargo en el transcurso del trabajo se
realizaron algunos ajustes en la base de datos como resultado de imprecisiones de esta
herramienta, alguna de las dificultades confrontadas fueron indicadas previamente por
los expertos de la FAO, otras fueron identificadas por el equipo de expertos nacionales.
Entre las dificultades confrontadas pueden mencionarse las siguientes:
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
El WOCAT QM lista todas las posibles combinaciones del LUS y zonas
administrativas, aunque no existan. En el caso de Cuba, se debieron descartar
156 combinaciones de un total de 450 combinaciones posibles, para un real de
309 evaluadas.
El WOCAT QM se tiene que unir a la tabla del raster LUS con un JOIN pero no
produce un código automáticamente, por lo que se debe hacer manualmente.
No se debe dejar campos sin llenar, sino este campo no aparece relacionado con
el identificador del LUS respectivo. En el caso del trend, si este no es llenado,
las columnas restantes quedaran vacías, no hay degradación.
Aunque se llenen los campos relacionados con la jerarquización de los tipos de
degradación, el WOCAT QM tiene predeterminada la primera clase que se
relacione. Sin embargo es necesario llenar estos espacios, para no perder esta
información y disponer de ella cuando se requiera.
Algunas de las sugerencias que se indican para hacer funcionar apropiadamente esta
versión del WOCAT QM son:
ƒ
ƒ
ƒ
Tener abiertos el GIS pare ver cuales son los LUS que hay en cada unidad
administrativa. El WOCAT QM lista todas las posibles combinaciones del LUS y
zonas administrativas. Hay que llenar solo las que existen y no omitir ninguna de las
existentes.
Aunque no halla comentario, en la página trend llenar por lo menos un campo de
manera que se forme una fila de la tabla de la base de datos por cada código del
LUS.
Para exportar la base de datos del QM se presento otra dificultad al no contarse con
un código valor, por lo que se sugieren los pasos siguientes:
o Exportar normalmente
o Abrir el campo trend y ordenar (por LUS y por unidad administrativa)
o Crear una columna y poner un código comenzando por el uno (el cual seria
el código que debe emplearse para usar el comando JOIN con el valor.
Se obtuvieron 30 unidades de LUS y el mayor por ciento del área nacional es ocupado
por las clases: Otras hierbas y pastos con un 29 % del área total y el cultivo de la Caña
con el 20 %. (Anexo 6 y 8)
A escala nacional se identificaron 15 clases de degradación, más del 70 % por ciento es
ocupado por la pérdida de las capas superficiales del suelo/erosión de la superficie (Wt),
seguida de la compactación del suelo (Pc) y calidad y composición de las
especies/disminución de la diversidad (Bs). (Anexo 7 y 9)
A partir de la base de datos del WOCAT QM se pueden derivar una serie de mapas
temáticos de utilidad para el país, de apoyo a la toma de decisiones en cuestiones de
ordenamiento territorial a escala nacional y como base de la evaluación local del
proyecto LADA. En este informe se relacionan 23 de estos mapas, la descripción y
análisis de los mismos queda pendiente para el informe de la evaluación de la
degradación de la tierra a escala nacional. (Anexo 10)
Actualmente el equipo cubano se encuentra trabajando en la obtención de una nueva
versión del mapa de uso de la tierra y en el perfeccionamiento del mapa de evaluación
de la degradación, así como su montaje en un sistema de información geográfica libre
(ILWIS Vs.3.6 OPEN GIS).
Una de las lecciones aprendidas con estas herramientas es que en el trabajo de equipo
debe existir una buena comunicación, deben participar la mayor diversidad de
disciplinas posibles relacionadas con los aspectos biofísicos y socioeconómicos para la
evaluación de la degradación de la tierra, los criterios de evaluación deben ser los
mismos y ser establecidos en una etapa previa.
La metodología LADA WOCAT es útil y flexible, adaptable a las condiciones cubanas,
las herramientas de trabajo sirvieron para el logro de los objetivos definidos
previamente, aunque se debe seguir trabajando para el perfeccionamiento de las
mismas, con el fin de facilitar su uso.
El procedimiento seguido para la obtención de los resultados es apropiado, pudiera ser
útil la confección de un manual o una guía que indicara de manera detallada la rutina de
trabajo con los SIG para la elaboración del mapa de uso de la tierra, como el que existe
para la realización de la evaluación de la degradación WOCAT QM.
Anexo
1. Participantes en el equipo de mapeo
Especialistas
Experto
Institución
Asesores en GIS y QM
1
Mónica Petri
GIS
FAO
2
Riccardo
Biancalani
Coordinador Proyecto LADA G
FAO
Expertos nacionales (orden aleatorio)
Grupo I
Grupo II
Unidades Administrativas evaluadas (Provincias): Ciudad
de la Habana (ID_ADM: 1), La Habana (ID_ADM: 11),
Pinar del Río (ID_ADM: 15), Matanzas (ID_ADM: 2), Villa
Clara (ID_ADM: 4), Camaguey (ID_ADM: 7), Las Tunas
(ID_ADM: 8) y el Municipio Especial Isla de la Juventud
(ID_ADM: 14)
Especialistas
Experto
Institución
Unidades Administrativas evaluadas (Provincias): Holguín
(ID_ADM: 10), Santiago de Cuba (ID_ADM: 13),
Guantánamo (ID_ADM: 12), Cienfuegos (ID_ADM: 3),
Sanctí Spiritus (ID_ADM: 5), Ciego de Ávila (ID_ADM:
6), Granma (ID_ADM: 9)
3
4
5
6
Raúl Ernesto
Cobas
Leonardo
Flores
Agronomía
GEOCUBA
10
Geología
INRH
11
Candelario
Alemán
Armando de la
Colina
Rec. Hídricos y
manejo de aguas.
Ganadería y
actividades
socioeconómicas
Conserv. suelos,
áreas protegidas y
ordenamiento
ambiental
Suelos
CIGEA
12
IGT
13
IGT
Ordenamiento
Ambiental, Manejo
de cuencas y
geomorfología
7
Gustavo
Martin
8
Antonio
Vantour
Jorge Luis
Machín
9
Especialistas
Experto
Institución
Vanesa
Linares
Sara
Inferían
Pérez
Estudios Sociales
IGT
Actividades
socioeconómicas
GEOCUBA
Ramiro
Reyes
Orlando
Novua
Geomorfología, OT
y GIS
Geomorfología
IGT
IGT
14
Luis
Rivero
Suelos
IS
GEPROP
15
Riego y Drenaje
IIRD
IGT
16
Marcial
Méndez
José Juan
Ordenamiento
Territorial (OT)
IPF
2. Esquema representativo del procedimiento seguido para la obtención del Mapa LUS
de Cuba, sus atributos, así como la evaluación de la degradación de la tierra apoyados
en el WOCAT QM.
3. Inventario de los datos disponibles
Bases de datos empleadas en la elaboración del sistema de uso de la tierra de Cuba
Tipo de
capa base
Mapa temático
Formato
Escala
Año de
realización
Fuente
Comentario
Cobertura del
suelo
Mapa de cobertura del
suelo
RASTER
Tamaño del píxel
250 m
2005
GEOCUBA
Se hizo uso de las clases siguientes:
cultivos, bosques, aguas y zonas
urbanas
Corregida artificialmente con nibble,
usada como línea base y corrección
manual
Irrigación
Mapa nacional de
irrigación
VECTORIAL
1:250 000
2008
-
Reclasificado y ajustados a la
metodología WOCAT/LADA: áreas
con irrigación y sin irrigación
asociadas a los tipos de cultivos
Áreas
protegidas
Mapa nacional áreas
protegidas
VECTORIAL
1:250 000
2007
CNAPGEOCUBA
Unidades vigentes 2007-2012
Pastoreo
Mapa de cultivo derivado
del mapa topográfico
VECTORIAL
1:250 000
2009
IGT
Se realizo un buffer de hasta 30 Km.
a partir del centro de cada ciudad
ubicada en las zonas ganaderas con
el fin de determinar la intensidad del
pastoreo, este se incrementa en las
áreas mas próximas a las ciudades
Tierras de
cultivo/
plantaciones
Mapa nacional de tierras
de cultivo
RASTER
Tamaño del píxel
250 m
2005
MINAGGEOCUBA
Las clases definidas se derivaron de
los ajustes realizados al mapa de
cobertura del suelo al ser
superpuesto a las bases de catastro
generalizadas a 1: 250 000
Unidades
administrativas
Mapa de unidades
administrativas a nivel de
provincia
VECTORIAL
1:250 000
2005
GEOCUBA
Facilitadas por el CNAP
4. Atributos de la base de datos del Mapa de Uso de la Tierra de Cuba
Tipo de capa
base
Mapa
temático
Formato
Escala
Año de
realización
Fuente
Comentario
RASTER
Tamaño del
píxel 500 m
2007
Autores: Ransés Vázquez,
Argelio Fernández, Oscar
Solano, Braulio Lapinel,
Francis Rodríguez.
Zonas Áridas Nº11 Año
2007 ISSN 1013-445x
versión impresa ISSN
1814-8921 versión
electrónica. pág. 101-110.
Perú.
La diferencia de escala
/resolución, es una limitante
que se debe tener en cuenta
cuando
se
analice
la
información derivada de la
asociación de la base de datos
(500 m píxel) con el mapa base
(250 m píxel)
Mapa climático y/o de
los ecosistemas
Mapa de Aridez
de Cuba
Mapa climático y/o de
los ecosistemas
Mapa de
precipitación
anual (mm)
VECTORIAL
1:1 000 000
1989
Nuevo atlas nacional de
Cuba, año de edición
1989. IGT-Instituto
Cartográfico de España
- cantidad de lluvia en un año
medida en milímetros
-La diferencia de escala
/resolución, es una limitante
que se debe tener en cuenta
cuando
se
analice
la
información derivada de la
asociación de la base de datos
con el mapa base
Mapa climático y/o de
los ecosistemas
Mapa tipo de
clima
VECTORIAL
1:1 000 000
1989
Nuevo atlas nacional de
Cuba, año de edición
1989. IGT-Instituto
Cartográfico de España
La diferencia de escala
/resolución, es una limitante
que se debe tener en cuenta
cuando
se
analice
la
información derivada de la
asociación de la base de datos
con el mapa base
Tierras de cultivo/
plantaciones
Mapa nacional de
tierras de cultivo
RASTER
Tamaño del
píxel 250 m
2005
GEOCUBA
Las clases definidas se
derivaron de los ajustes
realizados
al
mapa
de
cobertura del suelo al ser
superpuesto a las bases de
catastro generalizadas a 1: 250
000
Suelos
Mapa nacional de
suelo
VECTORIAL
1:500 000
2009
Instituto Suelo
mejorado por GEOPROP
Pendiente o similares
Índice pendientealtitud. SRTM
RASTER
Tamaño del
píxel 90 m
2009
Ramiro Reyes-IGT.
Adaptado a las condiciones de
l a base de datos del LUS
Presencia de la
populación
Densidad de
población urbana
y rural
VECTORIAL
1: 250 000
2009
IGT
Dato tabular procedente de la
ONE 2007 y adaptado a las
condiciones de las bases de
datos del LUS
Pobreza / indicador
socio-económico
Población
económicamente
activa
VECTORIAL
1: 250 000
2009
IGT
Dato tabular procedente de la
ONE 2007 y adaptado a las
condiciones de las bases de
datos del LUS
5. Ficheros empleados para la elaboración de los atributos de la base de datos
Componente
Biofísico
Fichero
Formato
Descripción
Cantidad de clases
Clim_ds
RASTER (GRID)
Variabilidad
climáticaecosistemica
10 clases
Arid_ds
RASTER (GRID)
Tipo climático
4 clases
Suelo_ds
VECTORIALRASTER (GRID)
Agrupamiento de
suelos
6 clases
Salinid_ds
VECTORIALRASTER (GRID)
Limitante del suelosalinidad
6 clases
Relieve_ds
RASTER (GRID)
Relación pendientealtitud
9 clases
Cultiv_ds
RASTER (GRID)
Tipos de cultivos
10 clases
Denspob_ds
VECTORIALRASTER (GRID)
Densidad de
población por
provincia
3 clases
Pea_ds
VECTORIALRASTER (GRID)
Población
económicamente
activa
3 clases
Socioeconómico
6. Clases de LUS obtenidas
ID_LUS
Nombre
1
1 Ciudades
11
11 Arroz con riego intenso
12
12 Café
13
13 Caña con riego medio
14
14 Caña sin riego
15
AREA
(km2)
Por ciento
429.0
0.39
2211.5
2.02
47.9
0.04
827.5
0.76
20660.7
18.86
15 Cultivos rotativos con riego intenso
1437.3
1.31
16
16 Cultivos rotativos con riego medio
404.0
0.37
17
17 Cultivos rotativos con riego bajo
646.6
0.59
18
18 Huertos, frutales y cítricos
8.2
0.01
19
19 Tabaco con riego intenso
184.4
0.17
2
2 Asentamientos rurales
59.9
0.05
20
20 Tabaco con riego medio
118.6
0.11
21
21 Tabaco sin riego
768.5
0.70
22
22 Viveros
622.3
0.57
23
23 Otros cultivos
14295.2
13.05
24
24 Pastos y forrajes con ganadería intensiva y riego intenso
663.7
0.61
27
27 Pastos y forrajes riego intenso
423.2
0.39
28
28 Pastos y forrajes y riego medio
52.7
0.05
29
29 Pastos y forrajes y riego bajo
41.7
0.04
3
3 Bosques protegidos
4584.4
4.19
30
30 Otras hierbas y pastos
32719.9
29.87
32
32 Humedales protegidos
4088.8
3.73
33
33 Otros humedales
7711.1
7.04
35
35 Mosaicos de vegetación protegidos
587.2
0.54
36
36 Otros mosaicos de vegetación
4322.7
3.95
4
4 Otros bosques
8889.0
8.11
40
40 Aguas protegidas
133.6
0.12
41
41 Otras aguas (pesca)
761.3
0.70
5
5 Matorrales protegidos
83.8
0.08
6
6 Matorrales no utilizados
1754.8
1.60
109540.4
100.00
7. Clases de Degradación de la Tierra identificadas en Cuba escala 1: 250 000
B: Degradación biológica
Bc
Variación de la cobertura vegetal
Bf
Bh
Bl
Efectos perjudiciales del fuego
Bs
Calidad y composición de las especies/disminución de la diversidad
Pérdidas de hábitats
Pérdida de la vida del suelo
C: Deterioro químico del suelo
Cn
Disminución de la fertilidad y reducción del contenido de mo
Cp
Contaminación del suelo
Cs
Salinización/Alcalinización
E: Erosión eólica
Et
Pérdida de la capa superior del suelo
H: Degradación del agua
Ha
Aridificación
Hp
Reducción de la calidad superficial del agua
Hq
Disminución de la calidad de las aguas subterráneas
P: Deterioro físico del suelo
Pc
Compactación
Pw
Anegamientos
W: Erosión hídrica
Pérdida de las capas superficiales del suelo/erosión de la superficie
Wt
8. Mapa LUS Cuba
9. Mapa Clases de Degradación Cuba
10. Mapas temáticos obtenidos a partir de la base de datos preparada en QM y
visualizada en Arview Vs. 3.4