01 de febrero 2016 Reporte Nº 001-2016

Reporte Nº 001-2016
01 de febrero 2016
AUTOR
Lucio Villa Ramos
(Email: [email protected])
CO-AUTORES
Luis Gaary Campos Carrera
Isabel Mercedes Pino Capcha
EDICIÓN GRÁFICA
Robin E. Najar Linares
CITA SUGERIDA:
Villa L., Campos L. G., Pino I. M. (01 de febrero de 2016). Primer
Sistema de Alerta Temprana de Geoinformación (SAT-GI) para
Áreas Naturales Protegidas del Perú: Reserva Nacional Tambopata
y el Ámbito de Madre de Dios del Parque Nacional Bahuaja
Sonene. Reporte Nº 001-2016.
INTRODUCCIÓN
En los últimos años ha habido una rápida expansión de actividades extractivas en la Amazonía
peruana (e.g. la minería ilegal aluvial). Este fenómeno ha traído consigo enormes costos para
la salud humana y el medio ambiente ocasionando la pérdida de extensas áreas de bosque
primario y poniendo en peligro a las áreas naturales protegidas.
En respuesta, diferentes esfuerzos a nivel local, regional y nacional se han venido
implementando a fin de monitorear y controlar estas actividades, a partir del uso de
herramientas de información geográfica y teledetección, basados principalmente en el
aprovechamiento de imágenes gratuitas provenientes de sensores pasivos (i.e. Landsat).
No obstante, dado que los sensores pasivos como el Landsat-8 OLI y Landsat-7 ETM+ perciben
la luz de origen natural (ondas electromagnéticas), reflejada o emitida por la superficie de la
tierra (generalmente en la región visible, infrarroja cercana o térmica), su potencial de
aprovechamiento se encuentra seriamente afectada por la presencia de sombras (áreas sin
iluminación) y nubes persistentes, lo cual es recurrente en muchas zonas de la Amazonía
peruana. Por lo cual, no se puede implementar un sistema de monitoreo continuo (alertas
tempranas) para la Amazonía peruana basado exclusivamente en este tipo de sensores.
Los sensores activos, como el radar, hacen uso de su propia fuente de energía para la emisión
de una señal a través de una antena emisora (transmisor). La señal emitida, a una determinada
frecuencia, estado de polarización y ángulo de incidencia, es posteriormente retrodispersada
por la superficie iluminada y recepcionada por el sensor a través de una antena receptora
(receptor). Esta característica permite a estos sensores adquirir información sobre diferentes
zonas de estudio tanto de día como de noche y con poca interferencia de las condiciones
atmosféricas locales, lo cual los convierte en ideales para trabajos de monitoreo continuo
(alerta temprana).
Las puesta en órbita de los satélites Sentinel-1A (radar en banda-C) en abril del 2014 y Sentinel2A (multiespectral) en junio 2015, por parte del programa Copérnico de la Agencia Espacial
Europea (ESA, por sus siglas en inglés), permite la disponibilidad de imágenes de sensores
activos y pasivos que junto a las ya existentes, ofrecen una mejor cobertura temporal para
aplicaciones de supervisión y fiscalización de actividades como la minería ilegal.
En el marco del Contrato de Administración de la Reserva Nacional Tambopata y el ámbito de
Madre de Dios del Parque Nacional Bahuaja Sonene, como parte de la implementación del
Proyecto REDD+ que la Asociación para la Investigación y Desarrollo Integral (AIDER) ejecuta
en ambas áreas naturales protegidas, en coordinación con el Servicio Nacional de Áreas
Naturales Protegidas por el Estado (SERNANP), se ha puesto en marcha el Primer Sistema de
Alerta Temprana de Geoinformación (SAT-GI) para Áreas Naturales Protegidas del Perú:
Reserva Nacional Tambopata y el Ámbito de Madre de Dios del Parque Nacional Bahuaja
Sonene, basado en la explotación de data proveniente de sensores remotos pasivos y activos,
lo cual se detalla en la presente publicación.
II.
DESCRIPCIÓN DEL FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA DE MONITOREO
1.1. Data Aerosatelital disponible
El Sistema de Alerta Temprana de Geoinformación (SAT-GI) para Áreas Naturales
Protegidas, hace uso principalmente de imágenes aerosatelitales provenientes de
sensores pasivos (multiespectral) y activos (radar en banda-C/L) de libre acceso a través
de los sitios web del Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS, por sus siglas en
inglés), el programa Copérnico de la Agencia Espacial Europea (ESA, por sus siglas en
inglés) y el programa UAVSAR (NASA/JPL-Caltech). Ver Tabla N°1.
Codigo
S-1A
S-2A
L8 – OLI
L7 – ETM+
UAV-SAR
Tabla N°1: Resumen de la data aerosatelital empleada
Sensor
Características
Frecuencia/Fecha de
Adquisición (días)
Sentinel-1A
Radar Banda-C
24
(Dual/mono-polarización)
Sentinel-2A
Multiespectral
10
Landsat 8 – OLI
Multiespectral/Pancromática
16
Landsat 7 – ETM+
Multiespectral/Pancromática
16
UAV-SAR
Radar Banda-L
Mayo 2015
(Cuádruple polarización)
Fuente: Elaboración propia.
1.2. Frecuencia de Monitoreo y Reporte
La Figura N°1 presenta la disponibilidad actual de data aerosatelital de libre acceso, pasiva
(multiespectral) y activa (radar), empleado por el Sistema de Alerta Temprana de
Geoinformación (SAT-GI) para Áreas Naturales Protegidas.
Figura N° 1: Cobertura temporal de la data aerosatelital de libre acceso actualmente disponible 1
L7-ETM+
L8-OLI
Orb. 1
S-1A
Orb. 2
Orb. 1
S-2A
Orb. 2
Fecha de
Adquisición
09/10 22/10 02/11 15/11 17/11 25/11 26/11 02/12 03/12 09/12 11/12 12/12 19/12 20/12 22/12 27/12 29/12 01/01 02/01 04/01 08/01 11/01 12/01 13/01 18/01 20/01 21/01 26/01 28/01
2015
L7 ETM
L8 OLI
S 1A Orb. 1
S 1A Orb. 2
2016
S 2A Orb. 1
S 2A Orb. 2
Sin Imagen
Disponible
Fuente: Elaboración propia.
A partir del uso integrado de imágenes de sensores ópticos y radar de libre acceso, es
posible en la actualidad, bajo condiciones favorables (periodos de poca nubosidad y poca
1
Es importante resaltar que si bien los ciclos de obtención de las imágenes provenientes de sensores remotos
pueden ser predicho con antelación, en algunas ocasiones la data no se encuentra disponible por factores
aleatorios que se puedan presentar como suele ser el caso de fallas técnicas o no registro de la información.
presencia de sombras), monitorear una determinada área de estudio con una frecuencia
multitemporal variable de 1 a 8 días.
Así mismo, la semiautomatización de los procesos de pretratamiento y tratamiento de las
imágenes aerosatelitales (i.e. calibración, corrección geométrica, coregistro, etc.), a partir
de scripts y subrutinas, contribuye a reducir los tiempos operativos de análisis e
interpretación, lo cual permite la generación de reportes de alertas tempranas con una
mayor frecuencia.
1.3. Esquema del funcionamiento
En el marco del cumplimiento con los objetivos establecidos en el Contrato de
Administración de la Reserva Nacional Tambopata y el ámbito de Madre de Dios del
Parque Nacional Bahuaja Sonene, y dada la expansión acelerada de la minería ilegal en la
región, la Asociación para la Investigación y Desarrollo Integral (AIDER) ha implementado
un sistema alertas tempranas a fin de monitorear y reportar, con una frecuencia máxima
quincenal, el total de áreas afectadas por la actividad minera al interior de la Reserva
Nacional Tambopata.
Los reportes generados son proporcionados al SERNANP, organismo público técnico
especializado, quien coordina las acciones para la verificación en campo y posibles
intervenciones.
Posteriormente, la información contrastada en campo es retroalimentada al Sistema de
Monitoreo para la evaluación de los resultados obtenidos y actualización de la data
generada.
Figura N° 2: Esquema de funcionamiento del sistema de monitoreo continuo (alertas tempranas)
AIDER
Monitoreo y reporte:
- Reporte N°001-2016 (13/01/2016)
- Reporte N°002-2016 (21/01/2016)
- Reporte N°003-2016 (28/01/2016)
SERNANP
- Verificación en campo.
- Coordinación de acciones
a tomar.
- Retroalimentación de la
información contrastada.
II. RESUMEN DE LOS PRINCIPALES RESULTADOS OBTENIDOS
A. Expansión de la Deforestación en la zona de La Pampa (Madre de Dios)
De acuerdo a la evaluación realizada a partir de la serie temporal de imágenes radar de la
zona de la Pampa, en Madre de Dios, es posible remarcar el incremento acelerado de
dicha actividad, especialmente en estos últimos dos años.
La Figura N° 3, presenta la evaluación de la superficie sin cobertura de bosque (no bosque)
en la zona de La Pampa, obtenido a partir del análisis de imágenes radar en banda-L (UAVSAR) y banda-C (S1A) para dos periodos (2014 y 2016), para una de los sectores con mayor
dinámica de crecimiento.
La primera de ellas corresponde al 01 de mayo del 2014 en donde se determinaron 596
ha de no bosque aprox., mientras que la segunda pertenece al 13 de enero del 2016 y en
donde se determinó 1835 ha de no bosque, es decir, una pérdida de 1239 ha durante en
un periodo aproximado de 20 meses, lo cual evidencia el rápido crecimiento de la minería
aluvial en la zona evaluada.
Figura N° 3: Imagen UAV-SAR (L-band/quad – polarimetric) del 01 de mayo del 2014, Imagen Sentinel-1A (Sigma nought/ C-Band/VV) del 27 de octubre del 2014, 07 de mayo del 2015 y 13 de enero del 2016
Minería
Minería
aluvial
aluvial
Minería
aluvial
Minería
aluvial
B. Detección de la alteración del cauce natural del Río Malinowski : Enero-Febrero
2015
A partir de la evaluación de la data multitemporal óptica-radar disponible para la zona de
estudio, se pudo identificar la alteración del cauce natural del Rio Malinowski como
consecuencia de las actividades de explotación minera, presente en la zona.
Acorde a las imágenes evaluadas se identificó la siguiente secuencia histórica (Ver Figura
N° 4):
 El 01 mayo del 2014, las imágenes radar (UAV-SAR Banda-L/Full Polarimétrica),
muestran una presencia importante de actividad minera en la zona, así como el
cauce normal (sin alterar) del rio Malinowski.
 El 24 de febrero del 2015, se observó a través de la imagen Sentinel-1A, el inicio del
desvío del cauce normal del río Malinowski (por acción antrópica), con el probable
objetivo de habilitar nuevas áreas para la explotación minera.
 Las posteriores imágenes secuenciales muestran la evolución progresiva del
cambio del cauce del rio. Es así que el 07 de mayo del 2015, se puede observar
finalmente el nuevo trazo del cauce del río Malinowski.
 Así mismo, el 20 de diciembre del 2015, se identificó el inicio de las actividades
mineras en las áreas pertenecientes al antiguo cauce del rio Malinowski.
 Basado en el análisis multitemporal de las imágenes radar, se estimó que el cauce
afectado del rio (la longitud del meandro alterado por el nuevo trazo del caudal)
fue de 2.7 km aproximadamente.
Figura N° 4: Imagen UAV-SAR (L-band/quad – polarimetric) del 01 de mayo del 2014, Imagen Sentinel-1A (Sigma nought/ C-Band/VV) del 24 de febrero del 2015, 07 de mayo del 2015 y 20 de diciembre del 2015.
.
C. Seguimiento continuo del incremento de la actividad minera en la Reserva Nacional
Tambopata
La figura 5A, presenta las coordenadas de las áreas intervenidas durante el 15 y 16 de
diciembre del 2015, con el fin de erradicar las actividades de minería ilegal en la Reserva
Nacional Tambopata.
Las figuras 5B,5C y 5D, presentan un resumen de los reportes, previamente presentados,
sobre el incremento de áreas mineras al interior de la Reserva Nacional Tambopata al 20
de enero del 2016, estimada en 57 hectáreas aproximadamente.
Tabla N° 2: Resumen de la data aerosatelital empleada
Descripción
Áreas mineras
identificadas
Periodo
Monitoreado
Del 29/08/2015
al 20/01/2016
Área Estimada
(hectáreas)
57
Así mismo, dada la dinámica de crecimiento de dicha actividad en el mes de enero
2016, es posible que esto continúe en los meses siguientes.
Figura N° 5: presenta el total de área afectada por la minería al interior de la Reserva Nacional Tambopata, determinada a partir de la interpretación de imágenes radar (Sentinel-1A band-C/VV del 13 y 20 de Enero del
2016) y de imágenes ópticas (Landsat 8 – OLI del 04 y 20 de enero del 2016), en las cuales se estima un incremento de 57 ha aprox. de la actividad minera.
Minería
aluvial
Nuevas
Áreas
Mineras
Nuevas
Áreas
Mineras
Nuevas
Áreas
Mineras
III. CONCLUSIONES
1. En base a los estudios realizados se ha podido determinar el avance acelerado de
la actividad minera en áreas circundantes, y recientemente al interior de la Reserva
Nacional Tambopata, por lo cual, el presente sistema ofrece la posibilidad de
realizar monitoreos y reportes continuos del estado de avance de dichas
actividades, con una frecuencia menor a 15 días.
2. La versatilidad del uso y procesamiento de la información satelital disponible a la
fecha por el sistema de monitoreo continuo (alertar tempranas) hace posible la
extensión de los monitoreos realizados hacia otras áreas naturales protegidas o
zonas de interés con amenazas y presiones por actividades extractivas e ilegales.
3. Como parte de la mejora del presente sistema, la disponibilidad de imágenes
ópticas de muy alta resolución, en el marco de la adquisición del primer satélite
peruano submétrico Perusat, permitirá una mejor estimación y ajuste de la
superficie afectada por la actividad minera, así como la identificación de caminos
mineros ilegales precursores de la expansión de dicha actividad hacia nuevas áreas
de explotación.
4. La Asociación para la Investigación y el Desarrollo Integral (AIDER) y el Servicio
Nacional de Áreas Naturales Protegidas por el Estado (SERNANP) suman esfuerzos
para la conservación y desarrollo del patrimonio natural del país, poniendo a
disposición de los gestores de las Áreas Naturales Protegidas, autoridades y
población este innovador Sistema de Alerta Temprana de Geoinformación (SAT-GI),
en tiempo cuasi-real, el cual aporta a la consolidación del Sistema Nacional de Áreas
Naturales Protegidas (SINANPE) mostrando un alto grado de replicabilidad para
áreas de difícil acceso.
AGRADECIMIENTOS
El presente trabajo está realizado en el marco del Contrato de Administración
Parcial de la Reserva Nacional Tambopata y el ámbito de Madre de Dios del
Parque Nacional Bahuaja Sonene.
Los autores desean agradecer especialmente al programa de observación de
la tierra COPERNICO (ESA), a la USGS y al programa UAVSAR (NASA/JPL-Caltech)
por permitir el libre acceso a la data satelital necesaria para la puesta en marcha
del presente sistema de alerta temprana.
|
LUCIO VILLA RAMOS
Especialista en Geoinformación (SIG y Teledetección Óptico-radar y
Modelamiento Numérico Espacial) aplicado a estudios
agroforestales y ambientales. Master en Ciencias del Planeta y del
Ambiente (Université Paul Sabatier - Toulouse III) y Master en
Geoambiente/Especialidad Georiesgos (Université Paris-Est Marnela-Vallée/ École Nationale Supérieure des Mines de Paris), graduado
en Ingeniería Ambiental (UNALM).
LUIS GAARY CAMPOS CARRERA
Especialista en SIG y | Teledetección aplicado a estudios de
deforestación y análisis del cambio del uso de la tierra en la
Amazonía peruana.
Graduado en Ingeniería Geográfica (UNMSM).
ISABEL MERCEDES PINO CAPCHA
Especialista en cartografía y SIG aplicado a estudios de territorio.
Estudiante de Maestría en Tecnologías de Información Geográfica
(UNFV). Titulada en Geografía (UNMSM).