Remote sensing as a tool for the prevention, monitoring and evaluation of fires and floods

Los incendios y las inundaciones son dos de los disturbios que más frecuentemente afectan a la población humana y a los recursos naturales. La teledetección, a través de sensores remotos activos y pasivos, constituye una herramienta muy útil para el desarrollo de sistemas de prevención, seguimiento y evaluación a diferentes escalas espaciales y temporales. En este trabajo se reseñan algunos de los principales avances logrados en el campo de la teledetección de áreas quemadas e inundadas, y en el análisis de sus condiciones predisponentes y de su dinámica posterior a la perturbación. Se ha dado especial énfasis en describir los alcances y las limitaciones de algunos productos derivados de la teledetección que ya están disponibles para los usuarios en general.Fires and floods are among the most frequent perturbations that negatively affect human societies and natural resources. The availability of prevention, monitoring and evaluation systems is therefore crucial to diminish their consequences. Active and passive remote sensing instruments are a valuable tool to achieve these goals because they provide information on different spatial and temporal scales. In this article we review the progress experienced in the field of remote sensing of burnt or flooded areas, its predisposing conditions and its post perturbation dynamics. Special emphasis is given to the description of the strengths and weaknesses of some of currently available remote sensing products.Inter-American Institute for Global Change Research (CRN-2031 - US NSF GEO-0452325), el INTA (AERN4 y AERN4642) y el MINCyT (PICT 08-13931 y PICT No 32415)

Inversión de modelos de simulación de la reflectividad para la estimación del estado hídrico del combustible vivo en matorrales y pastizales de la Argentina

En este trabajo se explora la posibilidad de estimar el contenido de humedad de los combustibles vivos (FMC) a partir de la inversión de los modelos de simulación de la refectividad a nivel de hoja (PROSPECT) y a nivel de dosel (SAILH), la utilización de imágenes de satélite (sensor MODIS) e información auxiliar medida en campo. La metodología propuesta para llevar a cabo la inversión se basa en técnicas de clasificación supervisada de imágenes, así como en técnicas de regresión múltiple. Dichas metodologías fueron validadas en un total de 6 parcelas de matorral semiárido de la región fitogeográfica del Monte y 5 de pastizales subhúmedos de la Región Pampeana. Los resultados mostraron que el FMC puede ser estimado con precisión, tanto para el caso de las áreas de matorral semiárido (RMSE≈16%) como para el caso de los pastizales subhúmedos (RMSE≈10%), de manera operativa y sin necesidad de tener amplios conocimientos de programación.This paper explores the possibility of estimating Live Fuel Moisture Content (FMC) from the inversion of PROSPECT (leaf level) and SAILH (canopy level) Radiative Transfer Models, MODIS imagery and ancillary information measured on field. The methodology proposed for the inversion is based on image supervised classification as well as multiple regression techniques. These methodologies are validated in a total of six plots of shrubland from Monte region and five plots of humid temperate grasslands from Pampa region. The results show that FMC can be accurately and operatively retrieved without a deep knowledge of programming for both semiarid shrublands (RMSE≈16%) and sub-humid temperate grasslands (RMSE≈10%)

Inversión de modelos de simulación de la reflectividad para la estimación del estado hídrico del combustible vivo en matorrales y pastizales de la Argentina

En este trabajo se explora la posibilidad de estimar el contenido de humedad de los combustibles vivos (FMC) a partir de la inversión de los modelos de simulación de la refectividad a nivel de hoja (PROSPECT) y a nivel de dosel (SAILH), la utilización de imágenes de satélite (sensor MODIS) e información auxiliar medida en campo. La metodología propuesta para llevar a cabo la inversión se basa en técnicas de clasificación supervisada de imágenes, así como en técnicas de regresión múltiple. Dichas metodologías fueron validadas en un total de 6 parcelas de matorral semiárido de la región fitogeográfica del Monte y 5 de pastizales subhúmedos de la Región Pampeana. Los resultados mostraron que el FMC puede ser estimado con precisión, tanto para el caso de las áreas de matorral semiárido (RMSE≈16%) como para el caso de los pastizales subhúmedos (RMSE≈10%), de manera operativa y sin necesidad de tener amplios conocimientos de programación.This paper explores the possibility of estimating Live Fuel Moisture Content (FMC) from the inversion of PROSPECT (leaf level) and SAILH (canopy level) Radiative Transfer Models, MODIS imagery and ancillary information measured on field. The methodology proposed for the inversion is based on image supervised classification as well as multiple regression techniques. These methodologies are validated in a total of six plots of shrubland from Monte region and five plots of humid temperate grasslands from Pampa region. The results show that FMC can be accurately and operatively retrieved without a deep knowledge of programming for both semiarid shrublands (RMSE≈16%) and sub-humid temperate grasslands (RMSE≈10%)

Changes in vegetation seasonality and livestock stocking rate in La Pampa Province (Argentina)

Crop production is traversing expansion and intensification processes all over the planet and in consequence the large scale cattle production is being displaced to marginal lands with lower stocking capacity. The objective of this work was to assess the seasonality of vegetation in La Pampa province located in a semiarid region in Argentina and to explore if the variations in seasonality are related to the stocking rate. The hypothesis is the changes in stocking rate of rangelands and its grazing pressure alter the proportion of different vegetation functional groups and so the vegetation seasonality. It is predicted that overgrazing of seasonal grasses will alter the proportion of woody species having consequences over spectral indices. It was analyzed satellite data, particularly the MODIS Enhanced Vegetation Index (EVI) and related it to stocking rate records from SENASA. This work evidences the relationship between the stocking rate and the spectral index EVI, indicator of the primary productivity of vegetation, at departmental scale in the natural areas of Monte and Espinal of La Pampa. Results indicate that in western region (Monte) there was an increment in the stocking rate at department level and a decrease in vegetation seasonality. It is posed that the higher grazing pressure led to the overgrazing of the most palatable herbaceous species, increasing the shrub proportion in landscape.Crop production is traversing expansion and intensification processes all over the planet and in consequence the large scale cattle production is being displaced to marginal lands with lower stocking capacity. The objective of this work was to assess the seasonality of vegetation in La Pampa province located in a semiarid region in Argentina and to explore if the variations in seasonality are related to the stocking rate. The hypothesis is the changes in stocking rate of rangelands and its grazing pressure alter the proportion of different vegetation functional groups and so the vegetation seasonality. It is predicted that overgrazing of seasonal grasses will alter the proportion of woody species having consequences over spectral indices. It was analyzed satellite data, particularly the MODIS Enhanced Vegetation Index (EVI) and related it to stocking rate records from SENASA. This work evidences the relationship between the stocking rate and the spectral index EVI, indicator of the primary productivity of vegetation, at departmental scale in the natural areas of Monte and Espinal of La Pampa. Results indicate that in western region (Monte) there was an increment in the stocking rate at department level and a decrease in vegetation seasonality. It is posed that the higher grazing pressure led to the overgrazing of the most palatable herbaceous species, increasing the shrub proportion in landscape

Cambios en la estacionalidad de la vegetación y la carga animal en la provincia de La Pampa (Argentina)

Crop production is traversing expansion and intensification processes all over the planet and in consequence the large scale cattle production is being displaced to marginal lands with lower stocking capacity. The objective of this work was to assess the seasonality of vegetation in La Pampa province located in a semiarid region in Argentina and to explore if the variations in seasonality are related to the stocking rate. The hypothesis is the changes in stocking rate of rangelands and its grazing pressure alter the proportion of different vegetation functional groups and so the vegetation seasonality. It is predicted that overgrazing of seasonal grasses will alter the proportion of woody species having consequences over spectral indices. It was analyzed satellite data, particularly the MODIS Enhanced Vegetation Index (EVI) and related it to stocking rate records from SENASA. This work evidences the relationship between the stocking rate and the spectral index EVI, indicator of the primary productivity of vegetation, at departmental scale in the natural areas of Monte and Espinal of La Pampa. Results indicate that in western region (Monte) there was an increment in the stocking rate at department level and a decrease in vegetation seasonality. It is posed that the higher grazing pressure led to the overgrazing of the most palatable herbaceous species, increasing the shrub proportion in landscape.La producción de cultivos está atravesando procesos de expansión e intensificación alrededor de todo el planeta. En consecuencia, la producción ganadera está siendo desplazada hacia tierras marginales de menor capacidad de carga. El objetivo de este trabajo es evaluar la estacionalidad de la vegetación en la provincia de La Pampa, ubicada en la región semiárida argentina; y explorar si las variaciones en la estacionalidad están relacionadas con la carga de ganado vacuno. Se plantea como hipótesis que los cambios en la carga animal y la presión de pastoreo alteran la proporción de diferentes grupos funcionales de vegetación, y de esta manera, su estacionalidad. Se predice que el sobrepastoreo de los pastos más estacionales alterará la proporción de especies leñosas, y ello repercutirá sobre los índices espectrales. Se analizó la información satelital, particularmente el Índice de Vegetación Mejorado (EVI) de MODIS y se lo relacionó con los registros de carga animal de SENASA. Este trabajo evidencia la relación entre la carga animal y el EVI, indicador de la productividad primaria de la vegetación, a la escala de departamento en las áreas naturales del Monte y el Espinal de La Pampa. Los resultados indican que al oeste de la provincia (Monte) hubo un aumento de la carga animal y una disminución de la estacionalidad de la vegetación a escala de departamento. La mayor presión de pastoreo habría conducido al sobrepastoreo de las especies herbáceas más palatables aumentando la proporción de arbustos en el paisaje.Fil: Di Bella, Carlos Marcelo. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (Argentina)Fil: Beget, María Eugenia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (Argentina)Fil: Campos, Alfredo Nicolás. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (Argentina)Fil: Viglizzo, Ernesto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y TécnicasFil: Jobbágy, Esteban. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y TécnicasFil: García, Alfredo Gabriel. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (Argentina)Fil: Cotroneo, Santiago. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (Argentina

Morphometric of the Colorado River high basin, Argentina

Las subcuencas del río Grande y del río Barrancas conforman la cuenca alta del río Colorado y la abastecen de agua a partir de la nieve que precipita en las altas cumbres. Conocer las características morfométricas y funcionales de una cuenca es esencial en estudios de hidrología y modelación del agua. El objetivo fue analizar e interpretar los parámetros e índices morfométricos de la cuenca alta del río Colorado, Argentina. La metodología aplicada se basó en establecer y analizar los parámetros morfométricos mediante el uso de Sistemas de Información Geográfica y planillas de cálculo, a partir de un modelo digital de elevación. La longitud del río Grande es tres veces superior a la del Barrancas, con un área de drenaje que sigue la misma relación. Según el Coeficiente de Gravelius ambas subcuencas son similares en su forma, rectangular oblonga. Además, poseen la mitad de su superficie entre los 1.500 y 2.500 m.s.n.m., con pendientes predominantes de 0 a 15°. En cuanto a la orientación el 54 % de las laderas están orientadas al sur en ambos casos. El río Barrancas posee mayor desnivel entre naciente y desembocadura, en un área drenada menor. Este estudio ofrece importante información de base para posteriores investigaciones de modelado de la dinámica espacio temporal del caudal en la cuenca.The Grande and Barrancas Rivers watersheds conform the upper basin of the Colorado River. They provide discharge from snow precipitated in the high mountain peaks. Morphometric and functional characteristics analysis of a basin is elementary in hydrology and modeling approach. The aim of this work was to analyze and interpret the morphometric parameters and derived indices of the upper basin of the Colorado River, Argentina. Parameters quantification and analysis were based on a digital elevation model and Geographic Information Systems. Length of the Grande River is three times greater than Barrancas River ones, with a drainage area that follows the same relationship. Gravelius coefficients evidenced similarities in watershed shapes, both rectangled-oblongued. Both watersheds have a half of their area between 1500 and 2500 m.a.s.l., with predominant slopes between 0 and 15º. In both cases, 54% of slopes are orientated to south direction, meaning predominantly shady. Barrancas River has a greater difference between the source and the mouth, having a smaller drained area. Results from this study offers an important source of base information to further research and modeling spatio-temporal dynamics of flow of River basin.Fil: Aumassanne, Carolina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria; ArgentinaFil: Gaspari, Fernanda Julia. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales; ArgentinaFil: Beget, María Eugenia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación de Recursos Naturales. Instituto de Clima y Agua; ArgentinaFil: Sartor, Paolo Daniel. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria; ArgentinaFil: Oricchio, Patricio. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación de Recursos Naturales. Instituto de Clima y Agua; ArgentinaFil: Di Bella, Carlos Marcelo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación de Recursos Naturales. Instituto de Clima y Agua; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Departamento de Métodos Cuantitativos y Sistemas de Información; Argentin

Globe-LFMC 2.0, an enhanced and updated dataset for live fuel moisture content research

Globe-LFMC 2.0, an updated version of Globe-LFMC, is a comprehensive dataset of over 280,000 Live Fuel Moisture Content (LFMC) measurements. These measurements were gathered through field campaigns conducted in 15 countries spanning 47 years. In contrast to its prior version, Globe-LFMC 2.0 incorporates over 120,000 additional data entries, introduces more than 800 new sampling sites, and comprises LFMC values obtained from samples collected until the calendar year 2023. Each entry within the dataset provides essential information, including date, geographical coordinates, plant species, functional type, and, where available, topographical details. Moreover, the dataset encompasses insights into the sampling and weighing procedures, as well as information about land cover type and meteorological conditions at the time and location of each sampling event. Globe-LFMC 2.0 can facilitate advanced LFMC research, supporting studies on wildfire behaviour, physiological traits, ecological dynamics, and land surface modelling, whether remote sensing-based or otherwise. This dataset represents a valuable resource for researchers exploring the diverse LFMC aspects, contributing to the broader field of environmental and ecological research

Estudio de la cobertura de nieve en la Cuenca del Río Colorado mediante información satelital

En cuencas de régimen nival, como la del río Colorado (Argentina), las variaciones espaciales y temporales de la cobertura de nieve afectan a la disponibilidad de los recursos hídricos. Su estudio permite comprender el funcionamiento del sistema hidrológico, realizar una planificación y un manejo integral del agua a nivel de la cuenca, entre otros. La información derivada de sensores remotos complementa aquella provista por estaciones meteorológicas, y a su vez permite el seguimiento de grandes extensiones de territorio de forma permanente, objetiva y económica. En este trabajo se utilizó un producto derivado de imágenes satelitales provistas por el sensor MODIS (MOD10A2), con el objetivo de evaluar el área cubierta por nieve y su variación espacio-temporal en la cuenca alta del río Colorado. El área de estudio correspondió a las subcuencas de los ríos Grande y Barrancas, donde se encuentran los principales afluentes en zonas de alta cordillera. Se analizó la serie años 2003 a 2013, en el período comprendido entre el 23 de abril y el 17 de noviembre de cada año (27 fechas). Los resultados muestran una tendencia de disminución de la extensión de la cubierta de nieve a partir del año 2005, lo cual se ve reflejado en la disminución del derrame anual de los ciclos hidrológicos posteriores (R2 =0,82). Asimismo, el año 2005 presenta la mayor cobertura (2914,56 km2) en la serie de años analizada, la mayor parte del año (de 25 a 27 fechas), que pertenece principalmente a la cuenca del río Grande. La metodología utilizada permitió identificar zonas que en la mayor parte del tiempo analizado se encontraban cubiertas por nieve y zonas con mayores variaciones temporales (interanual e intranual).Fil: Aumassanne, Carolina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional La Pampa-San Luis. Estación Experimental Agropecuaria Anguil. Unidad de Extensión y Desarrollo Territorial-INTA 25 de Mayo; ArgentinaFil: Beget, María Eugenia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación de Recursos Naturales. Instituto de Clima y Agua; ArgentinaFil: Oricchio, P.. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación de Recursos Naturales. Instituto de Clima y Agua; ArgentinaFil: Di Bella, Carlos Marcelo. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación de Recursos Naturales. Instituto de Clima y Agua; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Relationship between biophysical parameters and synthetic indices derived from hyperspectral field data in a coastal marsh from Buenos Aires Province, Argentina

ABSTRACT. Coastal wetlands provide essential ecosystem services widely recognized, wich functions and values depend on their ecological integrity. Remote sensing provide environmental indicators of coastal wetlands at landscape scale, but a a deeper understanding is needed on the interactions between field biophysical parameters and the electromagnetic signal. The goal of this work is to analyze and quantify the influence on the spectral response of biophysical parameters -including biomass and leaf area index (LAI)- characterizing stands of Spartina densiflora marshes in Mar Chiquita coastal lagoon, Argentina on their spectral response. Spectral reflectance at high resolution was measured in S. densiflora canopies under natural conditions, manipulating standing biomass by means of successive harvestings. Reflectance data were acquired using a sprectroradiometer in visible, near infrared (IR) and shortwave IR bands. Spectral Vegetation Indices (VI) were calculated for each biomass-LAI situation. Several VI significantly correlated with biomass and LAI, including those 1) based on the red-IR edge (IRI: IR Index, 695/760 ratio, SR: Simple Ratio, NDVI: Normalized Difference VI), 2) based on the sharp change green -IR (GNDVI: green NDVI, 800/550 ratio) and 3) those with a correction for soil noise (OSAVI: Optimized Soil Adjusted VI, MSAVI: Modified SAVI). The indices that showed significant regressions with biomass and LAI were IRI, NDVIAmbar and REIP. The total and green biomass showed better adjustments than LAI, showing R2 values of 0.5. These values were obtained with REIP index. Results indicate that LAI and biomass of Spartina densiflora stands could be determined from spectral data but attention would be payed if large LAI values are found due to the logaritmic adjustments obtained.Fil: Gonzalez Trilla, Gabriela Liliana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigación e Ingeniería Ambiental. Laboratorio de Ecología, Teledetección y Ecoinformática; ArgentinaFil: Pratolongo, Paula Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto Argentino de Oceanografía. Universidad Nacional del Sur. Instituto Argentino de Oceanografía; ArgentinaFil: Kandus, Patricia. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigación e Ingeniería Ambiental. Laboratorio de Ecología, Teledetección y Ecoinformática; ArgentinaFil: Beget, María Eugenia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación de Recursos Naturales. Instituto de Clima y Agua; ArgentinaFil: Di Bella, Carlos Marcelo. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación de Recursos Naturales. Instituto de Clima y Agua; ArgentinaFil: Marcovecchio, Jorge Eduardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto Argentino de Oceanografía. Universidad Nacional del Sur. Instituto Argentino de Oceanografía; Argentin

SPOT-VEGETATION GEOV1 biophysical parameters in semi-arid agro-ecosystems

The VEGETATION system, which has been delivering global observations of the surface on a daily basis since 1998, provides key information for regional to global climate, environmental and natural resource management applications. Just recently, VEGETATION-derived GEOV1 biophysical products (LAI, FAPAR, and FCOVER) became available for the scientific community and were evaluated in this study for semi-arid forests in the Dry Chaco ecoregion, Argentina. Indirect validation with the MODIS-derived biophysical products (MOD15A2) shows a very good temporal consistency between both products for the period 2000-2011, with a remarkably smooth behaviour of the GEOV1 products. A good relationship between both products was found in the regression analysis with an R2 of 0.826 and 0.724 for LAI and FAPAR, respectively. Using direct validation with digital hemispherical photography (DHP) and ceptometer ground measurements, a relatively small RMSE (RMSELAI ≈ 0.31 and RMSEFAPAR ≈ 0.11) was found. The novel PASTIS-57 technique, which can derive continuous plant area index (PAI) estimates from light transmittance measurements, shows a similar temporal profile to the GEOV1 LAI product with a relatively high but constant offset for the dry forest study sites and a nearly identical profile for the deforested site (R2 = 0.86). Overall, PASTIS-57, in combination with satellite-based observations, shows potentials in LAI/PAI research and ecosystem carbon studies in general, but more ground measurements taken over multiple growing seasons and vegetation types are required to confirm these findings.Fil: Raymaekers, D.. Institut National de la Recherche Agronomique; Francia. Vlaamse Instelling Voor Technologisch Onderzoek; BélgicaFil: Garcia, A.. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Buenos Aires; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Di Bella, Carlos Marcelo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Buenos Aires; ArgentinaFil: Beget, María Eugenia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Buenos Aires; ArgentinaFil: Llavallol, C.. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Buenos Aires; ArgentinaFil: Oricchio, P.. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Buenos Aires; ArgentinaFil: Straschnoy, J.. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Buenos Aires; ArgentinaFil: Weiss, M.. Institut National de la Recherche Agronomique; FranciaFil: Baret, F.. Institut National de la Recherche Agronomique; Franci