Estimation of gap fraction and clumping index with Terrestrial and Airborne Laser Scanner data

El dosel forestal es una zona de intercambio de flujos y energía entre la superficie de la tierra y la atmósfera. Su estructura está representada por la organización espacial de todos los elementos vegetales que se encuentran sobre la superficie. La estructura del dosel condiciona una serie de variables microclimáticas en el interior de este espacio, las que influyen en la disponibilidad de los recursos y el comportamiento de las especies que cohabitan en él. Existe una serie de variables que permiten describir la estructura del dosel. Entre las más importantes se encuentran el índice de área foliar, cuyo cálculo y corrección depende de otros parámetros como la fracción de huecos (gap fraction, GF) y el índice de agrupamiento foliar (clumping index, CI). En este documento se estudian y desarrollan métodos para la estimación de GF y CI a partir de escáneres láser terrestres y aerotransportados (Terrestrial (TLS) and Airborne (ALS) Laser Scanners). Para lograr esto, se llevaron a cabo mediciones con TLS en Las Majadas del Tiétar (Cáceres, España) en el año 2009 y con ALS en Jasper Ridge (California, EE.UU.) en el 2007. En el caso de la estimación de GF a partir TLS, se desarrolló un nuevo método que calculaba la proporción entre píxeles vacíos y su totalidad a partir de imágenes angulares, una vez que se conocía su resolución. La validación del método fue realizada mediante simulaciones de datos con diversas resoluciones angulares y patrones de huecos en el dosel. El método se comparó también con los resultados de GF a partir de fotografías hemisféricas (hemispherical photography, HP), una vez que los datos TLS se reproyectaron para simular HP (TLS-SHP). La estimación del CI se llevó a cabo aplicando la teoría de la distribución del tamaño de los huecos de Chen y Cihlar (1995) sobre las TLS-SHP, que se contrastó con los valores de CI de las HP. En la zona de Jasper Ridge las estimaciones de GF se realizaron empleando métricas basadas en la ley de transmisividad de Beer-Lambert que miden el porcentaje de retornos láser que llegan al suelo, considerando parcelas circulares de datos ALS con diferentes tamaños de radio, para compararlas con la GF estimado de las HP. Del mismo modo, se probó también con la relación entre las intensidades de los retornos del suelo y las de todos ellos al interior de las parcelas. El CI se estimó a partir de métricas ALS derivadas de la altura de la vegetación y se relacionaron con el CI de las HP. Además, se adaptó con el mismo propósito el índice de segregación espacial de Pielou (1962), que se aplicó sobre imágenes de GF generadas para parcelas de datos ALS con distintos tamaños de radio y que fueron comparadas con el CI generado desde las HP. Para los experimentos llevados a cabo con los datos TLS, la GF fue sobreestimada en un 14% respecto a las HP, siendo las correlaciones estadísticamente significativas. El algoritmo desarrollado es operativo siempre y cuando el ruido en los datos angulares sea inferior al 6% de la resolución angular. Por encima de este umbral el método presentó un alto error, especialmente en los datos simulados con una estructura de huecos agrupados (cluster). El CI se subestimó en 27% respecto a los valores obtenidos por las HP. Los principales problemas vienen dados por la diferencia en la distribución del tamaño de los huecos registrados por las HP y las TLS-SHP. Por otra parte, la GF derivada de los datos ALS subestimó en un 3% y sobrestimó en un 43% comparado con las HP, para las parcelas de bosque y matorral, respectivamente. La GF obtenida presentó una clara dependencia del radio de los datos ALS considerados, que varió según el tipo de vegetación. Respecto a las estimaciones del CI, las métricas ALS de las alturas de la vegetación no mostraron buenos resultados. Esta circunstancia es contraria a estudios previos, lo que parece indicar que estas relaciones empíricas sólo funcionarían para el tipo de vegetación y sitio para el que fueron desarrolladas. Sin embargo, la modificación del algoritmo de Pielou subestimó el CI en sólo 6% y 4% para las parcelas de bosques y matorrales, respectivamente. Las posibles causas de estas diferencias radican en las distintas perspectivas y resolución espacial que poseen los datos ALS y HP

Estimation of gap fraction and clumping index with Terrestrial and Airborne Laser Scanner data

El dosel forestal es una zona de intercambio de flujos y energía entre la superficie de la tierra y la atmósfera. Su estructura está representada por la organización espacial de todos los elementos vegetales que se encuentran sobre la superficie. La estructura del dosel condiciona una serie de variables microclimáticas en el interior de este espacio, las que influyen en la disponibilidad de los recursos y el comportamiento de las especies que cohabitan en él. Existe una serie de variables que permiten describir la estructura del dosel. Entre las más importantes se encuentran el índice de área foliar, cuyo cálculo y corrección depende de otros parámetros como la fracción de huecos (gap fraction, GF) y el índice de agrupamiento foliar (clumping index, CI). En este documento se estudian y desarrollan métodos para la estimación de GF y CI a partir de escáneres láser terrestres y aerotransportados (Terrestrial (TLS) and Airborne (ALS) Laser Scanners). Para lograr esto, se llevaron a cabo mediciones con TLS en Las Majadas del Tiétar (Cáceres, España) en el año 2009 y con ALS en Jasper Ridge (California, EE.UU.) en el 2007. En el caso de la estimación de GF a partir TLS, se desarrolló un nuevo método que calculaba la proporción entre píxeles vacíos y su totalidad a partir de imágenes angulares, una vez que se conocía su resolución. La validación del método fue realizada mediante simulaciones de datos con diversas resoluciones angulares y patrones de huecos en el dosel. El método se comparó también con los resultados de GF a partir de fotografías hemisféricas (hemispherical photography, HP), una vez que los datos TLS se reproyectaron para simular HP (TLS-SHP). La estimación del CI se llevó a cabo aplicando la teoría de la distribución del tamaño de los huecos de Chen y Cihlar (1995) sobre las TLS-SHP, que se contrastó con los valores de CI de las HP. En la zona de Jasper Ridge las estimaciones de GF se realizaron empleando métricas basadas en la ley de transmisividad de Beer-Lambert que miden el porcentaje de retornos láser que llegan al suelo, considerando parcelas circulares de datos ALS con diferentes tamaños de radio, para compararlas con la GF estimado de las HP. Del mismo modo, se probó también con la relación entre las intensidades de los retornos del suelo y las de todos ellos al interior de las parcelas. El CI se estimó a partir de métricas ALS derivadas de la altura de la vegetación y se relacionaron con el CI de las HP. Además, se adaptó con el mismo propósito el índice de segregación espacial de Pielou (1962), que se aplicó sobre imágenes de GF generadas para parcelas de datos ALS con distintos tamaños de radio y que fueron comparadas con el CI generado desde las HP. Para los experimentos llevados a cabo con los datos TLS, la GF fue sobreestimada en un 14% respecto a las HP, siendo las correlaciones estadísticamente significativas. El algoritmo desarrollado es operativo siempre y cuando el ruido en los datos angulares sea inferior al 6% de la resolución angular. Por encima de este umbral el método presentó un alto error, especialmente en los datos simulados con una estructura de huecos agrupados (cluster). El CI se subestimó en 27% respecto a los valores obtenidos por las HP. Los principales problemas vienen dados por la diferencia en la distribución del tamaño de los huecos registrados por las HP y las TLS-SHP. Por otra parte, la GF derivada de los datos ALS subestimó en un 3% y sobrestimó en un 43% comparado con las HP, para las parcelas de bosque y matorral, respectivamente. La GF obtenida presentó una clara dependencia del radio de los datos ALS considerados, que varió según el tipo de vegetación. Respecto a las estimaciones del CI, las métricas ALS de las alturas de la vegetación no mostraron buenos resultados. Esta circunstancia es contraria a estudios previos, lo que parece indicar que estas relaciones empíricas sólo funcionarían para el tipo de vegetación y sitio para el que fueron desarrolladas. Sin embargo, la modificación del algoritmo de Pielou subestimó el CI en sólo 6% y 4% para las parcelas de bosques y matorrales, respectivamente. Las posibles causas de estas diferencias radican en las distintas perspectivas y resolución espacial que poseen los datos ALS y HP

The Brine Shrimp Artemia: Adapted to Critical Life Conditions

The brine shrimp Artemia is a micro-crustacean, well adapted to the harsh conditions that severely hypersaline environments impose on survival and reproduction. Adaptation to these conditions has taken place at different functional levels or domains, from the individual (molecular-cellular-physiological) to the population level. Such conditions are experienced by very few equivalent macro-planktonic organisms; thus, Artemia can be considered a model animal extremophile offering a unique suite of adaptations that are the focus of this review. The most obvious is a highly efficient osmoregulation system to withstand up to 10 times the salt concentration of ordinary seawater. Under extremely critical environmental conditions, for example when seasonal lakes dry-out, Artemia takes refuge by producing a highly resistant encysted gastrula embryo (cyst) capable of severe dehydration enabling an escape from population extinction. Cysts can be viewed as gene banks that store a genetic memory of historical population conditions. Their occurrence is due to the evolved ability of females to “perceive” forthcoming unstable environmental conditions expressed by their ability to switch reproductive mode, producing either cysts (oviparity) when environmental conditions become deleterious or free-swimming nauplii (ovoviviparity) that are able to maintain the population under suitable conditions. At the population level the trend is for conspecific populations to be fragmented into locally adapted populations, whereas species are restricted to salty lakes in particular regions (regional endemism). The Artemia model depicts adaptation as a complex response to critical life conditions, integrating and refining past and present experiences at all levels of organization. Although we consider an invertebrate restricted to a unique environment, the processes to be discussed are of general biological interest. Finally, we highlight the benefits of understanding the stress response of Artemia for the well-being of human populations

Inland hypersaline lakes and the brine shrimp Artemia as simple models for biodiversity analysis at the population level

Biodiversity can be measured at different hierarchical levels, from genetic diversity within species to diversity of ecosystems, though policy-makers tend to use species richness. The 2010 goal of reducing biodiversity loss, agreed by the subscribers to the Convention on Biological Diversity, requires simple and reliable protocols to evaluate biodiversity at any level in a given ecosystem. Stakeholders, particularly policy makers, need to understand how ecosystem components interact to produce social and economic benefits on the long run, whilst scientists are expected to fulfil this demand by testing and modelling ideally simple (low diversity) ecosystems, and by monitoring key species. This work emphasizes the unique opportunity offered by inland, isolated salt lakes and the brine shrimp Artemia, an example of biodiversity contained at the intra-specific level, as simple models to understand and monitor biodiversity, as well as to assess its predicted positive association with ecosystem stability. In addition to having well identified species and strains and even clones, that allow to test reproductive effects (sexual versus asexual), Artemia benefits from the possibility to set up experimental testing at both laboratory scale and outdoor pond systems, for which a comprehensive cyst bank with sufficient amount of samples from all over the world is available

Localizacion de sitios adecuados para albergar un vertedero utilizando sistemas de informacion geografica y tecnicas de evaluacion multicriterio

126 p.Es un problema para los encargados de la planificación territorial el manejo de una gran cantidad de información espacial que les permita cumplir su labor en forma satisfactoria. Hoy en día, y producto del explosivo crecimiento de la población y las zonas urbanas, se hace cada vez mas necesario la utilización de los Sistemas de Información Geográfica (SIG), como una herramienta de apoyo a la planificación y ordenación territorial. En este contexto, estudios extranjeros y en forma particular en España, han demostrado la utilidad de dichos sistemas en el manejo y gestión de la información espacial. En este estudio se plantea la utilización de los SIG como herramienta para la construcción de bases de datos espaciales y la integración de las Técnicas de Evaluación Multicriterio (EMC), como método para la evaluación de criterios en el problema de localización de vertederos. El estudio se realizo en la Comuna de Talca que corresponde a la capital Regional de la VII Región del Maule - Chile, distante 250 Km. al sur de Santiago. La integración de ambas tecnologías comprende por una parte, la utilización de los SIG como herramienta para la construcción de una base de datos espacial digital de la Comuna de Talca, conformada por las variables de curvas de nivel, red caminera, red hidrográfica, centros poblados y polígonos de suelos y, por otra parte, el use de las Técnicas EMC y particularmente empleando el Método de las Jerarquías Analíticas (MAJ), como forma para evaluar las variables incluidas en la modelación. Esto se logro incorporando las variables a través de matrices en donde los expertos determinan la importancia relativa que tiene cada variable en la evaluación. La generación del modelo de capacidad de acogida se realizo a través de la utilización de la Sumatoria Lineal Ponderada (SLP) como regla de decisión, la cual permitió la integración en forma ponderada de la totalidad de las variables, así como la posterior extracción de las zonas excluyentes incluidas en las restricciones de la modelación

Índices de área verde y cobertura vegetal para la ciudad de Parral (Chile), mediante fotointerpretación y SIG

The importance of the green areas is increasing since they are an important factor in the health and welfare of urban population. Therefore, in Parral city, in Central Chile, it was quantified and analyzed the availability of green areas and vegetation cover, using aerial photographs scale 1:10000 and Geographic Information Systems (GIS). In a first stage, urban street trees were quantified through a simple random sample of twenty-four units with field measurements combined with measurements on aerial photographs, from which it was obtained the surface provided. Subsequently, through the  creation of GIS layers, the surface of existing green areas and available open spaces were obtained. In addition, through supervised digital classification, the surface covered by urban forestry in private spaces was calculated. Quantity indexes show that Parral city currently has 12.72 ha of green areas, equivalent to 4.82 m2/hab, which implies a green area frequency of 0.022 m2/m2. These values could be improved, if the available open space are incorporated and thereby reach 12.06 m2 per inhabitant. In relation with availability indexes it was established that the average of accessibility to a green area is 327.2 m. Moreover, assuming a buffer of 200 m around the green areas, it was determined that there are 5160 houses with the basic service (56.4%). By incorporating the available open spaces, these values decrease significantly obtaining an average of accessibility to a green area of 213.7 m and coverage of basic service of 79.2%. Finally, it was estimated that the existing vegetation within the urban blocks (urban forest in private spaces) represents an important resource 17.8 times larger than urban street trees, so it should be considered within the municipal plans and policies.La importancia de las áreas verdes es creciente, toda vez que son un factor importante en la salud y bienestar del habitante urbano. Por ello, en la ciudad de Parral en Chile Central, se cuantificó y analizó la disponibilidad de áreas verdes y cobertura vegetal, empleando fotografías aéreas de escala 1:10.000 y Sistemas de Información Geográfica (SIG). En una primera etapa, se cuantificó la arborización urbana a través de un muestreo aleatorio simple de veinticuatro unidades muestrales con mediciones en terreno combinadas con mediciones en las fotografías aéreas, de lo cual se obtuvo la superficie aportada. Posteriormente, a través de la generación de coberturas espaciales SIG se obtuvo la superficie de las áreas verdes existentes y de los espacios abiertos disponibles. Además, mediante clasificación digital supervisada, se calculó la superficie ocupada por la arborización urbana en espacios privados. Los índices explicativos de cantidad arrojaron que la ciudad de Parral dispone actualmente de 12,72 ha de áreas verdes, equivalentes a 4,82 m2/hab, lo cual implica una frecuencia de áreas verdes de 0,022 m2/m2. Estos valores podrían mejorarse, si se incorporan los espacios abiertos disponibles, llegando con ello a 12,06 m2/hab. En cuanto a los índices explicativos de disponibilidad, se estableció que la accesibilidad promedio a un área verde existente es de 327,2 m. A su vez, considerando una zona de influencia de 200 m en torno a las áreas verdes, se determinó que existen 5.160 viviendas que disponen del servicio básico (56,4%). Al incorporar los espacios abiertos disponibles, estos valores disminuyen considerablemente obteniéndose una accesibilidad promedio de 213,7 m y una cobertura de servicio de 79,2%. Finalmente, se estimó que la cobertura vegetal existente al interior de las manzanas urbanas (arborización urbana en espacios privados) representa un recurso importante, 17,8 veces mayor que la arborización urbana de calles, por lo que debería ser considerado dentro de los planes y políticas municipales

Modulating the luminescence of an iridium(III) complex incorporating a di(2-picolyl)anilino-appended bipyridine ligand with Zn2+ cations

International audienceA novel iridium complex incorporating a di(2-picolyl)anilino-appended bipyridine ligand was synthesized and its optical properties studied. The presence of Zn2+ ions specifically perturbs the excited state, giving rise to a blue-shifted absorption and emission, and a shorter luminescence lifetime

Detección y cuantificación de área quemada por incendios forestales utilizando geomáticaDetection and quantifi cation of burnt area by forest fi res utilizing Geomatics

La Corporacion Nacional Forestal (CONAF) es la entidad a nivel nacional, encargada de proteger los ecosistemas forestales de los agentes y procesos daninos como la desertificacion, el fuego y otras formas de deterioro. En Chile la mayoria de los incendios forestales son producidos por el hombre, generando un dano promedio anual de 50.000 hectareas. Aunque la mayoria de los incendios producidos no sobrepasa las 10 hectareas, surge la necesidad de contar con estadisticas fiables y cuantificar de forma adecuada los grandes siniestros que se producen en zonas con poca o nula accesibilidad. En este contexto, el uso de datos provenientes de plataformas satelitales (NOAA-AVHRR, TERRA/AQUA-MODIS) ha mostrado ya su utilidad en el estudio de estos fenomenos a escala regional. En este trabajo se ha estudiado la aplicacion de imagenes de dos sensores ETM+ y ASTER para la evaluacion de indices espectrales y algoritmos de crecimiento de regiones con el objetivo de discriminar y cartografiar un incendio ocurrido en la cordillera de la Region del Maule, Chile. Los resultados indican que el uso de un algoritmo de crecimiento de regiones, mostro los mejores resultados (Fiabilidad = 97%, Kappa = 80.6%) por sobre las segmentaciones de los indices NDVI, BAI y NBR. Aunque los resultados son auspiciosos, se presentaron algunos inconvenientes relacionados a la correcta delimitacion e inclusion de la totalidad de la zona quemada, lo anterior puede ser mejorado trabajando con imagenes de mayor resolucion espacial, cuya data sea más reciente a la fecha del incendio y eliminado algunas fuentes de confusion como el sombreado topografico.Abstract La Corporación Nacional Forestal (CONAF) is the organization at national level, ordered to protect the forest ecosystems of the agents and harmful processes like desertification, fire and other forms of deterioration. In Chile most of wild fires is produced by the man, having generated a damage annual average of 50,000 hectares. Although the majority of fires does not exceed 10 hectares, arises the necessity to count on trustworthy statistics and to quantify of suitable form the great wildfires that take place in zones without accessibility. In this context, the use of remote sensing data from satellite platforms (NOAA-AVHRR, TERRA-MODIS) has already shown its utility in the study of these phenomena at regional scale. In this work the application of images of two sensors ETM+ and ASTER with spectral index and regional grown algorithm was tested to discriminate and mapping a fire in the mountains of Maule Region in Chile. The results indicate of region grown algorithm, showed the best results (Reliability =97%, Kappa =80.6%) over spectral index (NDVI, BAI, NBR) segmentations. Although results are favorable, appear some disadvantages related to the correct boundary and inclusion of burned zone, this can be improved using recent data next to fire date and correcting some confusion sources like topographic shaded

Teledetección y Sig en el Ámbito Forestal: Experiencias en ChileRemote Sensing and Gis in Forestry: Experiences in Chile

ResumenLa Teledetección espacial y los Sistemas de Información Geográfica (SIG) han constituido una verdadera revolución tecnológica y metodológica para efectuar la adquisición, manejo y análisis de la información geográfica sólo comparable con el efecto que provocó la invención del mapa. De hecho, estas nuevas tecnologías constituyen el eje vertebrado que sustenta los sistemas de consulta y análisis utilizados en las empresas forestales, soportando grandes volúmenes de información cartográfica relevante para el proceso de toma de decisiones. Por consiguiente, la integración de éstas disciplinas geomáticas generan y suministran información temática y espacial, de carácter primario o secundario, para efectuar una adecuada planificación de las actividades ha llevar a cabo durante toda la extensión del ciclo económico forestal, manifestadas en los horizontes de planificación estratégico, táctico y operacional. En el presente artículo se sintetizan algunas experiencias desarrolladas en Chile y particularmente en la Facultad de Ciencias Forestales y el Centro de Geomática de la Universidad de Talca, en lo referido a la utilización de Teledetección y SIG en el ámbito forestal.Abstract The Remote Sensing and the Geographic Information Systems (GIS) have constituted a really technological and methodological revolution to make the acquisition, processing and analysis of geographic information only comparable with the effect that the invention of the map provoked. In fact, these new technologies constitute the vertebrate axle that sustains to the consultation and analysis systems utilized at the forest companies, storing big volumes of relevant cartographic information for the process of take of decisions. Consequently, the integration of these geomatic disciplines generate and supply primary or secondary thematic and space information, in order to make an adequate planning of the activities that will take effect during the extension of the forest business cycle, manifested in the strategic, tactical and operational horizons of planning.The present article synthesizes some experiences developed at Chile and particularly in the Faculty of Forest Sciences and the Geomatic Center of the University of Talca, referred to the utilization of Remote Sensing and GIS in forest activities

Canagliflozin and renal outcomes in type 2 diabetes and nephropathy

BACKGROUND Type 2 diabetes mellitus is the leading cause of kidney failure worldwide, but few effective long-term treatments are available. In cardiovascular trials of inhibitors of sodium–glucose cotransporter 2 (SGLT2), exploratory results have suggested that such drugs may improve renal outcomes in patients with type 2 diabetes. METHODS In this double-blind, randomized trial, we assigned patients with type 2 diabetes and albuminuric chronic kidney disease to receive canagliflozin, an oral SGLT2 inhibitor, at a dose of 100 mg daily or placebo. All the patients had an estimated glomerular filtration rate (GFR) of 30 to <90 ml per minute per 1.73 m2 of body-surface area and albuminuria (ratio of albumin [mg] to creatinine [g], >300 to 5000) and were treated with renin–angiotensin system blockade. The primary outcome was a composite of end-stage kidney disease (dialysis, transplantation, or a sustained estimated GFR of <15 ml per minute per 1.73 m2), a doubling of the serum creatinine level, or death from renal or cardiovascular causes. Prespecified secondary outcomes were tested hierarchically. RESULTS The trial was stopped early after a planned interim analysis on the recommendation of the data and safety monitoring committee. At that time, 4401 patients had undergone randomization, with a median follow-up of 2.62 years. The relative risk of the primary outcome was 30% lower in the canagliflozin group than in the placebo group, with event rates of 43.2 and 61.2 per 1000 patient-years, respectively (hazard ratio, 0.70; 95% confidence interval [CI], 0.59 to 0.82; P=0.00001). The relative risk of the renal-specific composite of end-stage kidney disease, a doubling of the creatinine level, or death from renal causes was lower by 34% (hazard ratio, 0.66; 95% CI, 0.53 to 0.81; P<0.001), and the relative risk of end-stage kidney disease was lower by 32% (hazard ratio, 0.68; 95% CI, 0.54 to 0.86; P=0.002). The canagliflozin group also had a lower risk of cardiovascular death, myocardial infarction, or stroke (hazard ratio, 0.80; 95% CI, 0.67 to 0.95; P=0.01) and hospitalization for heart failure (hazard ratio, 0.61; 95% CI, 0.47 to 0.80; P<0.001). There were no significant differences in rates of amputation or fracture. CONCLUSIONS In patients with type 2 diabetes and kidney disease, the risk of kidney failure and cardiovascular events was lower in the canagliflozin group than in the placebo group at a median follow-up of 2.62 years