Comparación de técnicas de evaluación multicriterio en sistemas de ayuda a la decisión espacial para la localización óptima de uso residencial

The development of spatial decision support systems (SDSS) has greatly assisted efforts for solving the complex landuse conflicts that commonly appear in a sustainable landuse management. In this paper we compare the results obtained by the application of two distinctive landuse suitability analyses to the location of residential land use, applying two different multicriteria analysis techniques. The multicriteria analysis employed has been performed in a raster environment and been used for two objectives, namely for site search and a spatial suitability assessment. During the site search analysis each pixel was considered a potential location alternative. This analysis was performed using a simple additive weighting (SAW) method, which can easily be performed in GIS. A site selection analysis was then performed using the PROMETHEE-2 methodology and using a set of predefined alternatives. The main conclusion from the obtained results is the similarity of the results obtained after applying the different approaches and the necessity of applying stochastic approaches in order to control the uncertainty of the input data.Los Sistemas de Ayuda a la Decisión Espacial (Spatial DecisionSupport System, SDSS) han resultado ser extremadamente útiles para resolverlos conflictos, entre los diferentes usos del suelo, que aparecen comúnmenteen el proceso de ordenación sostenible del territorio. Este artículopresenta una comparación de los resultados obtenidos de losanálisis de la idoneidad del terreno para acoger un uso residencial, aplicandodos técnicas de análisis multicriterio diferentes. Los análisis multicriteriose han llevado a cabo en un entorno ráster con dos objetivos, elanálisis de localización óptima y la búsqueda o selección de alternativasóptimas. En el primer caso, cada pixel en la zona de estudio es consideradouna alternativa de localización. Para este análisis se ha aplicado elmétodo sumatoria lineal ponderada (SAW), que es fácilmente integrableen SIG. En el segundo caso, se ha hecho uso de la metodología PROMETHEE-2 y una serie de alternativas de localización previamente establecidas.A partir de los resultados, la principal conclusión es la similituden los modelos obtenidos al aplicar diferentes metodologías y la necesidadde aplicar aproximaciones estocásticas para tener control de la incertidumbreen los datos de entrada

A comparison of open-source LiDAR filtering algorithms in a mediterranean forest environment

Light detection and ranging (LiDAR) is an emerging remote-sensing technology with potential to assist in mapping, monitoring, and assessment of forest resources. Despite a growing body of peer-reviewed literature documenting the filtering methods of LiDAR data, there seems to be little information about qualitative and quantitative assessment of filtering methods to select the most appropriate to create digital elevation models with the final objective of normalizing the point cloud in forestry applications. Furthermore, most algorithms are proprietary and have high purchase costs, while a few are openly available and supported by published results. This paper compares the accuracy of seven discrete return LiDAR filtering methods, implemented in nonproprietary tools and software in classification of the point clouds provided by the Spanish National Plan for Aerial Orthophotography (PNOA). Two test sites in moderate to steep slopes and various land cover types were selected. The classification accuracy of each algorithm was assessed using 424 points classified by hand and located in different terrain slopes, cover types, point cloud densities, and scan angles. MCC filter presented the best overall performance with an 83.3% of success rate and a Kappa index of 0.67. Compared to other filters, MCC and LAStools balanced quite well the error rates. Sprouted scrub with abandoned logs, stumps, and woody debris and terrain slopes over 15° were the most problematic cover types in filtering. However, the influence of point density and scan-angle variables in filtering is lower, as morphological methods are less sensitive to them

Estimación del estado de conservación de robledales de la Red Natura 2000 a partir de datos LiDAR de fotón único.

La Red Natura 2000 es una red ecológica de escala comunitaria creada al amparo de la DirectivaHábitats (92/43/CEE) y compuesta por espacios naturales que, a priori, conservan una buenarepresentación de los hábitats y especies de interés comunitario. Uno de los principales objetivosde los planes de gestión de estos espacios incluye el seguimiento de su estado de conservación,que permita llegar a conclusiones sintéticas del territorio para grandes escalas con un costerazonable y periodicidad temporal alta. Los datos LiDAR (Light Detection and Ranging) del PNOA(Plan Nacional de Ortofotografía Aérea) se presentan como una tecnología alternativa a los métodostradicionales para la obtención de indicadores ecológicos de seguimiento que podría aumentar laprecisión de mediciones biofísicas y extender el análisis espacial a la tercera dimensión. El presenteestudio tiene como objetivo evaluar la capacidad de estos datos para la estimación del estado deconservación en robledales de la Directiva Europea (códigos UE: 9160, 9230 y 9240). Las masasanalizadas están localizadas en 4 zonas de especial conservación (ZEC) en la Comunidad Foral deNavarra: Montes de Valdorba, Sierra de Lokiz, Belate y Robledales de Ultzama. Como fuente deinformación se han utilizado los datos del PNOA de la segunda cobertura capturados con un sensorde fotón único con una alta densidad de puntos (14 puntos m2), que se proporcionan clasificadosde forma automática. También se ha utilizado la evaluación del estado de conservación de las áreasde estudio realizada por GAN-NIK (Gestión Ambiental de Navarra S.A.) en el año 2004. Comométricas de biodiversidad estructural se aplicaron los índices LHDI (LiDAR Height Diversity Index)y LHEI (LiDAR height Evenness Index), además de diversas métricas relacionadas con la estructuravertical y horizontal de la vegetación. Con la prueba no paramétrica de Kruskal-Wallis y el posteriortest de Dunn, se analizaron las diferencias entre medias de todas las variables entre las diferentescategorías de conservación, obteniendo diferencias significativas en la mayoría de ellas. Tras elanálisis estadístico y el estudio ecológico de las variables, se seleccionaron aquellas de mayorsignificancia para realizar una clasificación digital supervisada, junto con el índice de Vegetación deDiferencia Normalizada (NDVI), derivado de la misión Sentinel-2. En los tres hábitats se obtuvo unaprecisión global superior al 70%, tras la reserva del 25% de la muestra para la validación,aumentando este valor por encima del 82% después de realizar una segunda validación en campo.Los resultados obtenidos han permitido desarrollar una metodología para la aplicabilidad del trabajoa la gestión y seguimiento de la Red Natura 2000.<br /

Técnicas de evaluación multicriterio y aplicación de filtros a MDT derivados de datos LiDAR para la localización a escala regional y local de estructuras megalíticas en la Val de Chistau (Huesca).

Tras una campaña sobre megalitismo dedicada a los crómlech en 2019 en el valle de Chistau (Huesca), se determinó la posibilidad de existencia de más estructuras megalíticas en el valle. En este tipo de campañas, tratar de buscar la eficiencia en la ejecución de los trabajos de campo es clave para reducir el número de días de trabajo y así facilitar la adjudicación de nuevos proyectos o el aumento en la dedicación en fases posteriores. Por ese motivo, el presente estudio evalúa la idoneidad del uso de Sistemas de Información Geográfica (SIG) y teledetección activa LiDAR como apoyo en una fase de prospección arqueológica. En concreto, el objetivo es determinar las áreas con mayor probabilidad de albergar estructuras megalíticas en el valle mediante la utilización de técnicas de análisis multicriterio (EMC). Para la selección de los criterios se han abordado diversos análisis espaciales que definen los emplazamientos de los crómlech sobre una muestra de 30 círculos de piedra. La asignación de pesos de los criterios se ha realizado utilizando el método de Jerarquías analíticas (AHP). Finalmente, la cartografía resultante ha sido validada utilizando trabajo de campo donde se han registrado 4 crómlech y se ha contemplado la posibilidad de existencia de 17 estructuras con potencial de ser restos megalíticos. Un segundo objetivo cosiste en la detección de restos arqueológicos a una escala local utilizando datos LiDAR del proyecto PNOA-LiDAR (CNIG). Para ello se ha aplicado diversos filtros de realce, utilizando el software RVT, a MDEs generados a 1 m de resolución a partir de nubes de puntos filtradas con diferentes algoritmos. La principal conclusión es que los MDT generados no tienen la suficiente resolución espacial para detectar este tipo de estructuras megalíticas en este entorno.<br /

Análisis de la relación de datos multitemporales del LiDAR-PNOA con índices multiespectrales de severidad de fuego en el incendio de Luna (2015)

Ante el incremento de los incendios forestales en la zona Mediterránea en los últimos años, tanto las administraciones locales como los investigadores necesitan desarrollar procesos de análisis eficientes para conocer con mayor detalle los efectos producidos por este fenómeno y de esta manera poder optimizar la mitigación y la posterior recuperación de los espacios afectados. El uso de índices espectrales para el análisis de incendios forestales se ha convertido en una herramienta muy utilizada por los expertos, pero el elevado coste del trabajo de campo ha generado la busqueda de nuevas tecnologías que permita analizar la afección sobre la vegetación de una manera precisa y económica. De esta manera, el empleo de tecnología LiDAR (Light Detection And Ranging) multitemporal, ofrecida por el Plan de Ortofotografía Área (PNOA) abre un nuevo campo de estudio para el análisis de la severidad mediante el uso de métricas previas y posteriores al incendio para analizar los efectos que han generado. En el caso de este trabajo, se ha llevado a cabo un análisis del incendio ocurrido en Sierra de Luna en el año 2015, transcurrido entre las coberturas LiDAR de 2010 y 2020. Para evaluar la capacidad que tiene esta tecnología, se han hecho análisis de correlación con los índices espectrales dNBR y RdNBR. Los resultados obtenidos son un indicativo del potencial que presentan los análisis multitemporales, ya que nos han permitido conocer los cambios acontecidos en la estructura vegetal, además de conocer la existencia de fuertes correlaciones, tanto en términos absolutos como relativos, con el índice espectral dNBR. Tras la conclusión de este trabajo se evidencia la falta y la necesidad de coberturas LiDAR más recurrentes para el análisis de futuros incendios.<br /

Identificación de edificaciones aisladas, mediante modelos digitales elaborados con PNOA-LiDAR

Hoy en día existe un problema de masías en estado ilegal dentro de la comunidad de Aragón, por este motivo, surge la necesidad de implantar una nueva metodología que dé lugar a la detección geográfica de estas. La búsqueda se centrará en identificar de forma precisa edificaciones aisladas en el terreno y determinar cuál es su estado, para la posterior comprobación de información en el departamento de catastro. Se comparan varias metodologías de trabajo para la generación de diferentes Modelos Digitales de Superficie, en las que se combina diferentes clasificaciones de nubes de puntos LiDAR, provenientes de distintos filtrados y softwares. Los procedimientos de trabajo, junto con sus estadísticas se comparan en unas zonas de control determinadas hasta llegar a unas conclusiones que sinteticen cual es el mejor método a emplear. Para completar el estudio se han analizado la influencia de los costes, herramientas de visualización y clasificación de la nube de puntos, de cada aplicación, con el fin de ayudar a decir cuál ha sido el mejor método empleado para el objetivo del trabajo

ANALISIS DE MEJORAS EN EL SISTEMA DE MANDO Y CONTROL DEL VEHICULO BMR DEL PUESTO DE MANDO DE BANDERA

El objetivo del trabajo es hacer un análisis de viabilidad para implementar la capacidad del Teniente Coronel jefe de la Bandera de poder conocer en tiempo real la posición de todas sus unidades subordinadas. La falta de esta información de localización puede afectar de forma negativa en la capacidad de decisión del mando, cuya incertidumbre será mayor cuando más alto sea el nivel de mando que ostente. La información que puede aportar un sistema como el BMS Lince, que ya portan otros vehículos del Ejercito de Tierra, como son las unidades de carros, puede suponer un salto de calidad al permitir al Puesto de Mando de Bandera conocer en todo momento la ubicación exacta de sus unidades, así como mantener la comunicación con ellos. A pesar de que la necesidad de información por parte del mando es fundamental en la toma de decisiones, estos sistemas no han sido introducidos en unidades de infantería ligera, pues se le ha dado prioridad a unidades que únicamente utilizan vehículos, como son las Unidades de Carros de Combate. Sin embargo, la necesidad de este tipo de sistemas es una realidad en unidades ligeras, pues tienen si cabe una mayor complejidad a la hora de ser mandadas al no contar solo con vehículos, sino también con un elemento de combate a pie que desembarca en numerosas misiones.<br /

Análisis de las necesidades en el uso de robots en combate en subsuelo

El combate en subsuelo ha tenido una creciente importancia en los últimos años debido a las últimas tendencias de los movimientos insurgentes. Ante este crecimiento, distintos ejércitos, entre ellos el Ejército de Tierra (ET), han creado planes de instrucción específicos enfocados en esta materia con la intención de desarrollar medidas para poder enfrentarse a estas amenazas. Además, muchos ejércitos ya cuentan con experiencia y han elaborado planes de acción para poder afrontar estas situaciones Para conocer este entorno subterráneo y especialmente al enemigo que trabaja en él, se ha estudiado la evolución del combate hasta la actualidad, donde se da el combate en tres niveles. Particularmente se ha estudiado el caso de Hamas y Hezbollah para conocer los medios que utilizan y, sobre todo, con qué tipo de túneles trabajan, sus dimensiones, tipo de instalaciones y formas de actuar. Para concluir este análisis del combate actual se ha realizado un estudio de las respuestas de distintos ejércitos: en concreto se ha estudiado el caso de las Fuerzas de Defensa Israelí, el caso del ejército de los Estados Unidos y las medidas que está tomando España para tratar de adaptarse a este tipo de combate. El caso de Israel es el más estudiado ya que el país está en el epicentro del combate subterráneo, siendo el objetivo de la mayor parte de los ataques. Paralelamente, debido a la evolución que lleva el combate y la creciente importancia de la tecnología, la necesidad de medios más complejos es cada vez mayor. Con ello en mente, el ET ha creado su objetivo “Brigada 2035”, en la que estos medios cobran mayor protagonismo para facilitar el mando y control y garantizar el éxito de la misión ofreciendo una ventaja a nivel táctico. La intención es dotar al ET de medios específicos operados por personal especializado a costa de tener una plantilla más reducida. Uno de estos medios a los que se refiere el objetivo 2035 son los robots. El presente Trabajo de Fin de Grado (TFG) une estas dos necesidades y se plantea como objetivo el analizar los requisitos del combate en subsuelo y los requerimientos que debe tener un robot para poder ser empleado en este ambiente. De esta forma se reducirán los riesgos que entraña este combate consiguiendo, incluso, evitar el empeño de personal. Para ello se han analizado distintos factores que influyen en el subsuelo mediante trabajo de campo con la intención de conocer las necesidades que debe tener en robot. Se han estudiado los robots actuales, tanto los utilizados por el ET como por otros ejércitos, así como los desarrollados por casas de robótica para conocer el estado del arte y ver qué capacidades ofrecen los robots que se encuentran actualmente en el mercado. Además, para poder aprovechar los conocimientos y experiencia en instrucción en combate en subsuelo del personal especializado, se ha realizado una encuesta para obtener tanto las necesidades del combate en subsuelo como las de los robots. Debido a la falta de medios que hay en la actualidad en el ejército de tierra, existen unas carencias de medios y materiales que se han analizado para tratar, en la medida de lo posible, paliarlas. Las carencias más destacadas son en medios de visión nocturna, medios de transmisiones y, sobre todo para su empleo en subsuelo, el armamento, resultando demasiado largo. La conclusión a la que se ha llegado, tras el estudio del estado del arte de los robots actuales, es que ninguno de los estudiados cumple todos los requisitos encontrados; no obstante, hay opciones en el mercado que cumplen parcialmente los requerimientos. Estos modelos concretos podrían ser usados directamente teniendo en cuenta que no serían los óptimos o podrían hacerse adaptaciones de los mismos de forma que cumplan todos los requisitos. Finalmente se propone un proyecto de adquisición para obtener el robot ideal para emplearse en este ambiente mediante la enumeración de necesidades.<br /

Clasificación de modelos combustibles a partir del modelo de Transferencia Radiativa Anisotrópica Discreta (DART).

Uno de los factores clave que permite analizar el potencial de ignición y de propagación del fuego en entornos agrícolas-forestales es el tipo de combustible presente. En los últimos años ha aumen-tado el interés por los datos proporcionados por sensores activos, como el LiDAR (Light Detection And Ranging). El objetivo de este trabajo es validar una metodología basada en el modelo de transferencia radiativa anisotrópica discreta (Discrete Anisotropic Radiative Transfer, DART) que permitiría clasificar tipos de combustible forestal. El poder de generalización y la alta automatiza-ción que permitiría esta aproximación podrían ayudar a las tareas de prevención, pero sobre todo a las labores de extinción en caso de incendio, ya que posibilitaría la simulación de situaciones concretas de tipos de combustible en cualquier momento. Esto es posible gracias a la creación previa de una muestra con la respuesta LiDAR de los diferentes tipos de combustible. La metodo-logía propuesta es totalmente novedosa porque hace uso de modelos de transferencia radiativa (Radiative transfer models, RTM) para la simulación de la respuesta LiDAR del Plan Nacional de Ortofotografía Aérea (PNOA). Además, se realiza una validación de las simulaciones a partir de los coeficientes de correlación y el error cuadrático medio de diferentes métricas LiDAR extraídas de las simulaciones y la información real LiDAR de los años 2011 y 2016. Se ha utilizado una muestra de calibración/validación compuesta por 85 parcelas de campo (localizadas en Aragón) para la simulación de los modelos combustibles en DART. Posteriormente, se ha llevado a cabo un proceso de clasificación de modelos de combustible a partir de las métricas simuladas de 2011, utilizando el método de inteligencia artificial SVM, obteniendo una fiabilidad global de la clasificación tras la validación cruzada del 60% y un índice de kappa de 0,50. Finalmente, se ha evaluado la transferi-bilidad de las simulaciones, aplicando el modelo generado a partir de las métricas de 2011 a los datos reales de 2016, obteniendo una fiabilidad global de clasificación tras la validación cruzada del 53% y un índice de kappa de 0.44.<br /