Estimación de propiedades edáficas en suelos quemados mediante espectroscopía VIS-NIR.

Aproximadamente la mitad del carbono de los ecosistemas terrestres se encuentra en los suelos forestales. Los incendios forestales suponen una de las principales causas de liberación del carbono en los suelos, esto influye en las reservas de carbono a nivel global, siendo un grave problema medioambiental tanto por la liberación del carbono a la atmósfera como por la falta de carbono en los suelos. En este estudio, a través de técnicas de espectrometría ASD, en el rango del VIS-NIR se plantea como objetivo el desarrollo de modelos de estimación, del contenido de carbono orgánico oxidable y las fracciones de carbono lábil, carbono intermedio y carbono recalcitrante, en suelos sometidos a diferentes tipos de quemas. Se testaron diferentes pretratamientos espectrales (Filtrado Savitzky-Golay, normalización SNV y derivada de la reflectividad), y se desarrollaron modelos de estimación mediante análisis Partial Least Squares Regression (PLSR) para determinar también las bandas de importancia. El pretratamiento que mejores resultados presenta en todos los carbonos es la derivada más la normalización SNV con valores en R^2 en la validación cruzada de 0.74 en el carbono oxidable, 0.53 en el intermedio y 0.68 en el recalcitrante. Lo que supone un modelo de calidad para estimar el carbono del suelo mediante espectrometría. Se simularon las bandas para del satélite hiperespectral EnMAP y de los multiespectrales Sentinel 2 y Landast 8 a fin de determinar su potencial para estimar estas variables. Los resultados obtenidos en la validación cruzada del carbono oxidable y recalcitrante en EnMAP, con valores de 0.75 y 0.66 respectivamente, proporcionan un modelo de calidad. La alternativa del uso de sensores multiespectrales supone también un modelado de calidad para el análisis de las propiedades edáficas del suelo pese a sus limitaciones de resolución.<br /

Tendencias en la alta severidad de los incendios fotestales en Aragón (1985-2020)

La severidad de los incendios es un componente importante del régimen de fuego por su influencia en la respuesta y recuperación de los espacios afectados. Evaluar sus tendencias es fundamental para co-nocer si las actuales características son o no propias de los diferentes ecosistemas. Sin embargo, faltan estudios que documenten estos cambios temporales. En este trabajo se ha abordado el análisis de la severidad de los incendios forestales ocurridos en la comunidad autónoma de Aragón (España) entre 1975 y 2020. Para la construcción de la serie temporal, se ha realizado un primer análisis exploratorio mediante la combinación de imágenes de los sensores Landsat-MSS/TM/ ETM+/OLI previa intercali-bración de las bandas rojo (red) e infrarrojo cercano (NIR) de imágenes MSS con las bandas del sensor TM mediante un modelo de regresión lineal (R2 = 0.71 –red-; R2 = 0.64 –NIR-) elaborado a partir de los años de registro simultáneo de ambos sensores. En vista de estos resultados se decidió no proseguir con la intercalibración de los sensores por lo que el cálculo de los valores de severidad se realizó to-mando como año de inicio 1985 (inicio serie Landsat TM) con los productos de la colección SR a 30 metros (TM, ETM+ y OLI). Con la reducción del periodo temporal, la serie total de 145 los incendios estudiados pasaron a ser 104. Mediante el modelo no lineal de crecimiento saturado se obtuvieron los umbrales para los índices espectrales delta Normalized Difference Vegetation Index (dNDVI), delta Normalized Burn Ratio (NBR) y Relative delta Normalized Burn Ratio (RdNBR) que permitieron esti-mar el porcentaje de píxeles quemados a alta severidad. En base a estos valores se calculó el estadístico de Mann-Kendall y se realizó un pronóstico hasta el 2030 con ARIMA. Los resultados indican una ausencia de tendencia clara en los valores de severidad. <br /

Dinámica de la fenología vegetal en España a partir de imágenes de satélite entre 1983 y 2020

Desde hace décadas factores abióticos que determinan la fenología vegetal, como la temperatura y la disponibilidad de agua, se están viendo alterados como consecuencia del cambio global. Las observaciones a largo plazo en distintos ecosistemas muestran modificaciones de estas etapas del desarrollo vegetal debido a las variaciones en el clima, con efectos a distintas escalas espaciales que pueden derivar en la alteración y pérdida de importantes servicios ecosistémicos. Las fenofases de la vegetación y sus variaciones se convierten así en indicadores relevantes de las modificaciones en el sistema climático.El objetivo principal de este estudio es caracterizar espacialmente la fenología vegetal y sus variaciones a lo largo del tiempo en la España peninsular e islas Baleares, para proporcionar una visión general completa de la dinámica de los ecosistemas. Se trata de un área de estudio compleja, al ser una de las más diversas del continente europeo en cuanto a vegetación y usos del suelo, lo que la hace un área significativa para monitorear la fenología. El análisis se realiza además con una serie temporal muy amplia, casi cuatro décadas (1983-2020), la más extensa de las aplicadas hasta el momento en España en estudios que han abordado esta misma temática. Para ello se ha generado una serie temporal de 40 años a partir de la fusión de valores del índice de vegetación NDVI de imágenes de satélite procedentes de los sensores NOAA-AVHRR y MODIS (una imagen quincenal con una resolución moderada de 1,1 km2). El cálculo de las variables fenológicas se ha realizado a través del software TIMESAT 3.3. que ha procesado la serie temporal del índice y ha extraído 13 fenométricas.Los resultados principales muestran diferencias regionales entre la España templada y la mediterránea respecto a las fenofases de inicio y final de temporada. Las zonas templadas han visto retrasadas sus fechas de inicio y final de temporada a lo largo de la serie temporal, mientras que la región mediterránea ha adelantado las fechas de salida de las hojas y la senescencia. También se ha observado una tendencia al reverdecimiento de toda el área de estudio e importantes contrastes entre las cubiertas del suelo que abren la puerta a futuros estudios que profundicen en estas diferencias de comportamiento y en sus interacciones con los cambios en el clima y en la gestión del territorio.<br /

Estimación mediante teledetección del contenido de humedad del combustible forestal (Sector central del valle del Ebro)

La inflamabilidad y la combustibilidad de la vegetación son dos parámetros clave en la evaluación del riesgo de incendios. Los modelos de combustible del sector central del valle del Ebro constituyen, de este modo, el marco geográfico de este trabajo cuyo objetivo es establecer una relación empírica entre el comportamiento de reflectividad de la vegetación en el espectro óptico y el contenido de humedad. Un total de 56 muestras, correspondientes a diferentes especies mediterráneas (pino, encina, enebro, romero, coscoja, sisallo, sabina, retama, lastón, ontina y tomillo) han sido analizadas. De ellas se dispone de información sobre el contenido de humedad, medido con el Fuel Moisture Content (FMC), y mediciones hiperespectrales de reflectividad realizadas con espectro-radiometría de campo, sensibles a las longitudes de onda entre 400 y 2500 nm (desde el visible al infrarrojo medio de onda corta o SWIR). Los análisis realizados han permitido caracterizar el FMC de las distintas especies, estratos y modelos muestreados y han demostrado la existencia de correlaciones significativas entre ambas variables en la región del SWIR. La R de Pearson máxima (R=-0,56) obtenida muestra claramente la relación inversa que existe entre estas dos variables. El modelo empírico desarrollado ha alcanzado una valor de ajuste bajo (R2ajustado de 0,444) pero significativo, lo que indica la fortaleza de las relaciones existentes. Además, se ha observado la existencia de diferencias estadísticamente significativas en el comportamiento medio del FMC entre los diferentes estratos y entre algunas especies vegetales, lo que permitirá el futuro desarrollo de modelos específicos que puedan ser utilizados para estimar con adecuada precisión el contenido de humedad usando imágenes de satélite

ANÁLISIS DE LAS ACTUACIONES DE RESTAURACIÓN VEGETAL POSTINCENDIO MEDIANTE IMÁGE-NES LANDSAT EN EL INCENDIO DE RIGLOS (2001)

Una de las principales problemáticas ante las que se encuentra el hombre después de que se haya producido un incendio es la de decidir si debe actuar o no después del mismo. En este trabajo se van a comparar zonas en las que el hombre ha actuado y zonas en las que la regeneración ha sido natural. EL objeto de estudio se centra en el incendio de Riglos del año 2001. Para ello se han utilizado imágenes de satélite Landsat 5 TM a partir de las cuales se han obtenido una serie de variables como el NDVI (Normalized Difference Vegetation Index), nivel de severidad, así como otro conjunto de variables extraídas de otras fuentes de datos. Una vez determinadas las zonas de actuación humana y las zonas de control, se procede a la comparación mediante análisis estadísticos descriptivos. El objetivo que se pretende alcanzar con este trabajo es ver las diferencias que existen entre las zonas en las que ha actuado el hombre tras un incendio y las que no. Se concluye que a corto plazo la actuación por parte del hombre en determinadas áreas tras un incendio corta el proceso de regeneración vegetal tomando como referencia valores de NDVI

Diffuse reflectance spectroscopy for estimation of soil organic matter and texture in burned and abandoned cropland areas

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Estimación del rendimiento de trigo con imágenes UAV: aplicación en el contexto de la agricultura de precisión.

La agricultura de subsistencia ha ido desapareciendo dando paso a una agricultura intensiva. Esta ha evolucionado hacia la llamada agricultura de precisión, fomentada por la búsqueda de una mayor productividad. La Teledetección ha ayudado a este proceso mediante la captura de imágenes asistidas por satélites y, más tarde, debido a la necesidad de un mayor avance, mediante UAV (Unmanned Aerial Vehicle- vehículo aéreo no tripulado) ofreciendo así una mayor resolución espacial. En el presente proyecto se tiene como objetivo principal estimar la produción de trigo y demás variables agronómicas a partir de información espectral obtenida mediante un UAV con resolución espacial de 10 centímetros. Los resultados han mostrado que la imagen analizada, parcela cultivada con trigo blando (Triticum aestivum), presenta una infraestimación en las bandas del rojo y del verde, respecto a la signatura espectral del trigo, y que la producción no muestra unos resultados esperables a los distintos tratamiento de abonado aplicados a cada una de las subdivisiones parcelarias. Aún así, se concluye que el mejor proceso para la estimación de la producción de trigo es la utilización del índice de Vegetación NDVI mediante la metodología de extracción básica eliminando solo los píxeles mixtos (metodología 1). También se observa una relación entre los índices de Vegetación NDVI y RVI con el abonado aplicado mostrando, por tanto, una relación con la vigorosidad de la planta

Variabilidad espacio-temporal de la temperatura de superficie en ecosistemas de dehesa estimada mediante imágenes Landsat TM: el papel del arbolado

Dehesas are sylvo-agro-pastoral ecosystems with complex mechanisms of carbon and water interchange due to existence of contrasted ecophysiological vegetation layers: tree and grass. One of the key variables in parametrization of energy balance in these systems is Land Surface Temperature(LST). This study analyzes spatio-temporal variability of LST as a function of tree cover in dehesa ecosystem in the northern part of the province of C&aacute;ceres. LST is retrieved from a series of 14 Landsat-5 TM images (2009-2011) grouped and analyzed by season (spring, summer and autumn). Tree cover is estimated from the orthophotos and SIOSE data. Spatial distribution of LST is related to the percentage of tree cover in autumn and even more in summer, the moment when mean differences among the lowest and the highest categories established according tree cover percentage (&lt;10% and &gt;60%) achieve 2,5&deg;C.Las dehesas son sistemas agro-forestales en los que se producen complejos mecanismos de intercambio de carbono y agua debido a la presencia de estratos de vegetaci&oacute;n con comportamiento eco-fisiol&oacute;gico contrastado: arbolado/herb&aacute;ceo. Una de las variables clave en la parametrizaci&oacute;n del balance energ&eacute;tico en estos ecosistemas es la temperatura de superficie (Ts). Este trabajo analiza su variaci&oacute;n espacio-temporal en funci&oacute;n de la cobertura arb&oacute;rea en una dehesa al norte de C&aacute;ceres. La Ts se&nbsp;obtiene a partir de una serie de 14 im&aacute;genes Landsat-5 TM (2009-2011) que se agrupan en 3 compuestos estacionales (primavera, verano y oto&ntilde;o). La cobertura arb&oacute;rea se estima a partir de ortofotograf&iacute;a e informaci&oacute;n del SIOSE. La distribuci&oacute;n espacial de la Ts se relaciona con los niveles de cobertura en los compuestos de oto&ntilde;o y, especialmente, en verano momento en el que las diferencias medias entre las categor&iacute;as extremas de arbolado (&lt;10% y &gt;60%) alcanzan los 2,5&deg;C

Estimación de la producción de cebada a partir de imágenes satelitales y variables climáticas.

Estimar la producción de una explotación agrícola de forma precisa permite obtener información relevante a la hora de gestionar próximas campañas y evaluar las pérdidas provocadas por situaciones sinópticas adversas antes de la cosecha. El objetivo de este trabajo es explorar el desarrollo de un modelo predictivo capaz de estimar la producción de cebada en una pequeña explotación (127 ha), localizada en el municipio de Belchite (España). Se utilizan variables adaptadas a la fenología de la cebada cultivada, creadas a partir de información climática y de imágenes procedentes de teledetección, en dos rangos del espectro electromagnético, i.e., las microondas y el óptico, con Sentinel 1 y Sentinel 2 respectivamente. Los modelos se definen con una secuencia de código en R, utilizando todas las combinaciones de variables predictoras correlacionadas con la producción. Se utiliza una regresión lineal simple y el método Partial Least Squares Regression (PLSR). El modelo de regresión lineal con mejores resultados devuelve un error en la predicción de 146.39 kg/ha, superior al obtenido con el método PLSR, 106.42 kg/ha. Sin embargo, el error interno del primero, RSE de 455 kg, es inferior al modelo PLSR, con un un RMSEP de 8 481 kg. Se observa una mejora en los modelos con la integración conjunta de información climática y sobre el estado del cultivo, que debe validarse utilizando una serie de años más larga. <br /

CONSTRUCCIÓN DE UNA BIBLIOTECA ESPECTRAL DE LAS ESPECIES VEGETALES DE LA MICROCUENCA DEL RÍO POMACOCHO (ECUADOR)

Los recientes avances en Teledetección han permitido adquirir información detallada para gestionar el territorio de manera más eficiente. Este documento presenta el trabajo realizado con el fin de obtener datos de reflectividad espectral de cinco especies vegetales ubicadas en la Microcuenca del Rio Pomacocho, localizado en Chimborazo – Ecuador. Un equipo radiométrico fue utilizado para obtener medidas de reflectividad y mediante la interacción electromagnética entre la luz solar y la materia, se obtuvieron las firmas espectrales de cada una de las especies. Uno de los principales aportes de este estudio es proveer a la UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO de una Biblioteca de Firmas Espectrales de la vegetación producto de la catalogación de las mismas. En este trabajo también se muestra la propuesta para el desarrollo de un sistema web innovador que integre múltiples servicios, entre los cuales tendremos el almacenamiento y consulta de firmas espectrales. Esta herramienta informática busca proveer a los usuarios una fuente de información y monitoreo de los recursos almacenados y catalogados en el repositorio desarrollado. El trabajo futuro de este estudio se enfoca en el uso de imágenes satelitales de alta resolución para la clasificación digital de coberturas vegetales a gran escala