Uso de sensores remotos para estimar biomasa arriba del suelo en bosques de la Península de Osa

Proyecto de Graduación (Licenciatura en Ingeniería Forestal) Instituto Tecnológico de Costa Rica, Escuela de Ingeniería Forestal, 2011A study using 18 plots from the "Biodiversity Project and Carbon Sequestration in the Forests of Peninsula de Osa" was conducted to estimate above ground forest biomass. The plots correspond to different forest succession stages (from 5 years old to primary forest). The main objective was to create a model to estimate forest biomass using remote sensing data. Several mathematical models were evaluated. These models used the original bands from SPOT satellite imagery and vegetation indices such as SAVI, MSAVI, GEMI and NDVI. The equation that presented the best fit was B = 458.575 * η, where η is [2 (NIR-R) NIR +1.5 +0.5 R] / (NIR + R +0.5), NIR is the near infrared band, and R is the red band from a SPOT image. The model had a coefficient of determination of 0.802 with a CV% of 52.750. The main achievement of the research was to propose a methodology to probe and create models of biomass estimation using satellite images. The main limitation found was the use of an image with low spectral resolution.Instituto Tecnológico de Costa Rica. Escuela de Ingeniería Forestal

Herramienta para el monitoreo del Plan GAM 2013-2030

Proyecto de Investigación. Instituto Tecnológico de Costa Rica. Vicerrectoría de Investigación y Extensión (VIE). Escuela de Ingeniería en Construcción, Escuela de Ingeniería Forestal; Campus Tecnológico Local San José. Escuela de Arquitectura y Urbanismo, 2017Este proyecto se encuentra vinculado con el proceso de elaboración, actualización, implementación y seguimiento del Plan GAM 2013-2030, elaborado por el Instituto Tecnológico de Costa Rica, durante el periodo en que esta Institución tuvo a cargo la Secretaría del Plan Nacional de Desarrollo Urbano (SPNDU). El Plan fue aprobado por el Gobierno de la República y publicado en La Gaceta mediante Decretos N° 38334 y N°38145 del 30 de abril del 2014. La construcción de un territorio GAM competitivo y eficiente, no es un proceso sencillo ni inmediato. Por ello, ante la aprobación del Plan GAM 2013-2030, se hizo necesaria una etapa de implementación, gestión, monitoreo, evaluación y seguimiento. Bajo este contexto las Escuelas de Ingeniería en Construcción, Forestal y Arquitectura y Urbanismo, proponen la creación de una herramienta de monitoreo del ordenamiento territorial a los procesos de gestión del territorio. Se propuso dar seguimiento al proceso evolutivo de la planificación en dos escalas: regional (GAM) a través de un geoportal y local (cantonal) con el diseño de una plataforma, con el objetivo de medir si se está construyendo el modelo de ciudad competitiva y sostenible que proyecta en el PLAN GAM 2013-2030. Se cubrió la fase de diagnóstico y de diseño de la herramienta (plataforma) y además se generó un geoportal que permite utilizar la información cartográfica generada en el Plan GAM 2013-2030. Se espera que este modelo de monitoreo, diseñado con información de la Región Cartago, impulse un proyecto más amplio para generar un sistema de monitoreo de indicadores para la GAM en ambas escalas

Simulación de caída de ceniza del Volcán Irazú aplicando el programa TEPHRA modificado

DOI: 10.12957/geouerj.2013.6912 El presente trabajo utiliza el modelo de Suzuki(Suzuki, 1983)para simular la caída de cenizavolcánica em la versión TEPHRA (Connors, 1991). El programa TEPHRA modificado ESsometido a prueba al simular exitosamente la distribución de ceniza de los eventos eruptivosmejor conocidos em el volcán Irazú, Costa Rica. Adicionalmente, la masa de ceniza acumuladapor 52 simulaciones de diseño concuerda satisfactoriamente con la distribución de lãs isopacas dela ceniza depositada durante elperiodo1963-65 del volcán Irazú y relativamente bien con ladistribución de isopacas de la ceniza depositada durante los últimos 2600 años de actividad. Estasituación justifica la aplicación del programa TEPHRA modificado em la elaboración de mapasde amenaza por caída de ceniza para el Volcán Irazú y otros volcanes em los cuales se tengaapropiada información sobre dirección Del viento y características eruptivas más probables depresentarse em el volcán. Palabras Clave: Caída de ceniza, simulación computacional, mapas de amenaza, TEPHRA,escenarios de riesgo, Volcán Irazú. Abstract This paper uses the Suzuki volcanic ash simulation model (Suzuki, 1983)to simulate volcanicashfall in the tephra versionTEPHRA (Connors, 1991).The modified TEPHRA volcanic ashsimulation program has been used to develop computer simulations of volcanic ashfall producedby Irazú volcano, Costa Rica.The ability of the modified TEPHRA program to simulate volcanicashfalls is tested by reproducing successfully the ash fall distribution ofthe best known eruptiveepisodes from the 1963-1965 active period. Additionally, the mass of accumulated ash during 52simulations agrees very well with the ash isopachs deposited during the 1963-1965 active periodand well with the distribution of ash isopachs deposited during the last 2600 years. We concludethat the modified TEPHRA program is suitable to prepare ash fall hazards maps for Irazú andother volcanoes, on the condition that there is good knowledge of their most likely eruptivecharacteristics and local wind direction. Key words: Ashfall, computer simulations, TEPHRA, hazards maps, risk scenarios, Irazúvolcano

Derivación indirecta de la distribución espacial y estado de desarrollo de los bosques secundarios en Costa Rica usando imágenes satelitales de mediana resolución espacial. Documento I

Proyecto de Investigación (Código: 1401-0077) Instituto Tecnológico De Costa Rica. Vicerrectoría De Investigación Y Extensión (VIE). Dirección de Proyectos. Escuela de Ingeniería Forestal. Centro de Investigación en Innovación Forestal (CIF), 2020El objetivo de la presente investigación fue desarrollar una técnica indirecta para conocer la distribución espacial y estado de desarrollo de bosques secundarios usando sensores remotos de mediana resolución. La metodología fue probada en un sector de la Zona Huetar Norte de Costa Rica. Se realizó la clasificación de imágenes satelitales Landsat y Sentinel-2 de diferentes años: 2000, 2005, 2010 y 2017/2018. Se comparó la ubicación de las masas boscosas por año y se efectuó una reclasificación de las áreas donde se presentó ganancia de cobertura arbórea (bosques nuevos) identificándose cuáles de estas representan bosques secundarios. Se validaron los resultados y las exactitudes obtenidas se utilizaron como variables respuesta de un ANOVA. El método OBIA supera a MLC en la identificación de los bosques nuevos (pvalue=0,035). El mes de la imagen influye en la exactitud del productor ya que produce una interacción con el método (pvalue= 0,027) y con el tipo de imagen (pvalue= 0,008). También se produce una interacción mes-imagen para la exactitud del usuario (pvalue= 0,042) y la exactitud general de la clase de bosques secundarios (pvalue= 0,012). La tendencia muestra que el mejor método para cuantificar y ubicar los bosques secundarios es la clasificación de imágenes Sentinel-2 de los meses de junio y julio mediante Análisis Basado en Objetos (OBIA).The objective of the present investigation was to develop an indirect technique to know the spatial distribution and development status of secondary forests using medium resolution remote sensors. The methodology was tested in a sector of the Northern Huetar Zone of Costa Rica. Landsat and Sentinel-2 images were classified for different years: 2000, 2005, 2010, 2017, and 2018. The location of the forest stands per year was compared and a reclassification of the areas where there was a gain in tree cover (new forests) was carried out, identifying which of these represent secondary forests. Results were validated and the accuracies obtained were used as ANOVA response variables. The OBIA method outperforms MLC in identifying new forests (pvalue = 0.035). The month of the image influences the accuracy of the producer since it produces an interaction with the method (pvalue = 0.027) and with the image type (pvalue = 0.008). A month-image interaction also occurs for user accuracy (pvalue = 0.042) and overall accuracy of secondary forest class (pvalue = 0.012). The trend shows that the best method to quantify and locate secondary forests is the classification of Sentinel-2 images for the months of June and July using Object Based Analysis (OBIA)

Digital Atlas of GAM 2013 Plan

En 2012, en un proceso de colaboración entre la ONU-Hábitat, el Instituto Tecnológico de Costa Rica, el Ministerio de Vivienda y Asentamientos Humanos y el Instituto Nacional de Vivienda y Urbanismo, se oficializó la iniciativa denominada Plan GAM 2013, coordinada por la Secretaría del Plan Nacional de Desarrollo Urbano (SPNDU). Para consolidar las propuestas y alcanzar los objetivos de este plan fue necesario generar un instrumento de información geográfica capaz de analizar y visualizar los contenidos técnicos del proceso de planificación y ordenamiento territorial. Para ello se utilizó el equipo de software y hardware disponible en la SPNDU y en el Centro Nacional de Alta Tecnología (CeNAT). Además se aplicó una metodología que incluyó los procesos de recopilación y el diagnóstico de la información existente, la creación de un diccionario de datos, la estandarización de los elementos cartográficos, la elaboración de metadatos y la generación de nuevas capas. El resultado de esta metodología fue una base de datos simple, accesible, de fácil manejo y con posibilidades de ser replicada, que se constituyó en un atlas digital con 83 mapas y 172 capas de información geográfica. El uso de este atlas digital permitió analizar de manera eficiente la situación de la Gran Área Metropolitana (GAM), Costa Rica. In 2012 a colaboration process between ONU-Habitat, Technological Institute of Costa Rica, the Ministry of Housing and Human Settlements and the National Institute of Housing and Urban Development, was oficıalızed under he cordination of Secretariat of Urban Development Plan (SPNDU) the initiative called Plan GAM 2013. To consolidate the proposals and objectives to achieve this plan was necessary to generate a GIS tool able to analyze and visualize the technical content of the planning and zoning, to achıeve this objective, software and hardware available in the SPNDU and the National Center for High Technology (CeNAT) was used, also a methodology that included the compilation and diagnosis of existing information, the creation of a data dictionary, standardization of cartographic elements, metadata development and the generation of new layers. The result of this approach was a simple database, accessible, easy to use with the potential to replicate, which was incorporated into a digital atlas with 83 maps and 172 layers of geographic information. The use of this digital atlas allowed an efficient analyze of the situation at the greater metropolitan area in Costa Rica.

Atlas Digital del Plan GAM 2013

In 2012 a colaboration process between ONU-Habitat, Technological Institute of Costa Rica, the Ministry of Housing and Human Settlements and the National Institute of Housing and Urban Development, was oficıalızed under he cordination of Secretariat of Urban Development Plan (SPNDU) the initiative called Plan GAM 2013. To consolidate the proposals and objectives to achieve this plan was necessary to generate a GIS tool able to analyze and visualize the technical content of the planning and zoning, to achıeve this objective, software and hardware available in the SPNDU and the National Center for High Technology (CeNAT) was used, also a methodology that included the compilation and diagnosis of existing information, the creation of a data dictionary, standardization of cartographic elements, metadata development and the generation of new layers. The result of this approach was a simple database, accessible, easy to use with the potential to replicate, which was incorporated into a digital atlas with 83 maps and 172 layers of geographic information. The use of this digital atlas allowed an efficient analyze of the situation at the greater metropolitan area in Costa Rica. En 2012, en un proceso de colaboración entre la ONU-Hábitat, el Instituto Tecnológico de Costa Rica, el Ministerio de Vivienda y Asentamientos Humanos y el Instituto Nacional de Vivienda y Urbanismo, se oficializó la iniciativa denominada Plan GAM 2013, coordinada por la Secretaría del Plan Nacional de Desarrollo Urbano (SPNDU). Para consolidar las propuestas y alcanzar los objetivos de este plan fue necesario generar un instrumento de información geográfica capaz de analizar y visualizar los contenidos técnicos del proceso de planificación y ordenamiento territorial. Para ello se utilizó el equipo de software y hardware disponible en la SPNDU y en el Centro Nacional de Alta Tecnología (CeNAT). Además se aplicó una metodología que incluyó los procesos de recopilación y el diagnóstico de la información existente, la creación de un diccionario de datos, la estandarización de los elementos cartográficos, la elaboración de metadatos y la generación de nuevas capas. El resultado de esta metodología fue una base de datos simple, accesible, de fácil manejo y con posibilidades de ser replicada, que se constituyó en un atlas digital con 83 mapas y 172 capas de información geográfica. El uso de este atlas digital permitió analizar de manera eficiente la situación de la Gran Área Metropolitana (GAM), Costa Rica.

Atlas Digital del Plan GAM 2013

En 2012, en un proceso de colaboración entre la ONU-Hábitat, el Instituto Tecnológico de Costa Rica, el Ministerio de Vivienda y Asentamientos Humanos y el Instituto Nacional de Vivienda y Urbanismo, se oficializó la iniciativa denominada Plan GAM 2013, coordinada por la Secretaría del Plan Nacional de Desarrollo Urbano (SPNDU).  Para consolidar las propuestas y alcanzar los objetivos de este plan fue necesario generar un instrumento de información geográfica capaz de analizar y visualizar los contenidos técnicos del proceso de planificación y ordenamiento territorial. Para ello se utilizó el equipo de software y hardware disponible en la SPNDU y en el Centro Nacional de Alta Tecnología (CeNAT). Además se aplicó una metodología que incluyó los procesos de recopilación y el diagnóstico de la información existente, la creación de un diccionario de datos, la estandarización de los elementos cartográficos, la elaboración de metadatos y la generación de nuevas capas. El resultado de esta metodología fue una base de datos simple, accesible, de fácil manejo y con posibilidades de ser replicada, que se constituyó en un atlas digital con 83 mapas y 172 capas de información geográfica. El uso de este atlas digital permitió analizar de manera eficiente la situación de la Gran Área Metropolitana (GAM), Costa Rica

Uso de un escáner láser terrestre (TLS) para la caracterización estructural de bosque seco tropical y plantaciones forestales en Costa Rica

Forests monitoring is an essential task for the understanding and management of forest stands, however, the collection of the necessary information to carry out this task is costly and time-consuming. Given the forestry sector's need to develop new efficient and accurate alternatives for tropical forests monitoring that can complement current methodologies, this study was conducted to characterize the structural attributes of forest systems using a terrestrial laser scanner (TLS). Five sites with different successional stages of tropical dry forest (TdF) and five forest plantations of different ages and under different management regimes were characterized by extracting the variables of Stand Height, Effective Number of Layers (ENL), Stand Structural Complexity Index (SSCI) and the percentage of Canopy Openness, out of point clouds obtained from TLS. The results suggest that there is no pattern related with the specific successional stages of the TdF evaluated, however, the comparison between the different forest plantations with TdF reflect a strong contrast between the different groups, which represents a potential for further research on the use of this technology in different tropical forest landscapes.El monitoreo de los bosques es una labor imprescindible para el entendimiento y manejo de las masas forestales, sin embargo, la recolección de la información necesaria para realizar esta labor es una actividad tardada y costosa. Ante la necesidad del sector forestal de desarrollar nuevas alternativas de monitoreo de bosques tropicales, que sean eficientes, precisas y permitan complementar las metodologías actuales, surge este estudio para caracterizar los atributos estructurales de sistemas boscosos a través del uso del escáner láser terrestre (TLS). Se caracterizaron cinco sitios de diferentes estadios sucesionales de bosque seco tropical (BsT) y cinco plantaciones forestales con diferentes edades y bajo distintos regímenes de manejo, al extraer las variables de Altura de dosel, Efective Number of Layers (ENL), Índice de Complejidad Estructural (SSCI) y porcentaje de Apertura de dosel, por medio de nubes de puntos obtenidas con TLS. Los resultados obtenidos sugieren que no existe un patrón de comportamiento normal dependiente de la etapa de sucesión del BsT evaluado, sin embargo, la comparación entre las distintas plantaciones forestales con el BsT refleja un fuerte contraste entre los distintos grupos, lo que representa un potencial para seguir investigando el uso de esta tecnología en distintos paisajes forestales tropicales

Validación de un protocolo fotográfico para la digitalización de muestras de herbario de especies tropicales

The study was validated of a photographic protocol for the digitalization of herbarium samples from digital colorimetry analysis. For which ten tree species were used in herbarium condition and belt types of shutter speed, objective aperture and ISO were evaluated in order to identify better fit and then identify the best photographic protocol from the variables L *, a *, b *, color differential (ΔE *) and chroma (ΔC *). The results showed that the shutter speeds of 1/3 ”, 1/5” and 1 ”showed ΔE * less than 5, considered as visible, the aperture of objective f / 5.6 and f / 7.1 showed ΔE * values ​​less than 5 , 5 being better adapted, while in ISO, values ​​100, 200 and 320 showed visible ΔE * values ​​and less than 5.3. As soon as the determination of the best protocol for the 10 species was CP1 with a speed of 1/3 ”, with an aperture of f / 5.5 and ISO 100 that presented an average ΔE * of 4.1 considered as visible and significantly lower than the rest of treatments that varied from 5.1 to 29.8, being changes from visible to total color and evidencing with color accumulations of 6 to 12 (ΔC *). Finally, IRF showed the users perceived that CP1 showed a better fit to the physical material (0.95) with respect to the other protocols (average 0.71).El estudio se validó de un protocolo fotográfico para la digitalización de muestras de herbario a partir de análisis de colorimetría digital. Para lo cual se utilizaron diez especies arbóreas en condición de herbario y se evaluó cinto tipos de velocidad de obturación, apertura de objetivo e ISO con fin identificar mejor ajuste y luego identificar el mejor protocolo fotográfico a partir de las variables L*, a *, b*, diferencial de color (ΔE*) y chroma (ΔC*). Los resultados mostraron que las velocidades de obturación de 1/3”, 1/5” y 1” mostraron ΔE* inferiores a 5, considerados como visibles, la a apertura de objetivo f/ 5.6 y f/7.1 mostraron valores ΔE* menores a 5,5 siendo mejor se adaptaron, mientras en ISO, los valores 100, 200 y 320 presentaron valores ΔE* visibles y menores a 5,3. En cuanto la determinación del mejor protocolo para las 10 especies fue CP1 con una velocidad de 1/3”, con apertura de f/5.5 e ISO 100 que presentó un ΔE* promedio de 4,1 considerado como visible y significativamente menor al resto de los tratamientos que variaron de 5,1 a 29,8, siendo cambios de visibles a totales de color y evidenciando con acumulaciones de color de 6 a 12 (ΔC*). Finalmente, IRF mostró los usuarios percibieron que CP1 mostró mejor ajuste al material físico (0,95) con respeto a los demás protocolos (promedio 0,71)