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

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

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

EXACTITUD ESPACIAL EN LA CREACIÓN DE BASES DE DATOS SIG MODELOS RÁSTER Y VECTORIAL SPATIAL ACCURACY IN THE CREATION OF DATABASES GIS RASTER AND VECTOR MODELS

La exactitud en la representación espacial de elementos geográficos en una base de datos de un Sistema de Información Geográfica (SIG) está sujeta a errores originados en los procesos de captura y procesamiento de los datos, lo cual queda en evidencia cuando se integra información más exacta. La cuantificación del error es fundamental cuando se pretende tomar decisiones sobre la base de la información disponible. En el estudio se establece una metodología para determinar y comparar el error de representación de elementos geográficos en los modelos vectorial y ráster. La base de datos incluye elementos puntuales, lineales y poligonales, que representan elementos reales correspondientes a una torre, un camino y un rodal. Esta información se obtuvo a partir de mediciones en terreno con el Sistema de Posicionamiento Global (GPS), que fueron procesadas para dar origen a coberturas en formato vectorial. Posteriormente, se realizó el traspaso de la información al formato ráster, empleando resoluciones de píxel de 5, 10 y 20 metros. Mediante un algoritmo matemático se determinaron coordenadas homólogas entre los elementos representados en los dos modelos. De la distancia euclidiana entre coordenadas homólogas, se obtuvo un error medio de representación para cada modelo que luego se utilizó para hacer un análisis estadístico de comparación de exactitud espacial entre los modelos. Los resultados obtenidos indican que no existen diferencias significativas en el error medio de los modelos vectorial y ráster, pero sí existen diferencias en los errores medios arrojados para las distintas resoluciones empleadas en la rasterización de la información original.Representation spatial accuracy of geographic elements in a Geographic Information System (GIS) database is subject to errors generated in the processes of data capture and processing, which is in evidence when more exact information is integrated. Error quantification is fundamental when the decision-making is based on the information available. The study establishes a methodology to determine and compare the representation error of geographic elements in the vector and raster models. Database includes point, line and polygon elements that represent real objects which are a tower, a road and a parcel. This information was obtained from land measurements with Global Positioning System (GPS) that were processed to obtain vector layers. Later, the convert of vectors layers into raster layers was made using pixel resolutions of 5, 10 and 20 meters. By means of a mathematical algorithm homologous coordinates between the elements represented in both models were determined. From the euclidean distance between homologous coordinates, a mean error of representation for each model was obtained that soon was used to make a statistical comparison analysis of space accuracy between models. The obtained results indicate that there are not significant differences between mean errors of vector and raster models, but there are differences between mean errors of the raster layers at different resolutions

Detección y cuantifi cación de área quemada por incendios forestales utilizando geomática / Detection and quantifi cation of burnt area by forest fi res utilizing Geomatics

La Corporación Nacional Forestal (CONAF) es la entidad a nivel nacional,encargada de proteger los ecosistemas forestales de los agentes y procesosdañinos como la desertifi cación, el fuego y otras formas de deterioro. En Chile la mayoría de los incendios forestales son producidos por el hombre, generando un daño promedio anual de 50.000 hectáreas. Aunquela mayoría de los incendios producidos no sobrepasa las 10 hectáreas, surge la necesidad de contar con estadísticas fi ables y cuantifi car deforma 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 fenómenos a escala regional. En este trabajo se ha estudiado la aplicación de imágenes de dos sensores ETM+ y ASTER para la evaluación de índices espectrales y algoritmos de crecimiento de regiones con el objetivo de discriminar y cartografi ar un incendio ocurrido en la cordillera de la Región del Maule,Chile. Los resultados indican que el uso de un algoritmo de crecimiento de regiones, mostró los mejores resultados (Fiabilidad = 97%, Kappa = 80.6%) por sobre las segmentaciones de los índices NDVI, BAI y NBR. Aunque los resultados son auspiciosos, se presentaron algunos inconvenientes relacionados a la correcta delimitación e inclusión de la totalidad de la zona quemada, lo anterior puede ser mejorado trabajando con imágenes de mayor resolución espacial, cuya data sea más reciente a la fecha del incendio y eliminado algunas fuentes de confusión como el sombreado topográfico