Assessment of different models for bathymetry calculation using SPOT multispectral images in a high-turbidity area: the mouth of the Guadiana Estuary

Periodic calculation of coastal bathymetries can show the evolution of geomorpholo- gical features in active areas such as mesotidal estuary mouths. Bathymetries in shallow coastal areas have been addressed mainly by two technologies, lidar and optical remote sensing. Lidar provides good accuracy, but is an expensive technique, requiring planned flights for each region and dates of interest. Optical remote sensing acquires images periodically but its results are limited by water turbidity. Here we use a lidar bathymetry to compare different bathymetry computation methods using a SPOT optical image from a nearby date. Three statistical models (green-band, PCA correlations, and GLM) were applied to obtain mathematical expressions to estimate bathymetry from that image: all gave errors lower than 1 m in an area with depths ranging from 0 to 6 m. These algorithms were then applied to images from three different dates, correcting the effects caused by different tidal and atmospheric condi- tions. We show how this allows the study of morphological changes. We discuss the accuracy obtained with respect to the reference bathymetry (0.9 m on average, but less than 0.5 m in low-turbidity areas), the effects of the turbidity on our estimations, and compare both with previously published results. The results show that this approach is effective and allows identification of known features of coastal dynamics, and thus it would be an important step towards short-term bathymetry monitoring based on optical satellite remote sensing.Ministerio de Ciencia e Innovación CSO2010-15807Consejería de Innovación, Ciencia y Empresa P10-RNM-620

Internet: un nuevo entorno colaborativo para la producción, el acceso y difusión de la información geográfica

La disponibilidad de fuentes de datos sobre este espacio, así como sobre los procesos naturales y sobre las actividades humanas que en él se desarrollan se ha incrementado exponencialmente en los últimos años. En este sentido, este incremento no alude únicamente a la diversidad temática de las fuentes, sino que en muchos casos tiene que ver con auténticas explosiones cuantitativas de datos que entroncan con el fenómeno del BIGDATA, como uno de los campos de aplicación más prometedores en el mundo de la información. Siendo esto cierto, no lo es menos que esta diversidad y profusión de información también viene acompañada de una marcada dispersión y heterogeneidad fruto, entre otras razones, de las diferentes fuentes y ámbitos de procedencia (organismos internacionales, nacionales, regionales y locales), su diferente naturaleza y formatos, y la total ausencia de marcos de homogenización y normalización a la hora de producirla. En referencia específica al BIGDATA, los problemas asociados al manejo, tratamiento, integración y explotación de ingentes cantidades de datos continuamente actualizados (a veces en tiempo real), representan uno de los retos de mayor envergadura en el terreno tecnológico. Dicho esto, es también constatable que un alto porcentaje de toda esta información suele contener una clara componente espacial (GEOINFORMACIÓN), o bien existen posibilidades de que ésta se le asigne mediante diferentes tipos de procedimientos (GEORREFERENCIACIÓN, GEOCODIFICACIÓN…). Este hecho no resulta en absoluto trivial, puesto que a veces se convierte en la única posibilidad de integración de toda esta cuantiosa y variada gama de información disponible bajo esta característica común que es el espacio que comparte. Como una de las formas más eficaces para esta integración espacial de la información destaca la que propone su asociación a una estructura en celdilla (grid), una opción metodológica que se está generalizando tanto a nivel científico (rejillas de modelización científica y, más específicamente, para la modelización de escenarios de cambio climático), como en el ámbito administrativo, donde se ha convertido en una eficaz herramienta para la espacialización y difusión de la información estadística (Grid Eurostat). Partiendo de estos planteamientos metodológicos sobre la necesidad de integración de GEOINFORMACIÓN de muy diversa índole, la conferencia pretende plantear el diseños de herramientas de análisis, evaluación y difusión de los complejos fenómenos que resultan de la interacción de procesos naturales y antrópicos en ámbitos mediterráneos.Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech

Assessment of flooded area hazard because of sea level rise in the Cadiz - Tarifa shoreline

En este trabajo se realiza un análisis de la peligrosidad asociada a la subida del nivel medio del mar como consecuencia del cambio climático en la costa situada entre los municipios de Cádiz y Tarifa (Cádiz). A partir de la combinación de las tasas de cambio del nivel medio del mar de los mareógrafos localizados en ambos puertos y de un modelo global de previsiones de cambio del nivel medio del mar en el futuro se identifican las celdillas de un modelo digital de elevaciones de la superficie emergida que quedarían por debajo de una cota local de inundación. Dicha cota local de inundación es diferente en cada punto de la costa, debido a las características oceanográficas de la misma, lo que ha exigido procesos de interpolación y análisis espacial que permitan una aproximación fidedigna para realizar el análisis de la peligrosidad. Los resultados obtenidos muestran incrementos generalizados de las áreas inundables en las llanuras costeras del área estudiada.The aim of this paper is to make an analysis of the hazards associated to sea level rise as a consequence of climate change on the shoreline between the Cadiz and Tarifa (Cádiz). By means of the combination of the sea level change rates identified in the tide gauges located in both ports and a global model that estimates the changes in mean sea level in the future, the cells of a digital elevation model are identified as “under future sea level” when they are below a local level of inundation. Such local flood elevation is different for each point on the coast, due to its oceanographic characteristics. This has required interpolation processes and spatial analysis that allow a reliable approach for the analysis of hazards. The results show widespread increases in inundated areas in the coastal plains of the study area

Multispectral and elevation data (LiDAR) for habitat mapping using pixel and object-based classifications: Odiel saltmarshes (Huelva)

Los ecosistemas de marismas ocupan una estrecha franja del litoral, que es controlada principalmente por la posición del nivel del mar y el rango mareal. Sin embargo, la naturaleza de otros factores que actúan a otras escalas espacio-temporales (meso-escala), como la dinámica de la línea de costa (la cual afecta a procesos de erosión y sedimentación) y las modificaciones antrópicas de la franja litoral, potencian que la naturaleza y la extensión de los impactos sobre estos ecosistemas y su consecuente respuesta sea globalmente variable y localmente compleja. De ese modo, para la gestión de estos sistemas es esencial el entendimiento de factores de control a nivel local, así como el seguimiento y cartografía de los diferentes hábitats de marismas para analizar la respuesta del sistema y los cambios en el mismo. Sin embargo, la poca diferencia espectral entre diferentes especies vegetales de marismas mareales junto con la pequeña escala espacial a la que se observan patrones espaciales de vegetación hace la identificación de diferentes clases de vegetación una tarea bastante complicada. El uso de datos espectrales y altimétricos de alta resolución (Light Detection and Ranging - LiDAR) procedentes de un vuelo fotogramétrico combinado (2013) han mejorado el reconocimiento de especies predominantes para su clasificación. Sin embargo, la selección de la técnica de clasificación también influye considerablemente en los resultados. Este trabajo se basa en el estudio comparativo de dos técnicas semiautomáticas de clasificación de imágenes (basada en píxeles y en objetos) para reconocer patrones espaciales de cambio dentro de la marisma mediante la generación de un mapa de hábitat. El presente estudio se ha aplicado al Paraje Natural de Marismas del Odiel (Suroeste de España), donde se han recopilado datos en campo para la validación de los resultados obtenidos.Coastal ecosystems are considered to be sensitive to changes in environmental forcing, particularly sea level rise. Saltmarsh ecosystems occupy a discrete lateral and vertical position that is fundamentally controlled by the position of sea level, but the nature of other mesoscale factors such as shoreline dynamic (which affects erosion and sedimentation processes) and anthropogenic modifications to the coastal zone ensure that the nature and extent of impacts and response are globally variable, and locally complex. Thus, the understanding of these control factors at local scales as well as the monitoring and mapping of the system changes is essential for management purposes. However, accurately mapping detailed features within the marsh land from remotely sensed is a challenge due to the low spectral contrast between plant species and the small scale of vegetation patterns. The use of elevation and spectral data (here gathered in a combined LiDAR and photogrammetric flight in 2013) has improved saltmarsh vegetation recognition through remote sense techniques. However, the classification technique selection is also an important factor that influences the final results. This work is based on the comparative study of two semiautomatic classification techniques (object-based and pixel based) for saltmarsh habitat mapping. To test the methods over saltmarsh environments, the two classification techniques have been applied to the Odiel saltmarshes (protected area in SW Spain), where field data were collected for the accuracy assessment

Cambios recientes en la dinámica eólica del sistema de dunas activas del Parque Nacional de Doñana

Recent changes in aeolian dynamics changes in the active dune system at Doñana National Park Dune dynamics has been monitored for two different periods (1956-1977/ 1977-2001) by using photogrammetric data sets and GIS techniques. Analysis include comparison of dune-slacks extensions, dune advance rates and dune topo-volummetric conditions. Results from these mid-term analysis show a reduction of dune ridge areas, a slowing down of dune front advances and a morphological change of dune ridges, by gaining elevation at the crest zone, becoming narrower and modifying windward profile from convex to concave. All these recorded changes are interpreted as indicators of a stabilization process. This process could be considered within a long-term stabilization trend, behind which human action plays a significant role

Evolución del suelo urbano/alterado en el litoral de Andalucía

En este artículo se presentan los resultados de un estudio sobre los suelos urbanos / alterados, extraídos por fotointerpretación de dos colecciones de ortofotos (1998-2002) para la costa de Andalucía. En la definición de las tipologías utilizadas se ha intentado realizar un esfuerzo en la elaboración de una leyenda esencialmente morfológica, es decir, que responda esencialmente al concepto de cubierta del suelo (concepto anglosajón de land-cover) y, por tanto, centrada en variables visuales y métricas. Los resultados confirman que para la adecuada evaluación y el análisis de la evolución del suelo urbano/alterado en las zonas costeras (65.697 has.), no sólo debe considerarse el crecimiento superficial entre tipologías para las dos fechas de referencia (6,35%), sino que son igualmente significativos los procesos de intensificación entre las mismas (6,76%), esto es, la construcción y/o consolidación de un espacio urbano

The importance of the vertical precisión in the analysis of the exposure to inundation caused by sea level rise in Valdelagrana (Cádiz)

Dentro de las diferentes aproximaciones existentes para el análisis de los riesgos asociados a la subida del nivel medio del mar, la espacialización de los datos asociados a los mareógrafos sobre modelos digitales de elevaciones (MDE) permite la identificación de la peligrosidad de todos los espacios eventualmente inundables, frente a métodos de uso común basados en indicadores para el análisis de la vulnerabilidad (CVI, Coastal Vulnerability Index). Este método requiere, además de una serie de análisis de series temporales y de superficies sobre los que existe una amplia bibliografía, del uso de un MDE de calidad. La calidad de un MDE viene determinada tanto por su resolución espacial como por su precisión vertical. En esta comunicación evaluaremos la importancia que puede tener esta última en la simulación de diferentes inundaciones causadas por la subida del nivel medio del mar en el ámbito de las costas andaluzas del Océano Atlántico, tal y como ha sido realizado por diferentes autores en otros marcos hidrodinámicos diferentes (Thieler, 2009, Zhang, 2010). El ámbito de estudio está limitado al sector occidental de la playa de Valdelagrana.The spacialization of data from tide gauges over digital elevation models (DEM) let the identification of the peligrosidad of all the potentially inundates spaces, in comparison to the common methods to evaluate the dangerousity, such as the CVI. The methodology applied requires not only a time series analysis from tide gauges, but also a high quality DEM. The quality of a DEM depends on its spatial resolution and on its vertical precision. The aim of this communication is to evaluate the importance that the vertical precision might involve in the simulation and evaluation of inundations caused by sea level rise in the atlantic andalusian coas

Metodología de levantamiento de datos y cálculo de las tasas de erosión en el litoral: la evolución de la línea de costa andaluza en las playas expuestas para el s.XXI (2001-2019)

This paper describes the methodology used for the data collection and calculation of erosion rates and presents the recent results for the period 2001-2019 for all the beaches of the Andalusian shoreline. This period is divided into two subperiods (2001-2011 and 2001-2019) to detect possible trend changes during the study years. The proxy corresponding to the internal limit of the backshore has been used, which is very useful for medium to long-term coastal erosion rates. The results show the rates calculated for this proxy, which reveal a high presence of artificially stabilised sectors where the inward migration of the shoreline associated with it is hindered, together with an intensification of the retreat rates in natural sections. Similarly, there is a clear differentiation between a relatively dynamic Atlantic façade with a higher percentage of erosive sectors and a Mediterranean façade highly conditioned by anthropic presence, with a lower percentage but a higher intensity in their values.El presente trabajo muestra la metodología seguida para el levantamiento de datos y el cálculo de tasas de erosión, así como el resultado de las mismas durante el período reciente de 2001-2019 para la totalidad de las playas del frente litoral de Andalucía. Dicho período es dividido, a su vez, en dos subperíodos (2001-2011 y 2001-2019), con el objetivo de detectar posibles cambios de tendencia durante los años de estudio. Se ha utilizado el indicador (proxy) correspondiente al límite interno de la playa seca (backshore), de gran utilidad para cálculos de tasas a medio-largo plazo. Los resultados recogen las tasas calculadas para este indicador, las cuales muestran una elevada presencia de sectores estabilizados artificialmente por la presencia de infraestructuras longitudinales que dificultan la migración hacia el interior de la línea de costa asociada al mismo, así como una intensificación del fenómeno erosivo en aquellos tramos libres de infraestructuras. De igual forma, se constata una clara diferenciación entre una fachada atlántica relativamente dinámica con mayor porcentaje tramos erosivos y una fachada mediterránea muy condicionada por su presión antrópica, que presenta un menor porcentaje, pero una mayor intensidad en los valores negativos de las tasas.The authors gratefully acknowledge funding from: “Infraestructuras científicas para la vigilancia y adaptación al cambio global en Andalucía” (INDALO-2); “Prototipo Cloud de Evaluación de Riesgos a Través de la Integración Espacial de Geodatos (Grid Multiescalares) y Clientes Web (Dashboard) para su Gestión y Medidas de Adaptación” (PID2019-106834RB-I00); “Cloudrisk_A: E-Infraestructura (Cloud Computing) para la Integración Espacial de Variables Antrópicas en el Cálculo de la Vulnerabilidad ante Riesgos Costeros y Herramientas Web (DASHBOARD) para su Gestión en Andalucía” (P18-FR-2574); and forms part of the project linked to the international research group “IGCP 725 Forecasting Coastal Change” of UNESCO