Los Sistemas de Información Geográfica se han constituido durante los últimos años en unaimportante herramientas de trabajo para la integración de datos espacio-temporales, facilitando laorganización, análisis y modelamiento de resultados obtenidos durante las diversas fases de unainvestigación. Los estudios del Programa de Exploración de Aguas Subterráneas (PEXAS) queINGEOMINAS adelanta en el Altiplano Nariñense, en cooperación con la Universidad Nacional deColombia, se han organizado en un Sistema de Información Geográfica. Se parte de una plataformade teledetección que utiliza imágenes Landsat TM y ETM, Radarsat, fotografías aéreas, modelosdigitales del terreno y cartografía base, que son procesadas e integradas para obtener productosbásicos como sinergismos y mapas de pendientes y de sombras, entre otras, así como para planearel trabajo de campo para geofísica, geología e hidrogeología. Con base en la interpretación digital segenera una cartografía geológica inicial, especialmente estructural. Cada cobertura está soportadaen datos de campo que se integran al SIG con sus respectivos mapas, tablas y respaldo gráfico. Seaprovecha el SIG como herramienta de integración para analizar las diversas temáticas en formaconjunta con el fin de evaluar el potencial de aguas subterráneas en el Altiplano Nariñense

Cardenas, Rafael

Rodríguez Ramos, Bibiana Paola

Velandia, Francisco

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LAReferencia - Red Federada de Repositorios Institucionales de Publicaciones Científicas Latinoamericanas

Geología Colombiana No. 33, Diciembre, 200879Teledetección y SIG aplicados a la Exploración Geológico-Geofísica en el  Altiplano Nariñense - ColombiaRemote Sensing and GIS applied to Geological and Geophysics Exploration of the Nariño High Plateau - ColombiaBIBIANA PAOLA RODRÍGUEZ-RAMOS1FRANCISCO VELANDIA2RAFAEL CARDENAS31Departamento de Geociencias, Universidad Nacional de Colombia – BogotáE-mail: lolapab@yahoo.com2INGEOMINAS Diag. 53 No. 34 - 53. BogotáE-mail: fcovelan@ingeominas.gov.co3INGEOMINAS OVSPE-mail: rcardenas@ingeominas.gov.coRODRÍGUEZ-RAMOS, B., VELANDIA, F. & CARDENAS, R. (2008): Teledetección y SIG aplicados a la Exploración Geo-lógico-Geofísica en el  Altiplano Nariñense - Colombia.- GEOLOGÍA COLOMBIANA, 33, pp. 79-90, 15 Figs., Bogotá.RESUMENLos Sistemas de Información Geográfica se han constituido durante los últimos años en una importante herramientas de trabajo para la integración de datos espacio-temporales, facilitando la organización, análisis y modelamiento de resultados obtenidos durante las diversas fases de una investigación. Los estudios del Programa de Exploración de Aguas Subterráneas (PEXAS) que INGEOMINAS adelanta en el Altiplano Nariñense, en cooperación con la Universidad Nacional de Colombia, se han organizado en un Sistema de Información Geográfica. Se parte de una plataforma de teledetección que utiliza imágenes Landsat TM y ETM, Radarsat, fotografías aéreas, modelos digitales del terreno y cartografía base, que son procesadas e integradas para obtener productos básicos como sinergismos y mapas de pendientes y de sombras, entre otras, así como para planear el trabajo de campo para geofísica, geología e hidrogeología. Con base en la interpretación digital se genera una cartografía geológica inicial, especialmente estructural. Cada cobertura está soportada en datos de campo que se integran al SIG con sus respectivos mapas, tablas y respaldo gráfico. Se aprovecha el SIG como herramienta de integración para analizar las diversas temáticas en forma conjunta con el fin de evaluar el potencial de aguas subterráneas en el Altiplano Nariñense. Palabras Clave: Altiplano Nariñense, SIG, Teledetección, Geología, Geofísica. ABSTRACTIn the last years, the Geographic Information Systems have been recognised as an important working tool in the integration of spatio-temporal data, facilitating the organization, analysis and modelling of the diverse results of the research phases. GIS are used as the platform of the thematic studies of the Ground Water Exploration Program that INGEOMINAS carries out in the Nariño High Plateau, under agreement with the National University of Colombia. This is based on remote sensing imagery, as TM and ETM Landsat, Radarsat, aerial photographs, digital elevation model and topographic mapping, which are processed and merged to get basic products (as synergisms and slope and shadow maps), and to be used in planning geology, geophysics and hydrogeology field work. Digital interpretation allows obtaining primary geological mapping, specially a structural geology frame. Field data support each thematic layer, that are integrated as well to GIS, with its corresponding ISSN 0072-0992Rodríguez-Ramos et al.: Teledetección y SIG aplicados a la Exploración Geológico-Geofísica80INTRODUCCIONEl Programa de Exploración de Aguas Subterráneas del INGEOMINAS (PEXAS) incluyó como área prioritaria de estudio al Altiplano Nariñense, debido a la necesidad del recurso hídrico para el desarrollo de la región y con el fin de generar nuevo conocimiento del subsuelo en un ambiente geológico de depósitos volcánicos, relativamente poco estudiados para el aprovechamiento de aguas subterráneas. El altiplano se localiza al sur del Departamento de Nariño (Figura 1), desde el municipio de Guaitarilla al norte, hasta la Frontera con Ecuador; entre las coordenadas planas Y = 620000 N, Y = 580000 N y X = 910000 E, X = 950000 E (Origen Pacífico). Se recurre a la Teledetección y Sistemas de Información Geográfica  (SIG) para manipular, generar y organizar información cartográfica de las diferentes actividades temáticas. Mediante el uso de esta herramienta, se busca plasmar en diferentes coberturas cartográficas la información vectorial y raster para ser empleada con fines de investigación geológica y su aplicación práctica. Se presenta en forma resumida la aplicación de los SIG con base en los procesos y resultados de diversas actividades de geología, geofísica e hidrogeología que adelantan en la zona el INGEOMINAS en convenio con la Universidad Nacional de Colombia, Sede Bogotá y CORPONARIÑO.TELEDETECCIÓNLa fase inicial de los estudios en el Altiplano Nariñen-se consistió en el uso de imágenes satelitales Landsat TM (1986 y 1989), con resolución espacial de 30x30 m y ETM (2000 y 2001), las cuales cuentan con una reso-lución espacial de 15x15 m en la banda pancromática; estas imágenes se procesaron para obtener diferentes composiciones en falso color. También se usaron imá-genes Radarsat, fotografías aéreas georreferenciadas y modelos digitales del terreno (Fig. 2 y 3).El objetivo principal del procesamiento de las imáge-nes es permitir la identificación, extracción y análisis de datos, teniendo como resultado escenas con la informa-ción específica requerida para la interpretación de rasgos geológicos y estructurales. Para las imágenes Landsat TM y ETM se extrajo además el índice de componentes principales, se aplicó un remuestreo matemático con el fin de mejorar las escenas espacialmente, así como realce radiométrico y de bordes. Después de procesar las imá-genes se procedió a la  georreferenciación y elaboración del  mosaico a partir de escenas consecutivas.Las imágenes de Radarsat empleadas tienen una re-solución espacial  de 12.5 x12.5  m por píxel, la imagen se georreferenció en X, Y y ortorrectificó en X, Y, Z. Tanto para las imágenes Landsat y Radarsat fueron procesadas digitalmente con el programa Erdas Imagine 8.7.SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA (SIG)En la implementación de la plataforma SIG para la cartografía geológica del Altiplano Nariñense se emplea-ron como base los estándares de INGEOMINAS, a partir de esta normativa se desplegaron las capas de informa-ción bajo la misma definición temática y simbólica, consi-guiendo una sola unidad de representación en los mapas temáticos y por consiguiente se logró una imagen estan-darizada para su oficialización.Una vez digitalizada la información cartográfica aná-loga tomada en la fase de campo por INGEOMINAS, la Universidad Nacional de Colombia y CORPONARIÑO, se procedió a su edición y estructuración, empleando para ello software AutoCad 14, ArCad 11.3 y ArcGis 9.1. A par-tir de la manipulación de datos vectoriales y utilización de imágenes raster se georreferenciaron  los mapas uti-lizando las herramientas ofrecidas por estos programas (Fig. 4). Las bases de datos de polígonos, líneas y puntos se  almacenan como una serie de coordenadas X y Y y de acuerdo con la necesidad temática se asignaron a es-tas coberturas códigos, teniendo en cuenta sus atributos como tipos de fallas, unidades geológicas y característi-cas de muestreo (Fig. 5). Se generaron mapas geológicos, geomorfológicos e hidrogeológicos a escalas 1:25000 y 1:100000, cada uno diseñado para trabajar de manera independiente las diversas coberturas creadas referentes a la cartografía base y mapas temáticos con todas sus características, in-cluidas anotaciones, leyendas, perfiles geológicos  entre otras. Los  resultados obtenidos en el proyecto de imple-mentación de plataforma SIG, se encuentran en formatos digitales e00, coberturas ArcInfo y Pdf, con el fin de opti-mizar su consulta y posterior edición.SIG DEL ALTIPLANO NARIÑENSEEl SIG empleado para los estudios en el Altiplano Nari-ñense  permite optimizar el análisis de elementos puntua-les (sondeos eléctricos verticales, Puntos de inventario de agua), lineales (perfiles) y de superficie (geomorfología y unidades geológicas) de cada una de las actividades rea-lizadas en las diversas fases de campo de este proyecto, así como la integración de las diversas coberturas para maps, tables and graphics. GIS are considered as important integration tools to analyze together different technical information to evaluate the ground water potential of the Nariño High Plateau.Key words:  Nariño High Plateau, GIS, Remote sensing, Geology, Geophysics.Geología Colombiana No. 33, Diciembre, 200881Fig. 2. a. Imagen Landsat en falso color (753) b. Imagen Radarsat ortorrectificada.Fig. 1. Mapa de localización del área de estudio.Fig. 3. a. Modelo Digital del Terreno de 30 m (NASA) b. Mapa de sombras generado a partir del modelo digital del terreno.Rodríguez-Ramos et al.: Teledetección y SIG aplicados a la Exploración Geológico-Geofísica82Fig. 4. Estructura de unidades geológicas y estándares utilizados por INGEOMINAS.Fig. 5. Estructura del Sistema de Información Geográfica.AREA PERIMETER UCG_P_ UCG_P_ID COD UNIDAD5473598.997 16767.263 2 10 Q2dp Depósitos de detritos y de pendiente (Q2dp)42775915.568 65138.726 3 11 N2laca Lavas andesitas del Cumbal Antiguo (N2laca)750880.998 4595.902 4 12 Q1ia Ignimbritas del Volcán Azufral (Q1ia)9883518.686 18345.435 5 13 Q2spa2 Depósitos de flujos y oleadas piroclásticas del Volcán Azufral1055680.493 13584.761 6 14 Q1ia Ignimbritas del Volcán Azufral (Q1ia)531756.501 3716.954 7 9 Q2spa2 Depósitos de flujos y oleadas piroclásticas del Volcán Azufral389835.501 3460.337 8 8 Q2spa2 Depósitos de flujos y oleadas piroclásticas del Volcán Azufral140369.000 1722.235 9 7 Q2spa2 Depósitos de flujos y oleadas piroclásticas del Volcán Azufral7166031.712 25289.377 10 6 Q1dcch Depósitos de los volcanes  Cumbal y Chiles (Q1dcch)604259.500 6062.248 11 5 Q2spa3 Depósitos de flujos y oleadas piroclásticas del Volcán Azufral1830418.000 5123.913 12 4 N2Q1dc Domos de Colimba (N2Q1dc)8370123.499 13742.526 13 3 Q2dp Depósitos de detritos y de pendiente (Q2dp)850451.500 3663.013 14 2 N2Q1dc Domos de Colimba (N2Q1dc)510308.499 4242.122 15 1 Q2spa3 Depósitos de flujos y oleadas piroclásticas del Volcán AzufralGeología Colombiana No. 33, Diciembre, 200883Fig. 6.  a. Localización estaciones de campo de geología estructural (VELANDIA et al. 2006) sobre mapa de sombras. b. Local-ización estaciones campo de cartografía geológica (PINILLA et al. 2006).Fig. 7. a. Localización datos  de gravimetría (GARZÓN 2006). b. Localización líneas y datos de magnetometría (VÁSQUEZ 2006).Fig. 8. a. Localización Sondeos Eléctricos Verticales – SEVs – (FRANCO 2006)  b. Inventario puntos de agua: pozos -rojo-, man-antiales –verde-, Aljibes –azul- (DE BERMOUDES et al. 2006).Rodríguez-Ramos et al.: Teledetección y SIG aplicados a la Exploración Geológico-Geofísica84realizar interpretación temática.A partir de imágenes Landsat, Radarsat, fotografías aéreas y modelos digitales del terreno, se generaron si-nergismos, mapas de pendientes y de sombras, así como mapas temáticos de geología estructural y cartografía geológica; además se usaron para la planificación de re-corridos y actividades de campo de geofísica (gravimetría, magnetometría, sísmica y sondeos eléctricos verticales), geología (cartografía, estructural y columnas estratigráfi-cas), hidrogeología (inventario de puntos de agua e hidro-química), caracterización de arcillas y detalle de alteración hidrotermal en el Volcán Azufral (Fig. 6, 7, 8, 9 y 10). Cada cobertura con soporte de campo se integró al SIG con sus respectivos mapas, tablas de datos y respaldo gráfico, lo que permitió catalogar, sobreponer y analizar las diversas variables geológicas, geofísicas e hidrogeológicas que se presentan en el Altiplano Nariñense (Fig. 11, 12 y 13).Con base en los estudios de geofísica de métodos potenciales realizados en el área, se lograron modelos de anomalías de gravimetría y magnetometría (Fig. 14 y 15), generados a partir de programas especializados que permitieron su integración al SIG. Con la unión de estas herramientas se analizan y comparan los resultados entre estos modelos y las coberturas vector como fallas geoló-gicas, lineamientos y cartografía geológica. A esto se le suman los elementos puntuales  y lineales como sondeos eléctricos verticales, columnas estratigráficas y líneas sís-micas, en donde se dispone de  sus bases gráficas que permiten modelar y correlacionar el subsuelo y la super-ficie al evaluar de forma integral las variables geológicas presentes en la zona para determinar espesores, profun-didad del basamento y cuencas.La integración de las diversas coberturas temáticas permite establecer por ejemplo, la correlación entre la distribución de las anomalías de gravimetría y magneto-metría con el patrón estructural interpretado para la zona. Inclusive, la misma línea sísmica se programó para re-solver problemas de continuidad estratigráfica y estilo estructural, con base en los análisis gráficos que permite el SIG. Para la interpretación de los sondeos eléctricos verticales también fue fundamental la distribución de las unidades geológicas y fallas cartografiadas que se obser-va fácilmente con ayuda del SIG.  El despliegue de las coberturas del cubrimiento de campo de cada temática permite además establecer criterios respecto de su densi-dad para determinar el detalle de cada estudio y la posible programación de levantamiento complementario.Fig. 9. Esquema estructural (VELANDIA et al. 2006) -rojo-, fuentes termales -amarillo- y línea sísmica (RESTREPO 2006) -verde- sobre Sinergismo (Mapa de sombras e imagen Landsat ETM (753).Geología Colombiana No. 33, Diciembre, 200885Fig. 10. Cartografía geológica levantada a escalas 1:25.000 (PINILLA et al. 2006) sobre mapa de sombras.CONCLUSIONESEl SIG del Altiplano Nariñense se convirtió en una he-rramienta fundamental en la captura, edición, análisis y modelamiento de la información geológica, geofísica e hidrogeológica, así como la integración de las diversas coberturas temáticas para obtener un modelo geológico – geofísico soportado en la organización de los datos.La integración de datos con distintos formatos y fuen-tes diferentes en un programa tipo SIG permitió catalogar los datos obtenidos en campo y a su vez facilitar la cons-trucción de una base de datos con todos los elementos que componen el producto final del proyecto de investi-gación.Las imágenes obtenidas a partir de sensores remotos son  útiles en este tipo de estudios para dar una visión re-gional de la geología, además su procesamiento permite obtener diversos productos de calidad según los objetivos de la investigación.AGRADECIMIENTOSA INGEOMINAS, la Universidad Nacional de Colombia y sus grupos de trabajo que han desarrollado los estudios de geología, geofísica e hidrogeología en el Altiplano Nariñense. También a Henry Villegas por la ortorrectificación de las imágenes RadarSat, Edward Salazar por su participación en las labores de campo y apoyo al SIG y Héctor Mora por la revisión del manuscrito.REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICASDE BERMOUDES, O.; MORALES, C. & BOBADILLA, L. (2006). Inventario de puntos de agua e hidroquímica en el Altiplano Nariñense. Exploración de Aguas Subterráneas en el Altiplano Nariñense. INGEOMINAS. Informe Interno. Bogotá.FRANCO, J.;  (2006). Sondeos Eléctricos Verticales en el Altiplano Nariñense. Exploración de Aguas Subterráneas en el Altiplano Nariñense. INGEOMINAS. Informe Interno. Bogotá.GARZÓN, M.; (2006). Estudio gravimétrico en el Altiplano Nariñense. Exploración de Aguas Subterráneas en el Altiplano Nariñense. INGEOMINAS. Informe Interno. Bogotá.PINILLA, A.; RÍOS, P.; RODRÍGUEZ, B.; ROA, H. & LADINO, F.; (2006). Memoria explicativa de la cartografía geológica y geomorfológica del Altiplano Nariñense. Proyecto de investigación Geológica, Sísmica y Geotérmica en el Altiplano Nariñense. Tomo I, INGEOMINAS – Universidad Nacional de Colombia, Acuerdo Específico 046/05. Bogotá.Rodríguez-Ramos et al.: Teledetección y SIG aplicados a la Exploración Geológico-Geofísica86Fig. 11. Esquema estructural, localización estaciones de campo de geología estructural  -verde-,  respaldo gráfico diagramas rosa de los datos estructurales tomados sobre la Falla de Guachucal, área de distensión - polígono amarillo - y zona abanico transpresivo - polígono verde - (VELANDIA et al. 2006) sobre mapas de som-bras. Geología Colombiana No. 33, Diciembre, 200887Fig. 12. Localización Sondeos Eléctricos Verticales - SEVs - - verde - , perfiles geoeléctricos longitudinales - amarillo - , perfiles geoeléctricos transversales -rojo- y respaldo gráfico de dos perfiles que se entrecruzan - naranja - (FRANCO 2006) sobre mapa de sombras.Rodríguez-Ramos et al.: Teledetección y SIG aplicados a la Exploración Geológico-Geofísica88Fig. 13. Localización y respaldo gráfico de columnas estratigráficas (VELANDIA   et al.  2006) sobre cartografía geológica (PINILLA et al. 2006) y mapa de sombras.Geología Colombiana No. 33, Diciembre, 200889Fig. 14. Esquema estructural generalizado (VELANDIA et al. 2006) y modelo de la anomalía de gravimetría re-sidual (GARZÓN 2006) sobre mapa de sombras.Fig. 15. Esquema estructural generalizado (VELANDIA et al. 2006) y modelo de la anomalía de magnetometría de campo total reducida al Ecuador (VÁSQUEZ 2006) sobre mapas de sombras.Rodríguez-Ramos et al.: Teledetección y SIG aplicados a la Exploración Geológico-Geofísica90RESTREPO, J.; (2006). Investigación Sísmica en el Altiplano Nariñense. Proyecto de investigación Geológica, Sísmica y Geotérmica en el Altiplano Nariñense. Tomo IV, INGEOMINAS – Universidad Nacional de Colombia, Acuerdo Específico 046/05. Bogotá.VÁSQUEZ, L.; (2006). Magnetometría en el Altiplano Nariñense. Exploración de Aguas Subterráneas en el Altiplano Nariñense. INGEOMINAS. Informe Interno. Bogotá.VELANDIA, F.; ROMERO, D.; RODRÍGUEZ, B. & HINCAPIÉ, G.; (2006). Geología Estructural del Altiplano Nariñense. Exploración de Aguas Subterráneas en el Altiplano Nariñense. INGEOMINAS. Informe Interno. Bogotá.VELANDIA, F.; SALAZAR, E.; PULGARÍN, B.; FORERO, H. & HINCAPIÉ, G. (2006). Estratigrafía del Altiplano Nariñense. Programa de Exploración de Aguas Subterráneas. INGEOMINAS Informe Interno. Bogotá.Manuscrito recibido Noviembre 2008; aceptado Diciembre 2008.

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