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Datos satelitales ópticos y de radar para el mapeo de ambientes en
macrosistemas de humedal.
Mercedes Salvia1, Haydee Karszenbaum1, Francisco Grings1 y Patricia Kandus2
1 Instituto de Astronomía y Física del Espacio (IAFE), Ciudad Universitaria, (1428), Buenos Aires, ARGENTINA. msalvia@iafe.uba.ar, haydeek@iafe.uba.ar, verderis@iafe.uba.ar 2 Grupo de Investigaciones en Ecología de Humedales, Departamento de Ecología Genética y Evolución, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires. Ciudad Universitaria, Pab. II, 4to Piso. Buenos Aires, ARGENTINA. pato@ege.fcen.uba.ar
Congreso de la Asociación Española de Teledetección, Mar del Plata, Argentina, 19 a 21 de septiembre de 2007.
Los Humedales: objeto de estudio.
• Son ecosistemas cuyo suelo permanece cubierto o saturado de agua en forma
permanente o por considerables períodos de tiempo.
• Es posible distinguirlos debido a las características particulares de sus suelos
(hidromorfismo).
• Presencia de plantas adaptadas a la condición de inundación o a la
alternancia de períodos de exceso y déficit hídrico.
Funciones: reserva y purificación de agua, amortiguación de inundaciones; acumulación y/o exportación de sedimentos, materia orgánica y nutrientes; sumideros de carbono; sostén de cadenas tróficas de sistemas vecinos; sostén económico de numerosas poblaciones locales, áreas de alta biodiversidad, con importantes recursos naturales para el hombre, sitios aptos para numerosas actividades de turismo y recreación.Teledetección óptica y de radar en humedales.
Región del Delta del Río Paraná
Macrosistema 17,000 Km2
Teledetección óptica y de radar en humedales.
Área de estudio
El problema de la teledetección.
Los humedales fluviales de Sudamérica tienen una gran extensión areal, con alta fragmentación natural y variabilidad temporal.
Los sensores ópticos detectan características moleculares, tisulares o estructurales (biomasa) de los elementos de la superficie terrestre.
Los de microondas en cambio son sensibles a características estructurales (geométricas ydieléctricas) del medio.
Teledetección óptica y de radar en humedales.
Objetivos
• Analizar el alcance del uso complementario de la teledetección óptica y de radar en el estudio y monitoreo de los sistemas de humedal.
• Identificar diferentes tipos de humedales presentes en la región del Delta del Río Paraná, mediante el uso del sistema óptico argentino SACC-MMRS (de resolución espacial media).
• Analizar la extensión de la última inundación ocurrida en la región (verano-otoño 2007), usando el sistema ESA ENVISAT ASAR en modo Wide Swath (banda C, resolución espacial media).
Teledetección óptica y de radar en humedales.
Datos satelitalesÓpticos Microondas
No aplica (luz no polarizada)
Polarizaciones disponibles
175 m. x 175 m.Tamaño de pixel
360 Km.Ancho de barrido
PasivoTipo de sensor
CONAEAgencia espacial
9 díasTiempo de revisita
8 bitsResolución radiométrica
480-500 nm540-560 nm630-690 nm795-835 nm1550-1700 nm
Longitudes de onda
5Número de bandas
SACC-MMRS
1Número de bandas
75 m. x 75 m.Tamaño de pixel
400 Km.Ancho de barrido
ActivoTipo de sensor
ESAAgencia espacial
14 díasTiempo de revisita
HH o VVPolarizaciones disponibles
11,5 ENLResolución radiométrica
5 cmLongitud de onda
ENVISAT ASAR WSM
Teledetección óptica y de radar en humedales.
ENVISAT ASAR WSM HH 21 Septiembre 2005
SAC-C 22 diciembre 2004
Composición color:
IRcercano, IRmedio, Rojo
Datos satelitales
Teledetección óptica y de radar en humedales.
Mapeo de ambientes de humedal con datos ópticos
SACC-MMRS
Teledetección óptica y de radar en humedales.
MétodosImágenes Ópticas: detección de características moleculares
Preprocesamiento Procesamiento
Teledetección óptica y de radar en humedales.
Resultados: mapa de ambientes
Teledetección óptica y de radar en humedales.
Resultados: mapa de ambientes
Teledetección óptica y de radar en humedales.
Resultados: mapa de ambientes
Teledetección óptica y de radar en humedales.
Resultados: mapa de ambientes
Teledetección óptica y de radar en humedales.
Resultados: mapa de ambientes
Teledetección óptica y de radar en humedales.
5025073159910733417515026517338208435127581787138933Hectáreas totales
9,574,0610,192,7218,2113,739,6872,2525,1Cuerpos de agua
0,5970,2838,1259,190,490,8616,240,880,44Pastizales
35,216,5722,8814,0430,5616,8712,233,3216,34Bosques
32,497,5913,9017,648,8524,0023,340,680,46Pajonales
2,350,4514,473,4337,4820,5211,4222,8557,66Praderas de herbáceas acuáticas
19,7911,050,442,984,4124,0227,090,020Juncales
IHGFEDCBAUnidadAmbiente (%cobertura)
Resultados: mapa de ambientes, detalles.
Teledetección óptica y de radar en humedales.
5025073159910733417515026517338208435127581787138933Hectáreas totales
9,574,0610,192,7218,2113,739,6872,2525,1Cuerpos de agua
0,5970,2838,1259,190,490,8616,240,880,44Pastizales
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2,350,4514,473,4337,4820,5211,4222,8557,66Praderas de herbáceas acuáticas
19,7911,050,442,984,4124,0227,090,020Juncales
IHGFEDCBAUnidadAmbiente (%cobertura)
Resultados: mapa de ambientes, detalles.
Teledetección óptica y de radar en humedales.
5025073159910733417515026517338208435127581787138933Hectáreas totales
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19,7911,050,442,984,4124,0227,090,020Juncales
IHGFEDCBAUnidadAmbiente (%cobertura)
Resultados: mapa de ambientes, detalles.
Teledetección óptica y de radar en humedales.
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2,350,4514,473,4337,4820,5211,4222,8557,66Praderas de herbáceas acuáticas
19,7911,050,442,984,4124,0227,090,020Juncales
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Resultados: mapa de ambientes, detalles.
Teledetección óptica y de radar en humedales.
5025073159910733417515026517338208435127581787138933Hectáreas totales
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2,350,4514,473,4337,4820,5211,4222,8557,66Praderas de herbáceas acuáticas
19,7911,050,442,984,4124,0227,090,020Juncales
IHGFEDCBAUnidadAmbiente (%cobertura)
Resultados: mapa de ambientes, detalles.
Teledetección óptica y de radar en humedales.
5025073159910733417515026517338208435127581787138933Hectáreas totales
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19,7911,050,442,984,4124,0227,090,020Juncales
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Resultados: mapa de ambientes, detalles.
Teledetección óptica y de radar en humedales.
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Resultados: mapa de ambientes, detalles.
Teledetección óptica y de radar en humedales.
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Resultados: mapa de ambientes, detalles.
Teledetección óptica y de radar en humedales.
5025073159910733417515026517338208435127581787138933Hectáreas totales
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32,497,5913,9017,648,8524,0023,340,680,46Pajonales
2,350,4514,473,4337,4820,5211,4222,8557,66Praderas de herbáceas acuáticas
19,7911,050,442,984,4124,0227,090,020Juncales
IHGFEDCBAUnidadAmbiente (%cobertura)
Resultados: mapa de ambientes, detalles.
Teledetección óptica y de radar en humedales.
Mapa de ambientes en base a datos SACC-MMRS
Mapa de ambientes en base a datos Landsat 7 ETM+ (Bono et al., 2006)
Resultados: mapa de ambientes, Bajo Delta del Paraná
Teledetección óptica y de radar en humedales.
Mapeo de la inundación verano-otoño 2007
ENVISAT ASAR WSM HH
ENVISAT ASAR WSM HH 21 Septiembre 2005
ENVISAT ASAR WSM HH 26 Marzo 2007
Imágenes de Microondas.
Teledetección óptica y de radar en humedales.
MODIS EVI 22 marzo 2007
ENVISAT ASAR WSM HH 26 marzo 2007
Imágenes: Microondas vs. Ópticas
Teledetección óptica y de radar en humedales.
Teledetección óptica y de radar en humedales.
Dispersión en volumen
Reflexión especular Dispersión de doble rebote
Dado que las imágenes de microondas detectan características estructurales y dieléctricas de los elementos de la superficie terrestre, el análisis de las imágenes debe realizarse teniendo en cuenta los mecanismos por los cuales la onda de radar interacciona con los elementos presentes en el área estudiada. Los principales mecanismos de interacción son:
MétodosImágenes de Microondas: detección de características estructurales.
Preprocesamiento Procesamiento
Teledetección óptica y de radar en humedales.
menos de -20 dB (239,6 ha)-15 a -20 dB (243,5 ha)-10 a -15 dB (44106,7 ha)-5 a -10 dB (255303 ha)-2 a -5 dB (307274 ha)-2 a 2 dB (875725,9 ha)2 a 5 dB (219381,2 ha)5 a 10 dB (14278 ha)10 a 15 dB (120 ha)cuerpos de agua
Resultados: mapa de intervalos de cambio en dB
Teledetección óptica y de radar en humedales.
Interpretación de los resultados
Teledetección óptica y de radar en humedales.
Interpretación de los resultados
Teledetección óptica y de radar en humedales.
Interpretación de los resultados
Teledetección óptica y de radar en humedales.
Interpretación de los resultados
Teledetección óptica y de radar en humedales.
no inundado (875727 ha)inundado (840946,5 ha)cuerpos de agua
Resultados: mapa de inundaciones
Teledetección óptica y de radar en humedales.
• Se obtuvo el primer mapa de ambientes mediante el uso del sistema satelital SACC-MMRS.
• El sistema satelital SACC-MMRS fue capaz de identificar tipos fisonómicos a escala regional a pesar de la alta fragmentación de las comunidades vegetales del macrosistema de humedal
• Se realizó un mapa de inundaciones de la región a partir de datos del sistema ENVISAT ASAR WSM HH.
• En una unidad geográfica homogénea en cuanto al mecanismo de interacción señal-vegetación-superficie (un único ambiente: juncales, plantaciones forestales, praderas herbáceas) es factible la identificación de la inundación.
•En unidades geográficas con alta fragmentación de tipos de mecanismos de interacción (secuencias de espiras de meandro en la planicie de inundación del Paraná) la identificación de las áreas inundadas es confusa
Consideraciones finales
Teledetección óptica y de radar en humedales.