Ejercicio: Ejercicio: Cambio Uso del Suelo, herramientas de IDRISI Autor: Christian Brenes Pérez
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Curso Internacional “Herramientas para el Monitoreo del Secuestro de Carbono en Sistemas de Uso de la Tierra”
ÁNALISIS DE CAMBIO DE USO DEL SUELO (Definiciones) (Definiciones)
Cobe Cobertu rturra del del suel suelo: o: Es la cubierta observada en la superficie terrestre. Uso del sue suelo: lo: Establece un vinculo directo entre la cobertura del suelo y las acciones de la gente sobre su entorno. Es decir, que se caracteriza por los arreglos espaciales, y las actividades que el ser humano realiza sobre la cubierta terrestre. http://www.fao.org/docrep/003/x0596e/X0596e01e.htm#P209_18173
De acuerdo acuerdo con las definici definiciones ones anterio anteriores res,, en el polígono polígono que conforma conforma un campo de fútbol natural la cobertura del suelo es PASTO, y el uso es RECREACIONAL, por ejemplo.
ÁNALISIS DE CAMBIO DE USO DEL SUELO
Medición y análisis del cambio de uso usando IDRISI SELVA IDRISI SELVA (VERS 17) es un programa integrado de proceso de imágenes Sistemas de Información Geográfica (SIG), desarrollado por Clark University.
Provee cerca de 300 módulos para el análisis y despliegue de información geoespacial. En IDRISI, todas las capacidades analíticas son estándar, sin necesidad de la compra de costosas extras para ampliar sus capacidades de investigación. Videos tutoriales de la nueva versión de IDRISI SELVA http://www.clarklabs.org/resources/videos.cfm
ÁNALISIS DE CAMBIO DE USO DEL SUELO 1- EXPORTAR ARCHIVOS DESDE ARCGIS 10.X El primer paso consiste en exportar las capas de uso/coberturas del suelo, para ello debe buscar el archivo llamado EJERCICIO_LCM.MXD ubicado dentro de la carpeta del ejercicio, haga doble click sobre el para levantar los datos en ARCGIS.
Una vez abierto el documento, encontrará 3 rasters correspondientes al uso/cobertura del suelo de Paraguay de los años 1990, 2000, 2011. Explore la tabla de atributos de las capas, así como sus características básicas.
ÁNALISIS DE CAMBIO DE USO DEL SUELO 1- EXPORTAR ARCHIVOS DESDE ARCGIS 10.X El siguiente paso es convertir los archivos de entrada a un formato que IDRISI sea capaz de leer, para esto se debe ir al ARCTOOLBOX, buscar la herramienta CONVERSION TOOLS y ubicar el comando RASTER TO ASCII.
Dentro de la ventana de la herramienta, cargue el archivo USO_90.IMG en la línea INPUT RASTER, ubique el archivo de salida en el folder llamado ASCII , nombre a la capa resultante USO_90 , y verifique que la extensión sea *.ASC
ÁNALISIS DE CAMBIO DE USO DEL SUELO 2- IMPORTAR DATOS A IDRISI SELVA En el botón de inicio de Windows clásico, o en la ventana de aplicaciones de W8, encontrará el programa IDRISI SELVA. Haga click en el icono para abrir el programa.
ÁNALISIS DE CAMBIO DE USO DEL SUELO 2- IMPORTAR DATOS A IDRISI SELVA Para iniciar la importación primero se debe redireccionar la carpeta de trabajo y crear un proyecto
Sobre la pestaña PROJECTS dar click derecho y usar la opción NEW PROJECT.
Una vez dentro del programa, se debe presionar el botón FILE EXPLORER, esto permitirá fijar el directorio de trabajo
Por ultimo, se debe navegar a la carpeta Del ejercicio, ubicar el folder LCM y picar en
ACEPTAR.
ÁNALISIS DE CAMBIO DE USO DEL SUELO 2- IMPORTAR DATOS A IDRISI SELVA
La herramienta de importación se localiza en la siguiente ruta: Menú FILE – IMPORT- SOFTWARE
SPECIFIC FORMAT- ESRI FORMATARCRASTER.
ÁNALISIS DE CAMBIO DE USO DEL SUELO 2- IMPORTAR DATOS A IDRISI SELVA
Para iniciar el proceso se debe marcar la opción ARCINFO RASTER ASCII FORMAT TO IDRISI. En INPUT FILE cargar el archivo USO_90.ASC que está en la carpeta ASCII . En OUTPUT FILE, redireccionar el archivo de salida a la carpeta LCM y llamar a la capa resultante USO_90 . Debe marcar la opción CONVERT OUTPUT FILE FROM REAL TO INTEGER, abrir y cerrar la ventana del botón OUTPUT REFERENCE INFORMATION, y por ultimo picar en OK.
Finalmente, en la pestaña FILES del IDRISI EXPLORER hacer click derecho y seleccionar REFRESH , esto actualiza el contenido de la carpeta de trabajo.
ÁNALISIS DE CAMBIO DE USO DEL SUELO 3- VISUALIZAR CAPAS Y METADATOS EN IDRISI SELVA
Para agregar las capas haga doble click sobre el nombre del archivo en el panel FILE, cargue los 3 raster. Revise los valores y parámetros del panel inferior llamado METADATA.
ÁNALISIS DE CAMBIO DE USO DEL SUELO 4- MODIFICAR METADATOS Y AGREGAR LEYENDA El análisis de cambio de uso/cobertura del suelo que se va a realizar, en el fondo está compuesto por operaciones de algebra de mapas, básicamente sobreposición; las condiciones necesarias de las capas de entrada para estas funciones son: • • • • •
Misma cantidad de filas y columnas de los rasters Igual tamaño de pixel Mismas unidades en el sistema de coordenadas Mismo numero de categorías Las capas deben tener una leyenda temática
Según la figura adjunta, los valores de MIN. VALUE, MAX VALUE, DISPLAY MIN, y DISPLAY MAX deben cambiados a 1 y 7 ; el FLAG VALUE -9999, y el FLAG DEF como BACKGROUND; una vez realizados los cambios a cada capa se debe presionar el icono del disco azul de la esquina inferior izquierda, esto guardará las modificaciones.
ÁNALISIS DE CAMBIO DE USO DEL SUELO 4- MODIFICAR METADATOS Y AGREGAR LEYENDA
Para agregar la leyenda temática se usará como base la capa USO_90 . Haga click sobre la línea CATEGORIES del panel de metadatos, esto abre una nueva ventana en la cual se deben agregar los códigos de las celdas y la leyenda correspondiente. Usar los valores de la figura.
IDRISI permite copiar la leyenda de otra capa (siempre y cuando sean iguales), abra la ventana CATEGORIES de la capa USO_00 , pique en el botón COPY FROM y seleccione de la ventana el raster USO_90 , esto trasladará la leyenda recién creada al archivo de destino.
ÁNALISIS DE CAMBIO DE USO DEL SUELO 4- MODIFICAR METADATOS Y AGREGAR LEYENDA
Abra de nuevo todas las capas para poder visualizar la leyenda.
ÁNALISIS DE CAMBIO DE USO DEL SUELO 5- ÁNALISIS CON EL LAND CHANGE MODELER (LCM)
La ruta para cargar el LCM, es menú MODELING- ENVIRONMENTAL SIMULATION
MODELS10- LAND CHANGE MODELER.
EL LCM posee múltiples herramientas de análisis y simulación medioambiental que permiten cuantificar la magnitud y la dirección del cambio de uso del suelo / cobertura, entre otras.
ÁNALISIS DE CAMBIO DE USO DEL SUELO 5- ÁNALISIS CON EL LAND CHANGE MODELER (LCM)
Para la parametrización del LCM primero se debe crear un proyecto, el cual se llamará LCM_PY , para esto debe ingresar en CREATE NEW PROJECT. En EARLIER LAND COVER se carga USO_00 , y en LATER LAND COVER, USO_11. Para finalizar se presiona CONTINUE.
ÁNALISIS DE CAMBIO DE USO DEL SUELO 5- ÁNALISIS CON EL LAND CHANGE MODELER (LCM) Cuando IDRISI encuentra alguna inconsistencia en las capas muestra un mensaje de error y la posibilidad de corregirlo, en este caso, dice que los mapas contienen numero negativos en los códigos, esto sucede ya que el background de las mapas está definido como -9999. Este problema también se puede corregir previamente mediante el uso de la herramienta RECLASS de IDRISI. Para continuar presionar
YES.
En la ventana HARMONIZE BACKGROUNDS se muestran los códigos que presentan error y que serán convertidos a valor 0. En OUTPUT FILENAME el programa propone los nuevos nombres de salida, manteniendo los originales, pero agregando el sufijo _NEW . Para proseguir presionar RUN.
ÁNALISIS DE CAMBIO DE USO DEL SUELO (CHANGE ANALYSIS) 5- ÁNALISIS CON EL LAND CHANGE MODELER (LCM) Al terminar el paso anterior, volverá a aparecer la ventana de parámetros con los nuevo rasters ya cargados. Para finalizar presione CONTINUE.
Una vez concluido el cruce de los mapas se despliega la ventana CHANGE ANALYSIS. En UNITS escoger HECTARES. La primera opción, GAINS AND LOSSES BY CATEGORY, muestra un balance de la superficie pérdida y ganada por cada clase de uso/cobertura en el periodo de análisis (2000-2011).
ÁNALISIS DE CAMBIO DE USO DEL SUELO (CHANGE ANALYSIS) 5- ÁNALISIS CON EL LAND CHANGE MODELER (LCM)
Al hacer click derecho sobre el área del gráfico se presentan opciones varias, tales como, exportar la imagen de salida, exportar los valores como tabla para poder graficarlos en otro programa, y editar el gráfico propiamente dicho dentro del IDRISI .
ÁNALISIS DE CAMBIO DE USO DEL SUELO (CHANGE ANALYSIS) 5- ÁNALISIS CON EL LAND CHANGE MODELER (LCM)
La opción NET CHANGE BY CATEGORY representa el resultado de la resta de las pérdidas y de las ganancias de superficie en el
ÁNALISIS DE CAMBIO DE USO DEL SUELO (CHANGE ANALYSIS) 5- ÁNALISIS CON EL LAND CHANGE MODELER (LCM)
La opción CONTRIBUTORS TO NET CHANGE EXPERIENCED BY, examina las contribuciones
de los cambios experimentados por
ÁNALISIS DE CAMBIO DE USO DEL SUELO (CHANGE MAPS) 5- ÁNALISIS CON EL LAND CHANGE MODELER (LCM)
El panel CHANGE MAPS ofrece variadas opciones para representar espacialmente la diversidad y naturaleza de los cabios ocurridos en el paisaje durante el periodo de análisis. Con la opción IGNORE TRANSITIONS LESS THAN, es posible bloquear transiciones de un tamaño mínino seleccionado. La primera es MAP CHANGE, la cual espacializa todas la transiciones ocurridas en el periodo. En OUTPUT NAME, llame a al archivo de salida C0011.
El resto de las opciones para representar espacialmente los cambios son:
MAP THE TRANSITION FROM: Ubica la transición entre un uso
MAP PERSISTENCE: Muestra los pixeles que no cambiaron de
EXCHANGES BETWEEN: Intercambio de pixeles entre 2
categoría en el periodo.
uso/coberturas distintas.
MAP GAINS / LOSSES IN : Para un uso/cobertura en específico, muestra la ubicación espacial de los pixeles que perdió y ganó.
y otro, o entre uno y todos los demás.
ÁNALISIS DE CAMBIO DE USO DEL SUELO (CHANGE MAPS) 5- ÁNALISIS CON EL LAND CHANGE MODELER (LCM)
ÁNALISIS DE CAMBIO DE USO DEL SUELO 6- MATRICES DE CAMBIO (CROSSTAB) La función CROSSTAB permite comparar de manera numérica y espacial 2 mapas, una de sus salidas es una matriz de transición de cambio de uso/cobertura. La herramienta se encuentra en el menú GIS ANALYSIS-DATABASE QUERY-CROSSTAB.
En FIRST IMAGE se ingresa la capa USO_00 y en SECOND IMAGE, USO_11, y en OUTPUT TYPE la opción FULL CROSS-TABULATION TABLE.
ÁNALISIS DE CAMBIO DE USO DEL SUELO 5- MATRICES DE CAMBIO (CROSSTAB)
La tabla de salida resultante presenta 2 matrices, una con los pixeles en transición y los que persistieron (diagonal ), y la otra con los valores en porcentaje. Estas matrices se pueden exportar a un archivo TXT mediante la opción SAVE TO FILE para poder editarlas en EXCEL. Observe que el primer valor de las filas y las columnas es -9999, el cual como se mencionó antes es el background de los rasters, es por esto que se hace necesario editar las matrices para remover dichos valores y recalcular los totales de las filas y las columnas.
ÁNALISIS DE CAMBIO DE USO DEL SUELO 5- CALCULO DE ÁREAS Se debe seleccionar la opción TUBULAR, en INPUT IMAGE la capa USO_00_NEW, por último marcar HECTARES.
La función AREA se encuentra en el menú DATABASE QUERY.
La tabla de salida contiene la estimación de la superficie en las unidades seleccionadas para cada uso/cobertura. La opción SAVE TO FILE permite guardar un archivo TXT para editarlo externamente.
DE REGRESO AL ARCGIS………!!!! Vuelva a cargar el documento EJERCICIO_LCM.MXD, y active el marco de datos llamado CARBONO
Este marco de datos contiene la estimación de carbono en biomasa a nivel nacional, y por categoría de uso/cobertura del suelo. Los datos por regionales y por país pueden der descargados en: http://carbon.jpl.nasa.gov/
El documento llamado PNAS-2011-Saatchi-1019576108.pdf, que se encuentra dentro la carpeta de este ejercicio, contiene la información de base sobre estos productos de las NASA
DE REGRESO AL ARCGIS………!!!! Abra el ARCTOOLBOX, luego desplácese hasta SPATIAL ANALYST TOOLS-MAP ALGEBRA, y finalmente a RASTER CALCULATOR
Una vez dentro, ejecute la resta del promedio de carbono del 2011 contra el 2000. Llame al archivo resultante DIF_1100.IMG
DE REGRESO AL ARCGIS………!!!! Abra el ARCTOOLBOX, luego desplácese hasta SPATIAL ANALYST TOOLS-ZONAL, y finalmente a ZONAL STATISTICS AS TABLE
Una vez dentro, ejecute la resta del promedio de carbono del 2011 contra el 2000. Llame al archivo resultante DIF_1100.IMG
