Estudio superficial y multi temporal del cambio presentado en la cobertura del suelo en el parque nacional natural Sumapaz Periodo de estudio 1977 y 2018

Texto completo

(1)ESTUDIO SUPERFICIAL Y MULTI-TEMPORAL DEL CAMBIO PRESENTADO EN LA COBERTURA DEL SUELO EN EL PARQUE NACIONAL NATURAL SUMAPAZ. PERIODO DE ESTUDIO 1977 Y 2018.. AMED FELIPE BLANDON PULIDO DIEGO ARMANDO CASTILLO TORRES. UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS FACULTAD DE INGENIERIA INGENIERIA CATASTRAL Y GEODESIA BOGOTA 2018 ESTUDIO SUPERFICIAL Y MULTI-TEMPORAL DEL CAMBIO PRESENTADO EN LA COBERTURA DEL SUELO EN EL PARQUE NACIONAL NATURAL SUMAPAZ. PERIODO DE ESTUDIO 1977 Y 2018..

(2) AMED FELIPE BLANDON PULIDO 20072025009 DIEGO ARMANDO CASTILLO TORRES 20062025026. TESIS DE GRADO. DIRECTOR ING. JAVIER FELIPE MONCADA SANCHEZ. UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS FACULTAD DE INGENIERIA INGENIERIA CATASTRAL Y GEODESIA BOGOTA 2018. 2.

(3) Dedicamos. este. trabajo. a. nuestras familias quienes siempre nos. apoyan. moral. económicamente. de. y. manera. incondicional en la realización de nuestro. sueño. profesionales,. y. de en. ser general. dedicamos este trabajo a todos aquellos que día a día con su trabajo contribuyen al análisis y uso óptimo del recurso suelo alrededor del planeta.. 3.

(4) AGRADECIMIENTOS. Nos gustaría que estas líneas sean un medio para expresar nuestro más profundo y sincero agradecimiento a todos nuestros profesores ya que has sido ellos quienes que a lo largo de todo este tiempo nos han brindado su confianza, apoyo y dedicación para que podamos recorrer este camino que nos lleva a cumplir nuestra meta de ser profesionales. Gracias.. 4.

(5) TABLA DE CONTENIDO. 1.. INTRODUCCION ........................................................................................................ 6. 2.. ANTECEDENTES....................................................................................................... 8. 3.. PROBLEMATICA...................................................................................................... 11. 4.. JUSTIFICACION ...................................................................................................... 12. 5.. BASES TEÓRICAS .................................................................................................. 13. 6.. OBJETIVOS ............................................................................................................. 25 6.1.. OBJETIVO GENERAL ....................................................................................... 25. 6.2.. OBJETIVOS ESPECÍFICOS.............................................................................. 25. 7.. METODOLOGIA ....................................................................................................... 26. 8.. RESULTADOS METODOLOGICOS ......................................................................... 28 8.1.. FASE 1. SELECCIÓN DEL ÁREA Y FENÓMENO A ESTUDIAR. ..................... 28. 8.2.. FASE 2. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA Y CARTOGRÁFICA. .............................. 30. 8.3.. FASE 3. SELECCIÓN DE IMÁGENES SATELITALES Y SHAPEFILES. ........... 30. 8.4.. FASE 4. AJUSTES Y CORRECCIÓN DE IMÁGENES Y SHAPEFILES. ........... 32. 8.5.. FASE 5. CORTE DE LA IMAGEN...................................................................... 33. 8.6.. FASE 6. ELECCIÓN Y APLICACIÓN DE ÍNDICES Y/O TRANSFORMACIONES. 34. 8.7.. FASE 7. CLASIFICACIÓN SUPERVISADA. ...................................................... 34. 8.8.. FASE 8. ANÁLISIS. ........................................................................................... 36. 8.9.. FASE 9. RESULTADOS. ................................................................................... 38. 8.10. 9. 10.. FASE 10. MAPAS TEMÁTICOS COMPARATIVOS. ...................................... 45. CONCLUSIONES ..................................................................................................... 51 BIBLIOGRAFÍA ..................................................................................................... 53. 5.

(6) 1. INTRODUCCION Alrededor del mundo los estudios detallados de la superficie del suelo y sus distintas coberturas no siempre son fáciles de realizar, debido a condiciones topográficas, climáticas o de orden social, es entonces donde apoyados tanto de la experiencia de estudios previos como herramientas tecnológicas y novedosas técnicas, hacen su aparición los sensores remotos los cuales permiten la observación y monitoreo de una manera dinámica de distintas regiones alrededor del planeta esto con la intención de recolectar los datos suficientes que permita generar la información pertinente para explorar y plantear posibles soluciones. En este orden de ideas la evaluación y gestión de los recursos naturales implica en principio su correcta discriminación y el análisis de sus distintas características de entorno en relación con cualquier alteración. Los datos obtenidos mediante investigaciones en terreno, fotografías aéreas, sensores remotos, y en particular los provenientes de las imágenes de satélite, se clasifican entre las mejores herramientas a la hora de buscar alternativas para evaluar las condiciones físicas de una región particular orientado a la solución de diversas problemáticas, ya que estas imágenes permiten la visualización de las distintas coberturas de determinadas zonas a través del análisis del espectro electromagnético. La detección y clasificación de cambios consiste en identificar diferencias en las características de un fenómeno en una región determinada por observaciones que se hacen en diferentes épocas. Las imágenes provenientes de distintas fuentes ofrecen una fuente invaluable de datos y posibilidades para detectar y seguir cambios de un determinado fenómeno o variable ambiental a través del tiempo y en un espacio. Haciendo uso de la constante adquisición de información e imágenes a través del tiempo, es posible determinar los tipos y la extensión de los cambios que se presentan en determinado entorno. Para la realización de este proceso se han utilizado algunas técnicas digitales de detección de cambios, tales como:. 6.

(7) sobreposición de shapefile e imágenes, diferencia entre imágenes y análisis de componentes principales. Mediante el procesamiento digital de imágenes de diferentes épocas, apoyadas con datos de campo y análisis de información auxiliar, junto con el análisis vectorial de los shapefile disponibles es posible detectar los cambios en coberturas para nuestro caso de estudio el Parque Nacional Natural Sumapaz entre los años 1977 a 2018.. 7.

(8) 2. ANTECEDENTES. Los parques naturales y en general todas las reservas naturales alrededor del mundo son objeto de gran admiración y estudio, debido a sus características geológicas y su gran importancia para la vida silvestre, la fauna y la flora, en definitiva por su gran labor en la conservación del equilibrio medioambiental, es por esto son declaradas con regularidad como zonas protegidas con fines de conservación asegurando así un futuro ambientalmente sostenible junto con oportunidades de investigación y educación. El sistema de parques nacionales naturales de Colombia es definido como el conjunto de áreas con valores excepcionales para el patrimonio natural nacional que, en beneficio de los habitantes de la nación y debido a sus características naturales, culturales o históricas, se reserva y declara comprendida en cualquiera de las categorías que adelante se enumeran. (CRN art. 327 y 328) (leyes.co, 2018).  Parques Nacionales (PNN): áreas en la que su extensión permite. autorregulación ecológica, cuyos ecosistemas no han sido alterados sustancialmente por la explotación u ocupación humana y donde las especies. vegetales. y. animales,. complejos. geomorfológicos. y. manifestaciones históricas o culturales tienen valor científico, educativo, estético y recreativo nacional. Existen actualmente 40 (Minambiente, 2018).  Santuarios de Fauna y Flora (SFF): áreas dedicadas a preservar. comunidades vegetales o de animales silvestre, útiles para conservar recursos genéticos de la flora o fauna nacional. Existen actualmente 10 (Minambiente, 2018).  Reserva Natural (RNN): área en condiciones primitivas de flora, fauna e individuos del reino inorgánico. Se destina a la conservación, investigación y estudio de sus riquezas naturales. Existen actualmente 2 (Minambiente, 2018).. 8.

(9)  Área Natural Única: área con condiciones especiales de flora o individuos del reino inorgánico se convierte en un escenario natural singular. Existe solamente 1 (Minambiente, 2018).  Vía Parque: faja de terreno con carretera, que posee bellezas panorámicas singulares o valores naturales o culturales, conservada para fines de educación y esparcimiento. Existe solamente 1 (Minambiente, 2018). Tiene como finalidades: A. Conservar valores sobresalientes de fauna, flora y paisajes o reliquias históricas, culturales o arqueológicas, para darles un régimen especial de manejo fundado en una planeación integral con principios ecológicos, para que permanezcan sin deterioro. B. Perpetuar en estado natural muestras de comunidades bióticas, regiones fisiográficas, unidades biogeográficas, recursos genéticos y especies silvestres amenazadas de extinción, para: 1) Proveer puntos de referencia ambientales para investigaciones científicas, estudios generales y educación ambiental: 2) Mantener la. diversidad. biológica;. 3). Asegurar. la. estabilidad. ecológica,. y. C. Proteger ejemplares de fenómenos naturales, culturales, históricos y otros de interés internacional, para contribuir a la preservación del patrimonio común de la humanidad. Colombia cuenta con un «Sistema Nacional de Áreas Protegidas» (SINAP) que tiene como eje principal a nivel nacional el «Sistema de Parques Nacionales Naturales» (SPNN), el cual cuenta a octubre de 2014 con 59 parques naturales con una extensión de unas 12.602.320,7 hectáreas aproximadamente (126.023,21 Kilómetros cuadrados) y que representan más de un 11,04% del territorio colombiano. (Colombia, Sistema Nacional de Áreas Protegidas, 2018). 9.

(10) Fig. 1. Entrada Parque Natural Sumapaz.. 10.

(11) 3. PROBLEMATICA En el ámbito ambiental es de vital importancia la identificación y delimitación de zonas especiales como lo son las de protección debido a los recursos ambientales allí presentes, su ubicación estratégica, la fauna la flora y el equilibrio que debemos mantener para conservar nuestro medioambiente en armonía, garantizando la continuidad de la vida en nuestro planeta ya que un detrimento significativo en el área de la cobertura vegetal con el paso del tiempo puede acarrear serias consecuencias al medioambiente y a las distintas formas de vida presentes en la región e inclusive a la población tanto rural como urbano debido a su cercanía con la capital del país. De aquí nuestra preocupación por esta temática y la necesidad de la realización de un análisis cuantitativo que represente claramente los cambios presentados en la cobertura del suelo en esta importante región del centro del país.. 11.

(12) 4. JUSTIFICACION Dentro del espacio tanto urbano como rural la tenencia de recursos hídricos es de vital importancia para la dinámica de las regiones y es debido a esto que un análisis de una región como en este caso un Parque Nacional Natural Sumapaz es de gran interés, al evidenciar con el paso del tiempo cambios en la cobertura y sus distribuciones dentro de sus límites geográficos, evidenciando la dinámica del medio ambiente y como se desarrolla permitiendo una armonía y equilibrio que beneficie tanto al ser humano como a los distintos grupos de especies animales y vegetales. De aquí la importancia de esta investigación que nos permitió la realización de distintos mapas temáticos que evidencian estos cambios de cobertura sufridos en el Parque Nacional Natural Sumapaz y que serán de gran ayuda en el análisis y las futuras tomas de decisiones que se puedan ejecutar en pro de la protección y conservación de esta vital región del centro del país. Nuestra investigación tiene un enfoque de tipo ambiental ya que evidencia y representar las alteraciones superficiales mas significativas con respecto a la vegetación las cuales también se encuentran íntimamente ligadas a la flora y fauna de la región ya que el equilibrio ambiental depende en gran medida de este tipo de variables. Todo esto a través de un análisis de cambio en las coberturas presentes en un área determinada, en este caso la zona elegida ha sido el Parque Nacional Natural Sumapaz, el cual por su céntrica y estratégica ubicación y cercanía a la capital del país lo lleva también a desempeñar un importante papel en el ámbito social.. 12.

(13) 5. BASES TEÓRICAS. . PRINCIPIOS FUNDAMENTALES PERCEPCION REMOTA. La percepción remota es una amplia disciplina científica que comprende un conjunto de tecnologías y conocimientos que al ser integrados son utilizados para la observación, análisis e interpretación de fenómenos terrestres e incluso planetarios. Las principales fuentes de obtención de datos son las imágenes obtenidas con la ayuda de plataformas aéreas y espaciales junto con los metadatos que estas inicialmente nos proveen. La obtención de información de manera remota implica la existencia de un flujo de información entre el objeto observado y el instrumento receptor. La radiación electromagnética es la que porta esta información ya que esta puede ser emitida por distintos objetos, proceder de otro cuerpo o haber sido reflejada por este. Todos los cuerpos a nuestro alrededor emiten radiación electromagnética la cual es recibida y medida por los sensores con lo cual es posible obtener las distintas imágenes satelitales. El principal emisor de radiación es el Sol cuya radiación, reflejada por los objetos situados en su superficie. Esta radiación es comúnmente utilizada en percepción remota y es la que permite ver los objetos situados a nuestro alrededor. Otra opción ampliamente utilizada en percepción remota es que el sistema receptor incorpore un emisor de radiación (Radar) cuyo reflejo en la superficie del objeto de estudio sea recogido y medido por el propio instrumento emisor. El objetivo fundamental de la percepción remota es analizar las características de la radiación provenientes de la superficie terrestre, y que son captados posteriormente por un sensor situado en un satélite. El análisis de estos datos permite determinar en determinado punto de la superficie qué elementos y factores ambientales las han producido y como en nuestro caso que elementos han cambiado con el paso del tiempo. 13.

(14) Fig. 2. Esquema General Sistemas de Percepción Remota.. A) B) C) D) E) F) G). Fuente de Energía o Iluminación Radiación y Atmósfera Interacción con el Objetivo Grabación de Energía por el Sensor Transmisión, Recepción y Procesamiento Interpretación y Análisis Aplicación. . ESPECTRO ELECTROMAGNETICO. El espectro electromagnético es el conjunto de longitudes de onda de todas las radiaciones. electromagnéticas. (combinación. de campos. eléctricos y magnéticos oscilantes, que se propagan a través del espacio transportando energía de un lugar a otro). Incluye: rayos gamma, rayos X, radiación ultravioleta (UV), luz visible, radiación infrarroja (IR), ondas radioeléctricas.. 14.

(15) Desde el punto de vista clásico la radiación electromagnética son las ondas electromagnéticas generadas por las fuentes del campo electromagnético y que se propagan a la velocidad de la luz.. Fig. 3. Espectro Electromagnético..  Espectro Visible (0,4 a 0,7 μm) Es la única porción del espectro electromagnético que puede ser captado por el ojo humano, estas longitudes de onda coinciden con las de mayor radiación solar. Está dividido en tres bandas de la siguiente forma: Azul (0,4 a 0,5 μm), verde (0,5 a 0,6 μm) y rojo (0,6 a 0,7 μm).  Infrarrojo Cercano (0,7 a 1,3 μm) Es de gran importancia a la hora de discriminar masas vegetales y diversas concentraciones de humedad.. 15.

(16)  Infrarrojo Medio (1,3 a 8,0 μm) En este rango se entremezclan los procesos de emisión de la superficie terrestre y los de reflexión de la luz solar.  Infrarrojo Lejano o Térmico (8,0 a 14,0 μm) Este rango pertenece a la porción emitiva del espectro de la superficie terrestre.  Microondas (a partir de 1 mm) Aquí se encuentran los sistemas de radar con capacidad de atravesar las nubes.. Fig. 4. Espectro Electromagnético y Luz Visible.. . TRAYECTORIA DE LA RADIANCIA. La Radiancia L que es detectada por el sensor viene dado en función de la cantidad de Radiancia dejada en la superficie del objeto observado dentro del campo de visión instantáneo (IFOV) en ángulo sólido. Ya que otras fuentes de energía radiante pueden entrar en el campo de visión es necesario definir variables radiométricas adicionales para identificar las principales fuentes y trayectorias de esta energía (Jensen, 2005).. 16.

(17) . REFLECTANCIA. Es el proceso mediante el cual la radiación “rebota” sobre un objeto como un cuerpo de agua, una nube o la superficie terrestre. Este proceso es muy complicado e involucra la radiación de átomos o moléculas en una capa de un medio profundo (Jensen, 2005). La reflexión tiene características de gran importancia en sensores remotos. En primer lugar, la Radiancia incidente, la radiación reflejada, y una vertical a la superficie desde la que los ángulos de incidencia y reflexión se miden todos en el mismo plano imaginario. En segundo lugar, el ángulo de incidencia y el ángulo de reflexión son aproximadamente iguales (Jensen, 2005). Hay varios tipos de superficies reflectantes. La reflexión especular se produce cuando la superficie de la que se refleja la radiación es esencialmente lisa. Los cuerpos de agua como lagunas actúan como una superficie especular, las áreas como los bosques, arbustos actúan como una superficie difusa, y luego están las superficies lambertianas, en donde la radiación incidente es reflejada en todas las direcciones (Jensen, 2005).. Fig. 5. Diferentes trayectorias de la Radiancia.. 17.

(18) Es de vital importancia conocer estos conceptos ya que para la correcta realización de nuestro estudio multitemporal y posterior clasificación de la distintas coberturas presentes en el Parque Nacional Natural Sumapaz hemos realizado una clasificación supervisada con distintas imágenes satelitales abarcando todo el periodo en el cual se enmarca la investigación y estas imágenes fueron después de su adquisición corregidas y sus niveles digitales llevados a valores de Reflectancia Absoluta los cuales son los valores adecuados a la hora de realizar análisis y extraer información como lo es en este caso la cuantificación de las distintas coberturas presentes en cada intervalo de tiempo. . IMÁGENES SATELITALES. Una imagen de satélite o imagen satelital puede ser definida como una representación visual de toda la información capturada por un sensor remoto instalado en un satélite artificial. Estos tipos de sensores recogen la información reflejada por los distintos elementos presentes en la superficie de la Tierra que luego es enviada de regreso al sensor y es procesada convenientemente para posteriores análisis. El sensor realiza una toma o captura por intervalos de la superficie terrestre recibiendo y midiendo la cantidad de radiación proveniente de los objetos. Cada imagen está compuesta por una matriz de datos con el pixel como unidad visual más pequeña reconocible el cual corresponde a la Radiancia promedio de determinado tamaño sobre la superficie. Cada pixel conlleva un valor numérico denominado “Nivel Digital” o ND el cual al ser implementado en un software para su visualización a través de una escala de colores.. 18.

(19) Fig. 6. Diferentes Longitudes de onda y las Imágenes que esta Producen. (Álvaro García Varela, sin año). 19.

(20) . PROGRAMA LANDSAT. La constelación de satélites LANDSAT está conformada por 8 satélites de los cuales sólo se encuentran operativos el 5 y el 8. Su operación y mantenimiento está bajo la supervisión de la Administración Nacional de la Aeronáutica y del Espacio (NASA) y la producción y de la comercialización de las imágenes satelitales está a cargo el Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS) (geografia, 2018) Los satélites LANDSAT llevan consigo diferentes instrumentos de medición. Su evolución se enfocó siempre captar la mayor cantidad de información de la superficie terrestre, con mayor detalle y precisión, de aquí todas las mejoras, geométricas, radiométricas y espaciales que se han incorporado a estos sensores pasivos (geografia, 2018). . ANALISIS MULTI-TEMPORAL. Este tipo de análisis de comparación se realiza mediante la interpretación de distintas coberturas presentes en dos o más imágenes satelitales así también como mapas u otras fuentes de información que sean comparables y de un mismo lugar o región, pero en distintas épocas, permitiendo la interpretación al evaluar los posibles cambios presentados en las coberturas clasificadas. Estos estudios son de gran importancia ya que se pueden apreciar los cambios en las coberturas que se presentan por ejemplo en cada mes del año permitiendo una identificación, monitorización y análisis de los recursos naturales y la interacción de las comunidades con todo su entorno. . INDICES Y TRASNFORMACIONES. Al hablar de índices nos referirnos a un conjunto de operaciones algebraicas efectuadas sobre los valores numéricos de los pixeles, usando dos o más bandas pertenecientes a la misma escena. Un Índice de Vegetación, puede ser definido como un parámetro calculado a partir de los valores de la reflectancia a distintas longitudes de onda, y que es particularmente sensible a la cubierta vegetal (Gilabert et al, 1997). El uso de estos cocientes e índices para lograr discriminar masas 20.

(21) vegetales deriva del comportamiento a nivel radiométrico de la vegetación. La ventaja que representa respecto al uso individual de cada banda espectral es que muestra una mayor correlación con distintos parámetros ecológicos y agronómicos tales como biomasa, índice de área foliar etc. La transformación Tasseled Cap permite pasar de 6 bandas a 3 bandas representando el brillo de la imagen, el verdor y la humedad. Esto con el fin de realizar un análisis de la densidad y estado de salud de la vegetación (C, Wylie, & G, 2002). . CLASIFICACION SUPERVISADA. Podemos definir esta clasificación como un proceso en que pixeles de identidad conocida, ubicados dentro de las áreas de entrenamiento, se utilizan para clasificar pixeles de identidad desconocida. La clasificación supervisada involucra las siguientes etapas:  Etapa de entrenamiento.  Selección del algoritmo de clasificación adecuado y clasificación.  Operaciones de post clasificación. Al realizar la etapa de entrenamiento se deben seleccionar todas las áreas de identidad conocida de las coberturas terrestres de nuestro interés (cultivos, forestaciones, suelos, etc.) discriminándolas sobre la imagen digital con formas de rectángulos. o. polígonos. cuyos. datos. numéricos. o. niveles. digitales. quedan guardados en el computador como regiones de interés conformando los “datos de entrenamiento”. Para realizar la selección de las distintas coberturas se debe tener un previo conocimiento del área de estudio, sea por consulta de cartografía existente, reconocimientos de campo, fotografías aéreas, etc. Una vez que se dispone de un conjunto amplio de estos datos de entrenamiento se relacionar cada uno de los pixeles de la escena a alguna clase establecida.. 21.

(22) En nuestro caso usamos el algoritmo clasificador de Máxima Verosimilitud. . MAXIMA VEROSIMILITUD (CLASIFICADOR BAYESIANO). Es un algoritmo paramétrico que asume alguna distribución estadística particular para las clases consideradas. El clasificador de máxima probabilidad es uno de los más empleados en la clasificación supervisada y utiliza un modelo probabilístico, comúnmente la distribución gaussiana para formular sus reglas de decisión en la categorización de los pixeles. Esta regla de decisión se basa en la probabilidad de que un pixel pertenezca a una clase particular. En la ecuación básica se supone que estas probabilidades son iguales para todas las clases y que las bandas de entrada tienen distribuciones normales. (ERDAS, 1999). . MATRIZ DE CONFUSION (MATRIZ DE ERROR). Esta es una matriz bidimensional, en la cual las filas son ocupadas por las clases de referencia, y en las columnas tenemos las categorías deducidas de la clasificación. En la diagonal de la matriz se presentan el número de puntos de verificación en los cuales se produce cruce entre las dos fuentes (realidad vs mapa), mientras los puntos marginales significan errores en la asignación. La relación entre el número de puntos correctos y el total de puntos representa la fiabilidad global del mapa. Los residuales en filas indican tipos de cubierta real que no se incluyeron en el mapa, mientras los residuales en columna indican cubiertas del mapa que no se ajustan a la realidad. Estas indican los errores de omisión y comisión, respectivamente. (Chuvieco, 1996) . COEFICIENTE KAPPA. Este tipo de indicador estadístico nos entrega una medida de la diferencia entre la exactitud lograda dentro de la clasificación con un clasificador automático y la probabilidad de lograr una clasificación coherente al utilizar un clasificador. 22.

(23) aleatorio. Es una medida de diferencia entre exactitud lograda y clasificación visual (realizada en campo o con imágenes satelitales) y una clasificación realizada utilizando un software.. Tabla 1. Valoración del Coeficiente Kappa.. Para usos en teledetección se asume un valor adecuado para Kappa > 0.70 (Bakeman & Gottman, 1986) . METODO DE ANALISIS MULTI-TEMPORAL.  ALGEBRA DE MAPAS Conjunto de operaciones definidas sobre conjuntos de datos espaciales para el análisis y síntesis de la información espacial. Hace referencia al conjunto de técnicas y procedimientos que, al operar sobre una o varias capas ráster, permite la obtención de información derivada, generalmente esta genera nuevas capas de datos. Nada impide que este proceso pueda llevarse a cabo sobre capas vectoriales, se pretende que el álgebra de mapas haga. 23.

(24) referencia al análisis sobre capas ráster, ya que estas por su estructura regular y sus características inherentes, son mucho más adecuadas para plantear y aplicar los algoritmos y formulaciones correspondientes (Olaya, 2014). Como tal, el álgebra de mapas lo forman un conjunto de variables (los mapas), expresiones y funciones, los cuales, a través de una sintaxis adecuada, permiten la obtención de nuevos resultados geográficos. El concepto de álgebra de mapas constituye un completo grupo de herramientas para la manipulación de capas ráster, en especial para su análisis orientado a la obtención de nuevos resultados. A partir de los mapas creados de las clasificaciones supervisadas de las imágenes satelitales correspondiente a cada uno de los años de estudio se obtiene la nueva información creando nuevos mapas de coberturas representando los cambios presentados en los distintos periodos de tiempo que abarca la investigación.. 24.

(25) 6. OBJETIVOS. 6.1. OBJETIVO GENERAL Realizar un estudio superficial y multitemporal del cambio presentado en la cobertura del suelo del Parque Nacional Natural Sumapaz en el periodo comprendido entre 1977 y 2018. 6.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS. Realizar los mapas de cobertura correspondientes a los cambios de cobertura vegetal estudio durante el periodo comprendido entre 1977 y 2018. Determinar las cifras y datos correspondiente a los cambios en la cobertura del suelo comprendido entre 1977 y 2018 analizando y determinando la cantidad de área presente en cada cobertura para el año inicial y el cambio que ha venido sufriendo en años intermedios hasta el 2018. Verificar la variación en el área comprendida por el Parque Nacional Natural Sumapaz determinando si en dicha región se mantiene la característica de ser un sector natural y rural o si por el contrario se han realizado acciones que atenten contra su estado natural.. 25.

(26) 7. METODOLOGIA Para lograr obtener los resultados esperados en esta investigación se realizó en primer lugar una revisión tanto teórica como bibliográfica de los temas a tratar, destacando los temas y conceptos más importantes, que intervengan en el análisis de nuestra zona de estudio. La revisión teórica y conceptual abarca los temas y conceptos sobre fotointerpretación, percepción remota y procesamiento digital de imágenes indispensables en la realización de los procesos planteados. Junto a esto una revisión bibliográfica de toda la región nos lleva a través de la historia de la misma junto con la del Parque Nacional Natural Sumapaz y una detallada búsqueda sobre la documentación y normatividad existente nos lleva a la articulación de la investigación mostrando los pasos realizados es todo su desarrollo. La adquisición de los insumos como las imágenes satelitales, documentación, cartografía existente entre otros, fueron de vital importancia en la distribución del tiempo y para la planeación y desarrollo de las distintas actividades. En este orden de ideas luego de la revisión teórico bibliográfica existente de la región, se procedió con la adquisición de los insumos como lo son las imágenes satelitales para proceder con su preparación según su nivel de procesamiento lo cual nos permitió realizar un corte o selección de la zona de estudio dentro de la imagen para trabajar en la imagen solo sobre el área delimitada. El posterior tratamiento consistió en la indagación e implementación de los índices y/o transformaciones adecuados para lograr la extracción de datos de cada una de las imágenes, esto nos permitió determinar y segregar de forma clara los distintos elementos y coberturas para realizar una fotointerpretación de los elementos presentes en nuestra zona. Esta parte del proceso es de vital importancia en nuestra investigación ya que estas identificaciones de los elementos junto con los resultados de los índices aplicados nos llevaron al momento de poder realizar un proceso de clasificación supervisada en cada una de las imágenes de la cual obtuvimos las cifras como las áreas que han sufrido cambios con lo cual presentaremos porcentajes y la cuantificación final de las correspondientes coberturas resultantes. 26.

(27) Realizando un análisis vectorial pudimos contrastar distintas capas con información de la cobertura de la zona y de aquí logramos extraer los cambios presentes a través de distintos años apreciando estas áreas y calculando los porcentajes de cambio. A partir de esto se generaron los mapas temáticos que ilustraran los cambios acontecidos durante el periodo que abarca la investigación junto con los resultados y conclusiones de la misma.. Fig. 7. Diagrama de actividades.. 27.

(28) 8. RESULTADOS METODOLOGICOS 8.1. FASE 1. SELECCIÓN DEL ÁREA Y FENÓMENO A ESTUDIAR. El proyecto toma lugar en Colombia en el centro del país, entre los departamentos del Meta, Huila, Cundinamarca, y el Distrito Capital de Bogotá.. Fig. 8. (Colombia, Parques Nacionales Naturales de Colombia, 2018). Fig. 9. Ubicación Parque Nacional Natural Sumapaz en el Territorio Nacional.. 28.

(29) Las poblaciones más cercanas son Nazareth y San Juan del Sumapaz, situadas en la localidad de Sumapaz. Situado sobre la Cordillera Oriental y el piedemonte llanero, incluye en sus 154.000 ha jurisdicción de los municipios de la localidad 20 de Bogotá, Arbeláez, San Bernardo, Pasca, y Gutiérrez en Cundinamarca; Guamal y San Luis de Cubarral en el departamento del Meta. Con resolución ejecutiva N° 153 de junio de 1977. El nevado del Sumapaz con 4.306 msnm es el punto más elevado del parque.. Fig. 10. Límites del Parque Nacional Natural Sumapaz.. 29.

(30) El Parque Nacional Natural Sumapaz es uno de los más importantes reservorios de alta montaña más rico diverso en géneros y especies de flora en el todo el territorio nacional, cumpliendo además una fundamental función como ecosistema en la regulación hídrica de una amplia región en el centro del país, por esta razón ha sido nuestro fenómeno de estudio para la presente tesis. 8.2. FASE 2. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA Y CARTOGRÁFICA.. En esta parte de la investigación se comenzó por la revisión teórico practica de todos los documentos utilizados y realizados correspondientes con nuestra temática varios de los cuales habían sido utilizados como guía en las distintas asignaturas cursadas en el pensum. Luego la búsqueda nos llevó a indagar distintos trabajos de estudios similares, cartografía oficial de la región y publicaciones tales como el “Plan de Manejo del Parque Nacional Natural Sumapaz 2018” destacando los más importantes de estos en la sección de Bibliografía. ((UAESPNN), 1998). 8.3. FASE 3. SELECCIÓN DE IMÁGENES SATELITALES Y SHAPEFILES. Para el desarrollo de la investigación, desarrollo del análisis multitemporal y posterior obtención de mapas y resultados utilizamos los siguientes insumos.. Sensor. WRS (Path/Row). Landsat 2 MSS Landsat 4 TM Landsat 5 TM Landsat 5 TM Landsat 8 OLI-TIRS Landsat 8 OLI-TIRS. 8 // 57 8 // 57 8 // 57 8 // 57 8 // 57 8 // 57. Fecha de la Toma. 07 / 01 / 1977 22 / 03 / 1988 30 / 08 / 1997 29 / 01 / 2001 04 / 01 / 2015 17 / 03 / 2018. Tabla. 2. Imágenes Satelitales seleccionadas para el estudio.. 30.

(31) La selección de las distintas coberturas utilizadas en el desarrollo de la investigación y la clasificación supervisada surgen de la revisión bibliográfica y de antecedentes de anteriores trabajos realizados en Colombia y en especial de las zonas aledañas al Parque Natural Nacional Sumapaz, además se basa en la Leyenda Nacional de Coberturas de la tierra a escala 1:100.000 adoptada por Colombia según la metodología CORINE Land Cover (CLC), en el año 2010 (IDEAM, et al., 2010).. Nuestra clasificación y coberturas resultantes son las siguientes.  Herbazal Denso Alto  Cuerpos de Agua  Arbustal Denso  Pasto Se destacan especies de flora como el frailejón y el Chusque.. Fig. 11. Coberturas (Herbazales y Arbustos). (Colombia, Parques Nacionales Naturales de Colombia, 2018). 31.

(32) Fig. 12. Coberturas (Cuerpos de Agua y Pastos). (Colombia, Parques Nacionales Naturales de Colombia, 2018). Como apoyo adicional se utilizó el shapefile correspondiente al Parque Nacional Natural Sumapaz obtenido desde el portal de Parques Nacionales Naturales de Colombia el cual nos permitió obtener el área y delimitación oficial de la zona de estudio y el cual además sirvió como base para las posteriores etapas de cuantificación de coberturas y obtención de distintos resultados. 8.4. FASE 4. AJUSTES Y CORRECCIÓN DE IMÁGENES Y SHAPEFILES. En primera instancia se establecieron aspectos generales de la investigación. Se procedió a la descarga de las imágenes satelitales del portal web del Servicio Glovis EarthExplorer del Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS), y posteriormente con la ayuda del Software ERDAS 2014 se unieron las bandas 1 a 7 (exceptuando la banda 6) para las imágenes Landsat 2,4,5 y las bandas 2 a 7 para Landsat 8 utilizando la herramienta Layer Stack.. 32.

(33) Todas las imágenes adquiridas tienen como sistema de referencia WGS84 con proyección UTM zona 18 Norte. En el proceso de calibración radiométrica se operan directamente los valores de cada pixel en la imagen para obtener valores homogéneos de intensidad equilibrando histogramas y corrigiendo imperfecciones. Lo motivos de estas distorsiones puede provenir de fallos en los propios sensores, alteraciones en los movimientos o instrumentos a bordo del satélite, así como la interferencia presente en las imágenes debido a la interacción con la atmósfera. Para el caso del presente estudio se realizó en primer paso la conversión de Niveles Digitales a Radiancia utilizando el Método de escalamiento de la Radiancia Espectral y posteriormente se realizó la conversión de la Radiancia a Reflectancia Aparente para a continuación convertir la Reflectancia obtenida en Reflectancia en la superficie o también conocida como Corrección Atmosférica. Es común que distintas zonas en una imagen satelital presenten nubes y niebla. En las zonas brumosas las distintas coberturas pueden ser reconocibles, pero en las zonas de gran nubosidad su espesor puede dificultar la observación del suelo y sus coberturas. Con el algoritmo ATCOR2 para ERDAS 2014 el cual requiere la información de los metadatos de cada una de las imágenes, se realizó la corrección atmosférica de cada una de las imágenes en las que se presentaban nubes o niebla. Para estos casos fueron estimadas y retiradas de manera exitosa, terminando con la obtención de las respectivas imágenes en reflectancia absoluta corregidas atmosféricamente.. 8.5. FASE 5. CORTE DE LA IMAGEN. El proceso de corte de las imágenes está ligado al área que ocupa en terreno el Parque Nacional Natural Sumapaz y fue realizada tomando un rectángulo que se ajustaba de la mejor manera a esta área utilizando las siguientes coordenadas: 33.

(34) Lat. Long. Lat. Long.. Esquina Superior Izquierda. Esquina Superior Derecha. 4°18°15.10° N. 4°18°15.10° N. 73°53°46.48° W. 74°30°4.94° W. Esquina Inferior Izquierda. Esquina Inferior Derecha. 3°34°42.57° N. 3°34°42.57° N. 73°53°46.48° W. 74°30°4.94° W. Tabla 3. Coordenadas del corte de las Imágenes.. 8.6. FASE 6. ELECCIÓN Y APLICACIÓN DE ÍNDICES Y/O TRANSFORMACIONES. Estos índices y trasformaciones que aplicamos a las imágenes nos sirvieron para realizar una mejor discriminación visual de las coberturas presentes en terreno y sus distintos elementos durante los distintos periodos del estudio evidenciando los grandes cambios y el evidente aumento densidad de la vegetación hasta la actualidad. Para efectos de nuestro estudio se revisaron distintos Índices como lo son: NDVI (Índice de Vegetación Normalizado), SAVI (Índice de Suelo Ajustado), así como también la Transformación Tasseled Cap.. 8.7. FASE 7. CLASIFICACIÓN SUPERVISADA. Luego de obtener las distintas imágenes con reflectancia absoluta, se continuo a realizar el procedimiento de la Clasificación Supervisada; en esta clasificación supervisada se realizó en el software PCI 2012 y se utilizando una composición RGB 4,5,2 para el caso de las imágenes Landsat, y se eligió como parámetro principal de clasificación el método de Máxima Verosimilitud. Este es uno de los mejores métodos ya que permite una clara discriminación de las clases al ser comparadas con otros métodos como Mapeador de Angulo Espectral, Mínima. 34.

(35) Distancia, Mapeador de Correlación Espectral y Distancia Mahalanobis, esto al observar las diferencias al ser ejecutados en PCI 2012. El algoritmo de Máxima Verosimilitud tiene tres etapas en el proceso de clasificación. La primera etapa es de segmentación, en la cual se separan y generan cada una de las regiones radiométricas relativamente homogéneas. . POST-PROCESAMIENTO.. Esta es la etapa en la cual se corrigen los posibles errores en los resultados en el desarrollo de la clasificación supervisada con el método de máxima verosimilitud. Las distintas imágenes obtenidas de la clasificación supervisada fueron comparadas con cada una de las imágenes de reflectancia obtenida con la corrección atmosférica en apoyo con imágenes de otros años cercanos a los estudiados dentro del periodo de estudio entre 1977 y 2018. De esta manera en aquellas zonas en las que se presentaban pixeles dispersos, los cuales no corresponden a las coberturas presentes en terreno fueron corregidas y convertidas a su correspondiente cobertura las cuales fueron seleccionadas aplicando métodos de foto-interpretación (Interpretación Visual). . EVALUACIÓN DE EXACTITUD TEMÁTICA.. Luego de obtener las imágenes clasificadas y post-procesadas se tuvo que evaluar la exactitud de las clasificaciones para los distintos años de estudio. Esta evaluación temática se realizó con el software ERDAS 2014. El software genera automáticamente los puntos en las distintas coberturas, en este caso usamos 50 puntos ya que este valor es adecuado y asegura un resultado riguroso, estos puntos se despliegan sobre la imagen de reflectancia absoluta y en la imagen clasificada. De este modo se realizó una comparación entre cada una de las imágenes de reflectancia absoluta y las imágenes obtenidas de la clasificación supervisada observando punto a punto si existía concordancia con las distintas coberturas que el software había asignado. Esta herramienta de ERDAS 2014 permitió obtener un. 35.

(36) claro y detallado reporte de la exactitud temática con la matriz de error y estadísticas Kappa para cada cobertura. . ANÁLISIS DE CAMBIOS.. Luego de obtenidos los mapas de cobertura del suelo correspondientes a cada uno de los años de estudio (1977,1988,1997,2001,2015,2018) se procedió con la realización del análisis de cambios. Para tal fin se utilizó el software ILWIS 3.8 obteniendo como resultado los 6 mapas de cambios con sus respectivas estadísticas mostrando perdida ganancia o ausencia de cambios en los distintos periodos estudiados. Al obtener las clasificaciones correspondientes a cada año, se realizó el análisis de cambios de la siguiente forma: 1977-1988, 1988-1997, 1997-2001, 2001-2015, 2015-2018, y finalmente el análisis general de cambio durante todo el periodo de estudio 1977-2018. . EXTRACCIÓN Y ANÁLISIS DE LA INFORMACIÓN OBTENIDA.. Realizado el proceso de Anterior se continuo con la extracción de la información numérica obtenida con los mapas de cambios de coberturas en cada periodo, aquí se cuantifican las áreas que representan cambios netos por coberturas, la transición entre coberturas, porcentajes de variación de una cobertura a otra y la comparación general final de variación entre 1977 y 2018, presentando estos datos en las distintas tablas y gráficas para su mayor entendimiento a continuación. 8.8. FASE 8. ANÁLISIS. Gracias a las distintas clasificaciones supervisadas realizadas se logró diferenciar y separar correctamente cada una de las coberturas elegidas para el estudio en cada uno de los periodos de tiempo los cuales se separaron de la siguiente manera: 1977 a 1988, 1988 a 1997, 1997 a 2001, 2001 a 2015 y 2015 a 2018 dando como resultado visual las nuevas coberturas: Herbazal Denso Alto, Cuerpos de Agua,. 36.

(37) Arbustal Denso y Pastos. Adicionalmente en el estudio se realizó una comparación final que comprende los años inicial y final del estudio mostrando el estado inicial del Parque Nacional Natural Sumapaz desde 1977 hasta 2018. Todo esto da como resultado que se pudo realizar la correcta discriminación y cuantificación en hectáreas de las coberturas antes mencionadas, acordes con la delimitación del Parque Nacional Natural Sumapaz. Todo esto es muy interesante ya que al analizar el cambio general de coberturas estudiado entre 1977 a 2018 se evidencio en términos generales una disminución significativa en sus coberturas, más que todo en “Pastos” ya que sufrió un descenso de alrededor de 36388 hectáreas y también de la cobertura “Cuerpos de Agua” la cual también sufrió una disminución de alrededor de 7591 hectáreas en toda el área correspondiente al Parque Nacional Natural Sumapaz.. Cambio General Coberturas. 1977. 2018. 0,00. 20000,00 Pastos. 40000,00. 60000,00. Arbustal Denso. 80000,00 100000,00 120000,00 140000,00. Cuerpos de Agua. Herbazal Denso Alto. Fig. 13. Cambio General de Coberturas entre 1977 y 2018.. Todo esto dando paso a un panorama general de superficie con vegetación (2018) que en comparación con la del periodo inicial (1977) es más densa y vigorosa, con menos pastos y menos suelos descubiertos.. 37.

(38) 8.9. FASE 9. RESULTADOS.. A continuación, se presentan los resultados en la cuantificación de las coberturas establecidas para los 6 periodos de tiempo: Cuantificación de áreas respecto a la transición de coberturas y el cambio Neto en cada cobertura.. Coberturas entre 1977 y 1988. 1977. 1988. 0,00. 20000,00 Pastos. 40000,00. 60000,00. Arbustal Denso. 80000,00 100000,00 120000,00 140000,00. Cuerpos de Agua. Herbazal Denso Alto. Fig. 14. Área por coberturas en los años de estudio 1977 y 1988.. Cobertura Herbazal Denso Alto Cuerpos de Agua Arbustal Denso Pastos. Área 30893.82 -5705.69 -25097.26 -90.87. Tabla 4. Cambio Neto 1977 y 1988 (en Ha).. Entre los años 1977 a 1988 se presentaron cambios significativos dando un cambio hacia la cobertura Herbazal Denso Alto, también se presentó una enorme disminución de los Cuerpos de Agua comparada con los demás periodos de estudio, 38.

(39) alrededor de 5705 hectáreas, evidenciando que fue el periodo en el cual más disminuyeron los Cuerpos de Agua. La disminución de la cobertura Arbustal Denso fue la mayor de los distintos periodos de estudio y muy significativa alrededor de 25097 hectáreas. En términos generales el panorama del Parque Nacional Natural Sumapaz sufrió en este periodo su mayor transformación, Herbazal Denso Alto aumento alrededor de 30894 hectáreas, esto se evidencia al revisar las imágenes satelitales, para el año 1988 se aprecia en general una capa vegetal mucho más densa y de color verde oscuro en comparación a los tonos claros y finos de 1977.. Coberturas entre 1988 y 1997. 1988. 1997. 0,00. 20000,00 Pastos. 40000,00. 60000,00. Arbustal Denso. 80000,00 100000,00 120000,00 140000,00. Cuerpos de Agua. Herbazal Denso Alto. Fig. 15. Área por coberturas en los años de estudio 1988 y 1997.. Cobertura Herbazal Denso Alto Cuerpos de Agua Arbustal Denso Pastos. Área -14362.00 -1563.79 36203.57 -20277.77. Tabla 5. Cambio Neto 1988 y 1997 (en Ha).. 39.

(40) El periodo comprendido entre los años 1988 a 1997 hubo un interesante cambio, la cobertura Herbazal Denso Alto presento una disminución de alrededor de 14362 hectáreas junto con los pastos con 20277 hectáreas y dieron paso a una vegetación más densa (Arbustal Denso) la cual se incrementó en 36203 hectáreas también los Cuerpos de Agua continuaron disminuyendo en 1563 hectáreas. Al realizar la comparación visual se evidencian estos cambios.. Coberturas entre 1997 y 2001. 1997. 2001. 0,00. 20000,00 Pastos. 40000,00. 60000,00. Arbustal Denso. 80000,00 100000,00 120000,00 140000,00. Cuerpos de Agua. Herbazal Denso Alto. Fig. 16. Área por coberturas en los años de estudio 1997 y 2001.. Cobertura Herbazal Denso Alto Cuerpos de Agua Arbustal Denso Pastos. Área 1095.14 636.03 -393.01 -1338.16. Tabla 6. Cambio Neto 1997 y 2001 (en Ha).. El periodo comprendido entre los años 1997 a 2001 se presentaron pocos cambios evidenciando un periodo de equilibrio tal vez debido a condiciones globales y esto se refleja en que hubo poca transición entre coberturas, mostrando solamente un leve aumento en Pastos y la continuación de la disminución de los Cuerpos de Agua.. 40.

(41) Coberturas entre 2001 y 2015. 2001. 2015. 0,00. 20000,00 Pastos. 40000,00. 60000,00. Arbustal Denso. 80000,00 100000,00 120000,00 140000,00. Cuerpos de Agua. Herbazal Denso Alto. Fig. 17. Área por coberturas en los años de estudio 2001 y 2015.. Cobertura Herbazal Denso Alto Cuerpos de Agua Arbustal Denso Pastos. Área 151.13 -2792.75 -897.52 3539.15. Tabla 7. Cambio Neto 2001 y 2015 (en Ha).. El periodo comprendido entre los años 2001 a 2015 también hubo pocos cambios, aquí se evidencia en parte la estabilización en las coberturas, solo hubo aumento en la cobertura pastos con 3539 hectáreas y la continuación en la disminución en los Cuerpos de Agua, en general en este periodo se presentó poca transición entre coberturas. Las políticas de protección ambiental y la vigilancia sobre estas zonas naturales has impedido la proliferación de extensivas zonas de cultivos que alteren rápida y drásticamente l panorama de los distintos ambientes naturales con este en el cual al recorrerlo podemos encontrar desde paramo en su zona montañosa en cercanías a la capital hasta planicie de pastos hacia los llanos orientales.. 41.

(42) Coberturas entre 2015 y 2018. 2015. 2018. 0,00. 20000,00 Pastos. 40000,00. 60000,00. Arbustal Denso. 80000,00 100000,00 120000,00 140000,00. Cuerpos de Agua. Herbazal Denso Alto. Fig. 18. Área por coberturas en los años de estudio 2015 y 2018.. Cobertura Herbazal Denso Alto Cuerpos de Agua Arbustal Denso Pastos. Área 559.44 1834.59 15826.56 -18220.59. Tabla 8. Cambio Neto 2015 y 2018 (en Ha).. El periodo comprendido entre los años 2015 a 2018 existe un cambio significativo de nuevo, mostrando una disminución de los Pastos dando paso nuevamente a vegetación más densa (Arbustal Denso), y por primera vez se aprecia una recuperación en los Cuerpos de Agua. Esto nos hace pensar que además del cuidado y protección del cual goza el Parque Nacional Natural Sumapaz, se ha beneficiado también de procesos de reforestación por parte de las autoridades y habitantes del sector que consientes de la importancia vital de esta región aportan desde sus propias posibilidades. También la ausencia de grandes zonas de cultivos y ganadería han beneficiado en gran manera la dinámica de cambio permitiendo que crezca una vegetación más densa y vigorosa. 42.

(43) Finalmente se destacan los cambios presentados entre el periodo inicial (1977) y final (2018) los cuales evidencian realmente la transformación total en las coberturas en alrededor 40 años mostrando además la dinámica y estado actual del Parque Nacional Natural Sumapaz. Cobertura Herbazal Denso Alto Cuerpos de Agua Arbustal Denso Pastos. Año 1977 97604.96 15156.55 46930.29 61933.49. Año 1988 128498.78 9450.86 21833.03 61842.62. Año 1997 114136.78 7887.07 58036.60 41564.84. Año 2001 115231.92 8523.10 57643.59 40226.68. Año 2015 115383.04 5730.34 56746.08 43765.83. Año 2018 115942.49 7564.93 72572.64 25545.24. Tabla 9. Área por cobertura en los 6 años de estudio (en Ha).. Cobertura Herbazal Denso Alto Cuerpos de Agua Arbustal Denso Pastos. Año 1977 44.04 6.84 21.18 27.95. Año 1988 57.98 4.26 9.85 27.90. Año 1997 Año 2001 Año 2015 51.50 51.99 52.06 3.56 3.85 2.59 26.19 26.01 25.60 18.75 18.15 19.75. Año 2018 52.31 3.41 32.75 11.53. Tabla 10. Porcentaje de Área ocupada por cobertura en los 6 años de estudio (1977 a 2018).. Cambio General Coberturas. 1977. 2018. 0,00. 20000,00. Pastos. 40000,00. 60000,00. Arbustal Denso. 80000,00 100000,00 120000,00 140000,00. Cuerpos de Agua. Herbazal Denso Alto. Fig. 19. Área por coberturas en los años de estudio 1977 y 2018.. 43.

(44) Cobertura Herbazal Denso Alto Cuerpos de Agua Arbustal Denso Pastos. Área 18337.53 -7591.62 25642.34 -36388.25. Tabla 11. Cambio Neto 1977 a 2018 (en Ha).. Aquí se muestra como el gran cambio que ha sufrido el Parque Nacional Natural Sumapaz se presenta en el cambio de la cobertura vegetal pasando de una vegetación muy baja con pastos y suelos poco cubiertos a Herbazales Densos, presentes en capas de vegetación con Frailejón y el Chusque los cuales han cubierto zonas antes un poco cubiertas que ahora se han densificado. Todo esto sin dejar de lado el importante cambio en los cuerpos de agua, su disminución fue significativa en todo el periodo del estudio, aunque mostrando algo de recuperación significativa en el último periodo de 2015 a 2018.. Resumen Coberturas 140000,00 120000,00 100000,00 80000,00 60000,00 40000,00 20000,00 0,00 Herbazal Denso Alto Año 1977. Cuerpos de Agua. Año 1988. Año 1997. Arbustal Denso Año 2001. Año 2015. Tabla 12. Cambio Neto 1977 a 2018 (en Ha).. 44. Pastos Año 2018.

(45) 8.10.. FASE 10. MAPAS TEMÁTICOS COMPARATIVOS.. Fig. 20. Mapa 1977 a 1988.. 45.

(46) Fig. 21. Mapa 1988 a 1997.. 46.

(47) Fig. 22. Mapa 1997 a 2001.. 47.

(48) Fig. 23. Mapa 2001 a 2015.. 48.

(49) Fig. 24. Mapa 2015 a 2018.. 49.

(50) Fig. 25. Mapa 1977 a 2018.. 50.

(51) 9. CONCLUSIONES Se logro realizar el estudio superficial y multitemporal propuesto en las fechas estipuladas utilizando como insumo principal imágenes satelitales Landsat. La discriminación de las distintas coberturas en los periodos de tiempo permitió evidenciar la dinámica de cambios en el terreno en los últimos años y la transición entre coberturas en donde destaca el incremento de la cobertura Herbazal Denso Alto, pero preocupa la disminución de los Cuerpos de Agua. En este aspecto cabe destacar que la proximidad del Parque Nacional Natural Sumapaz a la capital del país ayuda a que esté presente especial atención por parte de las autoridades contando con políticas de cuidado ambiental a su favor. Las condiciones atmosféricas en especial la nubosidad en algunas de las imágenes satelitales Landsat afectaron de cierta manera la fiabilidad del estudio multitemporal influyendo negativamente en la discriminación y separación entre las distintas coberturas en especial al momento de realizar las clasificaciones supervisadas, aquí fue importante la revisión minuciosa de las distintas imágenes disponibles foto interpretando muy bien antes de proceder con la clasificación supervisada para asegurar que los resultados fueran coherentes con la realidad, además la utilización del complemento ATCOR para ERDAS 2014 permitió que la corrección atmosférica arrojara excelentes resultados eliminando en gran medida estas distorsiones y entregando valores de reflectancia absoluta muy ajustados a la realidad. A partir de las clasificaciones supervisadas realizadas a cada imagen se logró obtener la cuantificación de áreas de las coberturas en los distintos periodos de tiempo obteniendo cifras puntuales y dicientes que fueron la base del análisis grafico que representa claramente los cambios ocurridos en terreno entre 1977 a 2018. La realización de la clasificación supervisada utilizando el método de máxima verosimilitud produjo que los resultados estuvieran muy cercanos a la realidad con algunas excepciones en las zonas en donde alguna nubosidad no permitió que la clasificación fuera óptima, aquí cabe destacar que tanto todas las actividades de. 51.

(52) post proceso como una minuciosa interpretación visual fueron vitales para la correcta obtención de los distintos porcentajes y áreas en cada cobertura. Se logro a través del estudio superficial y multitemporal la obtención con éxito de los mapas temáticos propuestos que describen tanto el cambio y transición en las coberturas del suelo como su dinámica general de cambio en el periodo de tiempo establecido, dando una idea del estado y condiciones en las cuales se encuentra el Parque Nacional Natural Sumapaz en la actualidad. Los distintos cambios ocurridos en las coberturas y su dinámica general de cambio observadas en todo el periodo de estudio muestran como las políticas de protección ambiental pueden de forma efectiva minimizar el impacto de actividad humana en territorios fundamentales para el equilibrio medioambiental, con toda su fauna y flora, y por supuesto vitales para la misma supervivencia de los seres humanos. Adicionalmente estas políticas abren la posibilidad de que se siga presentando una recuperación de los Cuerpos de Agua tal como se evidencio en el lapso de tiempo comprendido entre 2015 y 2018, eso nos da a entender que en miras hacia el futuro el Parque Nacional Natural Sumapaz se convertirá poco a poco en albergue de mayor cantidad de este vital y precioso recurso hídrico. Realizado el estudio multi temporal podemos evidenciar que tanto las políticas de protección ambiental como las acciones de los habitantes de la región con respecto al cuidado y protección de esta importante zona han permitido que a través del tiempo podamos ver que sigue siendo una región muy natural sin mayores incrementos en actividad rurales o agropecuarias que alteren la dinámica y calidad de los suelos y sus coberturas. Como Recomendación para próximos estudios más detallados se debe revise cuidadosamente toda la cartografía, fotografía aérea e imágenes satelitales disponibles en su momento para obtener óptimos resultados y así mismo poder incluir en el análisis por lo menos la clasificación de dos imágenes de cada año de estudio con el animo de discriminar con mayor precisión la variación anual en coberturas debido a los distintos ciclos lluviosos presentes en Colombia. 52.

(53) 10. BIBLIOGRAFÍA J. R. Jensen, “Introductory Digital Image Processing: A Remote Sensing Perspective (3rd Edition),” Keith, C.C., Ed.; Prentice Hall Ser. Geogr. Inf. Sci. Saddle River, NJ, USA, 2005. F. Bedón and S. Pinto, “Evaluación de técnicas de detección de cambios del uso de la tierra a través del análisis Multitemporal de imágenes satelitales en el cantón Daule.,” 2012. H. F. Moreno, “ANÁLISIS MULTIESPECTRAL MEDIANTE IMÁGENES LANDSAT PARA IDENTIFICACION DE ZONAS DEGRADADAS EN EL AREA BOYACA Proyecto final de Grado Autor: HECTOR FERNANDO MORENO Código: 3101189 Ingeniero Forestal Universidad Militar Nueva Granada Facultad De Ingeniería,” Univ. Nueva Granada - Fac. Ingeniería, 2015. V. Ruiz and A. H. R. Savé, “Análisis multitemporal del cambio de uso del suelo, en el Paisaje Terrestre Protegido Miraflor Moropotente Nicaragua, 1993 – 2011,” Ecosistemas, vol. 22, no. 3, pp. 117–123, 2013. J. J. Fonseca and S. M. Gomez, “Análisis Multitemporal Mediante Imágenes Landsat Caso De Estudio: Cambio De Área Laderas De La Ciénaga De Tumaradó Parque Natural Los Katíos,” Univ. Mil. Nueva Granada, pp. 1–26, 2003. J. Latorre and L. Corredor, “Coberturas De La Tierra y Detección De Cambios En Los Parques Nacionales Naturales De Colombia,” pp. 2005–2007, 2005. R. Franco, “Análisis Multitemporal Vectorial en ArcGis. Mini-guía de caso,” p. 12, 2016. D. D. E. Nariño, “Análisis multitemporal de cambios de uso del suelo y coberturas, Departamento de Nariño,” 2008. (UAESPNN), U. A. (1998). Plan de Manejo del Parque Nacional Natural Sumapaz. Bogotá. G. V. Álvaro, (Sin año). Landsat. Sin ciudad: Sin editorial.. 53.

(54) A. Bakeman, & J. M. Gottman, (1986). Observación de la interacción: introducción al análisis secuencial. Madrid: Morata. C, H., Wylie, L. Y., & G, Z. (2002). Derivation of a tasselled cap transformation based on Landsat 7 at-satellite reﬂectance. Nebraska: USGS EROS Data Center. E. Chuvieco, (1996). Fundamentos de teledetección espacial. Madrid: Rialp. Colombia, P. N. (25 de marzo de 2018). Parques Nacionales Naturales de Colombia. Obtenido de Parques Nacionales Naturales de Colombia: http://mapas.parquesnacionales.gov.co/ Colombia, P. N. (25 de marzo de 2018). Parques Nacionales Naturales de Colombia. Obtenido de Parques Nacionales Naturales de Colombia: http://www.parquesnacionales.gov.co/portal/es/parques-nacionales/parquenacional-natural-sumapaz/ Colombia, P. N. (25 de marzo de 2018). Sistema Nacional de Áreas Protegidas. Obtenido de Sistema Nacional de Áreas Protegidas: http://www.parquesnacionales.gov.co/portal/es/sistema-nacional-de-areasprotegidas-sinap/ Colombia, P. N. (25 de Marzo de 2018). Sistema Nacional de Áreas Protegidas. Obtenido de Sistema Nacional de Áreas Protegidas: http://www.parquesnacionales.gov.co/portal/es/sistema-nacional-de-areasprotegidas-sinap/ geografia, I. n. (28 de marzo de 2018). Imagenes de Satelite. Obtenido de Imagenes de Satelite: http://www.inegi.org.mx/geo/contenidos/imgpercepcion/imgsatelite/landsat.a spx leyes.co. (17 de Abril de 2018). Código Nacional de Recursos Naturales Renovables y de Protección al Medio Ambiente. Obtenido de Código Nacional de Recursos Naturales Renovables y de Protección al Medio Ambiente: http://leyes.co/codigo_nacional_de_recursos_naturales_renovables_y_de_p roteccion_al_medio_ambiente/327.htm Minambiente. (25 de Marzo de 2018). Parques Nacionales Naturales de Colombia, patrimonio de los colombianos. Obtenido de Parques Nacionales Naturales de Colombia, patrimonio de los colombianos: http://www.minambiente.gov.co/index.php/component/content/article/noticia. 54.

(55) s/1354-parques-nacionales-naturales-de-colombia-patrimonio-de-loscolombianos NASA. (25 de Marzo de 2018). USGS. Obtenido de USGS: https://earthexplorer.usgs.gov/. 55.

(56)