INDICES DE CLASIFICACION DE VEGETACION BOSQUE SECO CHIQUITANO

TB TBA NDVI SAVI IAF NDMI NBR

DOC.: ING. M.SC. ARMANDO RODRIGUEZ MONTELLANO EST.: JOSE LUIS MEDRANO CARRILLO13/07/2012

INDICES DE CLASIFICACION DE VEGETACIONBOSQUE SECO CHIQUITANO

1. INTRODUCCIONEl Bosque Seco Chiquitano se caracteriza porque presenta una extensa planicie de áreas onduladas, con serranías de mediana elevación (hasta 1200 m.s.n.m) y vegetación exuberante (vegetación abundante).Comprende 6 provincias del Departamento de Santa Cruz: Chiquitos, Velasco, Ñuflo de Chávez, Guarayos, Germán Busch y Ángel Sandóval.

Su clima es tropical sub-húmedo cálido, con un periodo lluvioso en el verano y seco en el invierno. Se caracteriza porque:

Presenta poca variabilidad de la temperatura media anual que es de 25.3°C. Sin embargo, en algunos lugares, en temporada de los vientos fríos del sur (surazos), pueden darse cambios de temperaturas y causar hasta heladas.

Las lluvias son variables, los promedios están entre los 1000 a 1300mm/año, con precipitaciones mínimas que oscilan entre los 700 a 800 mm y máximas entre 2000 a 2200 mm, que varían en función de los cambios de presión atmosférica y de los vientos.

Por las características de sus suelos (pobres en nutrientes), la zona presenta limitaciones para la actividad agrícola, siendo más apta para el manejo forestal y la ganadería extensiva en áreas abiertas existentes, como son por ejemplo las sabanas del Pantanal.La vegetación está representada por diferentes tipos de bosques, sabanas (pastos), campos abiertos, arboledas y vegetación acuática, que se entremezclan en toda el área formando un mosaico (mezcla de varios tipos) de vegetación.El Bosque Seco Chiquitano se caracteriza también porque ocupa la mayor cobertura del área de la Chiquitania, y por su ubicación intermedia entre el clima húmedo de la Amazonia y el clima árido del Chaco, que lo convierte en un área de transición donde interaccionan (relacionan) especies comunes de ambas ecoregiones. La ecoregión del Bosque Seco Chiquitano presenta un bosque semideciduo hasta deciduo, que quiere decir que pierde parte o todas sus hojas durante la estación seca.

2. OBJETIVOS

Los objetivos del presente trabajo son:- Calcular la temperatura de la superficie de la tierra y del dosel de la vegetación,

según el tipo de cobertura.- Caracterizar el bosque a partir de los cambios fenológicos, para estimar la

estructura del bosque.- Relacionar los diferentes índices que permiten observar los cambios de altura y

densidad de la vegetación.- Evaluar la inactividad fotosintética para determinar las cicatrices, producto de

incendios forestales

3. MATERIALES Y METODOSa. CARACTERISTICAS DE LOS DATOS DE TRABAJO

Imagen utilizada para el trabajo tiene las siguientes características:Grilla: 221_72Fecha: 29 de julio de 2010Datum: UTM WGS1984 zona 20SurZona: Bosque seco chiquitano

b. DESCRIPCION DE LOS EQUIPOS Y HERRAMIENTAS UTILIZADOSPrograma de SIG: ARCGIS 10Programa de SIG: ERDAS 11Programa descompresor de archivos: WINRARPrograma procesador de calculos: MS EXCELPrograma procesador de texto: MS WORDPrograma procesador de gráficos: MS PUBLISHER

c. FLUJOGRAMA

4. METODOLOGIA

Todo trabajo utilizando imagen satelitales se deben realizar tratamientos previos, los cuales se hicieron de la siguiente manera:

a. PREPROCESAMIENTO DE LA IMAGENEl proceso se realiza en orden cronológico, se hizo según los siguientes pasos:o descompresión de las bandas de la imagen satelital (WINRAR)o Composición de la imagen satelital con todas las bandas (composite

bands ERDAS11)o Corrección geométrica utilizando una imagen orto rectificada (autosync

ERDAS11)o Reducción de gruma (hz reducción ERDAS11)o Exportacion de las Bandas sueltas TM1, TM3, TM4, TM5, TM7

b. INDICES DE VEGETACION UTILIZADOSHan utilizado las siguientes índices para la clasificación de vegetación, suelo y agua:

1. INDICE DE VEGETACION DE DIFERENCIA NORMALIZADO (NDVI)Permite identificar el nivel de la actividad fotosintética de la vegetación sana

NDVI=TM 4−TM 3TM 4+TM 3

Donde: NDVI: Índice de vegetación de diferencia normalizadoTM4: banda infrarrojo cercanoTM3: banda rojo visible

Utilizando las bandas TM4 (infrarrojo cercano) y la banda TM3 (rojo visible), se hizo el cálculo del NDVI. Utilizando un modelo se hizo el cálculo según la fórmula, en el mismo que se obtienen resultados con valores de -1 a +1, los valores próximos a 1 indican una alta actividad fotosintética; los valores cercanos a -1, indican una actividad fotosintética mínima o nula.

2. PROPORCION DE LA VEGETACION (PV)

En relacion al NDVI nos muestra la proporción de la vegetación.

PV= NDVI−NDVI maxNDVImax−NDVImin

Donde: PV: proporción de la vegetaciónNDVI: índice de vegetación de diferencia normalizadoNDVImax: ndvi maximo, por definición 0,5NDVImin: ndvi minimo, por deficion 0,2

La proporción de la vegetación, se calcula para realizar un ajuste en la interpretación de los índices de vegetacion, su cálculo se realizo en función de los valores de NDVI, utilizando los valores de NDVI máximo mayor a 0,5 (vegetación sana, alta actividad fotosintética) y el valor de NDVI mínimo menor a 0,2 (vegetación con baja actividad fotosintética).

3. EMITANCIA (Etm)Solo es válido para el cálculo de la emisividad de la banda 6

Etm6=0,004∗PV +0,986

Donde: Etm6: emisividad de la banda infrarrojo lejano (banda termal, 6)0,004: coeficiente de ajustePV: proporción de la vegetacion0,986: coeficiente de ajuste

La emisividad es la radiación de la energía emitida por la vegetación, su cálculo se realizo en función de los valores de la proporción de la vegetación (PV), la emisividad se utilizara en el cálculo de la temperatura superficial ajustado.

4. RADIANCIA (Lγ)Solo es válido para el cálculo de la Radiancia de la banda 6 (banda termal)

Lγ=( Lmaxγ−LminγQcalmax−Qcalmin )∗(Qcal−Qcalmin )+Lminγ

Donde: Lγ : Radiancia de la banda termal 6

Lmaxγ : por definición 15,3032 para la banda 6Lminγ : por definición 1,2378 para la banda 6Qcalmax: por definición 255Qcalmin: por definición 1Qcal: Banda 6

Para el cálculo de la temperatura superficial, es necesario convertir lo números digitales (ND) a Radiancia, para realizarlo se utilizaron los valores propios de la banda. El cálculo es el mismo para todas las bandas, pero los coeficientes utilizados son diferentes (para cada banda se utiliza un coeficiente diferente)

5. TEMPERATURA SUPERFICIAL (TB)Permite el cálculo de la temperatura superficial por tipo de cobertura

TB= K 2

ln ( K1Lγ+1)

Donde: TB: temperatura superficial en grados Kelvin (°k)Ln: logaritmo naturalK2: del sensor 1260,56K1: de la banda 5tm, 607,76Lγ : Radiancia de la banda termal 6

En función a la Radiancia se realizo el cálculo de la temperatura superficial, los coeficientes utilizados son propios de cada banda del espectro electromagnético. El resultado de la temperatura se obtiene en °K, al mismo que se le hacen ajustes para tener la temperatura en grados centígrados °C.

6. TEMPERATURA SUPERFICIAL AJUSTADO (TBA)Permite ajustar la temperatura superficial, utilizando la emitancia (coeficiente determinado para la banda 6)

TBA= K 2

ln (EtmK 1Lγ

+1)Donde: TB: temperatura superficial en grados Kelvin (°k)

Ln: logaritmo naturalEtm: Emisividad para la banda termal 6K2: del sensor 1260,56K1: de la banda 5tm, 607,76Lγ : Radiancia de la banda termal 6

En función a los valores de emitancia, se calculó la temperatura superficial ajustada. La diferencia con la temperatura superficial, es la corrección es la mayor resolución en el pixel, debido a que la banda 6 tiene una resolución de 120 metros en el pixel, y realizando el ajuste con la emitancia, se aumenta la resolución de 30 metros.

7. INDICE DE VEGETACION AJUSTADO AL SUELO (SAVI)Permite identificar y clasificar la vegetación no fotosintética (pastos), biomasa y vegetación seca.

SAVI=(1+0,5 )∗(TM 4−TM 3)

TM 4+TM 3+L

Donde: 1: coeficiente que mejora el suelo0,5: coeficiente que determina la vegetación secaTM4: Banda infrarrojo cercanoTM3: Banda rojo visibleL: proporción de la vegetación, por definición 0,5

Este índice se calculo en función a las bandas utilizadas para el NDVI, con la diferencia de que se agregan coeficientes para realizar los ajustes, tanto en la mejora de la determinación del suelo, y determinación de la vegetación seca, como también en función a la proporción del suelo.Este índice permite identificar la presencia de vegetación no fotosintética, como los pastos.

8. INDICE DE AREA FOLIAR (IAF)

Es un indicador de biomasa, densidad de dosel forestal; indica si el bosque es denso o no.

IAF=( ( 0,69−SAVI0,59 )0,91 )∗(−1)

Donde: IAF: índice de área foliar0,69: coeficiente de ajusteSAVI: Índice de vegetación ajustado al suelo0,91: coeficiente de ajuste-1: coeficiente de ajuste

El índice de área foliar es un indicador de la biomasa, y la densidad del dosel forestal. Su cálculo se realiza en función al SAVI, con coeficientes que permiten hacer un ajuste. Puede determinarse también el bosque: cuando es mayor o igual a 30% de dosel y mayor o igual a 5 metros de altura.

9. INDICE DE HUMEDAD DE DIFERENCIA NORMALIZADO (NDMI-LWSI)Permite identificar humedales (contenido de humedad) y vegetación con déficit de agua o seca (características de agua – planta)

NDMI=(TM 4−TM 5TM 4+TM 5 )

Donde: NDMI: Índice de humedad de diferencia normalizadoTM4: banda infrarrojo cercanoTM5: banda infrarrojo medio

Su cálculo se realizo en función de las bandas TM4 (infrarrojo cercano), y TM5 (infrarrojo medio). El cálculo se realizo con las bandas separadas.Este índice nos permite visualizar los contenidos de humedad. Se puede visualizar la vegetación con déficit de agua o vegetación seca.

10. COCIENTE NORMALIZADO DE QUEMAS Este índice evalúa la inactividad fotosintética, evalúa la reflectancia de un cuerpo negro (que tienden a 0)

NBR=(TM 4 ref −TM 7 refTM 4 ref −TM 7 ref )

Donde: NBR: normalised burn ratio (cociente normalizado de quemas)TM4ref: Banda infrarrojo cercano con los números digitales en reflectanciaTM7ref: Banda infrarrojo lejano con los números digitales en reflectancia.

Para el cálculo del cociente normalizado de quemas se utilizo las bandas sueltas de las bandas TM4 infrarrojo cercano y TM7 infrarrojo lejano.Las bandas se transformaron a reflectancia, previa transformación a Radiancia. En función a los valores se determinaron las zonas con cicatrices productos de quema e incendios forestales.

10.1. REFLECTANCIAEl cálculo de la reflectancia se realizara en la bandas 4 y 7, para permitir el cálculo del NBR (cociente normalizado de quemas)

Pγ= π∗Lγ∗d2

Esunγ∗cosθ

Donde: Pγ : reflectanciaπ: pi 3,141585Lγ : Radianciad2: distancia al sol, a partir del días julianosEsunγ : elevación del sol, obtenido del metadato de la imagen.Cosθ: coseno del angulo del sensor, obtenido del metadato de la imagen.

5. RESULTADOS Y DISCUSIONEn función a los resultados de los diferentes índices, se discutirán cada uno de ellos en función al índice de vegetación de diferencia normalizado, como también la relación entre cada uno de ellos.

a. TEMPERATURA SUPERFICIAL Y TEMPERATURA SUPERFICIAL AJUSTADO – INDICE DE VEGETACION DE DIFERENCIA NORMALIZADO (TB, TBA – NDVI)

Figura 1a: Composición en Falso color Figura 1b: NDVI

Figura 1c: TB en °C Figura 1d: TB_A en °C

Figura 1d: grafico de relacion

El grafico N° 1 muestra la relación entre la temperatura superficial y el índice de vegetación de diferencia normalizada. Se puede apreciar en la zona de bosque (intermedio) hay un aumento de la actividad fotosintética, y una disminución el temperatura superficial, como también se puede ver la diferencia de temperatura en ese punto es muy variable con la temperatura normal calculado, el ajuste realizado nos está permitiendo apreciar esta diferencia; si relacionamos esa zona con la imagen en falso color se ve que es una zona boscosa.

Figura 1: Relación de la temperatura superficial, temperatura superficial ajustada e índice de vegetación de diferencia normalizada (ej1)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 1018

19

20

21

22

23

24

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

TBA TB NDVI

10

1

10

1

10

1

10

1

Figura 2a: Composición en Falso color Figura 2b: NDVI

Figura 2c: TB en °C Figura 2d: TB_A en °C

1 2 3 4 5 6 7 8 9 1020

20.5

21

21.5

22

22.5

23

23.5

24

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

TBA TB NDVI

Figura 2e: grafico de relacion

Al igual que en el grafico anterior se aprecia en la transecta el cambio de cultivo – suelo desnudo – bosque. Se puede apreciar que en la zona de suelo desnudo una disminucion considerable de la actividad fotosintetica; se diferencia tambien que hay una variacion en la temperatura entre el normal y el ajustado (incrementado), a diferencia de la anterior imagen se puede afirmar que el ajuste de la temperatura se puede percibir mas en zona boscosa. En funcion al NDVI se puede ver que la actividad fotosintetica es menor en zona de cultivo que en bosque, aunque visualmente no se aprecia, sino apoyado en el grafico comparativo.

Figura 2: comparación de la temperatura superficial, temperatura superficial ajustada e índice de vegetación de diferencia normalizada (ej2)

10

1

10

1

10

1

10

1

b. INDICE DE AREA FOLIAR – INDICE DE VEGETACION DE DIFERENCIA NORMALIZADO (IAF – NDVI)

Figura 3a: IAF Figura 3b: NDVI

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

-0.5

-0.4

-0.3

-0.2

-0.1

0

0.1

0.2

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

IAFNDVI

Grafico 3a: transecta IAF-NDVI

0.45 0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 0.75 0.80

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

f(x) = 0.671925833429116 x − 0.000661257176420016R² = 0.99998299997022

NDVI - SAVILinear (NDVI - SAVI)

SAVI

NDVI

Grafico 3b: correlacion IAF - NDVI

Figura 3: Relación entre el índice de area foliar (IAF) y el índice de vegetación de diferencia normalizado (NDVI) ejemplo 1

En este cuadro se relaciona el índice de área foliar y el NDVI, el transecto se origina en la parte inferior hacia arriba, se puede apreciar en el grafico que en la zona de alta actividad fotosintética, los valores de NDVI e IAF, son muy próximos; se explica porque en una zona de vegetación boscosa (denso) tiene un alto índice de actividad fotosintética; en contraposición en las áreas de baja actividad fotosintética se ve que hay un distanciamiento entre los valores. A pesar del distanciamiento, se percibe que hay una correlación igual a 1, esto porque el NDVI es parte de la ecuación de SAVI.

10

1

10

1

Figura 4a: IAF Figura 4b: NDVI

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

-0.8

-0.7

-0.6

-0.5

-0.4

-0.3

-0.2

-0.1

0

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

IAFNDVI

Grafico 4a: transecta IAF-NDVI

-0.8 -0.7 -0.6 -0.5 -0.4 -0.3 -0.20

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

f(x) = 0.360873763049416 x + 0.463355099351411R² = 0.999994926978693

NDVI - IAFLinear (NDVI - IAF)

IAF

NDVI

Grafico 4b: correlacion IAF – NDVI

Figura 4: Relación entre el índice de area foliar (IAF) y el índice de vegetación de diferencia normalizado (NDVI) ejemplo 2

Este ejemplo la transecta comienza en una zona de cultivo – suelo desnudo – bosque, al igual que el anterior se ve una correlación de 1, es decir que están estrechamente relacionados, como se indico en el ejemplo anterior es porque el IAF utiliza los mismos datos que el NDVI. Además en el grafico se ve que la zona de cultivo el índice de área foliar es menor que en bosque. Se puede ver que cuando existe menor actividad fotosintética hay un mayor distanciamiento con el índice de área foliar, se explica que una zona con baja actividad fotosintética es porque no hay la vegetación suficiente, entonces la densidad de dosel disminuye considerablemente.

10

1

10

1

c. INDICE DE VEGETACION AJUSTADO AL SUELO – INDICE DE VEGETACION DE DIFERENCIA NORMALIZADO (SAVI – NDVI)

Figura 5a: SAVI Figura 5b: NDVI

1 2 3 4 5 6 7 8 9 100

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

SAVI NDVI

Grafico 5a: transecta SAVI-NDVI

0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.60

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

f(x) = 0.672143564135712 x − 0.000423880295240375R² = 0.999994925697425

NDVI - SAVILinear (NDVI - SAVI)

SAVI

NDVI

Grafico 5b: correlacion SAVI - NDVI

Figura 5: Relación entre el índice de vegetación ajustado al suelo (SAVI) y el índice de vegetación de diferencia normalizado (NDVI) ejemplo 1

El SAVI y el NDVI guardan estrecha relación porque trabajan en función de las banda TM3 (rojo visible) y TM4 (infrarrojo cercano). Por eso se explica que existe la correlación es igual a 1. En la figura del SAVI se puede ver que se han recuperado zonas con vegetación, los mismos que no se podían visualizar en el NDVI.Los coeficientes que se introducen en el cálculo del SAVI, amplia el rango de la vegetación y se visualiza también la vegetación no fotosintética.

10

1

10

1

Figura 6a SAVI Figura 6b: NDVI

1 2 3 4 5 6 7 8 9 100

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

SAVINDVI

Grafico 6a: transecta SAVI-NDVI

0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.60

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

f(x) = 0.672143564135712 x − 0.000423880295240375R² = 0.999994925697425

NDVI - SAVILinear (NDVI - SAVI)

SAVI

NDVI

Grafico 6b: correlacion SAVI - NDVI

Figura 6: Relación entre el índice de area foliar (IAF) y el índice de vegetación de diferencia normalizado (NDVI) ejemplo 2

En la muestra anterior se puede visualizar que los valores del SAVI y del NDVI, tienen una coincidicencia muy puntual se explica sencillamente porque ambos índices utilizan las mismas bandas, a diferencia que el SAVI, utiliza también otros coeficientes que permiten en este caso apreciar la existencia de la vegetación no fotosintética (puntos entre el 5 y 8), que el NDVI se visualizan como una actividad fotosintética casi nula, siendo que con el SAVI se distingue una actividad f. por nivel medio en relación al resto de la imagen; se puede deducir entonces que esa fracción de suelo tiene algún tipo de pastura y no es un área desnuda.

10

1

10

1

d. INDICE DE HUMEDAD DE DIFERENCIA NORMALIZADO – INDICE DE VEGETACION DE DIFERENCIA NORMALIZADO (NDMI – NDVI)

Figura 7a: NDMI Figura 7b: NDVI

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

-0.25

-0.2

-0.15

-0.1

-0.05

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

NDMINDVI

Grafico 7a: transecta NDMI-NDVI

-0.25 -0.2 -0.15 -0.1 -0.05 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.250

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

f(x) = 0.548459749095288 x + 0.404727200361686R² = 0.931417571218315

NDVI - NDMILinear (NDVI - NDMI)

NDMI

NDVI

Grafico 7b: correlación NDMI - NDVI

Figura 7: Relación entre el índice de humedad de diferencia normalizado (NDMI) y el índice de vegetación de diferencia normalizado (NDVI) ejemplo 1

El NDMI y el NDVI, son índices diferentes, que en raras ocasiones pueden tener coincidencias. La transecta del grafico va de un area de suelo desnudo, pasto y bosque; a partir del grafico definido se puede aseverar que el punto ocho se ha detectado un alto índice de humedad, sin embargo la actividad fotosintética disminuye considerablemente, de tal forma se afirma que puede existir por debajo del dosel del bosque, algún humedal o acumulación de agua, el mismo que no se ha podido identificar con el índice de vegetación normalizado, ni con la composición de la imagen en RGB

10

1

10

1

Figura 8a: NDMI Figura 8b: NDVI

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

-0.3

-0.25

-0.2

-0.15

-0.1

-0.05

0

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

NDMINDVI

Grafico 8a: transecta NDMI-NDVI

-0.3 -0.25 -0.2 -0.15 -0.1 -0.05 00

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

f(x) = 0.610539555394854 x + 0.39396469531998R² = 0.846728772967628

NDVI - NDMILinear (NDVI - NDMI)

NDMI

NDVI

Grafico 8b: correlacion NDMI - NDVI

Cuadro N° 8: Relación entre el índice de humedad de diferencia normalizado (NDMI) y el índice de vegetación de diferencia normalizado (NDVI) ejemplo 2

La transecta de este ejemplo, muestra un caso inverso al anterior (cultivo-desnudo-bosque), en la zona de suelo desnudo se visualiza que existe una condición de deficiencia de humedad, como también se aprecia que existe una baja actividad fotosintética; en ejemplos anteriores se pudo determinar que esa zona existe una vegetación seca, es ese sentido que el NDVI no puede clasificar esa zona, y lo determina como una actividad fotosintética casi nula, y al ser pasto seco es también deficiente en humedad.

10

1

10

1

e. INDICE DE HUMEDAD DE DIFERENCIA NORMALIZADO – INDICE DE AREA FOLIAR (NDMI – IAF)

Figura 9a: NDMI Figura 9b: IAF

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

-0.25

-0.2

-0.15

-0.1

-0.05

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

-0.5

-0.4

-0.3

-0.2

-0.1

0

0.1

0.2

NDMIIAF

Grafico 9a: transecta NDMI-IAF

-0.5 -0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0 0.1 0.2

-0.25

-0.2

-0.15

-0.1

-0.05

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

f(x) = 0.612379867447399 x + 0.0966990960887608R² = 0.930574572715374

NDMI - IAFLinear (NDMI - IAF)

IAF

NDM

I

Grafico 9b: correlacion NDMI - IAF

Figura 9: Relación entre el índice de humedad de diferencia normalizado (NDMI) y el índice de Área Foliar (IAF) ejemplo 1

Existe una estrecha relación entre el NDMI y el IAF, en el grafico se puede visualizar claramente y se emite este juicio: las areas con un alto índice de area foliar, tienen también un alto contenido de humedad, la afirmación también puede sostenerse porque la zonas con area foliar alta conservan baja la temperatura (ejemplos anteriores) y por ende existe una mayor conservación de la humedad. En el punto 8 se diferencia un humedal por debajo del dosel del bosque (alta humedad), que no ha sido identificado por el índice de area foliar.

10

1

10

1

Figura 10a: NDMI Figura 10b: IAF

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

-0.3

-0.25

-0.2

-0.15

-0.1

-0.05

0

-0.8

-0.7

-0.6

-0.5

-0.4

-0.3

-0.2

-0.1

0

NDMIIAF

Grafico 10a: transecta NDMI-IAF

-0.8 -0.7 -0.6 -0.5 -0.4 -0.3 -0.2

-0.3

-0.25

-0.2

-0.15

-0.1

-0.05

0

f(x) = 0.500350209864343 x + 0.0723330578805904R² = 0.846288904671508

NDMI - IAFLinear (NDMI - IAF)

IAF

NDM

I

Grafico 10b: correlacion NDMI - IAF

Cuadro N° 10: Relación entre el índice de humedad de diferencia normalizado (NDMI) y el índice de Área Foliar (IAF) ejemplo 2

Con este ejemplo corroboramos la afirmación descrita en el ejemplo anterior, en este caso la apreciación es un déficit de humedad en los puntos precisos donde existe un índice de area foliar bajo (puntos 4 a 8). Justamente es una zona donde existe un bajo índice de humedad, pero un area foliar de término medio (corroboramos de nuevo la existencia de vegetación seca y no un suelo totalmente desnudo). La relación entre índices no es tan estrecha, y se demuestra también por el grafico al haber en la transecta una variabilidad de significancia.

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1

10

1

f. INDICE DE VEGETACION AJUSTADO AL SUELO – INDICE DE HUMEDAD DE DIFERENCIA NORMALIZADO (SAVI – NDMI)

Figura 11: NDMI Figura 11b: SAVI

1 2 3 4 5 6 7 8 9 100

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

-0.25

-0.2

-0.15

-0.1

-0.05

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

SAVINDMI

Grafico 11a: transecta NDMI-SAVI

0.45 0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8

-0.25

-0.2

-0.15

-0.1

-0.05

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

f(x) = 1.14058586720562 x − 0.690305096408199R² = 0.930574197091676

NDMI - SAVI

Linear (NDMI - SAVI)

SAVI

NDM

I

Grafico 11b: correlacion NDMI - SAVI

Figura 11: Relación entre el índice de humedad de diferencia normalizado (NDMI) y el índice de Vegetación Ajustado al Suelo (IAF) ejemplo 1

El grafico nos muestra una similitud del SAVI al NDVI, y se explica por la utilización de las mismas bandas para el calculo de los índices, a diferencia que el SAVI, utiliza coeficiente que ajustan los valores para determinar la vegetación no fotosintética.La región donde se aprecia un alto índice de humedad, coincide en cierto grado con la actividad fotosintética de la vegetación. Con apoyo en la imagen se identifica zonas muy humedad en zonas donde existe una actividad fotosintética considerable.

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1

10

1

Figura 12a: NDMI Figura 12b: SAVI

1 2 3 4 5 6 7 8 9 100

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

-0.3

-0.25

-0.2

-0.15

-0.1

-0.05

0

SAVINDMI

Grafico 12a: transecta NDMI-SAVI

0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6

-0.3

-0.25

-0.2

-0.15

-0.1

-0.05

0

f(x) = 0.931924805817284 x − 0.570694921886576R² = 0.846289095741297

NDMI - SAVI

Linear (NDMI - SAVI)

SAVI

NDM

I

Grafico 12b: correlacion NDMI - SAVI

Figura 12: Relación entre el índice de humedad de diferencia normalizado (NDMI) y el índice de Vegetación Ajustado al Suelo (IAF) ejemplo 2

Al diferencia del ejemplo 1 de esta comparación, se muestra la relación existente en la actividad fotosintética de una zona con vegetación seca, que coincide con una baja proporción de humedad, que es muy considerable.La fenología del bosque hace que esta diferencia sea mas apreciativa cuando se utiliza los índices de humedad.No existe una correlación significativa y es porque los valores de las muestras pueden variar, y también porque las bandas utilizadas para el cálculo de estos índices muestran un rango diferente del espectro electromagnético.

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1

10

1

g. INDICE DE AREA FOLIAR – INDICE DE VEGETACION AJUSTADO AL SUELO (IAF – SAVI)

Figura 13a: IAF Figura 13b: SAVI

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

-0.5

-0.4

-0.3

-0.2

-0.1

0

0.1

0.2

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

IAFSAVI

Grafico 13a: transecta IAF-SAVI

-0.5 -0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0 0.1 0.20

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

f(x) = 0.536899291371819 x + 0.689999928353226R² = 0.999999999989198

SAVI - IAFLinear (SAVI - IAF)

IAF

SAVI

Grafico 13b: correlacion IAF - SAVI

Figura 13: Relación entre el índice de Área Foliar (IAF) y el índice de Vegetación Ajustado al Suelo (IAF) ejemplo 1

La relación que existe entre estos dos índices es, más que un ajuste de valores se hace un ajuste visual en el cual se aprecian las diferencias de la cobertura del suelo, un alto índice de vegetación, se identifica también un alto índice de área foliar; mientras más altos son los índices, mas se tiende a nivelar los valores de cada muestra en la transecta.Se justifica también porque el IAF es dependiente del SAVI, solo se hace un ajuste visual, que permitirá identificar el area foliar, con el cual se puede separar la estructura horizontal y vertical de la vegetación.

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1

10

1

Figura 14a: IAF Figura 14b: SAVI

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

-0.8

-0.7

-0.6

-0.5

-0.4

-0.3

-0.2

-0.1

0

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

IAFSAVI

Grafico 14a: transecta IAF-SAVI

-0.8 -0.7 -0.6 -0.5 -0.4 -0.3 -0.20

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

f(x) = 0.536899826275447 x + 0.689999881404773R² = 0.999999999991113

SAVI - IAFLinear (SAVI - IAF)

IAF

SAVI

Grafico 14b: correlacion IAF - SAVI

Figura 14: Relación entre el índice de Área Foliar (IAF) y el índice de Vegetación Ajustado al Suelo (IAF) ejemplo 2

El IAF, determinara si es bosque o no. A diferencia del ejemplo anterior en este caso se visualiza un caso opuesto. Precisamente en la sección de la transecta que atraviesa los puntos del 5 a 8 (zona de suelo desnudo), se visualiza un bajo pero muy bajo índice de area foliar, comparando con el SAVI, en este caso existe un distanciamiento considerable.La correlación es 1, porque se utilizan la mismos valores; solo están ajustados de acuerdo al resultado que se pretende obtener.

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1

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1

h. COCIENTE NORMALIZADO DE QUEMAS (NBR)

Figura 15a: composición RGB Figura 15b: NBR

Figura 15c: NBR Clasificado Figura 15d: Monitoreo

Figura 15: cicatrices de incendios forestales (ejemplo 1)

El proceso aplicado a la imagen anterior, nos permite visualizar las cicatrices producto de una quema o un incendio forestal. Para validar las cicatrices se ha apoyado en los focos de calor detectados en el lugar en las fechas antecedentes a la fecha de la imagen de trabajo. Para validar correctamente las cicatrices se han tomado todos los focos de calor dando un radio de 500 metros de las cicatrices (esto porque cada foco de calor cubren un área de 1km2. La combinación de las bandas RGB 6-4-3, se pudo visualizar de una forma inicial las cicatrices de un color rojo profundo. Y a partir del análisis se ha determinado el intervalo que corresponde a incendio o quema.En función a la fecha de los focos de calor se ha determinado el origen de la quema o el incendio forestal, en la figura se puede ver el origen tomando en cuenta la fecha, que inicio en el punto rojo y se fue dispersando primeramente hacia el sur y luego hacia noreste.

Figura 16a: composición RGB Figura 16b: NBR

Figura 16c: NBR Clasificado Figura 16d: Monitoreo

Figura 16: cicatrices de incendios forestales (ejemplo 2)

Con el índice NRB, se ha localizado las áreas con cicatrices que son productos de quemas controladas o incendios forestales; independientes de la acción. Ajustando los valores se discriminan aquellos que no corresponden. Con el apoyo de los focos de calor detectados hasta esa fecha, se han ido discriminando, los que no corresponden y se ha dado un radio de 500 metros como en el anterior caso. De acuerdo a los colores asignados según la fecha de los focos de calor, se puede determinar su origen (en la zona SSO, puntos de color rojo) y se ha ido extendiendo hacia arriba (zona N, puntos de color naranjado hacia celeste), se puede apreciar también una reincidencia del incendio hacia abajo (zona SSE, puntos de color verde claro). Se aprecia también que los puntos al extremo superior (zona N, de color celeste son incendios de nuevo origen, o reincidentes (por la fecha de captura del foco de calor).En función a las cicatrices y los focos de calor se pueden determinar responsabilidades de daños ocasionados.

6. CONCLUSIONES

De acuerdo a los resultados obtenidos se puede concluir que:

Los índices para el cálculo de la temperatura, por los resultados obtenidos se ven resultados más confiables es el ajustado (TBA), como también por la resolución de la temperatura y los ajustes que realiza en las diferentes zonas de la imagen en la cual se está trabajando

El Índice de Vegetación de diferencia normalizado (NDVI), se puede utilizar de mejor manera en la clasificación en zonas geográficas donde se conozcan que exista vegetación activa, o donde no se diferencie mucho por la fenología del bosque.

El Índice de Vegetación Ajustado al Suelo (SAVI), de acuerdo a los resultados que emite, su uso es recomendado en zonas donde existe un cambio considerable en la fenología de la vegetación, este índice permitirá un rango mucho mas amplio para su clasificacion.

El Índice de Area Foliar (IAF), permite separar la estructura horizontal y vertical del bosque, es decir la altura y densidad de la vegetación; de tal manera se puede utilizar en cualquier zona. Pero estos datos tienen que ser corroborados con datos de campo, para que se tenga una mayor fiabilidad de los resultados.

El Índice de Humedad de Diferencia Normalizado (NDMI), permite identificar los humedales, así como la vegetación con déficit de agua; es decir que su importancia radica en poder determinar zonas en las que se pueden obtener algún tipo de aprovechamiento, como cultivos que requieren humedad, en zonas secas, (partiendo de los ejemplos del bosque seco chiquitano), asi como también reutilizar zonas de deshuso; de ahí que radica la importancia de la teledeteccion.

El Cociente Normalizado de Quemas (NBR), puede utilizarse para determinar quemas históricas en zonas específicas, pero siempre apoyándose en focos de calor detectados, los mismos que permiten corroborar estas áreas de quemas contraladas o incendios forestales, determinar grados de culpabilidad a partir de incendios descontrolados. Su uso debe realizarse con cuidado para no mezclar áreas de suelo natural desnudo. También como las imágenes lanzat se obtienen

cada cierto tiempo, este coincide con el tiempo en que una cicatriz puede ser detectada.

7. BIBLIOGRAFIA REFERENCIALDocumentos Facilitados por el Docente

Estimation of land surface temperature–vegetation abundance relationship for urban heat island studies, Qihao Wenga, Dengsheng Lub, Jacquelyn Schubringa, Remote Sensing of Environment 89 (2004) 467–483

Water Body Mapping, Using the Normalised Difference Water Index (NDWI), Wetland Mapping and Classification Methodology.

Summary of current radiometric calibration coefficients for Landsat MSS, TM, ETM+, and EO-1 ALI sensors, Gyanesh Chander a,⁎, Brian L. Markham b, Dennis L. Helder c

Biome-Scale Forest Properties in Amazonia Based on Field and Satellite Observations Liana O. Anderson 1,2

Consultas en Internet www.fcbc.org.bo/esp/publicacion/textos/VIDA.../vida1.pdf

www.fcbc.org.bo/esp/publicacion/textos/VIDA.../vida2.pdf

www.fcbc.org.bo/esp/publicacion/textos/VIDA.../vida3.pdf

www.fcbc.org.bo/esp/publicacion/textos/VIDA.../vida4.pdf

www.fcbc.org.bo/esp/publicacion/textos/VIDA.../vida5.pdf