Autor: Christian Brenes Prezcbrenes@catie.ac.cr

Curso InternacionalHerramientas para el Monitoreo del Secuestro de Carbono en Sistemas

de Uso de la Tierra

Del 2 al 6 de junio de 2014 Turrialba, Costa Rica

Ejercicio: Cambio Uso del Suelo, herramientas de IDRISI

NALISIS DE CAMBIO DE USO DEL SUELO (Definiciones)

Cobertura del suelo: Es la cubierta observada en la superficie terrestre.

Uso del suelo: Establece un vinculo directo entre la cobertura del suelo y las acciones dela gente sobre su entorno. Es decir, que se caracteriza por los arreglos espaciales, y lasactividades que el ser humano realiza sobre la cubierta terrestre.http://www.fao.org/docrep/003/x0596e/X0596e01e.htm#P209_18173

De acuerdo con las definiciones anteriores, en el polgono que conforma un campo deftbol natural la cobertura del suelo es PASTO, y el uso es RECREACIONAL, por ejemplo.

NALISIS DE CAMBIO DE USO DEL SUELO

Medicin y anlisis del cambio de uso usando IDRISI SELVA

IDRISI SELVA (VERS 17) es un programa integrado de proceso de imgenes Sistemas deInformacin Geogrfica (SIG), desarrollado por Clark University.

Provee cerca de 300 mdulos para el anlisis y despliegue de informacingeoespacial.

En IDRISI, todas las capacidades analticas son estndar, sin necesidad de la compra decostosas extras para ampliar sus capacidades de investigacin.

Videos tutoriales de la nueva versin de IDRISI SELVAhttp://www.clarklabs.org/resources/videos.cfm

NALISIS DE CAMBIO DE USO DEL SUELO

1- EXPORTAR ARCHIVOS DESDE ARCGIS 10.X

El primer paso consiste en exportar las capas de uso/coberturas del suelo, para ello debe buscar el archivo llamado

EJERCICIO_LCM.MXD ubicado dentro de la carpeta del ejercicio, haga doble click sobre el para levantar los datos en ARCGIS.

Una vez abierto el documento, encontrar 3 rasterscorrespondientes al uso/cobertura del suelo deParaguay de los aos 1990, 2000, 2011.

Explore la tabla de atributos de las capas, as comosus caractersticas bsicas.

NALISIS DE CAMBIO DE USO DEL SUELO

1- EXPORTAR ARCHIVOS DESDE ARCGIS 10.X

El siguiente paso es convertir los archivos de entrada a un formato que IDRISI sea capaz de leer, para esto se debe ir al ARCTOOLBOX, buscarla herramienta CONVERSION TOOLS y ubicar el comando RASTER TO ASCII.

Dentro de la ventana de la herramienta, cargue elarchivo USO_90.IMG en la lnea INPUT RASTER,ubique el archivo de salida en el folder llamadoASCII, nombre a la capa resultante USO_90, yverifique que la extensin sea *.ASC

Repita esta operacin para los aos 00 y 11.

NALISIS DE CAMBIO DE USO DEL SUELO

2- IMPORTAR DATOS A IDRISI SELVA

En el botn de inicio de Windows clsico, o en la ventana de aplicaciones de W8, encontrar el programa IDRISI SELVA.Haga click en el icono para abrir el programa.

NALISIS DE CAMBIO DE USO DEL SUELO

2- IMPORTAR DATOS A IDRISI SELVA

Una vez dentro del programa,se debe presionar el botnFILE EXPLORER, esto permitir fijar eldirectorio de trabajo

Para iniciar la importacin primero se debe redireccionar la carpeta de trabajo y crear un proyecto

Sobre la pestaa PROJECTS dar clickderecho y usar la opcin NEW PROJECT.

Por ultimo, se debe navegar a la carpetaDel ejercicio, ubicar el folder LCM y picar enACEPTAR.

NALISIS DE CAMBIO DE USO DEL SUELO

2- IMPORTAR DATOS A IDRISI SELVA

La herramienta de importacin selocaliza en la siguiente ruta:

Men FILE IMPORT- SOFTWARESPECIFIC FORMAT- ESRI FORMAT-ARCRASTER.

NALISIS DE CAMBIO DE USO DEL SUELO

2- IMPORTAR DATOS A IDRISI SELVA

Finalmente, en la pestaa FILES del IDRISIEXPLORER hacer click derecho y seleccionarREFRESH, esto actualiza el contenido de lacarpeta de trabajo.

Para iniciar el proceso se debe marcar laopcin ARCINFO RASTER ASCII FORMAT TOIDRISI. En INPUT FILE cargar el archivoUSO_90.ASC que est en la carpeta ASCII.

En OUTPUT FILE, redireccionar el archivo desalida a la carpeta LCM y llamar a la caparesultante USO_90.

Debe marcar la opcin CONVERT OUTPUTFILE FROM REAL TO INTEGER, abrir y cerrarla ventana del botn OUTPUT REFERENCEINFORMATION, y por ultimo picar en OK.

NALISIS DE CAMBIO DE USO DEL SUELO

3- VISUALIZAR CAPAS Y METADATOS EN IDRISI SELVA

Para agregar las capas haga doble clicksobre el nombre del archivo en el panelFILE, cargue los 3 raster.

Revise los valores y parmetros del panelinferior llamado METADATA.

NALISIS DE CAMBIO DE USO DEL SUELO

4- MODIFICAR METADATOS Y AGREGAR LEYENDA

El anlisis de cambio de uso/cobertura del suelo que se va a realizar, en el fondoest compuesto por operaciones de algebra de mapas, bsicamentesobreposicin; las condiciones necesarias de las capas de entrada para estasfunciones son:

Misma cantidad de filas y columnas de los rasters Igual tamao de pixel Mismas unidades en el sistema de coordenadas Mismo numero de categoras Las capas deben tener una leyenda temtica

Segn la figura adjunta, los valores de MIN. VALUE, MAX VALUE, DISPLAY MIN, yDISPLAY MAX deben cambiados a 1 y 7 ; el FLAG VALUE -9999, y el FLAG DEFcomo BACKGROUND; una vez realizados los cambios a cada capa se debepresionar el icono del disco azul de la esquina inferior izquierda, esto guardarlas modificaciones.

NALISIS DE CAMBIO DE USO DEL SUELO

4- MODIFICAR METADATOS Y AGREGAR LEYENDA

Para agregar la leyenda temtica se usar como base lacapa USO_90. Haga click sobre la lnea CATEGORIESdel panel de metadatos, esto abre una nueva ventana en lacual se deben agregar los cdigos de las celdas y laleyenda correspondiente. Usar los valores de la figura.

IDRISI permite copiar la leyenda de otra capa (siempre y cuando sean iguales),abra la ventana CATEGORIES de la capa USO_00, pique en el botn COPY FROMy seleccione de la ventana el raster USO_90, esto trasladar la leyenda recincreada al archivo de destino.

NALISIS DE CAMBIO DE USO DEL SUELO

4- MODIFICAR METADATOS Y AGREGAR LEYENDA

Abra de nuevo todas las capas para poder visualizar la leyenda.

NALISIS DE CAMBIO DE USO DEL SUELO

5- NALISIS CON EL LAND CHANGE MODELER (LCM)

La ruta para cargar el LCM, es men MODELING- ENVIRONMENTAL SIMULATIONMODELS10- LAND CHANGE MODELER.

EL LCM posee mltiples herramientas de anlisis y simulacin medioambiental quepermiten cuantificar la magnitud y la direccin del cambio de uso del suelo / cobertura,entre otras.

NALISIS DE CAMBIO DE USO DEL SUELO

5- NALISIS CON EL LAND CHANGE MODELER (LCM)

Para la parametrizacin del LCM primero se debe crear un proyecto, el cual se llamar LCM_PY, para esto debe ingresaren CREATE NEW PROJECT.

En EARLIER LAND COVER se carga USO_00, y en LATER LAND COVER, USO_11.

Para finalizar se presiona CONTINUE.

NALISIS DE CAMBIO DE USO DEL SUELO

5- NALISIS CON EL LAND CHANGE MODELER (LCM)

Cuando IDRISI encuentra alguna inconsistencia en las capas muestra un mensajede error y la posibilidad de corregirlo, en este caso, dice que los mapas contienennumero negativos en los cdigos, esto sucede ya que el background de las mapasest definido como -9999. Este problema tambin se puede corregir previamentemediante el uso de la herramienta RECLASS de IDRISI. Para continuar presionarYES.

En la ventana HARMONIZE BACKGROUNDS se muestran los cdigosque presentan error y que sern convertidos a valor 0.

En OUTPUT FILENAME el programa propone los nuevos nombres de salida,manteniendo los originales, pero agregando el sufijo _NEW.

Para proseguir presionar RUN.

NALISIS DE CAMBIO DE USO DEL SUELO (CHANGE ANALYSIS)

5- NALISIS CON EL LAND CHANGE MODELER (LCM)

Al terminar el paso anterior, volver a aparecer la ventana de parmetros conlos nuevo rasters ya cargados. Para finalizar presione CONTINUE.

Una vez concluido el cruce de los mapas se despliega laventana CHANGE ANALYSIS. En UNITS escoger HECTARES.

La primera opcin, GAINS AND LOSSES BY CATEGORY,muestra un balance de la superficie prdida y ganada porcada clase de uso/cobertura en el periodo de anlisis(2000-2011).

NALISIS DE CAMBIO DE USO DEL SUELO (CHANGE ANALYSIS)

5- NALISIS CON EL LAND CHANGE MODELER (LCM)

Al hacer click derecho sobre el rea del grfico se presentan opciones varias, tales como, exportarla imagen de salida, exportar los valores como tabla para poder graficarlos en otro programa, yeditar el grfico propiamente dicho dentro del IDRISI.

NALISIS DE CAMBIO DE USO DEL SUELO (CHANGE ANALYSIS)

5- NALISIS CON EL LAND CHANGE MODELER (LCM)

La opcin NET CHANGE BY CATEGORY representa el resultado de la resta de las prdidas y de las ganancias de superficie en elperiodo de anlisis.

NALISIS DE CAMBIO DE USO DEL SUELO (CHANGE ANALYSIS)

5- NALISIS CON EL LAND CHANGE MODELER (LCM)

La opcin CONTRIBUTORS TO NET CHANGE EXPERIENCED BY, examina las contribuciones de los cambios experimentados poruna cobertura en particular, en este caso se seleccion el Bosque Nativo. Realice el anlisis para las otras clases.

NALISIS DE CAMBIO DE USO DEL SUELO (CHANGE MAPS)

5- NALISIS CON EL LAND CHANGE MODELER (LCM)El panel CHANGE MAPS ofrece variadas opciones para representar espacialmente la diversidad y naturaleza de los cabios ocurridos en el paisaje durante el periodo de anlisis.

Con la opcin IGNORE TRANSITIONS LESS THAN, es posiblebloquear transiciones de un tamao mnino seleccionado.

La primera es MAP CHANGE, la cual espacializa todas la transiciones ocurridas en el periodo.

En OUTPUT NAME, llame a al archivo de salida C0011.

El resto de las opciones para representar espacialmente los cambios son:

MAP PERSISTENCE: Muestra los pixeles que no cambiaron de categora en el periodo.

MAP GAINS / LOSSES IN: Para un uso/cobertura en especfico,muestra la ubicacin espacial de los pixeles que perdi y gan.

MAP THE TRANSITION FROM: Ubica la transicin entre un uso y otro, o entre uno y todos los dems.

EXCHANGES BETWEEN: Intercambio de pixeles entre 2 uso/coberturas distintas.

NALISIS DE CAMBIO DE USO DEL SUELO (CHANGE MAPS)

5- NALISIS CON EL LAND CHANGE MODELER (LCM)

Puede visualizar el mapa en IDRISI o en ARCGIS cargando el archivo C0011.RST

NALISIS DE CAMBIO DE USO DEL SUELO

6- MATRICES DE CAMBIO (CROSSTAB)

La funcin CROSSTAB permite comparar de manera numrica y espacial 2 mapas, una de sus salidas es una matriz de transicin de cambio de uso/cobertura. La herramienta se encuentra en el men GIS ANALYSIS-DATABASE QUERY-CROSSTAB.

En FIRST IMAGE se ingresa la capa USO_00 y en SECOND IMAGE, USO_11, y en OUTPUT TYPE la opcin FULL CROSS-TABULATION TABLE.

NALISIS DE CAMBIO DE USO DEL SUELO

5- MATRICES DE CAMBIO (CROSSTAB)

La tabla de salida resultante presenta 2 matrices, una con los pixeles entransicin y los que persistieron (diagonal), y la otra con los valores enporcentaje.

Estas matrices se pueden exportar a un archivo TXT mediante la opcinSAVE TO FILE para poder editarlas en EXCEL.

Observe que el primer valor de las filas y las columnas es -9999,el cual como se mencion antes es el background de los rasters,es por esto que se hace necesario editar las matrices para removerdichos valores y recalcular los totales de las filas y las columnas.

NALISIS DE CAMBIO DE USO DEL SUELO

5- CALCULO DE REAS

La funcin AREA se encuentra en el

men DATABASE QUERY.

Se debe seleccionar la opcinTUBULAR, en INPUT IMAGE lacapa USO_00_NEW, por ltimo

marcar HECTARES.

La tabla de salida contienela estimacin de la superficie en lasunidades seleccionadaspara cada uso/cobertura.

La opcin SAVE TO FILE permiteguardar un archivo TXT paraeditarlo externamente.

DE REGRESO AL ARCGIS!!!!

Vuelva a cargar el documento EJERCICIO_LCM.MXD, y active el marco de datos llamado CARBONO

Este marco de datos contiene la estimacinde carbono en biomasa a nivel nacional,y por categora de uso/cobertura del suelo.

Los datos por regionales y por pas puedender descargados en:

http://carbon.jpl.nasa.gov/

El documento llamado PNAS-2011-Saatchi-1019576108.pdf,que se encuentra dentro la carpeta de este ejercicio, contiene la informacin debase sobre estos productos de las NASA

DE REGRESO AL ARCGIS!!!!

Abra el ARCTOOLBOX, luego desplcese hasta SPATIAL ANALYST TOOLS-MAP ALGEBRA, y finalmente a RASTER CALCULATOR

Una vez dentro, ejecute la resta del promedio de carbono del 2011 contra el 2000. Llame al archivoresultante DIF_1100.IMG

DE REGRESO AL ARCGIS!!!!

Abra el ARCTOOLBOX, luego desplcese hasta SPATIAL ANALYST TOOLS-ZONAL, y finalmente a ZONAL STATISTICS AS TABLE

Una vez dentro, ejecute la resta del promedio de carbono del 2011 contra el 2000. Llame al archivoresultante DIF_1100.IMG

DE REGRESO AL ARCGIS!!!!

Abra la tabla resultante y analice los resultados