variables metricas de la vegetación

Semestre 2015-2

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO

FACULTAD DE INGENIERÍA

PERCEPCIÓN REMOTA II

PRÁCTICA 6

MEDICIÓN DE LA VARIABILIDAD FENOLÓGICA

8 de junio de 2015

Semestre 2015-2

ÍNDICE

OBJETIVO ................................................................................................................................. 3

INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................ 3

MÉTRICAS FENOLÓGICAS .......................................................................................................... 3

RESULTADOS Y CONCLUSIONES ............................................................................................... 11

REFERENCIAS .......................................................................................................................... 13

Vásquez Ortiz Mario Semestre 2015-2

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OBJETIVO Determinar métricas estacionales de la vegetación y su interpretación fenológica. Mediante el

Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada (NDVI).

INTRODUCCIÓN El tema de la fenología se asocia más con los eventos agrícolas como la siembra, emergencia,

fructificación y cosecha. Lieth (1974) señaló sin embargo, que el U.S. International Biological

Program Phenology Committee propuso una definición más amplia de la fenología: "el estudio de la

cronología de los eventos biológicos que se repiten, las causas de su tiempo con respecto a las

fuerzas bióticas y abióticas, y la interrelación entre las fases de la misma o especies diferentes. La

estacionalidad se define como" la ocurrencia de ciertos eventos o grupos de eventos dentro de un

período de tiempo delimitado o definido por períodos del año astronómico (solar, calendario),

procesos bióticos y abióticos” (Lieth 1974). Algunos factores que influyen en la fenología varían

según las especies, pero incluyen principalmente el fotoperíodo, la humedad del suelo, la

temperatura del suelo, la temperatura del aire, y la iluminación solar.

MÉTRICAS FENOLÓGICAS Varios indicadores estacionales derivados de los datos de imágenes AVHRR, MODIS y Landsat han

sido definidos, muchos de los cuales fueron adaptados por Lloyd (1986, 1990). Dichas métricas se

pueden dividir en tres tipos; (1) temporal (basado en el tiempo de ocurrencia de un evento), (2)

basado en el valor del NDVI cuando ocurren los eventos, y (3) Sistema de medición derivado de las

características de series de tiempo (Tabla 1).

Tabla 1. Mediciones estacionales del NDVI y su interpretación fenológica.


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Las métricas de inicio-de verdor (momento de inicio y la aparición valor NDVI) se define como el

período que comienza en el punto donde los datos de series temporales suavizadas cruzaron la

media móvil en sentido ascendente y se mantuvo por encima de ella para el mayor aumento

sostenido de la NDVI (Fig. 1). El cruce ilustra una desviación del valor predicho por el promedio

móvil, y representa un cambio significativo de tendencia. Las métricas de final de temporada

(período final y terminando valor NDVI) se determinaron de manera similar, pero la media móvil se

aplican en orden cronológico inverso.

La duración temporal, medido en días, se obtiene restando el tiempo de aparición de verdor desde

el momento del final de la temporada (Fig. 1). Los datos originales, se utilizó informacióin no

suavizada para identificar el período compuesto máximo del NDVI y el valor del NDVI máximo para

la estación de crecimiento. Los datos originales se utilizaron para estas métricas ya que los valores

máximos de NDVI son propensos a no ser contaminados, con ningún suavizado necesario.

Después de establecer los parámetros para el valor máximo NDVI, el rango en el NDVI se calcula

restando el valor del NDVI ya sea el comienzo o el final de verdor, lo que fue más baja, desde el valor

máximo del NDVI (Fig. 1). Los tipos de reverdecer y la senescencia se calcula como la línea de las

rectas desde el inicio hasta el máximo y desde el máximo hasta el final, respectivamente (Fig. 1).

Para determinar el NDVI integrado en el tiempo, se utilizó el área bajo la curva suavizada porque el

sesgo de contaminación de nubes son valores de datos que van hacia abajo (Fig. 1). Por último, la

modalidad se determinó en relación con la identificación del final de la temporada. Esas estaciones

para que había más de una disminución significativa en el NDVI suavizado fueron identificados como

multi-modal.

Fig. 1. Derivación de parámetros fenológicos del perfil real temporal del NDVI.

OnP = Tiempo de inicio de verdor; OnV = valor inicial del NDVI; EndP = tiempo final del verdor; EndV

= valor de NDVI en el extremo; DurP = Duración del verdor; MaxP = Tiempo máximo del NDVI; MaxV

= Valor máximo del NDVI; RanV = Margen de valores del NDVI; RtUp = Tasa de reverdecer; RtDn =

Tasa de senescencia; TINDVI = tiempo integrado del NDVI.

Materiales y métodos


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Mediante un año de imágenes MODIS con el Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada a una

resolución de 250m para periodos de 16 días, se obtendrán los siguientes indicadores fenológicos

explicados anteriormente:

OnP

OnV

EndP

EndV

DurP

MaxP

MaxV

RanV

RtUp

RtDn

TINDVI

METODOLOGÍA

Buscamos las cubiertas de nuestro interés en la serie V (Shapefile) del INEGI.

Buscamos que realmente sea las cubiertas por ejemplo en Google Earth. Cargamos el límite del

estado y también en Google Earth.


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Creamos un nuevo shape y delimitamos los polígonos, resultado.

Delimitamos la segunda muestra, de igual manera verificamos en Google Earth.


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Creamos una zona de estudio para recortar a los Raster.


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Cargamos los Raster a cortar.

Realizamos un Batch para recortar todos los Raster.


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Resultado

Se realizó las estadísticas de cada muestra, con cada Raster.


10

Resultado de cada tabla para realizar la gráfica del NDVI.

Se pasaron los valores útiles a Excel, para graficar.


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Se graficaron y se concluyó con los resultados

RESULTADOS Y CONCLUSIONES RESULTADOS DE LOS PARÁMETROS

OnP =TIEMPO DE INICIO DE VERDOR.

BOSQUE DE PINO-ENCINO BOSQUE DE ENCINO-PINO


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El día juliano que inicia es el 177, que corresponde al mes de junio además, es el inicio de las lluvias.

El día juliano que inicia el verdor es el 193, que corresponde al mes de agosto.

OnV = VALOR INICIAL DEL NDVI

El valor del NDVI es 0.4734611 El valor del NDVI es 0.4018946

EndP = TIEMPO FINAL DEL VERDOR

BOSQUE DE PINO-ENCINO El día juliano que termina es el 481, correspondiente al mes de abril del siguiente año.

BOSQUE DE ENCINO-PINO El día juliano que se termina el verdor corresponde a 497, que es el mes de mayo del siguiente año.

EndV = VALOR DE NDVI EN EL EXTREMO

El valor de NDVI DE 0.4573222 del siguiente año.

El valor de NDVI es de 0.387338, del siguiente año.

DurP = Duración del verdor

BOSQUE DE PINO-ENCINO La duración del verdor de la vegetación duro, 304 días aproximadamente.

BOSQUE DE ENCINO-PINO La duración del verdor de la vegetación duro, 304 días aproximadamente.

MaxP = Tiempo máximo del NDVI

BOSQUE DE PINO-ENCINO El tiempo del máximo valor de NDVI, corresponde al día juliano 257, que pertenece al mes de septiembre.

BOSQUE DE ENCINO-PINO El tiempo del máximo valor de NDVI, corresponde al día juliano 257, que pertenece al mes de septiembre.

MaxV = Valor máximo del NDVI

BOSQUE DE PINO-ENCINO El máximo valor de NDVI es de 0.7407444

BOSQUE DE ENCINO-PINO El máximo valor de NDVI es de 0.7754384

RanV = Margen de valores del NDVI

BOSQUE DE PINO-ENCINO El margen del NDVI, corresponde a un valor de 0.2834222222

BOSQUE DE ENCINO-PINO El margen del NDVI corresponde a un valor de 0.3881004

RtUp = Tasa de reverdecer

BOSQUE DE PINO-ENCINO La tasa de reverdecer corresponde a un valor de 0.0534566.

BOSQUE DE PINO-ENCINO La tasa de reverdecer corresponde a un valor de 0.09338505435

RtDn = Tasa de senescencia

BOSQUE DE PINO-ENCINO La tasa de senescencia corresponde a un valor de -0.0202444444428571

BOSQUE DE PINO-ENCINO La tasa de senescencia corresponde a un valor de -0.0258731159433333

TINDVI = tiempo integrado del NDVI

BOSQUE DE PINO-ENCINO El área bajo la curva es de 194.8103911072

BOSQUE DE PINO-ENCINO El área bajo la curva es de 192.8277043468


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La duración del verdor en ambas cubiertas es similar debido a que se encuentran en una zona muy

cercana entre sí por lo tanto las características físicas del clima, suelo y relieve ayuda a mantener

el equilibrio entre las dos cubiertas. Por otra parte la vegetación es similar sin embargo en el bosque

de encino-pino tanto el margen como el valor del máximo NDVI, son superiores que el bosque de

pino-encino debido a las características de las hojas de los encinos ya que son anchas y tienen un

mayor área para la reflectancia en el infrarrojo cercano en comparación con los pinos que

pertenecen a las coníferas y sus hojas están en forma de aguja, por lo que influye en la reflectancia

y por lo tanto en el NDVI.

REFERENCIAS 1. “Measuring phenological variability from satellite imagery”, Reed, Bradley C.

2. http://glcf.umd.edu/library/guide/techguide_ndvi.pd

variables metricas de la vegetación

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