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Revista Latinoamericana el Ambiente y las Ciencias 10(24): 30 - 50 2019
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1Cambios de cobertura y uso de suelo (CCUS) en Toluca de Lerdo, Estado de México.
Coverage/land use changes (LUCC) in Toluca de Lerdo, Estado de México.
1Raúl Camacho Sanabria, 2Miguel Ángel Balderas Plata, 3José Manuel Camacho Sanabria, 4Víctor Manuel Hernández Madrigal.
1Facultad de Química, UAEM. Paseo Colón S/N, 50120, Toluca, Estado de México, México. Tel:
7228749197. Correo electrónico: r_3camacho@hotmail.com
2Facultad de Geografía, UAEM. Paseo Universidad S/N, 50110, Toluca, Estado de México,
México. Tel: 7222150255. Correo electrónico: mabalderasp@uaemex.mx
3CONACYT – Universidad de Quintana Roo, División de Ciencias e Ingeniería. Boulevard Bahía
S/N, 77019, Chetumal, Quintana Roo, México. Tel: 983 835 0300. Correo electrónico:
jmanuelcs@live.com.mx
4Instituto de Investigaciones en Ciencias de la Tierra, UMSNH. Avenida Francisco J. Mujica S/N,
58030, Morelia, Michoacán. Tel: 443 322 3500. Correo electrónico: vitorio_manuel@yahoo.it
RESUMEN. Desde hace algunas décadas en Toluca de Lerdo el aumento demográfico de
la población, en combinación, con la expansión y desarrollo de actividades secundarias y
terciarias, producen la demanda de nuevos espacios para la implementación de zonas
habitacionales, industriales y comerciales generando CCUS. Por lo anterior, es necesario
analizar los cambios de cobertura y uso de suelo en Toluca de Lerdo, así como
contextualizar los factores, procesos o causas que han contribuido, en gran medida, al
origen y desarrollo de los CCUS en dicho territorio. Dicho análisis se realizó a través de la
clasificación de imágenes de satélite, de la obtención de mapas de uso de suelo y
vegetación y la validación cartográfica. Los resultados obtenidos expresan que, Toluca de
Lerdo en el periodo de 1986 – 2018 presentó un cambio total de 6 760.68 ha (46.37%), de
las cuales 673.19 ha (4.62%) corresponde a los intercambios entre las diferentes categorías
y 6 087.49 ha (41.75%) representan al cambio neto. Ante dichos cambios las coberturas que
contienen las mayores pérdidas son la agricultura con 6 006.87 ha y el bosque con 637.75
ha. Por su parte, las cubiertas que presentaron las mayores ganancias son el equipamiento
Recibido: Marzo, 2019.
Aprobado: Mayo, 2019.
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urbano con 705.18 ha y la zona habitacional con 5 475.84 ha. La pérdida y ganancia de
superficies entre las categorías muestran que en un periodo de 32 años los cambios
ocurridos tienden a la expansión urbana.
ABSTRACT. For some decades in Toluca de Lerdo the demographic increase, in
combination, with the expansion and development of secondary and tertiary activities,
produce the demand for new spaces for the implementation of residential, industrial and
commercial zones generating LUCC. Therefore, it is necessary to analyze the changes in
coverage and land use in Toluca de Lerdo, as well as contextualize the factors, processes or
causes that have contributed, to a large extent, to the origin and development of LUCC in
that territory. This analysis was carried out through the classification of satellite images, the
obtaining of land use/cover maps and the cartographic validation. The obtained results
express that, Toluca de Lerdo in the period of 1986 - 2018 presented a total change of 6
760.68 ha (46.37%), of which 673.19 ha (4.62%) corresponds to the exchanges between the
different categories and 6 087.49 ha (41.75%) represent the net change. In view of these
changes, the coverages containing the greatest losses are agriculture with 6 006.87 ha and
the forest with 637.75 ha. For its part, the roofs that presented the greatest gains are the
urban equipment with 705.18 ha and the housing area with 5 475.84 ha. The loss and gain
of surfaces between the categories show that in a period of 32 years the changes occurred
tend to urban expansión.
Palabras claves: Dinámica de uso del suelo, Evaluación cartográfica, Factores
socioeconómicos, Indicadores de cambio, Índices de Braimoh
Keywords: Land use dynamics, Cartographic evaluation, Socioeconomic factors, Indexes
of changes, Indexes of Braimoh.
INTRODUCCIÓN
El desarrollo de los estudios de cambios de cobertura y uso del suelo está orientado al
seguimiento y cumplimiento de múltiples y diversos propósitos u objetivos, los cuales, a su
vez, determinan el alcance de los mismos. Existen estudios de cambio de uso de suelo y
vegetación con un alcance estrictamente descriptivo, enfocados principalmente a la
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caracterización (identificación, localización y cuantificación) de los cambios ocurridos en
las cubiertas vegetales y usos del suelo (Camacho et al., 2015).
Por su parte, el estudio de la dinámica de uso de suelo y los procesos de cambio, permite
realizar un análisis más completo de los cambios ocurridos en determinado territorio y
dependerá de las características de cada espacio geográfico, de las necesidades, objetivos
planteados, el propósito y el alcance (tiempo y presupuesto) que adquiera cada
investigación (De León et al., 2014; Hansen, 2011)
La dinámica de uso de suelo como los procesos de cambio que ocurren en las distintas
coberturas, difieren entre un espacio geográfico y otro. Ambos acontecimientos son
resultado de múltiples, complejos y diversos factores que influyen, condicionan, o en el
peor de los casos, determinan la ocurrencia y frecuencia de los mismos. Entre los factores,
destacan las actividades antrópicas (socioeconómicas) como las principales acciones o
causas que han contribuido, en gran medida, al origen y desarrollo de los cambios de
cobertura y uso del suelo que tienen lugar en un determinado espacio geográfico,
considerando una dimensión temporal y los impactos que generan a los distintos niveles de
integración biológica (Camacho, 2016).
Es así que, el análisis de los cambios de cobertura y uso del suelo en cualquier territorio
conlleva a comprender cómo interactúan los diversos factores socioeconómicos y biofísicos
que en él se encuentran, para conocer las trayectorias de los distintos procesos de cambio
que existen en determinado territorio (Mas & Flamenco, 2011; Pineda et al., 2011).
Por ejemplo, las zonas urbanas han presentado una expansión exponencial en los últimos
veinte años. La atracción de población (aumento en la oferta de fuerza de trabajo en las
actividades del sector secundario y terciario), la planeación deficiente de los centros
urbanos, la concentración de las actividades económicas (industriales y comerciales) y el
desarrollo económico en las zonas urbanas dio paso a la migración, lo que ha implicado el
crecimiento de las ciudades, provocando el cambio de uso de suelo urbano y la
sobreexplotación de recursos naturales (ONU, 2011; Martínez, 2008).
En la localidad de Toluca de Lerdo la expansión y desarrollo de actividades industriales y
comerciales, en combinación con el alto crecimiento demográfico, producen la demanda de
nuevos espacios para la implementación de zonas industriales, comerciales y
habitacionales, generando cambios de cobertura y uso de suelo, principalmente de índole
urbano. Por lo anterior, el propósito de la presente investigación es, analizar los cambios de
cobertura y uso de suelo en Toluca de Lerdo, así como contextualizar los factores y
procesos que determinan su comportamiento.
METODOLOGÍA
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Área de estudio
Toluca de Lerdo (14 578.76 Ha) se localiza en el municipio de Toluca, Estado de México.
Su ubicación geográfica corresponde a las coordenadas 19° 17´ 32´´ de latitud norte y 99°
39´ 14´´ de longitud oeste, y su altitud oscila entre 2600-2700 msnm. Desde el punto de
vista político-administrativo este territorio colinda, al norte con San Pablo Autopan,
Calixtlahuaca, San Andrés Cuexcontitlán y San Mateo Otzacatipan, al sur con
Cacalomacan, Santiago Tlacotepec y San Felipe Tlalmimilolpan localidades del mismo
municipio de Toluca, al oeste con el municipio de Zinacantepec y al este con los
municipios de Metepec y Lerma (Fig. 1) [INEGI, 2009].
Figura 1. Ubicación geográfica de Toluca de Lerdo en el contexto municipal, estatal y nacional.
Fuente: Elaboración propia con base en INEGI (2017)
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Las condiciones climáticas que representan al área de estudio son homogéneas,
características de un clima “Templado subhúmedo con lluvias en verano, de mayor
humedad (Cwbg)”. La temperatura promedio de esta localidad urbana es 13.5 °C. La
precipitación se media anual es 850 mm (INEGI, 2009).
Materiales
Los insumos utilizados para la elaboración de los mapas de uso del suelo y vegetación de
los años 1986 y 2018 fueron imágenes de satélite de los sensores; a) Landsat Thematic
Mapper (TM) de la época seca-fría, correspondiente a la fecha 23 de febrero de 1986 y; b)
Landsat 8 de la época seca-fría, perteneciente a la fecha 10 de enero de 2018. Estos
insumos fueron obtenidos de la plataforma digital Earth Explorer del Servicio Geológico de
los Estados Unidos (USGS).
Elaboración de mapas de uso de suelo y vegetación de Toluca de Lerdo
Las categorías de análisis de este estudio se relacionan a las diversas coberturas y usos del
suelo que se encuentran distribuidas espacialmente en Toluca de Lerdo. El reconocimiento
de dichas variables en el área de estudio se sustenta en los recorridos de campo
(observación directa) y en Romero (2006), Moscoso (2006) y Pauleit et al., (2005). Las
clases de cobertura y usos del suelo considerados en el trabajo fueron, agricultura y terrenos
en descanso, bosque, cuerpos de agua, equipamiento urbano y asentamientos humanos.
El desarrollo de los mapas de uso de suelo y vegetación de Toluca de Lerdo se
determinaron mediante tres etapas:
a) Diseño e identificación de los sitios de entrenamiento
Mediante la combinación de las bandas (4-3-2) 4 (inflarrojo cercano), 3 (visible rojo) y 2
(visible verde), fue posible identificar las clases de análisis, y sobre ésta se digitalizaron
sitios de entrenamiento (grupos de píxeles representativos por clase). La selección espacial
de los campos de entrenamiento se determinó de forma aleatoria y homogénea, a través de
la interpretación de imágenes de satélite y de recorridos de campo in situ [usando como
complemento un sistema de geoposicionamiento global (GPS)].
La delimitación de dichos sitios se llevó a cabo en base a la regla general de Jensen (1996),
que consistió en elegir el número de bandas utilizadas en la elaboración de los parámetros
de clasificación. Además, para calibrar el clasificador se utilizaron los campos de
entrenamiento y posteriormente, estos se representaron gráficamente obteniendo como
resultado las firmas espectrales para cada una de las clases (García & Mas, 2008).
Se integró un mínimo de 50 campos de entrenamiento para cada una de las categorías, es
decir: a) para el año 1986 se establecieron un total de 380 (76 corresponden a bosque, 50 a
cuerpos de agua, 100 a la agricultura, 50 de equipamiento urbano y 104 a los asentamientos
humanos) y; b) en cuanto al año 2018 se establecieron 450 áreas (70 representan al bosque,
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50 a cuerpos de agua, 100 a la agricultura, 80 de equipamiento urbano y 150 a los
asentamientos humanos).
b) Clasificación
La clasificación supervisada de las imágenes de satélite de los años 1986 y 2018 se realizó
con base en la aplicación del método o algoritmo de máxima verosimilitud (máxima
probabilidad-Max Like). Dicho algoritmo representa los parámetros de clasificación
previamente calculados (determinado como un clasificador calibrado), lo cual, permitió
etiquetar cada píxel de la imagen con una de las categorías establecidas (Lira, 2010). A
partir de la aplicación de este método se generaron los mapas de uso de suelo y vegetación
de los años 1986 y 2018 de Toluca de Lerdo. Los métodos, técnicas y procedimientos
establecidos en las fases metodológicas de preclasificación y clasificación fueron
ejecutados en la aplicación ArcGis 10.2.
c) Validación cartográfica
Los mapas de uso de suelo y vegetación elaborados para los años 1986 y 2018 fueron
sometidos al proceso de evaluación de la confiabilidad temática para conocer su grado de
certeza y fiabilidad (Mas & Couturier, 2011). Lo anterior se fundamenta a partir de las
distintas fases que comprenden al proceso de evaluación cartográfica. Enseguida se
describe cada uno de los procesos.
Diseño del muestreo. Consta de tres etapas: 1) la unidad de muestreo ocupada fue el pixel;
2) el método de muestreo utilizado fue el aleatorio estratificado, el cual permite tener parte
del control sobre la distribución de los sitios de muestreo, garantizando que no se sobre-
muestren las clases con mayor extensión en relación a las de menor extensión (Mas et al.,
2003; Mas & Couturier, 2011) y; 3) el tamaño de la muestra se determinó con base en los
parámetros establecidos por Mas y Couturier (2011), quienes determinan que para obtener
un medio intervalo de confianza de 5% y una fiabilidad global estimada de 80% para un
mapa se deben aplicar por lo menos 250 sitios de validación (50 por categoría).
Evaluación de los sitios de verificación. Se realizó el registro de los puntos de muestreo in
situ, es decir, los sitios de verificación fueron obtenidos mediante los recorridos de campo y
con el uso de un navegador GPS, para posteriormente asociarlos con una categoría de la
leyenda que se localiza en los mapas de uso de suelo y vegetación.
Análisis de los datos. Esta etapa se desarrolló mediante la elaboración de la matriz de
confusión (o de error), que permite comprobar la información de los sitios de verificación
con las clases clasificadas en los mapas. Esta matriz se integra por columnas que
representan las categorías del mapa, donde, las filas muestran las clases de referencia y la
diagonal constituye el número de sitios o puntos de verificación para los cuales hay
correlación entre los datos de referencia y las clases del mapa, mientras los marginales
expresan errores de asignación (Mas et al., 2003; Mas & Couturier, 2011) (Tabla 1).
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Tabla 1. Matriz de confusión o de error
Verdad imagen (Categorías del mapa = j)
Verdad terreno (Clases de referencia= i)
j1 j2 … jq Total
i1 i1 j1 i1 j2 … i1 jq i1+
i2 i2 j1 i2 j2 … i2 jq i2+
… … … … … …
iq iq j1 iq j2 … iq jq iq+
Total + j1 + j2 … + jq ∑i+ ∑+j
Donde:
ij = Representa el número de puntos (superficie) correctamente clasificados de cada categoría o
clase.
i1+ = Es la suma de los puntos (superficie) correspondientes a la clase de referencia i1.
+j1 = Corresponde a la suma de los puntos (superficie) de la categoría del mapa j1.
Ʃ+j o Ʃi+ = Es el total de la suma de los puntos de las clases de referencia (ƩPi+), o bien, el total de
la suma de los puntos correspondientes a las categorías del mapa (ƩP+j).
Los datos obtenidos a partir de la matriz de error o de confusión permitieron determinar y
calcular el intervalo de confianza y los índices de fiabilidad para cada uno de los mapas
(1986 y 2018), considerando una fiabilidad estimada de 80% (Stehman & Czaplewski,
1998) (Tabla 2).
Tabla 2. Ecuaciones para obtener índices de fiabilidad y medio – intervalo de confianza
Indicador Fórmula
Confiabilidad global o exactitud general Pc = (ƩP ij / ƩP+j o Pi+)* 100
Medio – intervalo de confianza B= zα / 2√p(1- p) / n
Error de comisión Ec= (1-(P ij / P +j))* 100
Error de omisión (Eo)= (1-(P ij / P i+))* 100
Confiabilidad del usuario Cu= (P ij / P +j)* 100
Confiabilidad del productor Cp= (P ij / P i+)* 100
Fuente: Elaboración propia con base en Camacho et al., (2015); Mas et al., (2003); Mas y Couturier
(2011).
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Dinámica y procesos de cambio en Toluca de Lerdo
El análisis de la dinámica (espacio-temporal) de los cambios de cobertura y uso de suelo
acontecidos en Toluca de Lerdo se ejecutó mediante el cálculo de los indicadores de
cambio referentes a pérdidas, ganancias, cambios netos, cambio total e intercambios entre
las distintas categorías (Pontius et al., 2004). También se determinaron los índices de
Braimoh (persistencia), los cuales permiten evaluar las características de zonas estables en
correspondencia a las pérdidas, ganancias y cambios netos por cobertura (Braimoh, 2006)
(Tabla 3).
Tabla 3. Indicadores de cambio e índices de persistencia
Indicador Fórmula
Pérdidas Lij = P j+ - P jj
Ganancias Gij = P +j - P jj
Cambio neto Dj = Lij - Gij
Intercambios Sj = 2XMIN(P j+ - P jj, P +j - P jj
Cambio total Cj = Dj + Sj
Índice de ganancia a persistencia Gp = Gij / P jj
Índice de pérdida a persistencia Lp = Lij / P jj
Índice de cambio neto a persistencia np = Gp - Lp
Fuente: Elaboración propia con base en Pontius et al., (2004) y Braimoh (2006)
Tasas anuales de cambio
Se determinaron tasas anuales de cambio para el periodo 1986-2018 en Toluca de Lerdo,
esto a partir de las superficies correspondientes a las coberturas y usos del suelo que se
localizan espacialmente en los mapas de ambos años (1986 y 2018). También se consideró
el área corregida de cada una de las clases de análisis obtenida a través del método de Card
(1982). Dichas tasas de cambio se calcularon con base en la Ecuación 1 determinada por la
FAO (1996):
Ecuación 1. t = (S2 / S1)1/n -1
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Donde:
t = Tasa de cambio (se multiplica por 100 para expresarse en porcentaje)
S1 = Superficie de un tipo dado de cobertura/uso del suelo en el tiempo uno
S2 = Superficie de la misma cobertura/uso del suelo en el tiempo dos
n = Número de años transcurridos entre los dos tiempos
Factores que determinan el cambio de cobertura y uso de suelo en Toluca de Lerdo
La determinación de las variables explicativas, elementos y factores (sociales-económicos-
culturales) que condicionan los cambios de cobertura y uso del suelo, se fundamenta en
trabajo de gabinete (recolección de información estadística) y en recorridos de campo in
situ, lo cual permitió la descripción detallada de las relaciones entre ambiente, sociedad y
economía, para incorporar lo que los participantes plantean de la observación realizada en
dicho territorio (cambios de cobertura y uso de suelo) (Palerm, 2008).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Mapas de cobertura y uso de suelo
Se obtuvieron dos mapas de uso de suelo y vegetación de Toluca de Lerdo de los años 1986
y 2018. Para el año 1986, la leyenda del mapa corresponde a cinco categorías: bosque con
una superficie de 901.03 ha, cuerpos de agua 27.17 ha, agricultura y terrenos en descanso 9
871.94 ha, equipamiento urbano 302.74 ha y zona habitacional con 3 475.88 ha, sumando
un total de 14 578.76 ha (Fig. 2).
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Figura 2. Mapa de uso de suelo y vegetación de Toluca de Lerdo 1986
En cuanto al mapa del año 2018, la leyenda representa cinco categorías: bosque con una
superficie de 476.51 ha, cuerpos de agua con 12.49 ha, agricultura y terrenos en descanso
4223.66 ha, equipamiento urbano 987.25 ha y zona habitacional con 8878.86 ha, sumando
un total de 14 578.76 ha (Fig. 3).
De acuerdo con Mas y Couturier (2011), el desarrollo y validación de los mapas de uso de
suelo y vegetación de Toluca de Lerdo de los años 1986 y 2018 se justifican dado que, son
uno de los principales materiales para el estudio y análisis de los cambios de cobertura y
uso de suelo, además a partir de estos insumos las autoridades y los especialistas en el tema
pueden establecer e implementar políticas públicas para el desarrollo sustentable del
territorio.
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Figura 3. Mapa de uso de suelo y vegetación de Toluca de Lerdo 2018
Validación de mapas de usos de suelo y vegetación
Los mapas de uso de suelo y vegetación de Toluca de Lerdo se evaluaron adecuadamente a
través de la ejecución del método de muestreo aleatorio estratificado (Mas & Couturier,
2011). Pues las ventajas de la implementación de este método fueron que, permitió
optimizar el tiempo destinado en la localización y selección espacial de los sitios de
verificación ejecutados mediante el juicio de experto y que las categorías de mayor
extensión presentadas en los mapas no se sobre-muestrearan con relación a las de menor
extensión (Card, 1982; Congalton et al., 1998).
Las tablas 4 y 5 representan los resultados correspondientes a la validación cartográfica,
presentando los valores obtenidos para los índices de confiabilidad e intervalos de
confianza de los mapas interpretados para los años 1986 y 2018. Para el mapa del año 1986
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(Tabla 4) los resultados muestran que, las clases de equipamiento urbano y cuerpos de agua
presentaron una confiabilidad del usuario de 100%, en contraparte, la agricultura, el bosque
y la zona habitacional expresaron una confiabilidad del usuario de 99% y un error de
comisión de 1%.
Referente a la confiabilidad del productor, las categorías de equipamiento urbano y cuerpos
de agua obtuvieron 100%, mientras que la agricultura y la zona habitacional mostraron una
fiabilidad de 99% (y error de 1%), por último, el bosque presentó un porcentaje de 97% de
confiabilidad (con un error de 3%).
Tabla 4. Coeficientes de los índices de confiabilidad e intervalos de confianza
a) Año 1986
Categorías o clases en porcentaje (%) Confiabilidad
global (%)
Intervalo de
confianza de la
confiabilidad
global (%) Bosque
Cuerpos
de agua
Agricultura y
terrenos en
descanso
Equipamiento
urbano
Zona
habitacional
y viviendas
Confiabilidad
del usuario 99 100 99 100 99
99.0 0.014
Error de
comisión 1 0 1 0 1
Intervalo de
confianza de la
confiabilidad
del usuario
0.61 0 1.83 0 0.73
Confiabilidad
del productor 97 100 99 100 99
Error de
omisión 3 0 1 0 1
Intervalo de
confianza de la
confiabilidad
del productor
0.05 0 0.001 0 0.017
Respecto al mapa del año 2018 (Tabla 5), los porcentajes correspondientes a los índices de
confiabilidad e intervalos de confianza determinan que, las clases de equipamiento urbano,
zona habitacional y cuerpos de agua presentaron una confiabilidad del usuario de 100%,
mientras que la agricultura y el bosque expresaron una confiabilidad del usuario de 98% y
un error de comisión de 2%.
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Con lo que refiere a la confiabilidad del productor, las categorías de equipamiento urbano,
zona habitacional y cuerpos de agua, obtuvieron 100%, la agricultura presentó una
fiabilidad de 99% (y error de 1%), por último el bosque un porcentaje de 98% de
confiabilidad (con un error de 2%)
Tabla 5. Coeficientes de los índices de confiabilidad e intervalos de confianza
b) Año 2018
Categorías o clases en porcentaje (%)
Confiabilidad
global (%)
Intervalo de
confianza de la
confiabilidad
global (%) Bosque
Cuerpos
de agua
Agricultura y
terrenos en
descanso
Equipamiento
urbano
Zona
habitacional
y viviendas
Confiabilidad
del usuario 98 100 99 100 100
99.3 0.154
Error de
comisión 2 0 1 0 0
Intervalo de
confianza de
la
confiabilidad
del usuario
0.43 0 1.08 0 0
Confiabilidad
del productor 98 100 99 100 100
Error de
omisión 2 0 1 0 0
Intervalo de
confianza de
la
confiabilidad
del productor
0.03 0 0.001 0 0
Los mapas de uso de suelo y vegetación de Toluca de Lerdo fueron validados
favorablemente, dado que, al ser uno de los insumos más importantes en el análisis de los
cambios de cobertura y en la implementación de políticas públicas para el desarrollo
sustentable del territorio, es ineludible, evaluar dichos insumos cartográficos previo a la
toma de decisiones (Mas & Couturier, 2011). Los mapas de uso de suelo y vegetación de
los años 1986 y 2018 de Toluca de Lerdo, representan una confiabilidad global mayor a
99%, cifra que excede el porcentaje mínimo permisible para la validación cartográfica que
pertenece a 80% (Franco et al., 2006).
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Dinámica y procesos de cambio en Toluca de Lerdo
Los cambios de cobertura y uso del suelo pueden abordarse con base en la temática que
dicha investigación pueda adquirir o de acuerdo a las características de la zona, por
ejemplo, estudios asociados a los ambientes rurales como la conversión agrícola,
deforestación tropical y la intensificación de la agricultura (Geist et al., 2006; Camacho et
al., 2017). Por el contrario, el presente estudio se desarrolló desde un eje temático asociado
a la expansión urbana, ya que la dinámica y los cambios ocurridos en las distintas
coberturas que comprende Toluca de Lerdo están relacionados, específicamente, con un
proceso expansión urbana.
La tabla 6 representa los resultados correspondientes a los indicadores de cambio para el
periodo 1986 – 2018, los cuales muestran que 7818.08 ha (53.63%) de la superficie que
comprende Toluca de Lerdo (14 578 ha) se mantiene estable. Por el contrario, 6760.68 ha
(46.37%) mostraron cambios en las diversas coberturas y usos del suelo que determinan a
este espacio geográfico. Mostrando un cambio total en la zona de estudio de 6760.68 ha
(46.37%), de las cuales 673.19 ha (4.62%) corresponde a los intercambios entre las
diferentes categorías y 6087.49 ha (41.75%) representan al cambio neto. En cuanto a los
cambios referentes a pérdidas y ganancias, es evidente que la agricultura y bosque son las
coberturas con mayores pérdidas (6006.87 ha y 637.75 ha, respectivamente). Por su parte,
las cubiertas que presentaron las mayores ganancias en su extensión fueron el equipamiento
urbano y la zona habitacional (705.18 ha y 5475.84 ha, respectivamente). Con base en los
datos expresados, se puede mostrar que la mayor parte de los cambios se relacionan al
cambio neto, asociado principalmente a un proceso de urbanización, ya que entre el
equipamiento urbano y la zona habitacional obtuvieron un cambio neto de 6181.02 ha.
Tabla 6. Indicadores de cambio 1986 – 2018
Bosque Cuerpos
de agua
Agricultura y
terrenos en
descanso
Equipamiento
urbano
Zona
habitacional
y viviendas
Total
Ha/%
Área (ha)
1986 901.03 27.17 9871.94 302.74 3475.88 14578.76
% 6.18 0.19 67.71 2.08 23.84 100.00
Área (ha)
2018 476.51 12.49 4223.66 987.25 8878.86 14578.76
% 3.27 0.09 28.97 6.77 60.90 100.00
Persistencia 263.28 4.65 3865.07 282.06 3403.02 7818.08
% 1.81 0.03 26.51 1.93 23.34 53.63
Pérdidas 637.75 22.52 6006.87 20.68 72.86 6760.68
% 4.37 0.15 41.20 0.14 0.50 46.37
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Ganancias 213.23 7.84 358.58 705.18 5475.84 6760.68
% 1.46 0.05 2.46 4.84 37.56 46.37
Cambio total 850.98 30.36 17662.02 725.86 5548.71 6760.68
% 5.84 0.21 121.15 4.98 38.06 46.37
Cambio neto 424.52 14.68 5648.28 684.51 5402.98 6087.49
% 2.91 0.10 38.74 4.70 37.06 41.76
Intercambios 426.46 15.68 12013.74 41.35 145.73 673.19
% 2.93 0.11 82.41 0.28 1.00 4.62
Referente a los índices de Braimoh, los resultados asociados a los índices de ganancia -
persistencia y pérdida - persistencia para el periodo 1986 – 2018 representan que, las
coberturas de bosque, cuerpos de agua y agricultura tienden más a perder que a persistir o
ganar superficie, por su parte, las categorías de equipamiento urbano y zona habitacional
tienden más a ganar que a persistir o perder territorio. Además, el índice de cambio neto –
persistencia, indica que las clases de equipamiento urbano y asentamientos humanos son
más susceptibles a ganar que a perder superficie; por el contrario, las cubiertas de bosque,
cuerpos de agua y agricultura presentan valores negativos, lo que significa que son más
propensas a perder que a ganar superficie (Tabla 7).
Tabla 7. Índices de Braimoh 1986 – 2018
Categoría Ganancia/Persistencia Pérdida/Persistencia Cambio
neto/Persistencia
Bosque 0.810 2.422 -1.612
Cuerpos de agua 1.684 4.839 -3.154
Agricultura y terrenos
en descanso 0.093 1.554 -1.461
Equipamiento urbano 2.500 0.073 2.427
Zona habitacional y
viviendas 1.609 0.021 1.588
Tasas anuales de cambio
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Respecto al periodo 1986 – 2018 en Toluca de Lerdo se registraron tasas anuales de cambio
que representan un proceso de reducción referente a la extensión territorial de ciertas
coberturas y usos del suelo, pues el bosque, los cuerpos de agua y la agricultura mostraron
tasas anuales de cambio de -1.47%, -1.69% y -1.79%, respectivamente. Por el contrario, las
coberturas y usos del suelo que presentan un proceso de expansión en relación a su
superficie son, el equipamiento urbano y los asentamientos humanos que registraron tasas
anuales de cambio de 7.07%, y 4.86%, respectivamente (Tabla 8).
Tabla 8. Superficie y tasas anuales de cambio por categoría y periodo
Cobertura\Año 1986 2018 Tasa
Bosque 898.666598 476.50677 -1.47
Cuerpos de agua 27.17 12.49 -1.69
Agricultura y terrenos en descanso 9876.78174 4223.6551 -1.79
Equipamiento urbano 302.74 987.25 7.07
Zona habitacional y viviendas 3473.40166 8878.86 4.86
Total (hectáreas) 14 578.76 14 578.76
Factores que determinan el cambio de cobertura y uso de suelo
De acuerdo con Mas y Flamengo (2011), los estudios de cambio de uso de suelo y
vegetación son el referente para conocer las trayectorias de los distintos procesos de cambio
que existen en determinado territorio, pues las actividades económicas que practican las
distintas sociedades del mundo juegan un papel importante en la dinámica de uso de suelo.
Como es el caso de Toluca de Lerdo, donde la expansión y desarrollo de actividades
industriales y comerciales, en combinación con el alto crecimiento demográfico, producen
la demanda de nuevos espacios para la implementación de zonas industriales, comerciales y
habitacionales, generando cambios de cobertura y uso de suelo, principalmente, de índole
urbano.
Es así que los cambios de cobertura y uso de suelo en Toluca de Lerdo están condicionados
por diversos factores, entre los que destacan los aspectos demográficos, puesto que dicho
territorio presenta un aumento de población exponencial, ya que en el año 1980 contenía un
total de 199 778 habitantes y para el año 2015 los pobladores aumentaron a 489 333. En
cuanto a la concentración de la población, en el año 1980 se presentó una densidad de 442
habitantes por km2, referente al año 2015 se incrementó a 1930 habitantes por km2 (Tabla
9).
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Tabla 9. Densidad y total de población en Toluca de Lerdo
Año Población total Densidad
1980 199 778 442
2005 415 125 917
2015 489 333 1930
Fuente: INEGI (1980, 2005, 2015)
Otro de los factores que incide en los cambios de cobertura y uso de suelo en la zona de
estudio es el crecimiento habitacional (incluyendo residencias y fraccionamientos de interés
social), puesto que en el año 1980 el número de viviendas era de 39 628 y para el año 2015
se incrementó a un aproximado de 208 334 hogares (Tabla 10).
Tabla 10. Total de viviendas en Toluca de Lerdo
Año Total de viviendas
1980 39 628
2000 99 767
2015 208 334
Fuente: INEGI (1980, 2000, 2015)
Los procesos de cambio ocurridos en Toluca de Lerdo también se asocian a factores
económicos, pues dicho territorio concentra una gran cantidad de actividades secundarias y
terciarias, presentando para el 2018 un total de 22 897 inmuebles, mismos que siguen
incrementándose, debido a la demanda de nuevos servicios (escolares, financieros,
gubernamentales, hoteleros, entre otros) comercios (centros y plazas comerciales) e
industrias (alimenticia, jabonera, automotriz, entre otras) [INEGI, 2018].
Por lo anterior, es fundamental realizar el estudio de los patrones de distribución de un
determinado espacio geográfico, que requiere de la interrelación de los factores físico-
naturales, ambientales, socioeconómicos y políticos-administrativos, pues de manera
directa e indirecta, influyen, condicionan y determinan la dinámica de un territorio (Juan et
al., 2010). Es así que la dinámica y los procesos de cambio en Toluca de Lerdo, se
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relacionan meramente a factores socioeconómicos, como el crecimiento y distribución
poblacional (acompañado de la migración), el incremento habitacional (viviendas,
residencial y fraccionamientos) y el desarrollo de las actividades secundarias (industria
alimenticia, jabonera, automotriz) y terciarias (centros-plazas comerciales, servicios
escolares, financieros, gubernamentales, hoteleros, entre otros).
CONCLUSIONES
Para esta investigación, el método de clasificación que se empleó fue el algoritmo de
máxima verosimilitud o también conocido como Max Like (máxima probabilidad), ya que
permitió disminuir los errores cartográficos que se originan en el proceso de clasificación,
obteniendo mayores valores de confiabilidad. Para este estudio los valores de fiabilidad de
los mapas clasificados fueron mayores a 95%.
Con base en los resultados obtenidos en un periodo de 32 años (1986-2018), se observó
que, Toluca de Lerdo adquirió un desarrollo urbano importante y que actualmente, sigue
inmerso en un crecimiento urbano, ya que las categorías que adquirieron mayores
ganancias en cuanto a superficie fueron el equipamiento urbano y la zona habitacional, en
contraparte con la agricultura y el bosque, que son aquellas clases con las mayores
pérdidas. Mostrando principalmente un proceso de expansión urbana
El proceso de urbanización se fundamenta con base en los resultados de dinámica y
procesos de cambio, puesto que durante el mismo periodo (1986-2018), la categoría de
equipamiento urbano en el año 1986 contenía una superficie de 302.74 ha y para el año
2018 incrementó su extensión a 987.25 ha, en cuanto a, la zona habitacional y viviendas en
el primer año su área correspondía a 3473.88 ha y para el segundo año se expandió a
8878.86 ha. En consecuente la cobertura que obtuvo las mayores pérdidas fue la
agricultura, pues paso de contener 9871.94 ha a 4223.66 ha, mostrando evidentemente una
expansión urbana en Toluca de Lerdo.
Con base en los trabajos de gabinete y de campo (recorridos in situ y aplicación de la
observación directa) realizado en Toluca de Lerdo, se puede determinar que en dicho
territorio se generó un proceso de urbanización, fungiendo como principales factores los
aspectos socioeconómicos, en específico, el crecimiento y la distribución poblacional, el
incremento habitacional y el desarrollo de las actividades secundarias y terciarias.
Otro factor que condicionó el desarrollo urbano (cambios de cobertura y uso de suelo) en
Toluca de Lerdo, fue la migración, pues dicho territorio al ofrecer una gran variedad
actividades secundarias y terciarias, en combinación con una amplia oferta de empleos,
provocó la atracción y el incremento demográfico en la zona de estudio.
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BIBLIOGRAFÍA
Braimoh, A. (2006). Random and systematic land-cover transitions in northern Ghana.
Agriculture, Ecosystems and Environment, 113 (1-4): 254-263.
Camacho-Sanabria, J. M. 2016. Cambios de cobertura y uso del suelo en el surponiente del
Estado de México. Modelos dinámicos y prospectivos. Aportación teórica – metodológica
en las Ciencias Ambientales. Tesis de doctorado. Universidad Autónoma del Estado de
México, Facultad de Química. México.
Camacho, J., Juan, J., Pineda, N., Cadena, E., Bravo, L., & Sánchez, M. (2015). Cambios
de cobertura/uso del suelo en una porción de la Zona de Transición Mexicana de montaña.
Madera y Bosques, 21(1): 93-112. http://dx.doi.org/10.1016/j.agee.2005.10.019.
Camacho, R., Camacho, J. M., Balderas, M., & Sánchez, M. (2017).Cambios de cobertura
y uso de suelo: estudio de caso en Progreso Hidalgo, Estado de México. Madera y Bosques,
23(3): 39-60. doi: 10.21829/myb.2017.2331516
Congalton, M., Martin, M., Newman, S., & Aber, J. (1998). Determining forest species
composition using high spectral resolution remote sensing data. Remote Sensing Of
Environment, 65(3): 249-254. http://dx.doi.org/10.1016/s0034-4257(98)00035-2
Card, H. (1982). Using known map category marginal frequencies to improve estimates of
thematic map accuracy. Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, 48(3): 431-
439.
De León, M., Pinedo, A., & Martínez, G. (2014). Aplicación de sensores remotos en el
análisis de la fragmentación del paisaje en Cuchillas de la Zarca, México, Investigaciones
Geográficas, Boletín del Instituto de Geografía, UNAM, 84: 42-53.
Franco, S., Regil, H., & Ordóñez, J. (2006). Dinámica de perturbación-recuperación de las
zonas forestales en el Parque Nacional Nevado de Toluca. Madera y Bosques, 12(1): 17-28.
García-Mora, T. J. & Mas, J. F. (2008). Comparación de metodologías para el mapeo de la
cobertura y uso del suelo en el sureste de México, Investigaciones Geográficas, Boletín del
Instituto de Geografía, UNAM, 67: 7-19.
Geist, H., McConnell, W., Lambin, E., Moran, E., Alves, D., & Rudel, T. 2006. Causes
and Trajectories of Land-Use/Cover Change. In E. F. Lambin & H. Geist (Eds.), Land-
Use and Land-Cover Change, Local processes and global impacts (pp. 41-70). Germany:
Springer-Verlag Berlin, Heidelberg.
Revista Latinoamericana el Ambiente y las Ciencias 10(24): 30 - 50 2019
49
Hansen, M.C., Egorov, A., Potapov, P.V., Stehman, S.V., Tyukavina, A., Turubanova, S.
A., Roy, D. P., & Goetz, S. J. (2014). Monitoring conterminous United States (CONUS)
land cover change with Web-Enabled Landsat Data (WELD), Remote Sensing of
Environment, 140: 466-484
Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI). (1980). Censo general de población
y vivienda 1990. Obtenida el 19 de junio de 2018 de
https://www.inegi.org.mx/programas/ccpv/1980/default.html
Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI). (2000). Censo general de población
y vivienda 2000. Obtenida el 19 de junio de 2018 de
https://www.inegi.org.mx/programas/ccpv/1990/default.html
Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI). (2005). Conteo de población y
vivienda 2005. Obtenida el 19 de junio de 2018 de
https://www.inegi.org.mx/programas/ccpv/20q05/default.html
Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI). (2018). Directorio Estadístico
Nacional de unidades Económicas. Obtenida el 19 de junio de 2018 de
http://www.beta.inegi.org.mx/app/mapa/denue/
Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI). (2015). Encuesta intercensal 2015.
Obtenida el 19 de junio de 2018 de https://www.inegi.org.mx/programas/intercensal/2015/
Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI). (2017). Marco Geoestadístico
Nacional. Obtenida el 29 de agosto de 2017 de
http://www.inegi.org.mx/geo/contenidos/geoestadistica/m_geoestadistico.aspx
Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI). (2009). Prontuario de información
geográfica municipal de los Estados Unidos Mexicanos. Obtenida el 29 de agosto de 2018
file:///C:/Users/Ra%C3%BAl/Downloads/Informaci%C3%B3n%20Geogr%C3%A1fica-
Toluca-INEGI%20(2).pdf
Juan, J., Monroy, J., Franco, R., Gutiérrez, J., Balderas, M., Antonio, X., Hernández, M.,
Reyes, L., & Loik, M. (2010). Estudios locales de cambios globales. El clima de la Zona
Metropolitana de la Ciudad de Toluca, Estado de México. Universidad Autónoma del
Estado de México. México.
Lira, J. 2010. Tratamiento digital de imágenes multiespectrales (2da. ed.). México:
UNAM.
Martínez, V. 2008. La periferia y la transición de lo rural a urbano en la Zona
Metropolitana de Toluca, Estado de México. Tesis de maestría. Facultad Latinoamericana
de Ciencias Sociales. México.
Revista Latinoamericana el Ambiente y las Ciencias 10(24): 30 - 50 2019
50
Mas, J., Reyes, R., & Pérez, A. (2003). Evaluación de la confiabilidad temática de mapas o
de imágenes clasificadas: una revisión. Investigaciones Geográficas, Boletín del Instituto
de Geografía, UNAM, 51: 53-72.
Mas, J., & Couturier, S. (2011). Evaluación de bases de datos cartográficas. In: F. Bautista,
ed. Técnicas de muestreo para manejadores de recursos naturales. Investigaciones
Geográficas, Boletín del Instituto de Geografía, CIGA-UNAM, 675-703.
Mas, J., & Flamenco, A. (2011). Modelación de los cambios de coberturas/ uso del suelo en
una región tropical de México. GeoTropico, 5 (1): 1-24.
Moscoso, C. (2006). Expansión física y cambios de coberturas y usos de suelo en el Área
Metropolitana de Valparaíso, V Región, Chile: período 1975-2004. [Informe Práctica
Profesional, Laboratorio de Medio Ambiente y Territorio Departamento de Geografía].
Universidad de Chile.
Organización de las Naciones Unidas (ONU); Secretaría de Desarrollo Social (SEDESOL).
(2011). Estado de las ciudades en México 2011. Distrito Federal.
Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO). 1996.
Forest resources assessment 1990. Survey of tropical forest cover and study of change
processes. (1er ed.). Roma: FAO Forestry Paper.
Palerm, J. 2008. Guía y lecturas para una primera práctica de campo. México.
Universidad Autónoma de Querétaro.
Pauleit, S., Ennos, R., & Goldingy, Y. (2005). Modeling the environmental impacts of
urban land use and land cover change: a study in Merseyside, UK. Landscape and Urban
Planning, 71(2-4): 295-310. http://dx.doi.org/10.1016/j.landurbplan.2004.03.009.
Pineda, N., Bosque, J., Gómez, M., & Franco, R. (2011). Análisis de los factores inductores
de los cambios ocurridos en la superficie forestal del Estado de México en el período 1993-
2000. Boletín de la Asociación de Geógrafos Españoles, 56: 9-34.
Pontius, R., Shusas, E., & McEachern, M. (2004). Detecting important categorical land
changes while accounting for persistence. Agriculture Ecosystems & Environment, 101(2-3:
251-268. http://dx.doi.org/10.1016/j.agee.2003.09.008
Romero, H. 2006. Análisis espacial del crecimiento urbano y de sus efectos sobre la
sostenibilidad ambiental de las metrópolis y ciudades intermedias Chilenas. Tesis Doctoral
Universidad de Zaragoza. España.
Stehman, S., & Czaplewski, R. (1998). Design and analysis for thematic map accuracy
assessment: fundamental principles. Remote Sensing of Environment, 64(3): 331-344.
http://dx.doi.org/10.1016/s0034-4257(98)00010-8.