Resultados preliminares sobre el decaimiento de las...

Resultados preliminares sobre el decaimiento de las

masas forestales del Maresme usando imágenes

Sentinel-2A

Anna Tardà1, Lydia Pineda1, Vicenç Palà1, Ramon

Riera2, Jordi Corbera1 y Fernando Pérez 1 Institut Cartogràfic i Geològic de Catalunya, Parc de Montjuïc,

08038-Barcelona (Spain), 2 Diputació de Barcelona, Compte d’Urgell, 187, 08036-Barcelona

(Spain)

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Presentación

2

XVII CONGRESO DE LA ASOCIACIÓN ESPAÑOLA DE TELEDETECCIÓN, OCTUBRE 2017

1. Introducción:

Zona estudio

Imágenes Sentinel-2

2. Índices de vegetación

Comparativa y busqueda índice más adecuado

Aplicabilidad y representación de los índices

3. Resultados

Classificación EVI en el territorio

Comparativa entre los años 2015 y 2016

Mapa del decaimiento

4. Conclusiones

Resumen i propuesta de tareas y mejoras futuras

1. INTRODUCCIÓN 2. ÍNDICES DE VEGETACIÓN 3. RESULTADOS 4. CONCLUSIONES

Pino piñonero afectado por el decaimiento en el Maresme

Zona de estudio del

Maresme

3

Zona de estudio:

- Perímetro inicial: Tota la comarca del Maresme excepto la parte noreste

- Selección de los bosques: Polígonos del MCSC 2009

- No se incluye matorral: No se seleccionan los polígonos del MCSC 2009

- Superfície estudiada (bosque): 146 km2

Consideraciones:

- Las áreas de bosque pueden haber crecido por evolución natural del matorral,

pueden también cambiar por gestión forestal o perturbaciones como episódios de viento o incendios

- La escala original del MCSC es 1:5 000, mientras que las imágenes Sentinel-2 tienen

una resolución espacial de 10 metros

Área solicitada por la Diputació de Barcelona (DIBA)



Imágenes Sentinel-2A

4

Sentinel-2 con dos satélites:

- Programa Copernicus (Agència Espacial Europea)

- Sentinel-2A operativo desde: 23 de junio de 2015

- Sentinel-2B en órbita desde 7 de marzo de 2017

- 13 bandas en el visible i infraroig

- Píxel de 10, 20 i 60 metros

Procesos de adquisició y mejora:

- Descarga de Copernicus Open Acces Hub

- Gránulo T31TDG: 100 km X 100 km

- Nivel de proceso L1C:

- Correcció radiomètrica

- Correcció geomètrica

- Mejoras

- Correcció atmosfèrica con el programa de

ESA sen2cor

- Extracción de nubes

- Control de calidad geométrico:

Análisis de los desplazamientos locales

(no superen el píxel). No se modificant las

imágenes

Extensión de una escena S2 y del gránulo que cubre e área de interès



Imágenes Sentinel-2A

5

11 imágenes Sentinel-2A disponibles

2 de agosto del 2015

30 de noviembre del 2015

19 de enero del 2016

18 de mayo del 2016

7 de junio del 2016

7 de julio del 2016

17 de julio del 2016

27 de julio del 2016



24 de noviembre del 2016

De Radiáncias a Reflectáncias:

- Corrección radiométrica

- Corrección geométrica

- Corrección atmosférica

Coll Safiguera - Pedracastell



Índices de vegetación

6

𝐍𝐃𝐕𝐈 =NIR − RED

NIR + RED

𝐄𝐕𝐈 = 2.5 NIR − RED

NIR + 6 RED − 7.6 BLU + 1 Enhanced Vegetation Index

Índices de vegetación de banda ancha

Normalized Difference Vegetation Index

Moisture Stress Index 𝐌𝐒𝐈 =ρ1600

ρ820 𝑎𝑝𝑟𝑜𝑥, 𝐌𝐒𝐈 =

𝐵11

𝐵8

Banda Descripción

Centro

espectral

(nm)

Anchura

banda

(nm)

Píxel (m)

B2 Azul (BLU) 490 65 10

B4 Rojo (RED) 665 30 10

B8 Infrarojo cercano

(NIR) 842 115 10

B11 Infrarojo onda

corta (SWIR) 1610 90 20

Bandas seleccionadas

0

500

1000

1500

2000

2500

1 51 101 151 201 251

Fre

qü

èn

cie

s

MSI NDVI

Valores de los índices para una misma zona geográfica

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

1 51 101 151 201 251



Diferéncias entre

NDVI y EVI

7

Sentinel-2A Falso color RGB

Bandas 8,4 y 2 NDVI EVI

Zona forestal con diferentes

grados de afectación

Zonas rojas = vegetación vigorosa

Zonas oscuras = zonas afectadas

Bosque de ribera



Zonas rojas = vegetación vigorosa

Zonas oscuras = zonas afectadas

EVI comparativa

estacional

8

Verano Invierno

Montaña de Litoral, próxima al municipio de Cabrils

Subdivisión de 15 clases con tabla de color

Más verde = más vigorosa

Más roja = menos vegetación

Efecto del comportamiento topográfico con las sombras = falso suelo desnudo

Vegetación mucho más vigorosa en otoño-invierno = bajobosque muy activo (matorral, herbáceos ...)



Representación

cartográfica del EVI

9

Escala de grises 255 niveles:

Aplicación directa del EVI

Escala de 15 niveles:

Aplicación a tota la imagen

Escala de 7 niveles:

Aplicación al perímetro de bosques

Zona de pino piñonero (Pinus pinea) afectada



Classificación del EVI

10

Clases EVI Descripción de las cubiertas

<=0.16 Cubiertas sin vegetación, comn carreteras, suelo

desnudo, edifícios o zones de vegetación muy seca

0.16 - 0.2

Entre 75 % y 100 % de vegetación seca. En

algunos casos otras cubiertas no vegetales, como

pistas forestals o suelo desnudo

0.2 - 0.24 Entre el 25% y el 75% de vegetación seca y, el

resto, vegetación vigorosa

0.24 - 0.28 Máxim un 25% de vegetación seca y, el resto

vegetación vigorosa

0.28 - 0.32 Vegetación vigorosa con algun arbol seco aislado

0.32 - 0.36 100% de masas forestales menos vigorosas

>0.36 100% de masas forestales vigorosas

Fotointerpretación y comparación en diferentes

áreas de las fotografias aéreas (ortoXpres) y EVI.

Se realizó una asignación de las clases hacia un

determinado estado de la vegetación.



Comparaciones

2015-2016

11

En la detección automática de cambios entre 2015 y 2016 han de considerarse diferentes efectos:

1. Los cambios son realmente significativos si estan ubicados en masas boscosas grandes

2. Algunas zonas donde la vegetación es vigorosa, parecen mostrar un mayor vigor en el 2016 (verde

claro), quizas por razones meteorológicas

3. Las zonas de cambio hacia un empeoramiento podrian indicar la direcció geográfica de la

afectación, (a confirmar en posibles estudiós del EVI 2017)

Más vigoroso

Mayor decaimiento



Evolución del

decaimiento

12

2015 2016

V D

D

D V

V

EVIs estudiados

Arbol vigoroso,

decaimiento que avanza

y muerte del arbol

Aparición del decaimiento,

Pequeñas mejoras y

continuación del

decaimiento

Última fase del decaimiento

y muerte del arbol

2017 ?

V

D

V



EVIs necesario


13

Visión general del decaimiento de las zonas boscosas

en el área de estudio en el período 2015-2016

Integrado por la DIBA

- Afectación más elevada en las partes más meridionales y las vertientes más orientadas al sur

- Masas forestales mayoritariamente afectadas: Coníferas

Se

nti

ne

l-2 0

2/0

8/2

015

Se

nti

ne

l-2 2

6/0

8/2

016

Ma

pa

de d

ec

aïm

en

t 2015-2

016




14 1. INTRODUCCIÓN 2. ÍNDICES DE VEGETACIÓN 3. RESULTADOS 4. CONCLUSIONES


https://www.diba.cat/web/incendis/altres-publicacions










Conclusiones

Detección automática y determinación de la clasificación y validación a

partir fotointerpretación fotografia aèria IRC 25 cm (2016)

Resultados excelentes en las zonas afectadas grandes y bien

iluminadas

Efectos topográficos influyen notablement en el resultado de los

índices. Se seleccionan exclusivamente imágenes de verano

El ritmo del decaimiento detectado hace pensar en un ciclo temporal

entre 2 y 4 años

Es necesaria la validación de campo para poder confirmar la detección

con Sentinel-2 y los ritmos de decaimiento

15 1. INTRODUCCIÓN 2. ÍNDICES DE VEGETACIÓN 3. RESULTADOS 4. CONCLUSIONES


Futuras tareas

16

Cálculo del EVI a partir de imágenes Sentinel-2 de agosto de

2017 y comparación con 2015 y 2016

Actualitzación del perímetro de los bosques a partir de las

imágenes Sentinel-2 y DSM (lidar, fotogrametria ...)

Trabajo de campo y validación simultáneos a la adquisición

Sentinel-2 (2017)

Corrección del efecto topográfico para las imágenes Sentinel-2 y

nuevo cálculo de los índices para 2015-16-17

Clasificación semi-automática con datos de entrenamiento y

validación a partir de trabajo de campo



17

GRACIAS POR SU ATENCIÓN

Clyfford Still, 1940 ICGC, 2017


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