DETERMINACIÓN DE LOS CAMBIOS DE USO DEL SUELO Y PATRONES DE FRAGMENTACIÓN DEL TERRENO

DETERMINACIÓN DE LOS CAMBIOS DE USO DEL SUELO Y PATRONES DE FRAGMENTACION DEL TERRENO EN EL MUNICIPIO DE JAMUNDÍ MEDIANTE ANALISIS MULTITEMPORAL DE FOTOGRAFIAS AEREAS Y ESTUDIO DE CLUSTER

Miguel Ángel Ramírez Orozco

Resumen

El análisis multitemporal del uso del suelo es el proceso en el que se vinculan técnicas de fotointerpretación, cartografía, geoestadística, sensores remotos, meteorología, entre otras para describir un comportamiento natural o provocado en  el suelo con relación a su uso.  Dentro de este análisis se estudian fenómenos de expansión urbana, deforestación, contracción, desecación y expansión de cuerpos de agua y crecimiento o cambios en los cultivos para cuantificar su cambio con relación al tiempo. En este proyecto se realiza un análisis de uso del suelo  en Jamundi mediante la fotointerpretación de fotografías aéreas en ArcGIS, y los patrones de cambio que se desarrollan en el proceso mediante un análisis de conglomerados. Con este análisis se obtendrá un mapa de cambios de uso del suelo, datos estadísticos de los cambios desarrollados y un mapa en el que se zonifica el terreno dependiendo del tipo de cambio que se presente con mayor tendencia en dicha zona (conglomerados).

INTRODUCCIÓN

El cambio de uso del suelo conocido también como LUCC (land use/covert  change) es el efecto enmarcado en el tiempo que relaciona las transiciones que sufre la superficie con respecto a su uso. El estudio de este fenómeno proporciona datos para la regulación y planificación del territorio, estudios de cultivos y proyectos ambientales.

Este fenómeno puede ser provocado por efectos naturales como la elevación de la temperatura, huracanes e  inundaciones que generan un cambio físico del terreno, de composición química del suelo y biológica de la vegetación que en este se desarrolla. También puede ser provocado por la humanidad, que es el mayor desencadenante de este fenómeno.

El crecimiento poblacional afecta de forma directa y con gran impacto el LUCC ya que gracias a este se crea la necesidad de la urbanización en la superficie terrestre generando la transición de ecosistemas o suelos con otros propósitos a espacios urbanos. Por otro lado dentro de las principales se destacan, la presión antropogénica sobre los recursos forestales (tala clandestina o extracción de madera para la elaboración de productos maderables y no maderables), la práctica de actividades como la roza, tumba y quema, y la apertura de nuevos espacios para el establecimiento de cultivos en sistemas de lomeríos (José Manuel Camacho-Sanabria et al, 2015).

El estudio del cambio de uso del suelo se realizara en el municipio de Jamundí, para lo que se crearan mapas de uso del suelo mediante la interpretación y vectorización de fotografías aéreas, posterior a esto de calculará la tasa de cambio para cada una de las clases definidas en la interpretación y se realizara una matriz de cambio con la cual se estimara la probabilidad de cambio de un uso del suelo a otro mediante el modelo de cadenas de Marcov.

Por otro lado se estudiara el patrón en el que se desarrollan los cambios haciendo un análisis de patrones puntuales o cluster tomando los centroides de los polígonos y atribuyendo a cada punto los valores geométricos del polígono que representa.

Al final del análisis se obtiene el mapa de cambio de uso del suelo, las probabilidades de cambio para el año 2018, y la estructura espacial del cambio del uso del suelo.

IDENTIFICACIÓN DEL PROBLEMA

El cambio de uso del suelo es un proceso en el cual interactúan distintos factores, como son la deforestación, la urbanización, procesos naturales como la erosion, entre otros.

Siendo este dependiente de los procesos antes mencionados, entonces su análisis es muy usado para analizar los factores antes mencionados.

La problemática que desencadena el cambio de uso en el terreno se presenta de manera intrínseca con la necesidad de analizar los mismos factores que la desarrollan, a modo de ejemplo en estudios hidrológicos realizados por Harsh Vardhan, Latif Kalin, Andrew Morrison, Puneet Strivastava, Graeme Lockaby y Shufen se refleja la necesidad de conocer el uso del terreno para determinar alteraciones en el ciclo y la calidad del agua.

El uso del suelo en Jamundi es entonces objeto de estudio ya que según el PBOT de Jamundí en la componente rural para la zonificación ambiental este análisis es necesario, ya que con este se se analizan los cambios de uso del suelo que son una amenaza para la conservación de los hábitat por ejemplo en la parte de los Farallones, y la conservación de los recursos hidricos.

JUSTIFICACIÓN

El cambio en el uso del suelo representa grandes impactos ambientales, sociales y económicos que deben ser estimados para así llevar un control en el equilibrio de estos tres ámbitos.

Según lo anterior, en Marzo del 2006 en el Análisis multitemporal de la cobertura y uso de la tierra a través el sistema LCCS en la cuenca baja del Rio Grande – Santa Cruz, estudio realizado para determinar el estado de los recursos naturales en Bolivia fue indispensable contar con la información del estado del uso general de la cobertura terrestre, ya que esta permitió determinar las zonas donde se realizaban intervenciones degradantes al medio ambiente.

En el 2001 se realizó el análisis del cambio de uso del suelo, proceso que les permitió determinar el comportamiento de la deforestación en el estado de Michoacan de México. De esta manera se analizaron zonas en las que hubo cambios de bosques o selvas a otros tipos de suelo.

Según un estudio realizado por Harsh Vardhan, Latif Kalin, Andrew Morrison, Puneet Strivastava, Graeme Lockaby y Shufen Pan afirman que el uso del suelo afecta de manera directa en el ciclo del agua y en su calidad, para su afirmación, en su trabajo realizaron estudios del uso del suelo y analizaron el estado del agua y el desarrollo del ciclo de esta en el terreno teniendo en cuenta el uso que se le daba a este y de este modo realizaron modelos que describen las características hidrológicas en el terreno dependiendo del uso del suelo. De esta manera se evidencia que el estudio del cambio del uso del suelo es indispensable para controlar inclusive propiedades hidrológicas de un área específica.

OBJETIVOS

Objetivo general:

Determinar el cambio en el uso del suelo en el municipio de Jamundí entre los años 1998 y 2007, describir su desarrollo espacial y temporal mediante el uso de herramientas de geoestadística (análisis de cluster y cadenas de Marcov) y representar mediante mapas los resultados obtenidos.

Objetivos específicos:

• Identificar las áreas en las que se ha presentado cambios del uso del suelo
• Identificar el patrón de desarrollo de los cambios del uso del suelo con un estudio de clúster o conglomerados de polígonos

• Estimar la probabilidad de cambio de una clase a otra mediante el método de cadenas de Marcov.

MARCO REFERENCIAL

En el estudio de patrones y tasas de cambio de uso del suelo en México (A. Velázquez et al.) se realizó un análisis multitemporal de las dinámicas del LUCC comprendida entre los años 1976-2000 para lo que se usó cartografía de INEGI serie I 1968-1996 a escala 1:250.000 generada a partir de la interpretación de fotografías aéreas, INEGI serie II 1993-1996 que fue una actualización de la serie I realizada a partir de espaciomapas, el Inventario Forestal  Periódico del 1994 y el Inventario Forestal del 2000. Se debió realizar una previa digitalización de la cartografía de la serie I ya que esta se encontraba en formato análogo. Se estableció un sistema clasificatorio en el cual definieron  cultivos, bosques, selvas, matorral, pastizal, vegetación hidrófila, otros tipos e vegetación y otras coberturas; debido a la incompatibilidad en las clases por parte del Inventario Forestal  Periódico del 1994 este se descartó. Se analizó la confiabilidad de los mapas mediante bases de datos multifecha para la Serie II de INEGI, fotografías aéreas para el Inventario Forestal del 2000 y se fusionaron dos mapas digitales referentes a la cartografía de INEGI serie I para la cual también se realizó un análisis estadístico de la distribución de la información con respecto al tiempo teniendo como resultado la fecha promedio con desviación estándar (1976 ± 3) y un 95% de confiabilidad (A. Velázquez et al.). a cada base de datos se le asignó un descriptor referente a la época obteniendo así t1 para el año 1976, t2 para 1993 y t3 para el 2000. Después de la preparación de la base de datos se realizó la estimación de los porcentajes de cambio

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