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Memoria Técnica de la Cuantificación de la Deforestación Histórica Nacional Escalas Gruesa y Fina Memoria Técnica de la Cuantificación de la Deforestación Histórica Nacional Escalas Gruesa y Fina JUAN MANUEL SANTOS CALDERÓN Presidente de la República BEATRIZ URIBE BOTERO Ministra de Ambiente Vivienda y Desarrollo Territorial. SANDRA BESSUDO LION Alta Consejera Presidencial para la Gestión Ambiental, la Biodiversidad y el Cambio Climático CARLOS CASTAÑO URIBE Viceministro de Ambiente RICARDO JOSÉ LOZANO PICÓN Director General Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales – IDEAM LUZ MARINA ARÉVALO SÁNCHEZ Subdirectora Ecosistemas e Información Ambiental – IDEAM EDITORES Edersson Cabrera Montenegro Diana Marcela Vargas Galvis Gustavo Galindo Garcia María Claudia García Dávila María Fernanda Ordoñez FOTOGRAFÍAS DE LA CARÁTULA Luis Fernando Yacelga León DISEÑO CARÁTULA Grupo Comunicaciones – IDEAM DISEÑO Y DIAGRAMACIÓN Víctor Manuel Riveros Lemus - Editorial Scripto Ltda. IMPRESIÓN Y ACABADOS Editorial Scripto Ltda. PBX: 756 20 03 Publicación aprobada por el Comité de Comunicaciones y Publicaciones del IDEAM Noviembre de 2011, Colombia ISBN: 978-958-8067-46-9 Distribución gratuita. CITESE DENTRO DE UN TEXTO COMO: Cabrera et. al, IDEAM, 2011 CÍTESE COMO: Cabrera E., Vargas D. M., Galindo G. García, M.C., Ordoñez, M.F., Vergara, L.K., Pacheco, A.M., Rubiano, J.C. y Giraldo, P. 2011. Memoria técnica de la cuantificación de la deforestación histórica nacional – escalas gruesa y fina. Instituto de Hidrología, Meteorología, y Estudios Ambientales-IDEAM-. Bogotá D.C., Colombia. 106 p. 2011, Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales-IDEAM. Todos los derechos reservados. Los textos pueden ser usados parcial o totalmente citando la fuente. Su reproducción total debe ser autorizada por el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales-IDEAM. Este trabajo fue financiado por la Fundación Gordon y Betty Moore, proyecto “Capacidad Institucional Técnica y Científica para Apoyar Proyectos de Reducción de Emisiones por Deforestación y Degradación –REDD– en Colombia”, Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales (IDEAM), Ministerio de Medio Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial (MAVDT), Fundación Natura. Impreso en Colombia - Printed in Colombia MINISTERIO DE AMBIENTE, VIVIENDA Y DESARROLLO TERRITORIAL INSTITUTO DE HIDROLOGÍA, METEOROLOGÍA Y ESTUDIOS AMBIENTALES - IDEAM RICARDO JOSÉ LOZANO PICÓN Director General CAROLINA CHINCHILLA TORRES Secretaria General CONSEJO DIRECTIVO BEATRIZ ELENA URIBE BOTERO Ministra de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial LUÍS ALFONSO ESCOBAR TRUJILLO Representante de las CARs GERMÁN CARDONA GUTIÉRREZ Ministro de Transporte OSCAR JOSÉ MESA SÁNCHEZ Representante del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología HERNANDO JOSÉ GÓMEZ RESTREPO Director Departamento Nacional de Planeación JORGE BUSTAMANTE ROLDÁN Director del Departamento Administrativo Nacional de Estadística-DANE ADRIANA SOTO CARREÑO Designada de la Presidencia de la República DIRECTIVAS LUZ MARINA ARÉVALO SÁNCHEZ Subdirectora de Ecosistemas e Información Ambiental OMAR FRANCO TORRES Subdirector de Hidrología MARGARITA GUTIÉRREZ ARIAS Subdirectora de Estudios Ambientales ERNESTO RANGEL MATILLA Subdirector de Meteorología MARÍA TERESA MARTÍNEZ GÓMEZ Jefe de Oficina Servicio de Pronóstico y Alertas ALICIA BARÓN LEGUIZAMÓN Jefe de la Oficina de Informática (E) LILIANA MALAMBO MARTÍNEZ Jefe Oficina Asesora de Planeación FERNEY BAQUERO FIGUEREDO Jefe Oficina Asesoría Jurídica MARTHA DUARTE ORTEGA Jefe Oficina de Control Interno (E) MARCELA SIERRA CUELLO Coordinadora Grupo Comunicaciones AUTORES Edersson Cabrera Montenegro Diana Marcela Vargas Galvis Gustavo Galindo García María Claudia García Dávila María Fernanda Ordóñez Castro Lina Katherine Vergara Ana María Pacheco Pascagaza Juan Carlos Rubiano Rubiano Paola Giraldo Rodriguez COLABORADORES Karol Constanza Ramírez Hernández Luisa Fernanda Pinzón Flores Henry Omar Augusto Castellanos Quiroz Daniel Alberto Aguilar Corrales Helio Carrillo Peñuela Edilia González Mateus Edwin Iván Granados Vega Hector Pabon Mendez Paola Margarita Pabón Otalora Juan Fernando Phillips Bernal Álvaro Javier Duque Montoya Adriana Patricia Yepes Quintero Diego Alejandro Navarrete Encinales José Julián González Arenas Maria Liseth Rodriguez Luz Marina Arévalo Sánchez Margarita Gutiérrez Arias Claudia Patricia Olarte Villanueva Adriana Paola Barbosa Herrera María Cecilia Cardona Ruíz Sandra Patricia Cruz Argüello Martha Patricia León Poveda Luis Mario Moreno Amado Nidia Cristina Mayorga Ulloa Vicente Peña COORDINACIÓN Y SUPERVISIÓN María Claudia García Dávila Coordinadora General María Fernanda Ordoñez Castro Asistente de Coordinación Edersson Cabrera Montenegro Coordinador Componente PDI AGRADECIMIENTOS El Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales – IDEAM, agradece al Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, a la Fundación Gordon y Betty Moore y a la Fundación Natura, y a las siguientes entidades que contribuyeron al logro de esta publicación, por el apoyo e información suministrada: INSTITUCIONES • Institución Carnegie para la Ciencia • Woods Hole Research Center – WHRC • Instituto de Investigación de Recursos Biológicos Alexander von Humboldt – IAvH • Centro Internacional de Agricultura Tropical – CIAT • Instituto Amazónico de Investigaciones Científicas – Sinchi • Unidad Administrativa Espacial del Sistema de Parques Nacionales Naturales – UAESPNN • Instituto de Investigaciones Ambientales del Pacifico – IIAP • Instituto de Investigaciones Marinas y Costeras – INVEMAR • Instituto Geográfico Agustín Codazzi – IGAC • Corporación Autónoma Regional del Río grande de La Magdalena – Cormagdalena • Oficina de las Naciones Unidas contra la Droga y el Delito – UNODC • Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo – PNUD • Corporación Nacional de Investigación y Fomento Forestal – CONIF • Universidad Nacional de Colombia Sede Bogotá • Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín • Pontificia Universidad Javeriana • Google.org • Forest Carbon Tracking Task -Group of Earth Observation – FCTT-GEO PERSONAS NATURALES • Alex Held. PhD. Group of Earth Observations – GEO • Dolors Armenteras Pascual. PhD. Universidad Nacional de Colombia. • Andy Jarvis. PhD. Centro Internacional de Agricultura Tropical. • Louis Reymondin. PhD. Centro Internacional de Agricultura Tropical. Proyecto “Capacidad Institucional, Técnica y Científica para Apoyar Proyectos de Reducción de Emisiones Por Deforestación y Degradación –REDD– en Colombia” Comité Técnico Andrea García Guerrero Coordinadora Grupo de Mitigación de Cambio Climático Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial Xiomara Sanclemente Manrique Directora de Ecosistemas Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial Luz Marina Arévalo Sánchez Subdirectora Ecosistemas e Información Ambiental Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales – IDEAM Coordinación General María Claudia García Dávila María Fernanda Ordóñez Castro Juanita González Lamus Carlos Alberto Noguera Cruz Henry Alterio González Equipo Técnico Carbono Álvaro Javier Duque Montoya Adriana Patricia Yepes Quintero Diego Alejandro Navarrete Encinales Juan Fernando Phillips Bernal Lina María Carreño Correa Keneth Roy Cabrera Torres Esteban Álvarez Dávila Walter Gil Torres Equipo Técnico Procesamiento Digital de Imágenes Edersson Cabrera Montenegro Diana Marcela Vargas Galvis Gustavo Galindo García Lina Katherine Vergara Chaparro Ana María Pacheco Pascagaza Juan Carlos Rubiano Rubiano Paola Giraldo Rodríguez María Margarita Gutiérrez Arias Edilia González Mateus Subdirectora de Estudios Ambientales Luisa Fernanda Pinzón Flores Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios AmbienEdwin Iván Granados Vega tales – IDEAM Paola Margarita Pabón Otálora Karol Constanza Ramírez Hernández Daniel Alberto Aguilar Corrales Henry Omar Augusto Castellanos Quiroz Helio Carrillo Peñuela Ana Cristina Villegas Restrepo Oficial de Proyecto Equipo Técnico Proyecciones de Deforestación Fundación Gordon y Betty Moore Andrés Alejandro Etter Rothlisberger Armando Hilario Sarmiento López Jose Julián González Arenas Sergio Alonso Orrego Suaza Cristian David Ramírez Sosa Elsa Matilde Escobar Ángel Directora Ejecutiva Equipo Técnico Componente Tecnológico Fundación Natura María Liseth Rodríguez Montenegro Eduin Yesid Carrillo Vega Emilio José Barrios Cárdenas Álvaro Javier Duque Montoya Profesor Asociado Equipo Técnico Proyecto Piloto REDD Departamento de Ciencias Forestales, Adriana Patricia Yepes Quintero Universidad nacional de Colombia William Giovanny Laguado Cervantes Johana Herrera Montoya SIGLAS, ACRÓNIMOS Y CONVENCIONES cm: Centímetros COP: Conferencia de las Partes de la CMNUCC i.e.: Significa esto es; del latín id est. p.e.: Significa por ejemplo. et al.: Significa y colaboradores, y otros; del latín et allí IDEAM: Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales IPCC: Panel Intergubernamental de Cambio Climático kg: Kilogramo REDD: Reducción de Emisiones por Deforestación y Degradación de bosques 7 CONTENIDO GENERAL Página INTRODUCCIÓN.......................................................................................... 13 OBJETIVOS .................................................................................................. 15 1. CONSIDERACIONES INICIALES .......................................................... 17 2. CARACTERÍSTICAS DE LOS PRODUCTOS DE TELEDETECCIÓN Y SENSORES UTILIZADOS.................................................................. 2.1 Sensor MODIS. ................................................................................. 2.1.1 Productos MODIS. ............................................................................ 2.2 Programa LANDSAT. ......................................................................... 2.2.1 Sensor Thematic Mapper -TM-........................................................... 2.2.2 Sensor Enhanced Thematic Mapper plus -ETM+-. ................................ 23 26 28 32 33 33 3. COBERTURA Y USO DE LA TIERRA .................................................. 35 4. METODOLOGÍA ..................................................................................... 4.1 Deforestación histórica nacional escala gruesa..................................... 4.1.1 Selección de los recursos y técnicas de Percepción Remota.................. 4.1.2 Descarga de datos. .......................................................................... 4.1.3 Fase de Pre-procesamiento. .............................................................. 4.1.4 Fase de Procesamiento. .................................................................... 4.1.5 Fase de Generación de información..................................................... 4.1.6 Fase de Documentación del proceso. .................................................. 4.2 Deforestación Histórica Nacional Escala Gruesa ................................... 4.2.1 Selección de los recursos y técnicas de Percepción Remota.................. 4.2.2 Selección del tipo de imagen y de los conjuntos de imágenes a procesar. 4.2.3 Fase de Pre-procesamiento. .............................................................. 4.2.4 Fase de Procesamiento. .................................................................... 4.2.5 Fase de Generación de información..................................................... 4.2.6 Cuantificación de la deforestación histórica ......................................... 4.2.7 Detección de tipos de coberturas en áreas de cambio. ......................... 41 43 44 46 46 47 49 51 51 52 54 58 62 65 66 66 Contenido general 9 Página 5 RESULTADOS ........................................................................................ 69 5.1 Resultados de deforestación histórica nacional escala gruesa ................ 71 5.1.1 Descarga de datos. .......................................................................... 71 5.1.2 Fase de Pre-procesamiento. .............................................................. 71 5.1.3 Fase de Procesamiento. .................................................................... 71 5.1.4 Fase de Generación de información..................................................... 73 5.1.5 Evaluación de exactitud temática ........................................................ 79 5.2 Resultados de deforestación histórica nacional escala fina..................... 80 5.2.1 Face de Pre-procesamiento. .............................................................. 80 5.2.2 Face de Procesamiento. .................................................................... 81 5.2.3 Fase de Generación de información..................................................... 92 5.2.4 Cuantificación de la deforestación histórica ......................................... 88 5.2.5 Detección de tipos de coberturas en áreas de cambio. ......................... 89 6. REFERENCIAS ...................................................................................... 103 LISTA DE FIGURAS Figura 1. Figura 2. Figura 3. Figura 4. Figura 5. Figura 6. Figura 7. Figura 8. Figura 9. Figura 10. Figura 11. Figura 12 Figura 13. Figura 14. Figura 15 Promedio de cobertura de nubes a nivel mundial. Producto MODIS M3 periodo 2000-2008. ........................................ Distribución de las escenas MODIS. ................................................. Diagrama de flujo del procesamiento de productos MODIS para aplicaciones terrestres............................................................. Respuesta espectral de los sensores LANDSAT 7 ETM+ (línea continua), MODIS (línea punteada), MERIS (línea de guiones) y SeaWiFS para las banda espectrales del azul, rojo e infrarrojo cercano .............. Esquema metodológico implementado para la cuantificación de la deforestación histórica a escala gruesa ..................................... Distribución escenas MODIS para Colombia. ..................................... Metodología de Procesamiento de CLASlite®..................................... Esquema metodológico implementado para la cuantificación de la deforestación histórica a escala fina .......................................... Distribución escenas LANDSAT para Colombia. ................................. Repositorios de datos internacionales consultados. ............................ Imagen MODIS producto MOD09A1 de diciembre del año 2000, escena h10v08 en composición RGB 4,6,3................................................... (derecha) Imagen de reflectancia generada por CLASlite y (izquierda) Composición de color de las coberturas fraccionales generadas a partir de ella (RGB, S-VF,VNF), para un sector de la escena h11v08 del 11 de diciembre de 2000 en límites de los departamentos de Vichada y Guainía. ....................................................................... Modificación de los umbrales de detección de Bosque para un sector de la escena h11v08 del 11 de diciembre de 2000 en límites de los departamentos de Vichada y Guainía. ....................................... Mapa de coberturas Bosque/No-Bosque para el año 2000. ................. Mapa de coberturas Bosque/No-Bosque para el año 2007. ................. 25 27 29 34 44 45 48 52 53 56 72 73 74 75 76 Página Figura 16. Mapa de cambio de coberturas Bosque/No-Bosque para el periodo 2000-2007. ............................................................ Figura 17. Efectos de la calibración de imágenes sobre las imágenes Landsat TM 8-54 de 1991/08/14 (a) y (b), 2001/08/01 (c) y (d). (a) y (c) Imagen bruta RGB 453; (b) y (d) imagen calibrada RGB 453. .............. Figura 18. Generación de imágenes de cobertura fraccional. Imagen 8-54 de 2001/08/01, (a) imagen calibrada, (b) imagen de cobertura fraccional. ................................................................... Figura 19. Generación de mapas de cobertura Bosque /No Bosque ...................... Figura 20. Mapa de coberturas Bosque/No-Bosque para el año 1990 .................. Figura 21. Mapa de coberturas Bosque/No-Bosque para el año 2000 .................. Figura 22. Mapa de coberturas Bosque/No-Bosque para el año 2005 .................. Figura 23. Mapa de coberturas Bosque/No-Bosque para el año 2010 .................. Figura 24. Mapa de cambio de coberturas Bosque/No-Bosque para el periodo 1990-2000. ............................................................ Figura 25. Mapa de cambio de coberturas Bosque/No-Bosque para el periodo 2000-2005. ............................................................ Figura 26. Mapa de cambio de coberturas Bosque/No-Bosque para el periodo 2005-2010. ............................................................ 78 80 81 82 83 84 86 87 89 90 91 LISTA DE TABLAS Tabla 1. Tabla 2. Tabla 3. Tabla 4. Tabla 5. Tabla 6. Tabla 7. Tabla 8. Tabla 9. Tabla 10. Tabla 11. Tabla 12. Tabla 13. Tabla 14. Tabla 15. Bandas espectrales del sensor MODIS utilizadas en aplicaciones terrestres. ..................................................................................... Características generales de los productos utilizados: ........................ Características técnicas del producto MODIS MOD09A1. ................... Características técnicas del producto MODIS MOD09Q1. ................... Características técnicas de los sensores del programa LANDSAT. ....... Leyenda Nacional de cobertura de la Tierra – Colombia.. ..................... Leyenda de coberturas de la Tierra utilizada para la estimación de deforestación en Colombia ........................................................... Ejemplo del Inventario de imágenes Landsat (TM y ETM+) utilizadas. ................................................................... Información requerida para el pre-procesamiento de imágenes. ........... Codificación de Cambios en la cobertura boscosa entre 2 periodos. ..... Área deforestada y Deforestación promedio anual 2000- 2007. .......... Cobertura de bosque por región y proporción de deforestación ............ Superficie de coberturas de Bosque/No Bosque para los periodo de análisis. ..................................................................................... Cambio en las coberturas de Bosque/No Bosque para los periodos de análisis. ..................................................................................... Proporción del área boscosa deforestada por regiones naturales ......... Contenido general 27 31 31 32 33 38 39 58 60 67 77 77 85 88 93 11 MEMORIA TÉCNICA DE LA CUANTIFICACIÓN DE LA DEFORESTACIÓN HISTÓRICA NACIONAL –ESCALAS GRUESA Y FINA– Página Tabla 16. Tabla 17. Tabla 18. Tabla 19. Tabla 20. Tabla 21. Tabla 22. Tabla 23. Tabla 24. 12 Tipificación del cambio de coberturas boscosas por deforestación periodos 2000-2005 y 2005-2010. ................................................. 94 Cambios de la cobertura de Bosque a otros tipos de cobertura de la tierra (Deforestación) por región para el periodo 2000 - 2005 .... 95 Cambios de la cobertura de Bosque a otros tipos de cobertura de la tierra (Deforestación) por región para el periodo 2005-2010 ...... 96 Tipificación del cambio de cobertura boscosa por regeneración para los periodos 2000-2005 y 2005-2010...................................... 97 Cambios de otros tipos de cobertura de la tierra a bosque (Regeneración) por región para el periodo 2000 - 2005...................... 98 Cambios de otros tipos de cobertura de la tierra a bosque (Regeneración) por región para el periodo 2005-2010........................ 98 Cambios en la cobertura boscosa en la jurisdicción de las Corporaciones Autónomas Regionales para los periodos de análisis ..... 100 Cambios en la cobertura boscosa en la jurisdicción de los departamentos para los periodos de análisis ............................ 101 Cambios en la cobertura boscosa según las áreas hidrográficas .......... 102 INTRODUCCIÓN La información proveniente de imágenes de sensores remotos ofrece grandes posibilidades para el monitoreo de las cubiertas vegetales tanto en su expresión espacial como temporal y en diferentes escalas, desde locales a globales (Field et al., 1995; Colditz R., 2007). A partir de esta información se han generado muchas aplicaciones de índices orientados al seguimiento de la vegetación y han sido aplicados en estudios ecológicos (Glen, 2008; Kerr and Ostrovsky, 2003). De acuerdo con la iniciativa FRA 20051, por deforestación se entiende la conversión de los bosques a otro uso de la tierra o la reducción a largo plazo por debajo del 10% de la cubierta forestal. Esta definición implica que la pérdida de la cobertura forestal debe ser permanente y que la cobertura del área cambia a otro tipo de cobertura de la tierra. La comparabilidad es uno de los principales puntos de controversia sobre las cifras obtenidas por los estudios sobre deforestación. Takaki-Takaki en 2005, discutiendo la disparidad de resultados obtenidos para el caso mexicano, afirma que no se puede decir que una u otra estimación de la tasa de deforestación obtenida es “correcta” o “errada”, puesto que fueron calculadas con diferentes definiciones, metodologías y fuentes de datos. Sólo se puede decir que una estimación de la tasa de deforestación realizada para un determinado propósito, no puede ser comparada con otra que responde a un requerimiento distinto. La evaluación del estado de los ecosistemas forestales en un sitio determinado basada en una cifra puede ocultar procesos relevantes, sobre todo en regiones con gran variedad de ambientes y condiciones socioeconómicas (Flamenco A., 2009). El Proyecto “Capacidad institucional técnica y científica para apoyar proyectos de Reducción de emisiones por Deforestación y Degradación -REDD- en Colombia” ejecutado técnicamente por el IDEAM, evaluó diversas metodologías de procesamiento digital de imágenes de sensores remotos para la determinación de la deforestación y la estimación del almacenamiento de carbono en los bosques, a fin de orientar los primeros pasos para 1 La FAO a través del programa FRA ha coordinado la evaluación de los recursos forestales mundiales cada cinco a diez años desde 1946. Las evaluaciones de los recursos forestales mundiales (FRA) están basadas en información suministrada a la FAO por los países, respondiendo a un cuestionario común. La FAO consolida y analiza la información y presenta el estado actual de los recursos forestales mundiales y sus cambios Introducción 13 MEMORIA TÉCNICA DE LA CUANTIFICACIÓN DE LA DEFORESTACIÓN HISTÓRICA NACIONAL –ESCALAS GRUESA Y FINA– el establecimiento de un sistema de monitoreo de la cobertura forestal sólido, robusto, confiable y transparente. Se desarrollaron dos ejercicios a nivel nacional, uno a escala gruesa (compatible con 1:500000) y el otro a escala semi-detallada (compatible con 1:100000) que generaron información histórica de deforestación para todo el territorio continental. Este documento detalla el esquema metodológico utilizado y los principales resultados, y describe las consideraciones técnicas y metodológicas y los recursos utilizados. 14 OBJETIVOS Determinar la deforestación histórica para el periodo 1990-2010 en Colombia a escala nacional aplicando técnicas de Procesamiento Digital de Imágenes de Sensores Remotos que permitan proponer las bases para el monitoreo nacional de la deforestación en Colombia multiescala y multinivel. Para la Escala Nacional Gruesa: Determinar las coberturas de bosque y no bosque y las zonas de deforestación activa para el periodo 2000 – 2007, utilizando una metodología basada en el procesamiento digital de imágenes de sensores remotos de resolución espacial gruesa (compatible con 1:500.000). Para la Escala Nacional Fina: Cuantificar las coberturas de bosque y la deforestación histórica a nivel nacional, para los periodos 1990, 2000, 2005 y 2010 a escala fina, determinadas a través de una metodología basada en el procesamiento digital de imágenes de sensores remotos de resolución espacial media (compatible con 1:100.000). Utilizar en el proceso las metodologías e insumos priorizados en el marco del proyecto “Capacidad institucional técnica y científica para apoyar proyectos de Reducción de emisiones por Deforestación y Degradación -REDD- en Colombia” Obtener información y cifras de la cobertura de bosques, los cambios y la deforestación, confiables, transparentes, coherentes y comparables. Objetivos 15 17 MEMORIA TÉCNICA DE LA CUANTIFICACIÓN DE LA DEFORESTACIÓN HISTÓRICA NACIONAL –ESCALAS GRUESA Y FINA– trabajó una leyenda de coberturas de la Tierra (principalmente vegetales), basada en la adaptación para Colombia de la leyenda de la metodología CORINE Land Cover -CLC Colombia-, en sus niveles I y II, permitiendo realizar los análisis del proceso de deforestación, es decir, la tipificación del cambio de la cobertura de Bosque a otros tipos de coberturas de la Tierra. El Nivel nacional-Escala gruesa implica el procesamiento digital de imágenes de baja resolución espacial (pixel 250m) para generar información sobre la distribución y los cambios en la cobertura boscosa, conforme a una escala espacial 1:500.000. Por su parte el Nivel nacional-Escala fina implica el procesamiento digital de imágenes de media resolución espacial (pixel 30m) para generar información sobre la distribución, extensión y cambios en la cobertura boscosa, conforme a una escala espacial 1:100.000. Se incluyó la evaluación de diversos algoritmos de distintos grados de automatización orientados tanto a la identificación de la cobertura boscosa como a la cuantificación de la deforestación. De ésta se deriva la selección y aplicación de los procedimientos presentados en este documento. Para el ejercicio nacional de monitoreo de la cobertura de los bosques y la detección de las zonas de deforestación activa a escala gruesa se han seleccionado imágenes del sistema MODIS, con una resolución espacial de 250m y una resolución espectral de 7 bandas (Productos MOD09A1 y MOD09Q1). Estas imágenes son adquiridas por el sensor TERRA, tienen un ancho de franja de visualización de 2.330 km y vistas de toda la superficie de la Tierra cada uno o dos días. Sus sensores detectan 36 bandas espectrales y adquieren los datos en tres resoluciones espaciales: 250m, 500m, y 1.000m. El producto específico a utilizar es una combinación de los productos MOD09A1 (Surface Reflectance 8-Day L3 Global a 500m) y el producto MOD09Q1 (Surface Reflectance 8-Day L3 Global a 250m). Esta selección obedece a varios factores, entre otros, el libre acceso a este tipo de imágenes, su alta frecuencia de toma de los datos (facilitando la selección y compilación de conjuntos de datos con bajas coberturas de nubes), y su demostrada aplicabilidad al monitoreo de coberturas boscosas a nivel mundial. Para la cuantificación de la deforestación a escala fina se han seleccionado principalmente imágenes del sistema LANDSAT, con una resolución espacial de aproximadamente 30m y una resolución espectral de 7 bandas. Estas imágenes son adquiridas por los sensores TM o ETM+, tienen un periodo de revisita de toda la superficie de la Tierra cada ocho o dieciséis días. Esta selección obedece a varios factores, el libre acceso a este tipo de imágenes, su resolución espacial de 30 metros que resulta conveniente para la escala nacional fina y su demostrada aplicabilidad al monitoreo de coberturas boscosas a nivel mundial, a pesar de la frecuencia de toma de los datos que dificulta la recopilación de conjuntos de datos con bajas coberturas de nubes. Las imágenes utilizadas para el ejercicio a escala fina fueron ortorrectificadas utilizando el estándar de ortorrectificación del Instituto Geográfico Agustín Codazzi para el Banco Nacional de Imágenes de Satélite. De manera complementaria, en el ejercicio de cuantificación histórica de deforestación nacional a escala fina se utilizaron imágenes adicionales buscando establecer las mejores 20 opciones para complementar o reemplazar las imágenes Landsat y permitir flexibilidad en el protocolo utilizado, haciéndolo menos dependiente de un solo tipo de insumo. Se utilizaron imágenes ALOS AVNIR, ASTER, SPOT y adicionalmente, la zona correspondiente al corredor del pacifico se trabajó utilizando imágenes de Radar ALOS PALSAR. Las adaptaciones metodológicas derivadas de estos cambios se describen en detalle en el cuerpo del documento. Consideraciones iniciales 21 2. CARACTERÍSTICAS DE LOS PRODUCTOS DE TELEDETECCIÓN Y SENSORES UTILIZADOS 23 MEMORIA TÉCNICA DE LA CUANTIFICACIÓN DE LA DEFORESTACIÓN HISTÓRICA NACIONAL –ESCALAS GRUESA Y FINA– 24 Los sistemas sensores ópticos de órbita polar han sido ampliamente utilizados para el monitoreo de la superficie de la Tierra en las últimas tres décadas. Sensores como Landsat (MSS, TM y ETM+) y SPOT (HRV y HRVIR) han sido específicamente diseñados (en cuanto a resolución espacial y espectral, principalmente) y puestos en órbita para apoyar las actividades de mapeo de coberturas. Sin embargo, su resolución temporal los hace altamente susceptibles a los efectos atmosféricos, especialmente en países ubicados en la franja inter-tropical donde existen áreas con coberturas de nubosidad persistentes a lo largo del año, tal como se presenta en la Figura 1 para el caso de Colombia. Figura 1. Promedio de cobertura de nubes a nivel mundial. Producto MODIS M3 periodo 2000-2008 Fuente: Kuntz R., 2009. Esta particularidad hace que el seguimiento de coberturas de la Tierra, y especialmente las relacionadas con Bosques naturales, a través del uso de imágenes de sensores remotos implique un alto nivel de especialización en el procesamiento digital que permita reducir Caracteríaticas de los productos de Teledetección y sensores utilizados 25 MEMORIA TÉCNICA DE LA CUANTIFICACIÓN DE LA DEFORESTACIÓN HISTÓRICA NACIONAL –ESCALAS GRUESA Y FINA– considerablemente los efectos atmosféricos nocivos, la conformación de equipos técnicos de alto nivel y alta disponibilidad de imágenes que facilite la reducción de las áreas sin información por nubosidad persistente. El uso de imágenes de satélite de baja resolución espacial, pero con una alta resolución temporal es una alternativa viable para el monitoreo de la cubiertas terrestres en términos de costos, área cubierta y disponibilidad de imágenes. Los sensores AVHRR (sistema NOAA), SeaWiFS (sistema OrbView 2), VEGETATION (sistema SPOT), MERIS (Sistema ENVISAT) y MODIS (sistemas Terra y Aqua) que permiten un cubrimiento global completo en pocos días. 2.1 SENSOR MODIS Abreviado de MODerate resolution Imaging Spectroradiometer -MODIS-, este sensor viaja a bordo de los satélites Terra (EOS-AM) y Aqua (EOS-PM)2, y hace parte de la iniciativa Sistema de Observación de la tierra -EOS- conducida por la NASA. Capta las radiaciones de la superficie de la Tierra y las almacena en diferentes productos. El satélite Terra, que lleva el MODIS, gira alrededor de la Tierra en una órbita polar descendente, la cual mantiene constantemente alineado el sensor con el sol, de tal manera que todos los días pasa sobre cada lugar casi a la misma hora local, cerca de las 10:30 a.m. (Justice et al., 2002); mientras que el Aqua gira en una órbita ascendente, cruzando el Ecuador a la 1:30 pm (Parkinson et al., 2003). Las principales características de las imágenes MODIS son que poseen una moderada resolución espacial que va desde los 250 metros hasta los 1000m en el nadir por píxel dependiendo de la longitud de onda captada (Justice et al., 2002), resolución radiométrica de 12 bit, resolución temporal entre 1-2 días en los trópicos mediante el uso de los sensores Terra y Aqua, y una resolución espectral de 36 bandas desde las regiones del visible hasta el infrarrojo térmico. (ver Tablas 1-3). Los productos de este sensor son aplicados principalmente a estudios atmosféricos, oceanográficos y terrestres, La información atmosférica recopilada por el sensor es utilizada para realizar correcciones de efectos atmosféricos tales como reducción de la dispersión y correcciones por contenido de aerosoles y ozono en otros productos del mismo sensor o incluso de otros sensores (Colditz R., 2007). De acuerdo con Guenther, et al, 2002, parte de la información espectral de reflexión y emisión captada por el sensor MODIS es apropiada para aplicaciones terrestres, tales como generación de índices de vegetación, mapeo de cobertura de la tierra o extracción de parámetros biogeofísicos (ver Tabla 1). 2 26 Puestos en órbita por la NASA en diciembre de 1999 y Mayo de 2002, respectivamente (Barnes et al. 2003). Tabla 1 Bandas espectrales del sensor MODIS utilizadas en aplicaciones terrestres Banda Abreviación Resolución espacial Longitud de onda (nm) Aplicación 1 VIS red 250 0.620 - 0.670 Clorofila, cobertura de la tierra 2 NIR 250 0.841 - 0.876 Clorofila, cobertura de la tierra 3 VIS blue 500 0.459 - 0.479 Diferencias entresuelo y vegetación, materiales suspendidos en agua. 4 VIS green 500 0.545 - 0.565 Verdor de la vegetación. 5 SWIR1 500 1.230 - 1.250 Diferencias en el follaje 6 SWIR2 500 1.628 - 1.652 Mapeo de vegetación 7 SWIR3 20 MIR1 1000 500 3.660 - 3.840 Temperatura de la superficie terrestre 2.105 - 2.155 Diferencias en el suelo 21 MIR2 1000 3.929 - 3.989 Fuegos y volcanes 22 MIR3 1000 3.929 - 3.989 Temperatura de la superficie terrestre 23 MIR4 1000 4.020 - 4.080 Temperatura de la superficie terrestre 29 TIR1 1000 31 TIR2 1000 10.780 - 11.280 Fuegos y volcanes, temperatura superficie terrestre. 32 TIR3 1000 11.770 - 12.270 Fuegos y volcanes, temperatura superficie terrestre. 8.400 - 8.700 Temperatura de la superficie terrestre Fuente: Colditz R., 2007. Las imágenes MODIS son de distribución gratuita y poseen una alta frecuencia de toma de los datos lo que facilita la selección y compilación de conjuntos de datos con calidades mínimas aceptables en cuanto a los problemas atmosféricos asociados a los sistemas de percepción pasivos. Este tipo de imágenes usa el sistema de proyección Sinusoidal y sistema de coordenadas planas, en un arreglo sistemático a manera de cuadricula de escenas (h, v) de 10 grados por 10 grados en el Ecuador. El territorio colombiano se encuentra cubierto por un total de 6 escenas, siendo la escena h10v08 la que tiene el mayor recubrimiento para el país, como se aprecia en la Figura 2. Figura 2. Distribución de las escenas MODIS Fuente: https://lpdaac.usgs.gov/lpdaac/products/modis_overview Caracteríaticas de los productos de Teledetección y sensores utilizados 27 MEMORIA TÉCNICA DE LA CUANTIFICACIÓN DE LA DEFORESTACIÓN HISTÓRICA NACIONAL –ESCALAS GRUESA Y FINA– 2.1.1 PRODUCTOS MODIS Las imágenes MODIS son procesadas a diferentes niveles, establecidos de acuerdo con la precisión obtenida en el proceso. Los productos obtenidos son puestos a disposición de la comunidad científica en un formato digital de tipo jerárquico (HDF, Masuoka et al., 1998) y utilizan una nomenclatura específica para cada uno. Los niveles de procesamiento de los productos MODIS se detallan en la Figura 3. El Nivel 1 corresponde a los productos originales (Raw) captado por el sensor, el Nivel 2 corresponde a variables geofísicas (radiancia, reflectancia) derivadas de la información original producidas a la misma resolución espacial y en la misma ubicación geográfica. El Nivel 2G de procesamiento corresponde al producto del Nivel 1 ajustado a una cuadrícula en un sistema de proyección uniforme (sinuisoidal); el Nivel 3 corresponde a las mismas variables geofísicas en compuestos temporales con diversas resoluciones espaciales, y el Nivel 4 a los productos finales del modelo. 28 Figura 3. Diagrama de flujo del procesamiento de productos MODIS para aplicaciones terrestres Fuente: Justice et al., 2002. Caracteríaticas de los productos de Teledetección y sensores utilizados 29 MEMORIA TÉCNICA DE LA CUANTIFICACIÓN DE LA DEFORESTACIÓN HISTÓRICA NACIONAL –ESCALAS GRUESA Y FINA– Desde la puesta en órbita de los satélites Terra y Aqua, se han producido diferentes versiones de estos conjuntos de datos, comúnmente conocidas como “colecciones”, de acuerdo con la evolución en el sistema de procesamiento, actualizándose todo el conjunto de datos cada vez que se genera una nueva colección (Colditz R., 2007). Este estudio está basado en el conjunto de datos de la colección 5. Estos productos están almacenados en el servidor de la LPDAAC según una nomenclatura que permite obtener rápidamente información sobre cada producto específico, por ejmplo, para una escena en Colombia: Imagen MOD09A1.A2007001.h10v08.005.2007076044732. hdf, donde: • MOD09A1. Nombre del producto MODIS, en este caso Superficie de Reflectancia para cada 8 Días, Nivel tres de procesamiento (L3), de cobertura global y resolución espacial de 500m. • A2007001. Fecha de adquisición de la imagen, utilizando el calendario Juliano con el formato Año/Día. • h10v08. Escena MODIS de acuerdo a la cuadricula establecida. • 005. Versión de la colección. • 2007076044732. Fecha de producción de la imagen, utilizando el calendario Juliano con el formato Año/Día/Hora/Minuto/Segundo. • .hdf. Formato digital del archivo, en este caso HDF-EOS. Superficie de Reflectancia MOD09 La medición apropiada de la reflexión de la Radiación Electromagnética con la superficie terrestre es un insumo fundamental para el mapeo de las coberturas terrestres. El producto de superficie de reflectancia MOD09 es calculado para todos los pixeles libres de nubes de una imagen MODIS que han aprobado el Nivel 1B de control de calidad. En general, se puede decir que la radiancia captada por el sensor es transformada a reflectancia de la superficie, esto es, sin tener en cuenta la dispersión y absorción atmosférica. Luego, se aplica el modelo 6S de transferencia radiativa para aplicar una corrección atmosférica completa, de acuerdo a lo propuesto por Vermote y Vermeulen en 1999. Esta superficie de reflectancia se produce originalmente para los datos diarios con nivel de procesamiento 2G, así como para los compuestos par cada 8 días a una resolución espacial de 250m (denominándose MOD09Q1) y 500m (denominándose MOD09A1). Las principales características de estos productos se presentan en las Tablas 2, 3 y 4. 30 Tabla 2. Características generales de los productos MODIS utilizados: Característica Cobertura Temporal Área cubierta MOD09A1 MOD09Q1 Febrero 24, 2000 - Febrero 24, 2000 10° x 10° lat/long 10° x 10° lat/long Tamaño de archivo ~64 MB ~72 MB Proyección Sinusoidal Sinusoidal Formato digital HDF-EOS HDF-EOS Dimensiones 2400 x 2400 filas/columnas 4800 x 4800 filas/columnas Resolución espacial 500 metros 250 metros Resolución espectral 7 2 Tabla 3. Características técnicas del producto MODIS MOD09A1 Bandas (13 HDF Layers) Unidad de medida Radiometría Rango Válido Factor de escala multiplicador Banda 1 (620–670 nm). Superficie de Reflectancia a 500m Reflectancia 16-bit signed integer -100–16000 0.0001 Banda 2 (841–876 nm). Superficie de Reflectancia a 500m Reflectancia 16-bit signed integer -100–16000 0.0001 Banda 3 (459–479 nm). Superficie de Reflectancia a 500m Reflectancia 16-bit signed integer -100–16000 0.0001 Banda 4 (545–565 nm). Superficie de Reflectancia a 500m Reflectancia 16-bit signed integer -100–16000 0.0001 Banda 5 (1230–1250 nm). Superficie de Reflectancia a 500m Reflectancia 16-bit signed integer -100–16000 0.0001 Banda 6 (1628–1652 nm). Superficie de Reflectancia a 500m Reflectancia 16-bit signed integer -100–16000 0.0001 Banda 7 (2105–2155 nm). Superficie de Reflectancia a 500m Reflectancia 16-bit signed integer -100–16000 0.0001 Banda 8. Calidad de la reflectancia. 500m. Bit 32-bit unsigned integer 0 –4294966531 na Banda 9. Angulo Solar en el Zenith. 500m. Grados 16-bit signed integer 0–18000 0.01 Banda 10. Angulo de visión en el Zenith. 500m. Grados 16-bit signed integer 0–18000 0.01 Banda 11. Ángulo Relativo de Azimuth. 500m. Grados 16-bit signed integer -18000–18000 0.01 Banda 12. State Flags. 500m. Bit 16-bit unsigned integer 0–57343 na Banda 13. Día de año. Día Juliano 16-bit unsigned integer 1–366 na Caracteríaticas de los productos de Teledetección y sensores utilizados 31 MEMORIA TÉCNICA DE LA CUANTIFICACIÓN DE LA DEFORESTACIÓN HISTÓRICA NACIONAL –ESCALAS GRUESA Y FINA– Tabla 4. Características técnicas del producto MODIS MOD09Q1 Bandas (3 HDF Layers) Unidad de medida Radiometría Rango Válido Factor de escala multiplicador Banda 1 (620–670 nm). Superficie de Reflectancia a 250m Reflectance 16-bit signed integer -100–16000 0.0001 Banda 2 (841–876 nm). Superficie de Reflectancia a 250m Reflectance 16-bit signed integer -100–16000 0.0001 Banda 3. Calidad de la reflectancia. 250m. Bit Field 16-bit unsigned integer 0–32767 na 2.2 PROGRAMA LANDSAT Inicialmente denominado como la serie de satélites Earth Resources Technology Satellites -ERTS-, el programa de percepción remota satelital Landsat comenzó oficialmente operaciones en 1972 con el lanzamiento del ERTS-1 (luego rebautizado como Landsat-1). Hasta el momento seis satélites de este programa han sido lanzados satisfactoriamente (Landsat 1-5 y el Landsat 7) entre 1972 y 1999, el sistema Landsat 6 experimentó fallas en su lanzamiento y no fue puesto en órbita. Las principales características técnicas de este programa se presentan en la Tabla 5. 2.2.1 SENSOR THEMATIC MAPPER -TM-. Este sensor fue desarrollado para las misiones 4 y 5 del programa Landsat, y son satélites que fueron puestos en órbita en ciclos repetitivos, de forma circular, helio-sincrónicas de tipo polar, programados para cruzar el Ecuador aproximadamente a las 9:45 a.m. cada día, lo cual resulta en que operacionalmente este subsistema (misiones 4 y 5) cuenta con un tiempo de revisita de entre 8 a 16 días, mejorando sustancialmente la disponibilidad de imágenes. El sensor TM fue diseñado para captar información espectral en seis bandas, cinco bandas en las longitudes de onda de reflexión solar y una sexta banda en la región termal de emisión. En términos generales, la estructura de las bandas espectrales del sensor TM está más relacionada con el comportamiento de la vegetación, permitiendo una mejor discriminación de este tipo de coberturas que el sensor MSS. Las bandas espectrales del verde y el rojo del sensor TM recogen un menor rango de longitud de onda que sus contrapartes del sensor MSS, permitiendo una mejor discriminación de la respuesta espectral de las cubiertas vegetales (Lillesand et al., 2004). Así mismo, el sensor TM posee bandas exclusivas para las regiones del infrarrojo cercano -NIR-, infrarrojo de onda corta -SWIR- e infrarrojo medio -MIR-, las cuales han demostrado ser las regiones espectrales más sensibles al vigor vegetal y estrés vegetal como se muestra en la Tabla 5. (Lillesand et al., 2004), respectivamente; lo cual le representa ventajas significativas para encontrar diferencias entre clases de coberturas en un proceso de clasificación digital de imágenes de media resolución. 32 Tabla 5. Características técnicas de los sensores del programa Landsat Sensor RBV Misión 1, 2 3 MSS 1–5 3 TM ETM ETM+ 4–5 6 7 Longitud de Onda (µ) Resolución espacial (m) Resolución radiométrica Origen Datos 0.475-0.575 80 6 bit Reflexión 0.58-0.68 80 6 bit Reflexión 0.69-0.83 80 6 bit Reflexión 0.505-0.750 30 6 bit Reflexión 0.5-0.6 79/82 8 bit Reflexión 0.6-0.7 79/82 8 bit Reflexión 0.7-0.8 79/82 8 bit Reflexión 0.8-1.1 79/82 8 bit Reflexión 10.4-12.6 240 8 bit Reflexión 0.45-0.52 30 8 bit Reflexión (azul) 0.52-0.60 30 8 bit Reflexión (verde) 0.63-0.69 30 8 bit Reflexión (rojo) 0.76-0.90 30 8 bit Reflexión (NIR) 1.55-1.75 30 8 bit Reflexión (SWIR) 10.4-12.5 120 8 bit Emisión (T) 2.8 -2.35 30 8 bit Reflexión (MIR) Las mismas bandas del TM 30 (120 en la banda termal) 8 bit Emisión Plus 0.5 - 0.90 15 8 bit Reflexión Las mismas bandas del TM 30 (60 en la banda termal) 8 bit Emisión 8 bit Reflexión Plus 0.5 - 0.90 15 Fuente: Adaptado de Lillesand et al., 2004. 2.2.2 SENSOR ENHANCED THEMATIC MAPPER PLUS -ETM+Este sensor fue desarrollado para la misión 7 del programa Landsat. Contiene ocho bandas espectrales con una resolución espacial de +/- 30m para las bandas 1-5 y la banda 7, mientras que la resolución espacial para las bandas 61 y 62 (bandas del infrarrojo térmico) es de 60m. Adicionalmente provee una banda pancromática (banda 8) con 15 metros de resolución espacial. El tamaño de la escena es de aproximadamente 170 km en dirección norte-sur y 183 km en dirección este-oeste (ver Tabla 5). La Figura 4, presenta la respuesta espectral de las bandas del azul, rojo e infrarrojo cercano del sensor ETM+ comparada con las respuestas espectrales captadas por sensores remotos de baja resolución espacial como MERIS, MODIS y SeaWiFS, encontrándose que el ancho de banda captado por estos sensores es menor que el captado por el Landsat 7, es decir, la banda llamada “azul” en el sensor Landsat 7 incorpora parte de la longitud de onda del verde y la banda llamada “infrarrojo cercano” tiene el doble de ancho reportada para estos otros sensores (JRC, 2008). Caracteríaticas de los productos de Teledetección y sensores utilizados 33 MEMORIA TÉCNICA DE LA CUANTIFICACIÓN DE LA DEFORESTACIÓN HISTÓRICA NACIONAL –ESCALAS GRUESA Y FINA– Figura 4 Respuesta espectral de los sensores LANDSAT 7 ETM+ (línea continua), MODIS (línea punteada), MERIS (línea de guiones) y SeaWiFS para las banda espectrales del azul, rojo e infrarrojo cercano Fuente: JRC, 2008 Esta situación supone que ciertos análisis realizados con este tipo de imágenes (Landsat 7) podrían no explicar de la misma manera que las imágenes de las misiones predecesoras el comportamiento y desarrollo de la vegetación. Por lo tanto es necesario tener en cuenta 34 estas diferencias y su influencia en los resultados de los procesos de clasificación digital de estos tipos de imágenes, aparentemente equivalentes. 3. COBERTURA Y USO DE LA TIERRA Elección de un conjunto de los modelos alométricos para estimar la biomasa aérea en bosques naturales en colombia 35 De acuerdo con la Guía de las Buenas Prácticas formulada por el IPCC (2003, 2006), para estimar las existencias de carbono y las emisiones de GEI, es necesario tener información relacionada con el área de superficie y los datos de contenido de biomasa correspondientes a las diferentes categorías de usos de la tierra que se puedan identificar. En esta línea, el IPCC recomienda seis categorías generales de uso de la tierra, a partir de las cuales, posteriormente, se pueden realizar estratificaciones por tipo de clima o zona ecológica. A grandes rasgos, la estratificación se refiere a la división de cualquier paisaje heterogéneo en distintos estratos sobre la base de algún factor de agrupación común (GOFC-GOLD 2009). Para el caso particular de la Reducción de las Emisiones provenientes de la Deforestación y Degradación -REDD, se recomienda realizar estratificaciones usando como factor de agrupación las existencias de carbono en la vegetación. Esto permitirá asociar para un área determinada, las emisiones de dióxido de carbono producidas por la deforestación o degradación de los bosques. En Colombia, el mapa de Cobertura y Uso de la Tierra en Colombia está basado en la adaptación del estándar europeo CORINE3 Land Cover, realizada en conjunto por 13 instituciones públicas bajo la coordinación técnica del Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales - IDEAM y el Instituto Geográfico Agustín Codazzi - IGAC (IDEAM, IGAC, IAvH, SINCHI, UAESPNN, INVEMAR y UPTC. En prensa). El mapa de cobertura de la tierra, se elabora con base en una leyenda de 63 clases (ver Tabla 6) basada en la interpretación visual asistida por computador de imágenes Landsat TM y Landsat ETM+ a una escala de 1:100.000 y con una unidad mínima de mapeo de 6,25 - 25 ha. Para los propósitos de la cuantificación de la deforestación histórica en Colombia a escala nacional se utiliza una leyenda de coberturas de la tierra (principalmente vegetales), constituida por 14 clases de cobertura de la Tierra y basada en la adaptación para Colombia de la leyenda de CORINE Land Cover -CLC Colombia-, en sus niveles I y II. Esta propuesta permite realizar diferentes análisis del proceso de deforestación, es decir, un análisis del tipo Bosque/No Bosque pero también será útil para interpretar el cambio de coberturas boscosas a otros tipos de coberturas de la Tierra. La Tabla 7 presenta el componente de cobertura de la Tierra utilizada como leyenda en la cuantificación de la deforestación. 3 CORINE Land Cover hace parte de un esfuerzo pan-europeo para el mapeo consistente y continuo de la cobertura de la Tierra en Europa. Cobertura y uso de la tierra 37 MEMORIA TÉCNICA DE LA CUANTIFICACIÓN DE LA DEFORESTACIÓN HISTÓRICA NACIONAL –ESCALAS GRUESA Y FINA– Tabla 6 Leyenda Nacional de cobertura de la Tierra – Colombia LEYENDA NACIONAL DE COBERTURAS DE LA TIERRA – COLOMBIA 1. TERRITORIOS ARTIFICIALIZADOS 3. BOSQUES Y AREAS SEMI NATURALES 1.1 Zonas urbanizadas 3.1 Bosques 1.1.1 Tejido urbano continuo 3.1.1 Bosque denso 1.1.2 Tejido urbano discontinuo 3.1.1.1.1 Bosque denso alto de tierra firme 1.2 Zonas industriales o comerciales y redes de 3.1.1.1.2 Bosque denso alto inundable comunicación 1.2.1 Zonas industriales o comerciales 3.1.1.2.1 Bosque denso bajo de tierra firme 1.2.2 Redes varias, ferroviarias y terrenos asociados 3.1.1.2.2 Bosque denso bajo inundable 1.2.3 Zonas portuarias 3.1.2 Bosque abierto 1.2.4 Aeropuertos 3.1.2.1.1 Bosque abierto alto de tierra firme 1.2.5 Obras hidráulicas 3.1.2.1.2 Bosque abierto alto inundable 1.3 Zonas de extracción mineras y escombreras 3.1.2.2.1 Bosque abierto bajo de tierra firme 1.3.1 Zonas de extracción minera 3.1.2.2.2 Bosque abierto bajo inundable 1.3.2 Zonas de disposición de residuos 3.1.3 Bosque natural fragmentado 1.3.3 Zonas verdes artificializadas, no agrícolas 3.1.4. Bosque de galería y/o ripario 1.3.4 Zonas verdes urbanas 3.1.5. Bosque no plantado 1.3.5 Instalaciones recreativas 3.2 Áreas con vegetación herbácea y/o arbustiva 2. TERRITORIOS AGRÍCOLAS 3.2.1.1 Herbazal denso 2.1 Cultivos transitorios 3.2.1.1.1.1 Herbazal denso de tierra firme no arbolado 2.1.1 Otros cultivos transitorios 3.2.1.1.1.2 Herbazal denso de tierra firme arbolado 2.1.2 Cereales 3.2.1.1.1.3 Herbazal denso de tierra firme con arbustos 2.1.3 Oleaginosas y leguminosas 3.2.1.1.2.1 Herbazal denso inundable no arbolado 2.1.4 Hortalizas 3.2.1.1.2.2 Herbazal denso inundable arbolado 2.1.5 Tubérculos 3.2.1.1.2.3 Arracachal 2.2 Cultivos permanentes 3.2.1.1.2.4 Helechal 2.2.1 Cultivos permanentes herbáceos 3.2.1.2 Herbazal abierto 2.2.1.1 Otros cultivos permanentes herbáceos 3.2.1.2.1 Herbazal abierto arenoso 2.2.1.2 Caña 3.2.1.2.2 Herbazal abierto rocoso 2.2.1.3 Plátano y banano 3.2.2.1 Arbustal denso 2.2.1.4 Tabaco 3.2.2.2 Arbustal abierto 2.2.1.5 Papaya 3.2.3 Vegetación secundaria o en transición 2.2.1.6 Amapola 3.3 Áreas abiertas, sin o con poca vegetación 2.2.2 Cultivos permanentes arbustivos 3.3.1 Zonas arenosas naturales 2.2.2.1 Otros cultivos permanentes arbustivos 3.3.1 Zonas arenosas naturales 2.2.2.2 Café 3.3.3 Tierras desnudas y degradadas 2.2.2.3 Cacao 3.3.4 Zonas quemadas 2.2.2.4 Viñedos 3.3.5 Zonas glaciares o nivales 2.2.2.4 Coca 4. AREAS HUMEDAS 2.2.3 Cultivos permanentes arbóreos 4.1 Áreas húmedas continentales 2.2.3.1 Otros cultivos permanente arbóreos 4.1.1 Zonas Pantanosas 2.2.3.2 Palma de aceite 4.1.2 Turberas 38 2.2.3.3 Cítricos 4.1.3 Vegetación acuática sobre cuerpos de agua 2.2.3.4 Mango 4.2 Áreas húmedas costeras 2.2.4 Cultivos agroforestales 4.2.1 Pantanos costeros 2.2.5 Cultivos confinados 4.2.2 Salitral 2.3 Pastos 4.2.3 Sedimentos expuestos en bajamar 2.3.1 Pastos limpios 5. SUPERFICIES DE AGUA 2.3.2 Pastos arbolados 5.1 Aguas continentales 2.3.3 Pastos enmalezados o enrastrojados 5.1.1 Ríos (50 m) 2.4 Áreas agrícolas heterogéneas 5.1.2 Lagunas, lagos y ciénagas Artificiales 2.4.1 Mosaico de cultivos 5.1.3 Canales 2.4.2 Mosaico de pastos y cultivos 5.1.4 Cuerpos de agua artificiales 2.4.3 Mosaico de cultivos, pastos y espacios naturales 5.2 Aguas marítimas 2.4.4 Mosaico de pastos con espacios naturales 5.2.1 Lagunas costeras 2.4.5 Mosaico de cultivos y espacios naturales 5.2.2 Mares y océanos 5.2.3 Estanques para acuicultura marina Fuente: IDEAM, IGAC, IAvH, SINCHI, UAESPNN y Cormagdalena, 2010 Tabla 7 Leyenda de coberturas de la Tierra utilizada para la estimación de Deforestación en Colombia CLC Colombia Nivel I Nivel II Análisis deforestación Nivel III Áreas urbanizadas Territorios Artificializados y otras áreas artificializadas Territorios Agrícolas Cultivos transitorios No Bosque Cultivos permanentes No Bosque Pastos No Bosque Áreas agrícolas heterogéneas (mosaicos). No Bosque Bosque Natural Bosque Plantación forestal No Bosque Áreas con vegetación Herbácea No Bosque Áreas con vegetación Herbácea Áreas con vegetación arbustiva y/o Arbustiva No Bosque Bosques Áreas Naturales y Semi-Naturales No Bosque Vegetación secundaria o en transición No Bosque Zonas quemadas Áreas abiertas sin o con poco Otras áreas sin vegetación vegetación No Bosque Humedales Vegetación acuática No Bosque Superficies de agua Superficies de agua No Bosque No Bosque Fuente: Cabrera, et al. IDEAM, 2011a Nota: En letra cursiva están resaltadas las 14 clases utilizadas en la tipificación de coberturas para este ejercicio y para los cálculos de contenidos de biomasa que se hicieron posteriormente. Cobertura y uso de la tierra 39 4. METOLOGÍA Elección de un conjunto de los modelos alométricos para estimar la biomasa aérea en bosques naturales en colombia 41 4.1 DEFORESTACIÓN HISTÓRICA NACIONAL ESCALA GRUESA El proceso metodológico para la generación de los mapas de coberturas de bosque y zonas de deforestación activa a nivel nacional se desarrolló de forma general en tres grandes fases (ver Figura 5): a. Fase 1. Preparar o pre-procesar las imágenes con el fin de aprestarlas para el procesamiento. b. Fase 2. Se procesan las imágenes utilizando la herramienta automatizada de clasificación CLASlite®. c. Fase 3. Los resultados obtenidos en la segunda fase son ajustados para la obtención de la información de cambio en la cobertura boscosa para determinar zonas deforestadas. Metodología 43 MEMORIA TÉCNICA DE LA CUANTIFICACIÓN DE LA DEFORESTACIÓN HISTÓRICA NACIONAL –ESCALAS GRUESA Y FINA– Figura 5. Esquema metodológico implementado para la cuantificación de la deforestación histórica a escala gruesa . 4.1.1 SELECCIÓN DE LOS RECURSOS Y TÉCNICAS DE PERCEPCIÓN REMOTA De acuerdo con los propósitos de escala establecidos para este ejercicio y la disponibilidad de imágenes de sensores remotos aplicables a estudios de mapeo de coberturas de la Tierra, se optó por el uso de imágenes de baja resolución espacial, alta resolución espectral y radiométrica como las imágenes MODIS, específicamente de los productos MOD09A1 y MOD09Q1, seleccionados como el insumo de teledetección (una descripción más detallada se presenta en el capítulo dos “Características de los productos de Teledetección 44 y sensores utilizados”). La Figura 6 presenta la distribución de escenas MODIS para Colombia. La deformación de la cuadricula de escenas es debida a la re-proyección de las imágenes originales (en sistema Sinuisoidal) al sistema oficial de proyección y coordenadas para Colombia (Transversa de Mercator, Magna SIRGAS). Figura 6. Distribución escenas MODIS para Colombia Fuente: Este estudio Metodología 45 MEMORIA TÉCNICA DE LA CUANTIFICACIÓN DE LA DEFORESTACIÓN HISTÓRICA NACIONAL –ESCALAS GRUESA Y FINA– 4.1.2 DESCARGA DE DATOS Los productos MODIS pueden ser descargados de diferentes maneras a través de diversos portales de información geoespacial. Para este ejercicio se utilizó el dispuesto por el Servicio Geológico de los Estados Unidos -USGS4- y la NASA a través del portal web Land Processes Distributed Active Archive Center -LPDAAC-, cuyo enlace es https://lpdaac.usgs. gov/lpdaac/get_data. Este portal permite utilizar cuatro herramientas desarrolladas para la descarga y pre-procesamientos de productos MODIS: • WIST. NASA Warehouse Inventory Search Tool, es un aplicativo web que permite la búsqueda y solicitud de los productos a través de criterios establecidos, tales como tipo de producto (tierra, atmosfera, criósfera, etc.), fecha de adquisición, localización, etc. https://wist.echo.nasa.gov/wist-bin/api/ims.cgi?mode=MAINSRCH&JS=1 • Glovis. USGS Global Visualization Viewer, es una herramienta en-línea para la búsqueda y solicitud de imágenes de sensores remotos, permite acceder a los catálogos de imágenes Landsat7ETM+, Landsat4/5 TM, Landsat1-5 MSS, EO-1 Hyperion, MRLC, Aster TIR, Aster VNIR y productos MODIS. http://glovis.usgs.gov/. • Data Pool. Es el banco de datos del LPDAAC, es una conexión vía FTP pública que permite el acceso a los archivos digitales de imágenes Aster y MODIS (Terra y Aqua), todos los datos contenidos en esta conexión son de libre distribución. Las imágenes están en formato HDF-EOS, acompañados del archivo de metadato (en formato XML) y una vista previa de la imagen (en formato JPG). ftp://e4ftl01u.ecs.nasa.gov/MOLT/. • MRTWeb. Es una herramienta en-línea desarrollada específicamente para la búsqueda y solicitud de imágenes MODIS que combina las funcionalidades del visualizador Glovis con las herramientas de pr-procesamiento del MODIS Reprojection Tool -MRT-. http://mrtweb.cr.usgs.gov/. Se utilizaron las opciones de descarga WIST y Data Pool, a través del desarrollo de un script5 para la descarga automatizada de los productos MODIS seleccionados. 4.1.3 FASE DE PRE-PROCESAMIENTO Esta fase incluye todos los procedimientos necesarios para preparar y disponer adecuadamente las imágenes descargadas para ser procesadas y utilizadas en el proceso de estimación de la tasa preliminar de deforestación para Colombia. Tal como se muestra en la Figura 5, incluye entre otros procesos: 4 5 46 Por sus siglas en Inglés, United States Geological Service. Este script fue desarrollado por la oficina del CIAT en Colombia (Palmira, Valle del Cauca), originalmente para la descarga de productos MODIS MOD13A, y modificado para descarga de los productos MOD09A1 y MOD09Q1. • Conversión de formato. Los archivos descargados del portal Web LPDAAC de la USGS están en el formato original asignado por el sensor (HDF-EOS), para ser posible su procesamiento deben ser convertidos a formatos compatibles con los programas de procesamiento digital de imágenes. En este caso fueron transformados a formato TIFF georreferenciado, conservando su proyección sinusoidal. • Generación de los archivos de trabajo (Layer stack). Esta actividad permite fusionar los productos MODIS MOD09A1 y MOD09Q1 en un único archivo con una resolución espectral de 7 bandas (las dos primeras corresponden al producto MOD09Q1 y las cinco restantes a las cinco bandas finales del producto MOD09A1), con una resolución espacial de 250 m. Este proceso se realizó en el software de procesamiento ERDAS Imagine® 9.3. • Selección de mejores imágenes. El sensor MODIS por ser un sistema pasivo de captura de imágenes es muy sensible a las condiciones atmosféricas del momento de la captura de la imagen, por lo cual se hace necesario identificar y escoger de manera muy cuidadosa aquellas imágenes (o sectores de las imágenes) que permitan obtener la mayor superficie posible con las menores coberturas de nubosidad posibles. • Re-proyección. Los archivos descargados del servidor de la NASA están en un sistema de proyección y de coordenadas adecuado para el trabajo con datos globales (proyección sinusoidal y sistema de coordenadas planas), para poder utilizar estos productos para aplicaciones nacionales o sub-nacionales, es necesario realizar un proceso de re-proyección, al sistema de proyección UTM zona 18 Norte y sistema de coordenadas planas. Este proceso se realiza en el software de procesamiento ArcGIS® 9.3. • Preparación de las imágenes para el procesamiento en CLASlite. Finalmente, en este proceso debe asegurarse que los datos estén dispuestos espectralmente de acuerdo a la estructura de librerías espectrales implementadas en el algoritmo de CLASlite®, para lo cual se reorganizan las bandas espectrales de acuerdo a su posición en el espectro electro-magnético6. Así, los archivos de trabajo finales se estructuran en el siguiente orden 3, 4, 1, 2, 5, 6 y 7 (estos números corresponden a la numeración original de las bandas en los productos MODIS utilizados). Este proceso se realiza en el software de procesamiento ERDAS Imagine 9.3. 4.1.4 FASE DE PROCESAMIENTO Esta fase hace referencia al procesamiento digital de las imágenes pre-procesadas, con el programa de clasificación a nivel de subpixel denominado CLASlite®7, desarrollado por el Instituto Carnegie vinculado a la Universidad de Stanford (USA) con el apoyo de la Fun dación Gordon y Betty Moore, y de la Fundación John D. y Catherine T. MacArthur. Esta 6 7 Representación gráfica de las diversas regiones espectrales, de acuerdo a su longitud de onda (tamaño), desde las longitudes de onda más cortas (p.e. rayos X) hasta las longitudes de onda más largas (p.e. ondas de radio). Versión ligera del Carnegie Landsat Analyst System -CLAS-. Metodología 47 MEMORIA TÉCNICA DE LA CUANTIFICACIÓN DE LA DEFORESTACIÓN HISTÓRICA NACIONAL –ESCALAS GRUESA Y FINA– herramienta ha sido desarrollada para la identificación automatizada de la deforestación y la degradación del bosque a través del uso de imágenes de sensores remotos satelitales. La versatilidad de este programa especializado de computo es determinar uno de los componentes de la estructura del bosque tropical, la “cobertura fraccional“ de la vegetación fotosintética (VF), de la vegetación no-fotosintética (VNF) y de las superficies descubiertas (S) (Asner et al., 2009), que son los principales conjuntos de información que pueden ser extraídos con el uso de imágenes de sensores remotos satelitales. La Figura 7 resume el flujo metodológico del sistema de procesamiento digital aplicado por CLASlite® a las imágenes de sensores remotos satelitales, el cual se puede sintetizar en los siguientes procesos: • Calibración radiométrica y corrección atmosférica de la imagen(es). Este proceso convierte la información por pixel de niveles digitales -ND- a Radiancia captada por el sensor. Luego, implementando la corrección atmosférica Second Simulation of the Satellite Signal in the Solar Spectrum -6S- desarrollada a partir del trabajo de Vermote y colaboradores en 1997, se transforma la radiancia captada a niveles de reflectancia de las coberturas. Figura 7 Metodología de procesamiento de CLASlite®. Fuente: Asner et al., 2009. 48 • Descomposición de los pixeles de la imagen en coberturas fraccionales a nivel de subpixel de la vegetación fotosintética (VF), vegetación no-fotosintética o senescente (VNF) y las superficies descubiertas (S). CLASlite® cuenta con tres8 librerías espectrales para convertir los niveles de reflectancia por pixel de las coberturas captadas por el sensor en información ecológicamente relevante que represente la variación general de las propiedades del dosel de la vegetación y el suelo (Asner et al., 2009). De igual forma, el aplicativo incluye un submodelo central denominado Automated Monte Carlo Unmixing -AutoMCU- (Asner y Heidebrecht, 2002; Asner et al., 2004) el cual permite realizar un análisis cuantitativo de la cobertura fraccional (0-100%) de la VF, VNF y S contenida en cada pixel de la imagen analizada. • Enmascaramiento de nubes y cuerpos de agua. Permite sustraer de la imagen, los errores causados por nubes, neblina atmosférica, cuerpos de agua y otros artefactos debidos a perturbaciones atmosféricas en la señal enviada y recibida por el satélite y que son muy comunes en imágenes satelitales. • Clasificación de la imagen en coberturas de Bosque/No-Bosque, deforestación y perturbación. A partir de un umbral determinado en las coberturas fraccionales de VF, VNF y S el sistema de clasificación obtiene mapas de Bosque/No-Bosque para la imagen(es) analizada. Específicamente, CLASlite® está configurado para utilizar un umbral >80% en la cobertura fraccional de VF para identificar áreas boscosas, considerándose todo lo demás como áreas de No-Bosque, ya que este programa fue desarrollado para bosques tropicales de tierras bajas, donde este umbral permite identificar satisfactoriamente casi la totalidad de las áreas boscosas. • Sin embargo, este procedimiento no podría aplicarse directamente para otros tipos diferentes de bosques tropicales, ya que sus respuestas espectrales no estarían incluidas en las librerías incorporadas en el programa. Por este motivo, para el caso del ejercicio desarrollado en Colombia, el procesamiento automatizado se detiene en la separación de VF, VNF y S antes de su clasificación en Bosque / No bosque.. 4.1.5 FASE DE GENERACIÓN DE INFORMACIÓN Esta fase incluye todos los procedimientos necesarios para generar la información sobre la extensión total de las coberturas de bosque en los años 2000 y 2007 y a partir de estos resultados se genera la identificación de las zonas de deforestación activa y la estimación de una tasa indicativa de deforestación para Colombia. Esta fase incluye entre otros procesos: • 8 Conversión de formato. Los mapas de cobertura fraccional son generados por CLASlite® en el formato ENVI® (*.hdr, debido a que la aplicación fue desarrollada en lenguaje de programación IDL®). Para ser posible su manipulación deben ser convertidos a formatos compatibles con los programas SIG disponibles, en este caso fueron transformados a formato TIFF georreferenciado que puede ser desplegado y manipulado en programas como ERDAS Imagine 9.3® ó ArcGIS 9.3®. La librería espectral de VF fue obtenida a partir de señales captadas por el sensor aéreo HYPERION (Ungar et al., 2003), las librerías de VNF y S fueron obtenidas a partir de espectro-radiómetros de campo. En conjunto estas tres librerías recogen más de 230.000 observaciones. (Asner et al., 2009) Metodología 49 MEMORIA TÉCNICA DE LA CUANTIFICACIÓN DE LA DEFORESTACIÓN HISTÓRICA NACIONAL –ESCALAS GRUESA Y FINA– 50 • Ajustes a los umbrales de detección de bosque. A partir de los productos obtenidos de CLASlite® (mapas de cobertura fraccional) y a través de la modificación manual de los umbrales entre las clases Vegetación Fotosintética (Bosque) y Vegetación No Fotosintética / Suelo desnudo (No Bosque) se obtienen mapas de Bosque/No Bosque para el 88% de la superficie continental del país. Este proceso se realiza en el software de procesamiento ArcGIS 9.3®. • Empalme de resultados por escena. Las modificaciones a los umbrales de detección de bosque generan como resultado varias imágenes para cada escena. En esta etapa se realiza un empalme de estos resultados y se obtiene una cobertura de Bosque/No Bosque por escena. Este proceso se realiza en el software de procesamiento ERDAS Imagine 9.3®. • Mosaicos de coberturas de Bosque/No Bosque para los años 2000 y 2007. A partir de las coberturas de Bosque/No Bosque por escena se genera un mosaico de Bosque /No Bosque para todo el país. Este proceso se realiza en el software de procesamiento ERDAS Imagine 9.3®. • Revisión y ajustes de los mosaicos generados. Se realiza una verificación de los resultados de los mosaicos de cobertura para 2000 y 2007. En esta etapa se utiliza la información del mapa nacional de coberturas CORINE Land Cover a escala 1:100.000 para eliminar de los mosaicos áreas que no correspondan a coberturas de bosque y que hayan sido clasificadas por CLASlite® como bosque. Esta situación se puede presentar por ejemplo con cultivos de palma africana, plantaciones forestales y cultivos de frutales cuya respuesta espectral es muy similar a la de los bosques. Este proceso se realiza en el software de procesamiento ERDAS Imagine 9.3®. • Depuración de resultados. Una vez revisados los mosaicos de cobertura para 2000 y 2007 se realiza una depuración de los resultados utilizando como base las imágenes pre-procesadas, recodificándose algunos pixeles erróneamente clasificados. Este proceso se realiza en el software de procesamiento ERDAS Imagine 9.3®. • Detección de cambios de la cobertura de bosque entre los años 2000 y 2007. Finalmente con los productos depurados de cobertura para los años 2000 y 2007 se realiza un proceso de superposición temática para obtener la superficie de cambio de la cobertura de bosque en el periodo 2000-2007. Este proceso se realiza en el software de procesamiento ERDAS Imagine 9.3®. • Revisión y ajustes. El proceso de detección de cambios puede evidenciar algunos posibles problemas en la conformación de los mosaicos de coberturas, e identificar la necesidad de generalización, como es el caso de las eliminaciones. En este caso se aplicó un proceso de eliminación de información con tamaño igual a un pixel, a fin de “limpiar” los resultados finales. Este proceso se realiza en el software de procesamiento ERDAS Imagine 9.3®. • Estimación de la tasa de deforestación. Finalmente, una vez revisada la información de cambio, se procede a identificar las zonas de deforestación activa y estimar una tasa indicativa de deforestación de Colombia para el periodo 2000-2007. 4.1.6 FASE DE DOCUMENTACIÓN DEL PROCESO Finalmente, se procede a realizar la documentación del proceso, mediante la elaboración de un informe técnico y una presentación de diapositivas que permitan mostrar los pasos metodológicos y los principales resultados del proceso, así como la documentación de los productos geográficos a través de la generación de metadatos siguiendo los estándares nacionales. 4.2 DEFORESTACIÓN HISTÓRICA NACIONAL ESCALA FINA El proceso metodológico para la generación de información sobre deforestación histórica a nivel nacional escala fina, también se desarrolló de forma general en tres grandes fases. La Figura 8 muestra un esquema general de los procedimientos. a. Fase 1. Orientada a la preparación o pre-procesamiento de las imágenes con el fin de aprestarlas para el procesamiento. b. Fase 2. Destinada al procesamiento digital de las imágenes, utilizando herramientas automatizadas de clasificación y ajustes a través de algoritmos clásicos de procesamiento. c. Fase 3. Los resultados obtenidos en la segunda fase son ajustados para la obtención de la información sobre deforestación histórica y los cambios en la cobertura boscosa para determinar la transformación de esta cobertura. Metodología 51 MEMORIA TÉCNICA DE LA CUANTIFICACIÓN DE LA DEFORESTACIÓN HISTÓRICA NACIONAL –ESCALAS GRUESA Y FINA– Figura 8 Esquema metodológico implementado para la cuantificación de la deforestación histórica escala fina 4.2.1 SELECCIÓN DE LOS RECURSOS Y TÉCNICAS DE PERCEPCIÓN REMOTA De acuerdo con los propósitos de escala establecidos para este ejercicio y la disponibilidad de imágenes de sensores remotos aplicables a estudios de mapeo de coberturas de la Tierra a escala nacional fina, se optó por el uso de imágenes de media resolución espacial, media resolución espectral y radiométrica. Las imágenes del programa Landsat (sensores 52 TM y ETM+) fueron seleccionadas como el insumo de teledetección para la generación de información sobre deforestación histórica a nivel nacional (Escala fina)9. Se aplica una metodología semi-automatizada con ajustes a criterio de intérprete para la generación de los mapas de cobertura Bosque/No Bosque y la identificación del cambio de la cobertura de Bosque a otras coberturas de la Tierra. Figura 9. Distribución escenas Landsat para Colombia Fuente: este estudio 9 Una descripción más detallada se presenta en Cabrera et al, IDEAM, 2011b donde se muestra el marco conceptual y los criterios para la selección y la utilización de imágenes de sensores remotos en la cuantificación de la deforestación y estimación del almacenamiento de carbono Metodología 53 MEMORIA TÉCNICA DE LA CUANTIFICACIÓN DE LA DEFORESTACIÓN HISTÓRICA NACIONAL –ESCALAS GRUESA Y FINA– 4.2.2 SELECCIÓN DEL TIPO DE IMAGEN Y DE LOS CONJUNTOS DE IMÁGENES A PROCESAR Los criterios contemplados para la selección de las imágenes incluyen la disponibilidad y accesibilidad de las imágenes Landsat (TM y ETM+) en los diferentes repositorios de datos (nacionales o internacionales), los cuales generalmente son de libre distribución. Los antecedentes del uso de este tipo de imágenes en el país son amplios (IDEAM, 2002; IAvH, 2004, IAvH 2004a; Sinchi, 2005; IDEAM et al., 2007), por lo que se cuenta con un adecuado nivel de experiencia en su manejo, y permite la recopilación de conjuntos homogéneos para algunos periodos de tiempo. El análisis de la deforestación histórica se realizó para cuatro momentos en el tiempo: 1990, 2000, 2005 y 2010, esta periodicidad establece un marco temporal de referencia adecuado para la identificación y selección de imágenes de sensores remotos de altas calidades para la generación de información temática. Los principales criterios para su selección fueron: 54 • Porcentaje con cobertura de nubosidad. Se refiere al porcentaje de área de la imagen ocupada por coberturas de nubes o sombras de nube. Corresponde a un valor entre 0 y 100% asignado por USGS. Para este ejercicio se prefieren imágenes con coberturas de nubes menores al 20%. Sin embargo, de acuerdo a las particularidades del área analizada, la localización de las áreas con nubes y la disponibilidad de imágenes se podrán utilizar imágenes hasta con el 50%. • Calidad. Está referido a un indicador de la calidad técnica de los datos (presencia de errores radiométricos, efectos nocivos, etc.). Corresponde a un valor entre 0 y 9 asignado por USGS. Se prefieren imágenes con calidades mayores o iguales a 7. • Fecha. Se refiere a la fecha de adquisición de las imágenes a utilizar. Como se mencionó al inicio del documento, Colombia por su localización en el área de Confluencia Intertropical presenta altos porcentajes nubosidad a lo largo del año, lo que dificulta procesos de observación de la Tierra a través de sensores ópticos. Se prefiere usar imágenes con la menor diferencia temporal posible, y de acuerdo a disponibilidad para cada temporada climática (Época seca - Época húmeda). Para este ejercicio se definió la siguiente temporalidad para la selección de imágenes: – Periodo 1990. Se prefiere utilizar imágenes entre el 01-01-1987 y 12-31-1992. De acuerdo a disponibilidad para cada temporada climática, se selecciona al menos una imagen de época seca y al menos una imagen época húmeda. – Periodo 2000. Se prefiere utilizar imágenes entre el 01-01-1997 y 12-31-2003. De acuerdo a disponibilidad para cada temporada climática, se selecciona al menos una imagen de época seca y al menos una imagen época húmeda. – Periodo 2005. Se prefiere utilizar imágenes entre el 01-01-2004 y 12-31-2007. De acuerdo a disponibilidad para cada temporada climática, se selecciona al menos una imagen de época seca y al menos una imagen época húmeda. – Periodo 2010. Se prefiere utilizar imágenes entre el 01-01-2009 y 31-03-2011. De acuerdo a disponibilidad para cada temporada climática, se selecciona al menos una imagen de época seca y al menos una imagen época húmeda. Sin embargo, es importante considerar que las imágenes Landsat ETM+ de fecha posterior a marzo de 2003 presentan errores debido a una falla del sensor, que genera en las imágenes áreas sin información a manera de bandas o “gaps”. Este criterio debe ser tenido en cuenta, por lo cual se propone el uso alternativo de otras imágenes similares en el caso de presentarse áreas sin cubrimiento de imágenes Landsat, o el uso de múltiples imágenes del sensor ETM+ para el cubrimiento de estas bandas (Cabrera et al, IDEAM, 2011b). El conjunto de imágenes a procesar cubre el 100% del territorio continental colombiano. Debido al tamaño de los territorios insulares y en relación con la escala de trabajo, no se realiza el seguimiento de los bosques en estas áreas. Una vez determinados estos criterios se estableció la disponibilidad de imágenes en los diferentes repositorios de imágenes de sensores remotos. Repositorios Nacionales Se revisaron los listados de imágenes disponibles en el Banco Nacional de Imágenes -BNIe instituciones públicas nacionales que pudiesen tener disponibilidad de imágenes aún no reportadas al BNI o que dadas sus condiciones de calidad no hayan sido cargadas en este, a saber: • Banco Nacional de imágenes de Satélite -BNI- Administrado por la Subdirección de Geografía y Cartografía del IGAC. • Proyecto Sistema de Información para el Monitoreo de Cultivos de uso Ilícito en Colombia. Administrado por el Proyecto SIMCI II con el auspicio de UNODC. • Instituto de Investigaciones Amazónicas -SINCHI-. Repositorios Internacionales Dado que con la búsqueda en los repositorios nacionales no se logró un cubrimiento del 100%, o que la calidad de las imágenes encontradas no cumplía con los criterios de procesamiento, se realizo una búsqueda a través de los catálogos internacionales que permiten la búsqueda, visualización, selección y descarga de imágenes de sensores remotos: • USGS Global Visualization Viewer -Glovis-. Repositorio de datos administrado por USGS (USA) para la divulgación y transferencia de imágenes de sensores remotos administradas por la NASA (ver Figura 10). El catálogo incluye imágenes Landsat7ETM+, Landsat4/5 TM, Landsat1-5 MSS, EO-1 Hyperion, MRLC, Aster TIR, Aster VNIR y productos MODIS. La descarga se realiza individualmente por imagen seleccionada. Metodología 55 MEMORIA TÉCNICA DE LA CUANTIFICACIÓN DE LA DEFORESTACIÓN HISTÓRICA NACIONAL –ESCALAS GRUESA Y FINA– • USGS Earth Explorer. Repositorio de datos administrado por USGS (USA) para la divulgación y transferencia de imágenes de sensores remotos administradas por la NASA (ver Figura 10). Permite descargar a través de códigos de las imágenes (archivo plano de texto en formato *.txt). La descarga se realiza individualmente por imagen seleccionada. • GEO-FCT Demonstration Portal. Esta plataforma fue desarrollada por Google. Org en la interfaz de Google Earth, permite buscar y descargar (parcialmente) imágenes de diferentes sensores remotos. Fue desarrollada como parte de la iniciativa Forest Carbon Tracking -FCT- del Grupo para la Observación de la Tierra -GEO-, para administrar los productos cartográficos de los países demostrativos que hacen parte de la iniciativa (ver Figura 10). La descarga se realiza individualmente por imagen seleccionada. Figura 10. Repositorios de datos internacionales consultados Basado en la revisión de los repositorios citados, se elaboró un inventario de las imágenes disponibles para las 63 escenas Landsat TM (misiones 4 y 5) y ETM+ (misión 7) que cubren el territorio colombiano para los periodos de análisis propuestos. El resultando final determinó que se debían procesar un total de 350 imágenes, las cuales estaban en diferentes niveles de procesamiento y en diferentes repositorios de datos: • 56 Periodo 1990. Se identificaron en el Banco Nacional de Imágenes de sensores remotos -BNI- 20 imágenes del periodo 1990, lo que corresponde al 15% de las utiliza- das para cubrir el territorio nacional. Estas imágenes se encuentran orto-rectificadas y están disponibles para su uso. El 85% restante se localizó en los repositorios Glovis y Earth explorer de USGS. • Periodo 2000. Se identificaron en el Banco Nacional de Imágenes de sensores remotos -BNI- 130 imágenes del periodo 2000, lo que corresponde al 80% de las utilizadas para cubrir el territorio nacional. Se encuentran orto-rectificadas y están disponibles para su uso. El 20% restante se localizó en los repositorios Glovis y Earth explorer de USGS. • Periodo 2005. Se identificaron en el -BNI- 30 imágenes del periodo 2005, lo que corresponde al 30% del territorio nacional. Se encuentran orto-rectificadas y están disponibles para su uso. El 70% restante se localizó en los repositorios Glovis y Earth explorer de USGS, y la interfaz dispuesta por la iniciativa FCT de GEO. • Periodo 2010. Para este periodo no se identificaron imágenes Landsat disponibles en el BNI por lo cual el 100% de las 143 imágenes utilizadas se localizó en los repositorios Glovis y Earth explorer de USGS. Debido a las condiciones atmosféricas adversas en este periodo, se hizo necesario utilizar complementariamente otros tipos de imágenes ópticas y de radar: se utilizaron 20 imágenes SPOT (5 de ellas suministradas por el BNI), 23 imágenes ASTER, 109 imágenes ALOS PALSAR (productos FBD y FBS) y 211 imágenes ALOS AVNIR-2. Para este periodo se contó con un total de 482 imágenes, constituyéndose en el periodo con mayor número de imágenes utilizadas. La Tabla 8 presenta un resumen del listado de las imágenes Landsat seleccionadas y descargadas. Metodología 57 MEMORIA TÉCNICA DE LA CUANTIFICACIÓN DE LA DEFORESTACIÓN HISTÓRICA NACIONAL –ESCALAS GRUESA Y FINA– Tabla 8. Ejemplo del inventario de imágenes Landsat (TM y ETM+) utilizadas Path/ Row 3-57 3-58 3-59 4-56 4-57 4-58 4-59 Fecha (AA-MM-DD) Path Row Sensor Periodo 3 57 27/12/1989 5TM 1990 3 57 2000-12-17 7TM 2000 3 57 2006-09-21 5TM 2005 3 58 1989-12-27 5tm 1990 3 58 2001-04-24 5tm 2000 3 58 2002-01-05 5tm 2000 3 58 2006-09-21 5tm 2005 3 59 1989-12-27 5TM 1990 3 59 2001-04-24 5TM 2000 3 59 2002-01-05 5TM 2000 3 59 2006-09-21 5TM 2005 4 56 1989-10-23 4TM 1990 4 56 2001-03-14 5TM 2000 4 56 2004-01-26 5TM 2005 4 57 1989-10-23 4TM 1990 4 57 1989-11-08 4TM 1990 4 57 2001-01-09 7TM 2000 4 57 2004-01-26 5TM 2005 4 58 1989-11-08 4TM 1990 4 58 1988-04-27 4tm 1990 4 58 2001-03-14 5TM 2000 4 58 2001-02-02 5TM 2000 4 58 2004-01-26 5TM 2005 4 58 2005-09-25 5tm 2005 4 59 1988-04-27 5TM 1990 4 59 1992-08-28 5TM 1990 4 59 2001-10-08 5TM 2000 4 59 2001-02-02 5TM 2000 4 59 2005-09-25 5TM 2005 4 59 2004-01-26 5TM 2005 4.2.3 FASE DE PRE-PROCESAMIENTO Incluye todos los procedimientos necesarios para preparar y disponer adecuadamente las imágenes descargadas para que puedan ser procesadas y sirvan de insumo de generación de cartografía temática oficial para el país. Entre otros se realizan conversiones de formato, generación de archivos de trabajo y la corrección geométrica. Como resultado de la revisión de los estándares nacionales, se identificó la necesidad de realizar el proceso de orto-rectificación de imágenes de sensores remotos ópticos de media resolución, siguiendo el protocolo que para tal fin ha desarrollado la Subdirección de Cartografía y Geografía 58 del Instituto Geográfico Agustín Codazzi. La Figura 9 presenta el detalle de los procesos realizados en esta fase: Generación de los archivos de trabajo (Layer Stack) Corresponde a la fusión de los archivos espectrales (bandas espectrales 1-5 y 7) por cada imagen Landsat procesada que permiten generar un archivo multi-espectral que facilita su procesamiento en los programas de computo utilizados (ERDAS Imagine® y ArcGIS®, principalmente). Este proceso se realiza en el software de procesamiento ERDAS Imagine®. Conversión de formato Para el uso del programa automatizado de procesamiento digital CLASlite® tanto el archivo multi-espectral como un archivo complementario de la banda térmica por cada imagen procesada deben estar en formato Raster de tipo TIFF georreferenciado (GeoTIFF). Este proceso se realiza en el software de procesamiento ERDAS Imagine®. Orto-rectificación Mediante este procedimiento se corrigen los desplazamientos y distorsiones en la imagen, causados por la inclinación del sensor (posición del sensor en el momento de la toma) y la influencia del relieve y los errores sistemáticos asociados con la imagen. Esta parte del proceso es determinante pues tiene implicaciones directas en la precisión de la posición de los resultados obtenidos en el procesamiento. Para este propósito se siguió el documento “Manual de procedimientos para la producción de orto-imágenes de satélite ópticas usando MDT” (IGAC, 2008), que contiene la descripción detallada de la metodología y los recursos necesarios para realizar este proceso10. Este proceso se realiza en el software de procesamiento ERDAS Imagine®. Recopilación de la información de metadatos. Para efectuar el pre-procesamiento de los archivos multi-espectrales es necesario recopilar alguna información del metadato de la imagen, esta información incluye: Fecha de toma, sensor, hora de toma, sistema de procesamiento, configuración de los gain, coordenadas centrales (lat/long) y altitud promedio. La Tabla 9 muestra un ejemplo de la información recopilada para el total de las imágenes pre-procesadas. 10 Esta tarea se realizó de manera coordinada con la subdirección de Geografía y Cartografía del Instituto Geográfico Agustín Codazzi -IGAC-, a través de la división de fotogrametría. Metodología 59 60 Fecha de toma 21/06/2006 Imagen (PathRow) jul-52 7 Sensor 1454 Hora LPGS Sistema Procesamiento h h 5 7 l 4 l h 3 h h 2 62 h 1 61 gain banda Configuración gain (ETM+) -71,392 Longitud (W) 11,569 Latitud (N) Coordenadas 0,000 MIN Tabla 9. Información requerida para el pre-procesamiento de imágenes 929 MAX 929,000 RANGE 25,686 MEAN DEM Altura (msnm) 4,000 MEDIAN MEMORIA TÉCNICA DE LA CUANTIFICACIÓN DE LA DEFORESTACIÓN HISTÓRICA NACIONAL –ESCALAS GRUESA Y FINA– Verificación sistema de proyección El programa automatizado para la generación de cartografía temática de Bosques (CLASlite®) reconoce solamente algunos sistemas de proyección cartográfica, incluido el Universal Transverse Mercator -UTM-, que es un sistema de carácter global. En este sentido, las imágenes que no se encuentren proyectadas en este sistema se deben re-proyectar. Este proceso se realiza en el software de procesamiento ERDAS Imagine®. Nota: Desde el año 2005 Colombia adoptó el datum MAGNA-SIRGAS o MArco Geocéntrico NAcional de Referencia que se ajusta al sistema geodésico de las Américas y es compatible con el esferoide WGS84 y el sistema GRS80. Colombia posee cinco orígenes planimétricos para su cartografía. El origen central se encuentra en Bogotá. Verificación tamaño de las imágenes El programa automatizado para la generación de cartografía temática de Bosques (CLASlite®) requiere que todas las bandas de cada una de las imágenes a pre-procesar tengan el mismo número de filas y columnas. De acuerdo a la forma de operación de las diversas misiones del programa Landsat, algunas de las bandas de una misma imagen o imágenes de diferentes fechas de adquisición, pueden presentar diferentes tamaños (número de filas y columnas). En consecuencia, cuando se presente el caso se deben “ajustar” los tamaños del archivo multiespectral y del archivo térmico para cada imagen procesada. Este proceso se realiza en el software de procesamiento ERDAS Imagine®. Enmascaramiento de nubes y cuerpos de agua El programa automatizado para la generación de cartografía temática de Bosques (CLASlite®) permite opcionalmente realizar un enmascaramiento de zonas de nubes y cuerpos de agua, para esto utiliza el archivo térmico (banda espectral 6 en las misiones 4/5, y la banda espectral 62 en la misión 7 del programa Landsat) de cada imagen, esta banda debe tener el mismo número pixeles y resolución espacial que el archivo multi-espectral. El algoritmo establece un umbral de enmascaramiento relacionado con los niveles digitales del archivo térmico, estableciendo un rango entre 0 a 255, el valor establecido dependerá de las particularidades de la imagen a procesar, es decir, presencia y tipos de nubosidad, evidencia de sombras topográficas, etc. Sin embargo, de acuerdo a los resultados obtenidos puede recomendarse el uso de los siguientes: • Zona plana: Umbral de enmascaramiento en niveles cercanos a 120 – 125. • Zona montañosa: Umbral de enmascaramiento bajo, en niveles cercanos a 100. En zonas con pendiente muy pronunciada no se recomienda aplicar este subproceso, puesto que se enmascaran equivocadamente áreas de montaña con efecto de sombra debido al relieve. Este proceso se realiza en el software de procesamiento CLASlite® tal como se presenta en la Figura 7. Metodología 61 MEMORIA TÉCNICA DE LA CUANTIFICACIÓN DE LA DEFORESTACIÓN HISTÓRICA NACIONAL –ESCALAS GRUESA Y FINA– Corrección Atmosférica Este proceso permite realizar inicialmente la calibración radiométrica de la imagen y posteriormente una corrección atmosférica. Convierte la información de la imagen original (bruta) de cada pixel, de Niveles Digitales -ND- a Niveles de Radiancia captada por el sensor en el tope de la atmosfera. Luego, implementando la corrección atmosférica Second Simulation of the Satellite Signal in the Solar Spectrum -6S-, se transforman los Niveles de Radiancia a Niveles de Reflectancia de las coberturas en la superficie de la Tierra. Los parámetros requeridos por el modelo 6S están originalmente en el metadato de la imagen, recopilados en la fase anterior. El proceso de corrección atmosférica permite aplicar opcionalmente la corrección de neblina, por lo cual previamente se debe inspeccionar si en la imagen existen nubes y/o neblina evidente. Como resultado de este paso se obtiene una imagen de reflectancia, que mejora la separabilidad espectral de los objetos (coberturas) respecto a la imagen original. Este proceso se realiza en el software de procesamiento CLASlite® tal como se presenta en la Figura 7. 4.2.4 FASE DE PROCESAMIENTO Comprende el procesamiento digital de las imágenes pre-procesadas para la generación de cartografía temática de deforestación histórica. En esta fase se utilizan diversos programas de cómputo de acuerdo a lo establecido en la Figura 8. Para la separación preliminar de las coberturas de Bosque/no Bosque se utiliza el programa de clasificación automatizada CLASlite®11, desarrollado por el Instituto Carnegie para la Ciencia. Esta herramienta ha sido desarrollada para la identificación automatizada de la deforestación y la degradación del bosque a través del uso de imágenes de sensores remotos satelitales. Esta fase incluye todos los procedimientos necesarios para generar la información sobre la extensión total de las coberturas de bosque en los periodos definidos. Apartir de estos resultados se genera la cuantificación de las superficies de bosque para cada periodo y la cuantificación de la tasa de deforestación para el territorio continental de Colombia. Incluye entre otros procesos: Descomposición de los pixeles de la imagen en coberturas fraccionales (VF, VNF, S). CLASlite® cuenta con tres12 librerías espectrales para convertir los niveles de reflectancia por pixel de las coberturas captadas por el sensor en información ecológicamente rele11 62 Versión ligera del Carnegie Landsat Analyst System -CLAS-. La librería espectral de VF fue obtenida a partir de señales captadas por el sensor aéreo HYPERION (Ungar et al., 2003), las librerías de VNF y S fueron obtenidas a partir de campañas con espectro-radiómetros de campo. En conjunto estas tres librerías recogen más de 230.000 observaciones (Asner et al., 2009). vante que represente la variación general de las propiedades del dosel de la vegetación y el suelo (Asner et al., 2009). De igual forma, el aplicativo incluye un submodelo central denominado Automated Monte Carlo Unmixing -AutoMCU- (Asner y Heidebrecht, 2002; Asner et al., 2004) el cual permite realizar un análisis cuantitativo de la cobertura fraccional (0-100%) de la VF, VNF y S contenida en cada pixel de la imagen analizada. Cuando la presencia de nubes es muy evidente en la imagen que será procesada, puede realizarse un ajuste del enmascaramiento en los bordes de nube. Sin embargo, es necesario verificar el resultado final pues durante el desarrollo del ejercicio se observó que el programa suele sobre-enmascarar áreas. También permite realizar un enmascaramiento adicional de cuerpos de agua y zonas de nubesa través de umbral de 0-100, para lo cual en general se sugieren valores altos (cercanos a 90). El resultado final de este subproceso es la generación de nuevo archivo con siete bandas, las tres primeras corresponden a las coberturas fraccionales de suelo, vegetación fotosintética y vegetación no-fotosintética; las tres siguientes corresponden a los errores13 de estimación de cada una de las coberturas fraccionales, y la última banda corresponde al error global de estimación. De acuerdo a los requerimientos del usuario, este resultado puede ser guardado en formato GeoTIFF, para posteriormente ser editado en otros programas de SIG. Respecto a este último punto, la cobertura fraccional de vegetación fotosintética, puede ser utilizada para modificar el umbral de detección de Bosque y generar mapas de cobertura de Bosque /No Bosque más ajustados. Clasificación de coberturas de Bosque/No Bosque. A partir de un umbral determinado en las coberturas fraccionales de VF, VNF y S el sistema de clasificación obtiene mapas de Bosque/No-Bosque para las imágenes analizadas. Por defecto, CLASlite® está configurado para utilizar un umbral >80% en la cobertura fraccional de la VF para identificar áreas boscosas, considerando todo lo demás (<80%) como áreas de No-Bosque. Esta particularidad obedece a que el programa fue desarrollado con muestras de respuestas espectrales de bosques tropicales de tierras bajas en los cuales este umbral permite identificar satisfactoriamente casi la totalidad de las áreas boscosas. El resultado del procesamiento es un archivo raster de tipo binario, donde la clase 1 corresponde a la cobertura de No Bosque y la clase 2 corresponde a la cobertura de Bosque. Este resultado debe contrastarse con las imágenes de reflectancia para determinar si el resultado es idóneo para el propósito del ejercicio. 13 Esta información puede ser útil para el cálculo de incertidumbres en proceso de clasificación. Metodología 63 MEMORIA TÉCNICA DE LA CUANTIFICACIÓN DE LA DEFORESTACIÓN HISTÓRICA NACIONAL –ESCALAS GRUESA Y FINA– Ajuste de umbrales. Si el resultado del mapa de cobertura de Bosque / No Bosque generado en el procedimiento anterior no es idóneo, debe generarse un nuevo mapa a partir de la modificación manual de los umbrales del mapa de cobertura fraccional de vegetación fotosintética (banda 2). Este proceso se realiza en el software de procesamiento ArcGIS®. Debe probarse en cada caso el umbral que produzca la mejor separación. En general puede estar cercano a 80% en zonas de sabana o con alta densidad de bosque (incluso en zonas secas es menor de 80). Suele ser mayor de 90%, incluso muy cercano a 98% en zonas intervenidas y/o zonas montañosas intervenidas, para mejorar la separación entre rastrojos y bosques. Este resultado debe contrastarse con las imágenes de reflectancia para determinar si es idóneo para el propósito del ejercicio. Procesamiento bajo esquema tradicional En el caso de no ser idóneo el resultado del mapa de cobertura de Bosque / No Bosque generado en el procedimiento anterior, se generará una máscara (selección) temática basada en éste resultado, y con ella se genera un “subset” o nuevo archivo de dicha selección, para las áreas de bosque sobre la imagen de reflectancia. Sobre esta nueva imagen se aplica un proceso adicional de clasificación no supervisado (algoritmo ISODATA o algoritmo de árboles de decisión) para lograr una discriminación adicional de aquellas coberturas que siendo fotosintéticamente activas no corresponden a la definición de bosques (p.e. cultivos de palma de aceite, vegetación en transición, entre otros). Así mismo, este procedimiento permite eliminar otro tipo áreas erróneamente clasificadas, tales como algunos cursos y cuerpos de agua, sombras de relieve residuales o sombras de nubes y sus respectivos efectos de borde.. Este proceso se realiza en el software de procesamiento ERDAS Imagine®, o a través del algoritmo RandomForest implementado en un script del lenguaje de programación R. Ediciones temáticas finales. Una vez se ha obtenido un producto temático revisado, se realiza una inspección visual en pantalla a escala 1:100.000, donde se compara la imagen calibrada en valores de reflectancia con el mapa de Bosque/No Bosque, identificando áreas donde aún es preciso editar los resultados del procesamiento tradicional. En esta etapa a criterio del intérprete, se puede utilizar información cartográfica complementaria, como el Mapa de coberturas de la Tierra CORINE Land Cover escala 1:100.000. Este procedimiento permitirá eliminar áreas que aún no correspondan a coberturas de bosque y que hayan sido clasificadas erróneamente como bosque. El resultado final de esta fase es un mapa de coberturas Bosque/No Bosque por escena para cada periodo de tiempo analizado. Este proceso se realiza en el software de procesamiento ERDAS Imagine®. 64 4.2.5 FASE DE GENERACIÓN DE INFORMACIÓN Esta fase permite la conformación de los mosaicos de cobertura Bosque /No Bosque a nivel nacional para cada periodo de tiempo analizado y la identificación de las áreas de cambio (Deforestación/Regeneración). A continuación se detallan los subprocesos realizados: Conformación Mosaicos de coberturas de Bosque/No Bosque. A partir de los mapas de coberturas Bosque/No Bosque por escena obtenidos en la fase anterior se genera un mosaico de las coberturas de Bosque/No Bosque a nivel nacional por periodo de análisis . El resultado final es un mapa de coberturas Bosque/No Bosque para cada periodo de tiempo analizado. Este proceso se realiza en el software de procesamiento ERDAS Imagine®. Depuración de resultados Una vez elaborados los mosaicos de cobertura Bosque / No Bosque a nivel nacional por periodo de análisis, se realiza una depuración de los resultados en las áreas de empalme de las escenas, con el fin de detectar y corregir posibles inconsistencias temáticas. En este sub-proceso se utilizan como base las imágenes calibradas y los mapas finales de cobertura Bosque/No Bosque por escena. Las posibles inconsistencias en estas zonas de empalme se deben principalmente a las diferencias en la época climática (seca/húmeda) de las fechas de toma de las imágenes y pueden generar importantes diferencias en la detección. El resultado final es un mapa de coberturas Bosque/No Bosque depurado para cada periodo de tiempo analizado. Este proceso se realiza en el software de procesamiento ERDAS Imagine®. Detección de cambios Con base en los resultados anteriores se generan los mapas de cambio en las coberturas de Bosque/No Bosque para los intervalos temporales 1990-2000, 2000-2005 y 20052010 para el territorio continental colombiano, identificando las posibles áreas de cambio: • Áreas de deforestación. Aquellas zonas en donde el análisis de cambio detecta el paso de una cobertura de Bosque a una cobertura de No Bosque. • Áreas de regeneración. Aquellas zonas en donde el análisis de cambio detecta el paso de una cobertura de No Bosque a una cobertura de Bosque. Con estas matrices (mapas de cambio) se revisa nuevamente el resultado, pues permiten identificar áreas de posibles “falsas detecciones” ó áreas que ameritan un refinamiento temático adicional. Con los resultados ajustados de las matrices de cambio se editan los mapas de cobertura de los periodos considerados en las matrices y se generan las versiones finales de los mapas de cobertura Bosque/No Bosque para los tres periodos de análisis. Metodología 65 MEMORIA TÉCNICA DE LA CUANTIFICACIÓN DE LA DEFORESTACIÓN HISTÓRICA NACIONAL –ESCALAS GRUESA Y FINA– Finalmente, con los productos depurados de cobertura para los diferentes periodos se realiza nuevamente una operación de superposición temática de estas dos capas para obtener la superficie de cambio de la cobertura de bosque de los periodos 1990-2000, 2000-2005 y 2005-2010. Este proceso se realiza en el software de procesamiento ERDAS Imagine®. 4.2.6 CUANTIFICACIÓN DE LA DEFORESTACIÓN HISTÓRICA Una vez revisada y corregida la información resultante de los mapas de las matrices de cambio, se procede a cuantificar la deforestación histórica para Colombia en los periodos 1990-2000, 2000-2005 y 2005-2010. En este caso la deforestación se calcula de manera sencilla: se establece el número de píxeles para cada categoría del mapa de cambios (Bosque, No Bosque, Sin Información) y se cuantifica el área total que pasa de tener cobertura de bosque en el periodo inicial, a tener cobertura No Bosque en el segundo periodo analizado. Luego la superficie de cambio cuantificada se divide por la diferencia de años entre los dos periodos, lo que corresponde a un valor promedio anual de deforestación o cambio de coberturas de Bosque a No Bosque. 4.2.7 DETECCIÓN DE TIPOS DE COBERTURAS EN ÁREAS DE CAMBIO Como parte final de la generación de información de deforestación histórica, se procesaron nuevamente las áreas detectadas como de “cambio” para identificar el tipo de cobertura de la Tierra a la cual fueron transformadas en el intervalo de tiempo 2000-2005 y 20052010. La selección de las clases de coberturas, obedece a una estratificación que permite diferenciar los contenidos de carbono de cada categoría identificable en las imágenes de satélite a la escala y a través de la metodología propuesta. Para el Proyecto “Capacidad Institucional Técnica y Científica para apoyar proyectos de Reducción de Emisiones por Deforestación y Degradación - REDD en Colombia”, se trabajó con las categorías de cobertura según los niveles I, II y III de la leyenda de CLC Colombia de la clasificación de coberturas del mapa de nacional de cobertura del territorio de Colombia a escala 1:100.000, CORINE Land Cover (IDEAM, IGAC, IAvH, SINCHI, UAESPNN y CORMAGDALENA, 2010). Los distintos niveles y clases de este sistema de clasificación de coberturas, se pueden adaptar a las necesidades de identificación de coberturas del ejercicio y adicionalmente se pueden agrupar de manera general en las seis categorías de uso definidas por el IPCC para los inventarios nacionales de Gases de Efecto Invernadero (GEI). La leyenda de clasificación de coberturas utilizada se muestra en la Tabla 7. 66 En caso de tener disponibilidad del mapa de cobertura elaborado con la metodología CORINE Land Cover Colombia (CLCC) parcial o totalmente compatible con el área geográfica de interés y adicionalmente con el periodo de tiempo del análisis, se recomienda hacer uso de la misma para asignar a los polígonos geográficamente coincidentes la cobertura de la tierra identificada en el mapa de CLCC. Para este ejercicio no se contó con dicha información por lo cual los polígonos se interpretaron con el procedimiento que se describe a continuación. Las posibles clases del mapa de cambio se presentan en la Tabla 10. Se seleccionaron las clases 2 y 4 para crear con cada una, una nueva capa que delimite el área en la que efectivamente se realizará la identificación de las coberturas. Se determinó utilizar métodos automatizados para clasificar coberturas cuyas respuestas espectrales sean lo suficientemente homogéneas al interior de cada clase pero a la vez lo suficientemente diferentes entre ellas de manera que permitan su identificación de manera sencilla cómo los pastos, humedales y superficies de agua. Tabla 10 Codificación de cambios en la cobertura boscosa entre dos periodos Cobertura 2000 1 Bosque 1 1 Cobertura 2005 Clase Mapa de cambio 1 Bosque 1 Bosque estable Bosque 2 No Bosque 2 Deforestación Bosque 3 Sin Información 3 Sin Información 2 No Bosque 1 Bosque 4 Regeneración 2 No Bosque 2 No Bosque 5 No Bosque estable 2 No Bosque 3 Sin Información 6 Sin Información 3 Sin Información 1 Bosque 7 Sin Información 3 Sin Información 2 No Bosque 8 Sin Información 3 Sin Información 3 Sin Información 9 Sin Información Sobre la superficie de deforestación seleccionada se ejecuta una serie de operaciones de clasificación no supervisada hasta lograr la identificación de la mayor parte de las coberturas en las áreas de cambio. Posteriormente la identificación se completa de manera visual, asignando manualmente el tipo de cobertura hasta finalizar la identificación de la totalidad de la superficie de cambio. Este procedimiento debe ser seguido y controlado permanentemente de manera que se garantice que las coberturas asignadas corresponden de manera correcta a las que pueden ser identificadas en la imagen original o bien en las imágenes mejoradas. Dado que este procedimiento se realiza en corto tiempo y entre varios intérpretes, para la distribución de las áreas de trabajo inicialmente se cortó el mapa nacional utilizando la Grilla de las imágenes Landsat. En consecuencia y como paso final se requiere crear nuevamente el mosaico nacional, incluyendo una revisión y corrección final de la interpretación en las zonas de empalmes entre escenas. Este paso permite adicionalmente realizar una revisión, identificación y corrección de falsas detecciones de cambios entre los periodos analizados. Al revisar de manera específica las zonas de cambios y asignar los tipos de cobertura se identifican aquellas zonas en dónde realmente no ha habido ni deforestación ni regeneración. Por lo tanto, al finalizar esta etapa se deben actualizar los mapas de coberturas de Bosque y No Bosque de los periodos analizados y se corrige la versión previa de los datos de deforestación. Metodología 67 5. RESULTADOS 69 5.1 RESULTADOS DE DEFORESTACIÓN HISTÓRICA NACIONAL ESCALA GRUESA 5.1.1DESCARGA DE DATOS En términos generales, se descargaron poco más de 4.200 imágenes de los productos MODIS MOD09A1 y MOD09Q1, correspondientes a las 6 escenas de la cuadricula MODIS en las que se enmarca Colombia, es decir 46 imágenes por cada uno de los 8 años (20002007) y por cada una de las 6 escenas, Estas imágenes fueron descargadas vía web del servidor del USGS como se explicó en el apartado metodológico. 5.1.2 FASE DE PRE-PROCESAMIENTO A partir del conjunto de imágenes descargadas se seleccionó un subconjunto correspondiente a los productos MODIS MOD09A1 y MOD09Q1 para los años 2000 y 2007, es decir, de las 4.216 imágenes descargadas se seleccionaron 1.472 imágenes para el periodo mencionado. Un ejemplo representativo de este subconjunto de imágenes se presenta en la Figura 11. De este subconjunto de imágenes se seleccionaron a su vez, las mejores, con las menores coberturas de efectos atmosféricos (áreas de nubosidad, principalmente) para efectuar la fase de pre-procesamiento, de tal manera que de las 1.472 imágenes seleccionadas para los años 2000 y 2007 se pre-procesaron completamente 108 imágenes, las cuales permitieron generar al final del proceso un producto para el periodo 2000-2007 con una cobertura de nubosidad del 12% para el territorio continental colombiano. Fase de Procesamiento. 5.1.3 FASE DE PROCESAMIENTO A partir del subconjunto de las 108 imágenes completamente pre-procesadas se aplicó el sistema de clasificación automatizado CLASlite®, obteniéndose entre otros los siguientes productos intermedios: Resultados 71 MEMORIA TÉCNICA DE LA CUANTIFICACIÓN DE LA DEFORESTACIÓN HISTÓRICA NACIONAL –ESCALAS GRUESA Y FINA– Figura 11. Imagen MODIS producto MOD09A1 de diciembre del año 2000, escena h10v08 en composición RGB 4,6,3 72 • 108 imágenes de reflectancia. Los 108 archivos de trabajo (Layer stack) fueron calibrados radiométricamente y corregidos atmosféricamente a través de CLASlite® obteniendo productos de reflectancia aparente con la misma resolución espacial y espectral de las imágenes originales, es decir, 250m y 7 bandas espectrales, respectivamente. • Por cada imagen de reflectancia obtenida se generó un nuevo archivo digital con 7 bandas que corresponden a las tres coberturas fraccionales clasificadas por CLASlite® (VF, VNF y S), tres imágenes de incertidumbre en la estimación (una para cada cobertura fraccional) y una imagen del error total (RMS) de la estimación, la Figura 12 presenta un ejemplo de estos resultados, en la imagen de la izquierda se presenta la imagen de reflectancia generada y en la imagen de la derecha una composición de color de las coberturas fraccionales generadas (en tonalidades verdes se presenta la vegetación fotosintética asociada a la presencia de bosques naturales). Así entonces, se produjeron en total 108 archivos producto del procesamiento en CLASlite®. Figura 12 (derecha) Imagen de reflectancia generada por CLASlite y (izquierda) Composición de color de las coberturas fraccionales generadas a partir de ella (RGB, S-VF,VNF), para un sector de la escena h11v08 del 11 de diciembre de 2000 en limites de los departamentos de Vichada y Guainía 5.1.4 FASE DE GENERACIÓN DE INFORMACIÓN Partiendo de los resultados obtenidos (coberturas fraccionales) en el procesamiento de CLASlite® se realizó el ajuste de los umbrales de detección de bosque a partir de la manipulación de la banda 2 de las cobertura fraccional correspondiente a la Vegetación Fotosintética. Como se mencionó anteriormente la detección de las coberturas de Bosque y No-Bosque se realiza a partir de la manipulación de la proporción (0-100%) de VF detectada por el programa a nivel de pixel, en condiciones estándar esta proporción está determinada en el 80%, valor que para el caso de bosques amazónicos de tierras bajas permite separar adecuadamente estos dos tipos de coberturas, sin embargo para el caso particular de aplicación en Colombia este umbral no permite detectar adecuadamente todos los tipos de bosque. La Figura 13 presenta un ejemplo para un sector de la escena h11v08 del 11 de diciembre de 2000 en límites de los departamentos de Vichada y Guainía, a la izquierda se presenta la imagen de reflectancias en composición de color RGB 4,6,3 y a la derecha se presenta la clasificación de coberturas Bosque/No-Bosque con un ajuste inicial del umbral de detección, por lo cual en algunas áreas de bosque de Galería podrían presentar sobreestimación. Resultados 73 MEMORIA TÉCNICA DE LA CUANTIFICACIÓN DE LA DEFORESTACIÓN HISTÓRICA NACIONAL –ESCALAS GRUESA Y FINA– Figura 13. Modificación de los umbrales de detección de Bosque para un sector de la escena h11v08 del 11 de diciembre de 2000 en límites de los departamentos de Vichada y Guainía Una vez realizados todos los ajustes de los umbrales de detección de bosque para las escenas procesadas en CLASlite® se procedió a realizar los empalmes para las escenas (h10v07, h10v08,…) correspondientes a cada año analizado (2000 y 2007) para finalmente obtener los mosaicos de coberturas de Bosque/No-Bosque para los años mencionados tal como se presenta en la Figura 14 y en la Figura 15, respectivamente. Para el año 2000 se detectó una superficie de cobertura boscosa total para el área continental del país de 60´818.739 ha, la cual es consecuente con otros datos reportados para este tipo de coberturas en ese año, como es el caso del reportado en Mapa de Ecosistemas terrestres, costeros y marinos de Colombia para el año 2000 (Ideam et al., 2007) que reporta 61´246.659 ha, es decir, el presente ejercicio logra un 99.3% de las detecciones obtenidas en el estudio mencionado. Para el año 2007 se detectó una superficie de cobertura boscosa total para el territorio continental del país de 58´853.397 ha. 74 Figura 14 Mapa de coberturas Bosque/No-Bosque para el año 2000 75°0'0"W 70°0'0"W REPÚBLICA DE COLOMBIA INSTITUTO DE HIDROLOGÍA, METEOROLOGÍA Y ESTUDIOS AMBIENTALES Ma a r C rib e Capacidad Institucional Técnica Científica para Apoyar Proyectos REDD en Colombia ! ! ! Cobertura de Bosque Periodo 2000 RIOHACHA SANTA MARTA DISTRITO TURÍSTICO, CULTURAL E HISTÓRICO 2011 BARRANQUILLA Leyenda y Convenciones ! VALLEDUPAR Leyenda CARTAGENA DE INDIAS 10°0'0"N ! Leyenda ! PANAMÁ SINCELEJO Bosque No Bosque MONTERIA ! Sin Información VENEZUELA ! SAN JOSÉ DE CÚCUTA Convenciones BUCARAMANGA ! Límite Nacional ARAUCA ! Límite Departamental o Pacíf ico ! Límite Marino PUERTO! CARREÑO MEDELLÍN SAN FRANCISCO DE QUIBDÓ ! TUNJA ! YOPAL RISALRALDA ! MANIZALES ! ! Mapa de Localización PEREIRA ! Océan 5°0'0"N ! ! BOGOTA IBAGUE ! VILLAVICENCIO COLOMBIA ! INÍRIDA SANTIAGO DE CALI ! ! NEIVA POPAYÁN ! ! ! PASTO ! ! SAN JOSÉ DEL GUAVIARE FLORENCIA MOCOA ! MITÚ Escala 0°0'0" 1:8.500.000 Información de Referencia ECUADOR BRASIL Proyección: UTM Datum: WGS - 84 Zona: 18 N Coordenadas Geográficas: 75° 00' 00'' Longitud Oeste Coordenadas Planas: 500.000 metros Norte 0 metros Este Fuente: IDEAM, MAVDT, F. Natura, F Moore 2010 Cartografía Base: IGAC, 2010. Tipo de Imágenes: MODIS PERÚ Salida Gráfica: Edwin Granados Proyecto REDD - IDEAM Revisó: Edersson Cabrera Proyecto REDD - IDEAM 5°0'0"S ! 75°0'0"W LETICIA © Prohibida la Reproducción total o parcial sin autozación expresa del Ideam 70°0'0"W Resultados 75 MEMORIA TÉCNICA DE LA CUANTIFICACIÓN DE LA DEFORESTACIÓN HISTÓRICA NACIONAL –ESCALAS GRUESA Y FINA– Figura 15 Mapa de coberturas Bosque/No-Bosque para el año 2007 75°0'0"W 70°0'0"W REPÚBLICA DE COLOMBIA INSTITUTO DE HIDROLOGÍA, METEOROLOGÍA Y ESTUDIOS AMBIENTALES Ma a r C rib e Capacidad Institucional Técnica Científica para Apoyar Proyectos REDD en Colombia ! Cobertura de Bosque Periodo 2007 RIOHACHA SANTA MARTA DISTRITO TURÍSTICO, CULTURAL E HISTÓRICO ! ! 2011 BARRANQUILLA Leyenda y Convenciones Leyenda CARTAGENA DE INDIAS 10°0'0"N ! VALLEDUPAR ! Leyenda ! PANAMÁ ! SINCELEJO No Bosque Bosque MONTERIA Sin Información VENEZUELA SAN JOSÉ DE CÚCUTA ! Convenciones BUCARAMANGA ! Límite Nacional ARAUCA ! Límite Departamental Límite Marino PUERTO CARREÑO ! MEDELLÍN o Pacíf ic ! SAN FRANCISCO DE QUIBDÓ ! TUNJA ! RISALRALDA ! ! YOPAL MANIZALES Mapa de Localización PEREIRA ! ! Océan 5°0'0"N o ! ! BOGOTA IBAGUE ! VILLAVICENCIO COLOMBIA ! ! ! ! PASTO INÍRIDA NEIVA POPAYÁN ! ! ! SANTIAGO DE CALI SAN JOSÉ DEL GUAVIARE FLORENCIA MOCOA ! ! MITÚ Escala 0°0'0" 1:8.500.000 Información de Referencia ECUADOR BRASIL PERÚ 5°0'0"S UTM Datum: WGS - 84 Zona: 18 N Coordenadas Geográficas: 75° 00' 00'' Longitud Oeste Coordenadas Planas: 500.000 metros Norte 0 metros Este Fuente: IDEAM, MAVDT, F. Natura, F Moore 2010. Cartografía Base: IGAC, 2010. Tipo de Imágenes: MODIS Salida Gráfica: Edwin Granados Proyecto REDD - IDEAM Revisó: Edersson Cabrera Proyecto REDD - IDEAM ! 75°0'0"W Proyección: LETICIA © Prohibida la Reproducción total o parcial sin autozación expresa del Ideam 70°0'0"W Finalmente, con los productos depurados de cobertura para los años 2000 y 2007 se realiza un proceso de superposición temática de estas dos capas para obtener la superficie de cambio de la cobertura de bosque en el periodo 2000-2007, resultando en una pérdida de la cobertura boscosa de 2`356.445 ha en el periodo analizado. Aplicando una relacional lineal se obtiene una tasa promedio anual de pérdida de la cobertura boscosa de 336.581 hectáreas por año. 76 Analizando los resultados obtenidos, se encuentra que los mayores niveles de transformación se presentan en la región amazónica con una deforestación promedio de 104.480 ha por año; y que los menores niveles de pérdida de la cobertura boscosa se presentan en la región Orinocense con 36.499 ha como se presenta en la Tabla 11. Tabla 11. Área deforestada y Deforestación promedio anual 2000- 2007 Región Deforestación total periodo 2000–2007 (ha) Deforestación Promedio Anual (ha/año) Andes 578.627 82.661 Pacifico 470.897 67.217 Orinoquia 255.493 36.499 Amazonia 731.360 104.480 Caribe 320.068 45.724 Total 2.356.445 336.581 El mapa de la Figura 16 ilustra que las zonas donde se ha concentrado la mayor pérdida de bosque en este periodo son Cauca, Nariño alrededor de Tumaco, el piedemonte amazónico, la zona de la Serranía de San Lucas y Caquetá. En términos relativos, la región Caribe fue la que perdió una mayor proporción del área bosque en el periodo. La Tabla 12 ilustra la cobertura de bosque por región y la proporción del área boscosa deforestada. Tabla 12 Cobertura de bosque por región y proporción de deforestación Región Área Total Cobertura de bosque 2000 Cobertura de Bosque 2007 (Has) (Has) (Has) Porcentaje de Área cubierta en bosque 2007 Porcentaje deforestado Andes 29.338.900 10.468.022 9.889.395 34% 6% Pacifico 6.814.490 5.406.860 4.935.963 72% 9% Orinoquia 16.747.700 3.900.636 3.645.143 22% 7% Amazonia 46.147.600 41.980.236 41.248.876 89% 2% Caribe 15.163.600 2.611.432 2.291.364 15% 12% Total 114.212.290 64.367.186 62.010.741 4% Resultados 77 MEMORIA TÉCNICA DE LA CUANTIFICACIÓN DE LA DEFORESTACIÓN HISTÓRICA NACIONAL –ESCALAS GRUESA Y FINA– Figura 16. Mapa de cambio de coberturas Bosque/No-Bosque para el periodo 2000-2007 75°0'0"W 70°0'0"W REPÚBLICA DE COLOMBIA INSTITUTO DE HIDROLOGÍA, METEOROLOGÍA Y ESTUDIOS AMBIENTALES Ma ar r C ibe Capacidad Institucional Técnica Científica para Apoyar Proyectos REDD en Colombia ! ! ! Cambios en la Cobertura de Bosque en los Periodos 2000 y 2007 RIOHACHA SANTA MARTA DISTRITO TURÍSTICO, CULTURAL E HISTÓRICO 2011 BARRANQUILLA Leyenda y Convenciones ! VALLEDUPAR Leyenda CARTAGENA DE INDIAS 10°0'0"N ! Leyenda Bosque Estable ! SINCELEJO No Bosque Estable PANAMÁ ! MONTERIA Deforestación Sin Información VENEZUELA ! SAN JOSÉ DE CÚCUTA Convenciones ! BUCARAMANGA ! ARAUCA Límite Nacional Límite Departamental PUERTO CARREÑO MEDELLÍN Límite Marino ! o Pacíf ic ! SAN FRANCISCO DE QUIBDÓ ! TUNJA ! YOPAL RISALRALDA ! ! ! MANIZALES Mapa de Localización PEREIRA ! Océan 5°0'0"N o ! ! BOGOTA IBAGUE ! VILLAVICENCIO COLOMBIA ! ! ! PASTO ! INÍRIDA NEIVA ! POPAYÁN ! ! ! SANTIAGO DE CALI SAN JOSÉ DEL GUAVIARE FLORENCIA ! MOCOA MITÚ 0°0'0" Escala 1:8.500.000 Información de Referencia ECUADOR BRASIL Proyección: UTM Datum: WGS - 84 Zona: 18 N Coordenadas Geográficas: 75° 00' 00'' Longitud Oeste Coordenadas Planas: 500.000 metros Norte 0 metros Este Fuente: IDEAM, MAVDT, F. Natura, F Moore 2010. Cartografía Base: IGAC, 2010. Basado en Imágenes: MODIS MOD 09 A1 MOD 09 U1 PERÚ Salida Gráfica: Edwin Granados Proyecto REDD - IDEAM Revisó: Edersson Cabrera Proyecto REDD - IDEAM 5°0'0"S ! 78 75°0'0"W LETICIA 70°0'0"W © Prohibida la Reproducción total o parcial sin autozación expresa del Ideam 5.1.5 EVALUACIÓN DE EXACTITUD TEMÁTICA Se realizó una evaluación de la exactitud temática de los productos cartográficos generados implementando un muestreo sistemático basado en una cuadricula con intervalos de 1 grado (latitud/longitud). En las intersecciones de la cuadrícula se ubican unidades de muestreo de 20 km x 20 km, evitando así que se superpongan. Para el territorio continental colombiano se identificaron un total de 99 unidades de muestreo, al interior de ellas se distribuyen aleatoriamente los sitios de verificación. De acuerdo por lo recomendado por Meidinger (2003) el tamaño de la muestra se determinó tomando como referencia los siguientes parámetros: • Intervalo de confianza: 95%. • Error admisible: 0.05 (+). • Probabilidad de una clasificación correcta: 0.5. Basados en estos parámetros se identificó un tamaño mínimo de muestra de 387 puntos de verificación. Con el objeto de tener una distribución uniforme de los puntos en las 99 unidades de muestreo se utilizó un tamaño de muestra de 396 puntos, es decir, cuatro puntos por unidad de muestreo. La localización espacial de los puntos de verificación se realizó aleatoriamente manteniendo una distancia mínima de 5 km entre punto y punto para evitar problemas de auto-correlación espacial. Estos sitios son superficies cuadradas de 25 ha dentro de las cuales se verifica la exactitud temática de la clasificación de los mapas de Bosque /No bosque a través de interpretación visual de las coberturas. Como fuente de información para la evaluación del mapa de Bosque/ No bosque se utilizaron imágenes de media resolución espacial Landsat (TM y ETM+) para los años de referencia, las cuales constituyen un insumo de mayor resolución espacial que las imágenes utilizadas como base para la generación de los mapas. Los resultados de la evaluación indican que la exactitud global del mapa del año 2000 asciende a 91,16% mientras que para el mapa de 2007 resultó en 93,43%, indicando un adecuado ajuste de los resultados de la clasificación temática respecto de los datos de verificación utilizados. Analizando los errores de omisión/comisión, de acuerdo con los puntos de verificación, se encuentra que para el mapa 2000 el 97,58% de la clase Bosque se encuentra bien clasificada, mientras que para el mapa 2007 el 98,51% de esta misma clase estuvo bien clasificada. Complementariamente con estas métricas de exactitud, se calculó el Índice de Kappa para permitir comparaciones con otros productos cartográficos, resultando en que para el mapa del 2000 se obtiene un valor de 82,2% +/- 5,61, mientras que para el mapa 2007 asciende a 86,8% +/- 4,87. Estos resultados ligeramente inferiores a los obtenidos con el índice de exactitud global se explican ya que índice de Kappa tiene en cuenta dentro de su cálculo los puntos de verificación fuera de la diagonal de la matriz de error. Resultados 79 MEMORIA TÉCNICA DE LA CUANTIFICACIÓN DE LA DEFORESTACIÓN HISTÓRICA NACIONAL –ESCALAS GRUESA Y FINA– 5.2 RESULTADOS DE DEFORESTACIÓN HISTÓRICA NACIONAL ESCALA FINA 5.2.1 FASE DE PRE-PROCESAMIENTO El principio básico de la percepción remota radica en que los diversos objetos de interés (vegetación, suelo, agua, etc.) reflejan, dispersan o emiten cantidades diferenciales de radiación electromagnética. La diferencia en estos niveles de radiaciones registradas por el sensor es lo que permite distinguir las diferencias entre los objetos en las imágenes generadas (Mackay L., 2005). Figura 17 Efectos de la calibración de imágenes sobre las imágenes Landsat TM 8-54 de 1991/08/14 (a) y (b), 2001/08/01 (c) y (d). (a) y (c) Imagen bruta RGB 453; (b) y (d) imagen calibrada RGB 453 No es habitual que las imágenes de sensores remotos sean directamente utilizadas para la resolución de un problema de investigación, puesto que la atmosfera atenúa su intensidad y puede ser registrada erróneamente por el sensor. Estos errores deben ser removidos antes de inferir o estimar propiedades a partir de imágenes de sensores remotos, en especial en los siguientes casos: • 80 Cuando se desea comparar cuantitativamente imágenes, estimando propiedades o tipos de cobertura en diferentes momentos (ver Figura 17a y 17b). • Cuando se desea derivar propiedades que pueden ser estimadas a partir de las características de reflectancia de los objetos de interés (ver Figura 17c y 17d). En este sentido, el principal resultado de esta fase es la aplicación del modelo de corrección atmosférica 6S que permitió la generación de 279 imágenes de reflectancia, las cuales mejoran el proceso de identificación de coberturas y apoyan las ediciones temáticas de los productos temáticos de cobertura Bosque/No Bosque y del proceso de identificación de cambio a otras coberturas de la Tierra. 5.2.2 FASE DE PROCESAMIENTO Como se mencionó en la descripción del flujo metodológico, las imágenes pre-procesadas para los periodos 1990, 2000, 2005 y 2010 fueron procesadas digitalmente implementando el “Protocolo de procesamiento digital de imágenes de satélite para la cuantificación de la deforestación”. Cabrera et.al, IDEAM, 2011 el cual aplica un conjunto de herramientas de Percepción Remota y SIG aplicadas a la cuantificación de la deforestación, entre ellas CLASlite, el algoritmo Random Forest y software tradicionales de clasificación (ERDAS Imagine, ENVI,etc). Figura 18 Generación de imágenes de cobertura fraccional. Imagen 8-54 de 2001/08/01, (a) imagen calibrada, (b) imagen de cobertura fraccional Las imágenes calibradas fueron procesadas para generar las imágenes de cobertura fraccional que permiten cuantificar el contenido de Vegetación fotosintética (VF), asociada principalmente a la distribución de áreas boscosas; Vegetación no-fotosintética (VNF) y suelos descubiertos (S), las cuales son insumo del proceso de generación de los mapas de coberturas Bosque/No Bosque. La Figura 18 presenta un ejemplo de la imagen calibrada (a) y de cobertura fraccional (b) generadas para un sector de la imagen Landsat TM 8-54 de 2001/08/01 en la que en tonalidades verde se observa la cobertura de Bosque y en tonalidades amarillo, azul y fucsia las áreas de No Bosque. Resultados 81 MEMORIA TÉCNICA DE LA CUANTIFICACIÓN DE LA DEFORESTACIÓN HISTÓRICA NACIONAL –ESCALAS GRUESA Y FINA– El resultado final de esta fase fue la generación para cada periodo de tiempo analizado de 63 mapas parciales de coberturas Bosque/No Bosque, uno para cada una de las 63 escenas de la grilla Landsat que cubren el territorio continental de Colombia, las cuales de acuerdo al seguimiento del flujo metodológico puede contener en su historial de procesamiento el ajuste de los umbrales de detección de bosque, procesamiento bajo el esquema tradicional y ediciones temáticas finales (ver Figura 19). Figura 19. Generación de mapas de cobertura Bosque/No Bosque. Imagen 8-54 de 2001/08/01, (a) imagen calibrada, (b) Cobertura de Bosque / No Bosque (preliminar) 5.2.3 FASE DE GENERACIÓN DE INFORMACIÓN Basados en los resultados de la Fase de Procesamiento se realizó la integración de las 63 escenas de cobertura para conformar los Mosaicos de cobertura Bosque /No Bosque a nivel nacional para cada periodo de tiempo analizado. En las áreas donde fue necesario, se realizó una depuración temática en las zonas de empalme de las escenas, corrigiendo inconsistencias temáticas. Las Figuras 20, 21, 22 y 23 presentan el resultado final, es decir, los mapas de cobertura Bosque/No Bosque depurados para los periodos 1990, 2000, 2005 y 2010, respectivamente. Estos resultados permiten identificar que para el periodo 1990 la cobertura boscosa detectada asciende a 64´417.248 ha, representando el 56.5% del territorio nacional (ver Tabla 13). Este tipo de coberturas se ubica principalmente en las regiones Amazonía y Andes, como se presenta en la Tabla 20. Adicionalmente, es importante mencionar que para este periodo de análisis se reporta un 2.2% del territorio continental colombiano con persistencia de áreas de nubosidad, generando cerca de 2´500.000 ha en áreas sin información de coberturas, como se puede apreciar en la Figura 20. En el periodo 2000 se detectó una extensión de cobertura boscosa total de 61’732.841 ha, representando el 54.1% del territorio nacional (ver Tabla 13). Este tipo de coberturas se ubica principalmente en las regiones Amazonía y Andes, como se presenta en la Tabla 20 y en la Figura 22. Para este periodo de análisis se reporta un 1.9% del territorio continental colombiano con persistencia de áreas de nubosidad, generando un poco menos de 3´000.000 ha en áreas sin información de coberturas, debido sobre todo a presencia de nubes. 82 Figura 20 Mapa de coberturas Bosque/No-Bosque para el año 1990 75°0'0"W 70°0'0"W REPÚBLICA DE COLOMBIA INSTITUTO DE HIDROLOGÍA, METEOROLOGÍA Y ESTUDIOS AMBIENTALES Ma a r C rib e Capacidad Institucional Técnica Científica para Apoyar Proyectos REDD en Colombia ! ! ! Cobertura de Bosque Periodo 1990 RIOHACHA SANTA MARTA DISTRITO TURÍSTICO, CULTURAL E HISTÓRICO 2011 BARRANQUILLA Leyenda y Convenciones ! VALLEDUPAR Leyenda CARTAGENA DE INDIAS 10°0'0"N ! Leyenda ! SINCELEJO Bosque PANAMÁ ! MONTERIA No Bosque Sin Información VENEZUELA ! SAN JOSÉ DE CÚCUTA Convenciones ! BUCARAMANGA ! ARAUCA Límite Nacional Límite Departamental o Pacíf ico ! PUERTO CARREÑO MEDELLÍN ! SAN FRANCISCO DE QUIBDÓ ! RISALRALDA ! ! ! TUNJA ! YOPAL MANIZALES Mapa de Localización PEREIRA ! ! Océan 5°0'0"N ! BOGOTA IBAGUE ! VILLAVICENCIO COLOMBIA ! ! ! PASTO ! INÍRIDA NEIVA ! POPAYÁN ! ! ! SANTIAGO DE CALI SAN JOSÉ DEL GUAVIARE FLORENCIA MOCOA ! MITÚ Escala 0°0'0" 1:8.500.000 Información de Referencia ECUADOR BRASIL Proyección: UTM Datum: WGS - 84 Zona: 18 N Coordenadas Geográficas: 75° 00' 00'' Longitud Oeste Coordenadas Planas: 500.000 metros Norte 0 metros Este Fuente: IDEAM, MAVDT, F. Natura, F Moore 2010. Cartografía Base: IGAC, 2010. Tipo de Imágenes: LANDSAT PERÚ Salida Gráfica: Edwin Granados Proyecto REDD - IDEAM Revisó: Edersson Cabrera Proyecto REDD - IDEAM 5°0'0"S ! 75°0'0"W LETICIA © Prohibida la Reproducción total o parcial sin autozación expresa del Ideam 70°0'0"W Resultados 83 MEMORIA TÉCNICA DE LA CUANTIFICACIÓN DE LA DEFORESTACIÓN HISTÓRICA NACIONAL –ESCALAS GRUESA Y FINA– Figura 21 Mapa de coberturas Bosque/No-Bosque para el año 2000 75°0'0"W 70°0'0"W REPÚBLICA DE COLOMBIA INSTITUTO DE HIDROLOGÍA, METEOROLOGÍA Y ESTUDIOS AMBIENTALES Ma a r C rib e Capacidad Institucional Técnica Científica para Apoyar Proyectos REDD en Colombia ! ! ! Cobertura de Bosque Periodo 2000 RIOHACHA SANTA MARTA DISTRITO TURÍSTICO, CULTURAL E HISTÓRICO 2011 BARRANQUILLA Leyenda y Convenciones ! VALLEDUPAR Leyenda CARTAGENA DE INDIAS 10°0'0"N ! Leyenda ! PANAMÁ SINCELEJO Bosque No Bosque MONTERIA ! Sin Información VENEZUELA SAN JOSÉ DE CÚCUTA ! Convenciones ! BUCARAMANGA ! Límite Nacional ARAUCA Límite Departamental PUERTO! CARREÑO MEDELLÍN o Pacíf ic ! SAN FRANCISCO DE QUIBDÓ ! TUNJA ! YOPAL RISALRALDA ! MANIZALES ! ! Océan 5°0'0"N o ! Mapa de Localización PEREIRA BOGOTA ! ! IBAGUE ! VILLAVICENCIO COLOMBIA ! ! NEIVA POPAYÁN ! ! PASTO ! INÍRIDA SANTIAGO DE CALI ! ! ! SAN JOSÉ DEL GUAVIARE FLORENCIA MOCOA ! MITÚ Escala 0°0'0" 1:8.500.000 Información de Referencia ECUADOR BRASIL Proyección: UTM Datum: WGS - 84 Zona: 18 N Coordenadas Geográficas: 75° 00' 00'' Longitud Oeste Coordenadas Planas: 500.000 metros Norte 0 metros Este Fuente: IDEAM, MAVDT, F. Natura, F Moore 2010. Cartografía Base: IGAC, 2010. Tipo de Imágenes: LANDSAT PERÚ Salida Gráfica: Edwin Granados Proyecto REDD - IDEAM Revisó: Edersson Cabrera Proyecto REDD - IDEAM 5°0'0"S ! 84 75°0'0"W LETICIA 70°0'0"W © Prohibida la Reproducción total o parcial sin autozación expresa del Ideam A manera de comparación, podemos ver que en el mapa de cobertura de la Tierra de Colombia para el año 2000 cuya generación a partir de la adaptación de la metodología CORINE Land Cover finalizó en 2009, se reporta una extensión de cobertura de Bosque14 de 59´831.724 ha (IDEAM, IGAC, IAvH, SINCHI, UAESPNN, INVEMAR y UPTC. En prensa.), identificándose una adecuada coherencia (cerca del 97%) con la cifra aquí reportada para el periodo 2000. Tabla 13 Superficie de coberturas de Bosque/No Bosque para los periodo de análisis Period de análisis Cobertura 1990 Área (ha) Cobertura 2000 % Área Área (ha) % Área Cobertura 2005 Área (ha) Cobertura 2010 % Área Área (ha) % Área Bosque 64.417.248 56,5 61.732.841 54,1 60.206.330 52,8 58.633.631 51,4 No Bosque 47.150.117 41,3 50.141.994 44,0 50.893.434 44,6 51.645.361 45,3 Sin nformación Total 2.494.725 2,2 2.187.255 1,9 2.962.325 2,6 3.783.097 3,3 114.062.089 100 114.062.089 100 114.062.089 100 114.062.089 100 Para el periodo 2005 se contabilizó una superficie de cobertura boscosa total para el país de 60’206.330 ha, representando el 52.8% del territorio nacional (ver Tabla 13). Este tipo de coberturas se ubica principalmente en la región amazónica, como se presenta en la Tabla 20. Adicionalmente, es importante mencionar que para este periodo de análisis se reporta un 2.6% del territorio continental colombiano sin información debido a la persistencia de áreas de nubosidad, pero también a problemas del sensor (bandeamiento de imágenes Landsat 7) generando cerca de 3´000.000 ha en áreas sin información de coberturas, como se puede observar en la Figura 22. Respecto del periodo 2010 a través del procesamiento digital de imágenes se identificó una superficie de cobertura boscosa total para el país de 58’633.631 ha, representando el 51.4% del territorio nacional (ver Tabla 13 y la Figura 23). Este tipo de coberturas se ubica principalmente en la región amazónica, como se presenta en la Tabla 20. Adicionalmente, es importante mencionar que para este periodo de análisis se reporta un 3.3% del territorio continental colombiano con áreas sin información debido a la persistencia de áreas de nubosidad, problemas del sensor (bandeamiento de imágenes Landsat ETM+) y áreas de sombra de pendiente en imágenes de Radar generando cerca de 3´800.000 ha en áreas sin información de coberturas. 14 Para el momento de escritura de este documento no se había concluido la generación del mosaico final de coberturas de la tierra a escala 1:100.000 para el año 2000, restando cerca de 3´000.000 de ha por consolidar. Resultados 85 MEMORIA TÉCNICA DE LA CUANTIFICACIÓN DE LA DEFORESTACIÓN HISTÓRICA NACIONAL –ESCALAS GRUESA Y FINA– Figura 22 Mapa de coberturas Bosque/No-Bosque para el año 2005 75°0'0"W 70°0'0"W REPÚBLICA DE COLOMBIA INSTITUTO DE HIDROLOGÍA, METEOROLOGÍA Y ESTUDIOS AMBIENTALES Ma a r C rib e Capacidad Institucional Técnica Científica para Apoyar Proyectos REDD en Colombia ! ! ! Cobertura de Bosque Periodo 2005 RIOHACHA SANTA MARTA DISTRITO TURÍSTICO, CULTURAL E HISTÓRICO 2011 BARRANQUILLA Leyenda y Convenciones Leyenda CARTAGENA DE INDIAS 10°0'0"N ! VALLEDUPAR ! Leyenda ! PANAMÁ SINCELEJO Bosque No Bosque MONTERIA ! Sin Información VENEZUELA ! SAN JOSÉ DE CÚCUTA Convenciones BUCARAMANGA ! Límite Nacional ARAUCA ! Límite Departamental PUERTO! CARREÑO o Pacíf ic ! SAN FRANCISCO DE QUIBDÓ ! TUNJA ! YOPAL RISALRALDA ! MANIZALES ! Mapa de Localización PEREIRA ! ! Océan 5°0'0"N o MEDELLÍN ! ! BOGOTA IBAGUE ! VILLAVICENCIO COLOMBIA ! ! NEIVA ! ! PASTO INÍRIDA SANTIAGO DE CALI POPAYÁN ! ! ! SAN JOSÉ DEL GUAVIARE FLORENCIA MOCOA ! ! MITÚ Escala 0°0'0" 1:8.500.000 Información de Referencia ECUADOR BRASIL PERÚ 5°0'0"S 86 UTM Datum: WGS - 84 Zona: 18 N Coordenadas Geográficas: 75° 00' 00'' Longitud Oeste Coordenadas Planas: 500.000 metros Norte 0 metros Este Fuente: IDEAM, MAVDT, F. Natura, F Moore 2010. Cartografía Base: IGAC, 2010. Tipo de Imágenes: LANDSAT Salida Gráfica: Edwin Granados Proyecto REDD - IDEAM Revisó: Edersson Cabrera Proyecto REDD - IDEAM ! 75°0'0"W Proyección: LETICIA 70°0'0"W © Prohibida la Reproducción total o parcial sin autozación expresa del Ideam Figura 23. Mapa de coberturas Bosque/No-Bosque para el periodo 2010 75°0'0"W 70°0'0"W REPÚBLICA DE COLOMBIA INSTITUTO DE HIDROLOGÍA, METEOROLOGÍA Y ESTUDIOS AMBIENTALES Ma a r C rib e Capacidad Institucional Técnica Científica para Apoyar Proyectos REDD en Colombia ! ! ! Cobertura de Bosque Periodo 2010 RIOHACHA SANTA MARTA DISTRITO TURÍSTICO, CULTURAL E HISTÓRICO 2011 BARRANQUILLA Leyenda y Convenciones ! VALLEDUPAR Leyenda CARTAGENA DE INDIAS 10°0'0"N ! Leyenda ! PANAMÁ ! SINCELEJO Bosque No Bosque MONTERIA Sin Información VENEZUELA ! SAN JOSÉ DE CÚCUTA Convenciones BUCARAMANGA ! Límite Nacional ARAUCA ! Límite Departamental PUERTO! CARREÑO o Pacíf ico ! SAN FRANCISCO DE QUIBDÓ ! TUNJA ! RISALRALDA ! ! YOPAL MANIZALES Mapa de Localización PEREIRA ! ! Océan 5°0'0"N MEDELLÍN ! ! BOGOTA IBAGUE ! VILLAVICENCIO COLOMBIA ! INÍRIDA SANTIAGO DE CALI ! ! NEIVA POPAYÁN ! ! ! ! PASTO SAN JOSÉ DEL GUAVIARE FLORENCIA MOCOA ! ! MITÚ Escala 0°0'0" 1:8.500.000 Información de Referencia ECUADOR BRASIL PERÚ 5°0'0"S UTM Datum: WGS - 84 Zona: 18 N Coordenadas Geográficas: 75° 00' 00'' Longitud Oeste Coordenadas Planas: 500.000 metros Norte 0 metros Este Fuente: IDEAM, MAVDT, F. Natura, F Moore 2010. Cartografía Base: IGAC, 2010. Tipo de Imágenes: LANDSAT Salida Gráfica: Edwin Granados Proyecto REDD - IDEAM Revisó: Edersson Cabrera Proyecto REDD - IDEAM ! 75°0'0"W Proyección: LETICIA © Prohibida la Reproducción total o parcial sin autozación expresa del Ideam 70°0'0"W Resultados 87 MEMORIA TÉCNICA DE LA CUANTIFICACIÓN DE LA DEFORESTACIÓN HISTÓRICA NACIONAL –ESCALAS GRUESA Y FINA– 5.2.4 CUANTIFICACIÓN DE LA DEFORESTACIÓN HISTÓRICA Finalmente, con estos resultados se generan los mapas de cambio en las coberturas de Bosque/No Bosque a través de un proceso de superposición temática de estas tres capas para obtener la superficie de cambio de la cobertura de bosque en los periodos 19902000, 2000-2005 y 2005-2010 para el territorio continental colombiano, identificando las áreas de cambio posibles: • Áreas de deforestación. Aquellas zonas donde en el análisis de cambio se pasa de una cobertura de Bosque a una cobertura de No Bosque. • Áreas de regeneración. Aquellas zonas donde en el análisis de cambio se pasa de una cobertura de No Bosque a una cobertura de Bosque. Los datos obtenidos identifican una superficie de pérdida de la cobertura de bosque en el periodo 1990-2000 de 2.797.569 ha, es decir, que aplicando una relación lineal de pérdida para los diez años de análisis, se obtiene una tasa promedio anual de pérdida de la cobertura boscosa de 279.757 ha por año. Tabla 14. Cambio en las coberturas de Bosque/No Bosque para los periodos de análisis Periodo Cambio 1990-2000 Cambio 2000-2005 de análisis Área % Área % (ha) Área (ha) Área Cobertura Cambio 2005-2010 Área (ha) % Área Bosque estable 60.744.902 53,3 59.256.164 52,0 57.202.506 50,2 No Bosque estable 46.219.384 40,5 48.932.012 42,9 49.354.782 43,3 Deforestación 2.797.569 2,5 1.574.953 1,4 1.191.365 1,0 Regeneración 495.218 0,4 455.021 0,4 100.358 0,1 3.805.016 3,3 3.843.939 3,4 6.213.079 5,4 Sin información Analizando los resultados obtenidos, se encuentra que para este periodo los mayores niveles de transformación se presentan en la región amazónica con una deforestación promedio de 119802 ha por año; y que los menores niveles de pérdida de la cobertura boscosa se presentan en la región del Pacífico con 14043 ha al año en promedio como se presenta en la Tabla 15 y en la Figura 24. Respecto de los datos obtenidos para el periodo 2000-2005 se identificó una superficie de cambio de la cobertura de bosque de 1.574.953 ha, es decir, aplicando una relación lineal de pérdida para los cinco años de análisis se obtiene una tasa promedio anual de pérdida de la cobertura boscosa de 314.991 ha por año. 88 Figura 24. Mapa de cambio de coberturas Bosque/No-Bosque para el periodo 1990-2000 75°0'0"W 70°0'0"W REPÚBLICA DE COLOMBIA INSTITUTO DE HIDROLOGÍA, METEOROLOGÍA Y ESTUDIOS AMBIENTALES Ma a r C rib e Capacidad Institucional Técnica Científica para Apoyar Proyectos REDD en Colombia ! ! ! Cambios en la Cobertura de Bosque en los Periodos 1990 y 2000 RIOHACHA SANTA MARTA DISTRITO TURÍSTICO, CULTURAL E HISTÓRICO 2011 BARRANQUILLA Leyenda y Convenciones ! VALLEDUPAR Leyenda CARTAGENA DE INDIAS 10°0'0"N ! Leyenda Bosque Estable ! SINCELEJO No Bosque Estable PANAMÁ ! MONTERIA Deforestación Regeneración VENEZUELA ! SAN JOSÉ DE CÚCUTA Sin Información Convenciones ! BUCARAMANGA ! ARAUCA Límite Nacional Límite Departamental o Pacíf ico ! PUERTO! CARREÑO MEDELLÍN SAN FRANCISCO DE QUIBDÓ ! TUNJA ! YOPAL RISALRALDA ! MANIZALES ! ! Océan 5°0'0"N ! Mapa de Localización PEREIRA BOGOTA ! ! IBAGUE ! VILLAVICENCIO COLOMBIA ! ! NEIVA POPAYÁN ! ! PASTO ! INÍRIDA SANTIAGO DE CALI ! ! ! SAN JOSÉ DEL GUAVIARE FLORENCIA MOCOA ! MITÚ Escala 0°0'0" 1:8.500.000 Información de Referencia ECUADOR BRASIL Proyección: UTM Datum: WGS - 84 Zona: 18 N Coordenadas Geográficas: 75° 00' 00'' Longitud Oeste Coordenadas Planas: 500.000 metros Norte 0 metros Este Fuente: IDEAM, MAVDT, F. Natura, F Moore 2010. Cartografía Base: IGAC, 2010. Tipo de Imágenes: LANDSAT PERÚ Salida Gráfica: Edwin Granados Proyecto REDD - IDEAM Revisó: Edersson Cabrera Proyecto REDD - IDEAM 5°0'0"S ! 75°0'0"W LETICIA © Prohibida la Reproducción total o parcial sin autozación expresa del Ideam 70°0'0"W Resultados 89 MEMORIA TÉCNICA DE LA CUANTIFICACIÓN DE LA DEFORESTACIÓN HISTÓRICA NACIONAL –ESCALAS GRUESA Y FINA– Figura 25. Mapa de cambio de coberturas Bosque/No-Bosque para el periodo 2000-2005 75°0'0"W 70°0'0"W REPÚBLICA DE COLOMBIA INSTITUTO DE HIDROLOGÍA, METEOROLOGÍA Y ESTUDIOS AMBIENTALES Ma a r C rib e Capacidad Institucional Técnica Científica para Apoyar Proyectos REDD en Colombia ! ! ! Cambios en la Cobertura de Bosque en los Periodos 2000 y 2005 RIOHACHA SANTA MARTA DISTRITO TURÍSTICO, CULTURAL E HISTÓRICO 2011 BARRANQUILLA Leyenda y Convenciones ! Leyenda CARTAGENA DE INDIAS 10°0'0"N ! VALLEDUPAR Leyenda Bosque Estable ! SINCELEJO No Bosque Estable PANAMÁ ! MONTERIA Deforestación Regeneración VENEZUELA ! SAN JOSÉ DE CÚCUTA Sin Información Convenciones ! BUCARAMANGA ! ARAUCA Límite Nacional Límite Departamental PUERTO CARREÑO MEDELLÍN ! o Pacíf ic ! SAN FRANCISCO DE QUIBDÓ ! TUNJA ! YOPAL RISALRALDA ! ! ! MANIZALES Mapa de Localización PEREIRA ! Océan 5°0'0"N o ! ! BOGOTA IBAGUE ! VILLAVICENCIO COLOMBIA ! ! ! PASTO ! INÍRIDA NEIVA ! POPAYÁN ! ! ! SANTIAGO DE CALI SAN JOSÉ DEL GUAVIARE FLORENCIA ! MOCOA MITÚ Escala 0°0'0" 1:8.500.000 Información de Referencia ECUADOR BRASIL Proyección: UTM Datum: WGS - 84 Zona: 18 N Coordenadas Geográficas: 75° 00' 00'' Longitud Oeste Coordenadas Planas: 500.000 metros Norte 0 metros Este Fuente: IDEAM, MAVDT, F. Natura, F Moore 2010. Cartografía Base: IGAC, 2010. Tipo de Imágenes: LANDSAT Salida Gráfica: Edwin Granados Proyecto REDD - IDEAM Revisó: Edersson Cabrera Proyecto REDD - IDEAM PERÚ 5°0'0"S ! 90 75°0'0"W LETICIA 70°0'0"W © Prohibida la Reproducción total o parcial sin autozación expresa del Ideam Figura 26. Mapa de cambio de coberturas Bosque/No-Bosque para el periodo 2005-2010 75°0'0"W 70°0'0"W REPÚBLICA DE COLOMBIA INSTITUTO DE HIDROLOGÍA, METEOROLOGÍA Y ESTUDIOS AMBIENTALES Ma a r C rib e Capacidad Institucional Técnica Científica para Apoyar Proyectos REDD en Colombia ! ! ! Cambios en la Cobertura de Bosque en los Periodos 2005 y 2010 RIOHACHA SANTA MARTA DISTRITO TURÍSTICO, CULTURAL E HISTÓRICO 2011 BARRANQUILLA Leyenda y Convenciones ! VALLEDUPAR Leyenda CARTAGENA DE INDIAS 10°0'0"N ! Leyenda Bosque Estable ! SINCELEJO No Bosque Estable PANAMÁ ! MONTERIA Deforestación Regeneración VENEZUELA ! SAN JOSÉ DE CÚCUTA Sin Información Convenciones ! BUCARAMANGA ! ARAUCA Límite Nacional Límite Departamental PUERTO CARREÑO MEDELLÍN ! o Pacíf ic ! SAN FRANCISCO DE QUIBDÓ ! TUNJA ! YOPAL RISALRALDA ! ! ! MANIZALES Mapa de Localización PEREIRA ! Océan 5°0'0"N o ! ! BOGOTA IBAGUE ! VILLAVICENCIO COLOMBIA ! ! ! PASTO ! INÍRIDA NEIVA ! POPAYÁN ! ! ! SANTIAGO DE CALI SAN JOSÉ DEL GUAVIARE FLORENCIA ! MOCOA MITÚ Escala 0°0'0" 1:8.500.000 Información de Referencia ECUADOR BRASIL Proyección: UTM Datum: WGS - 84 Zona: 18 N Coordenadas Geográficas: 75° 00' 00'' Longitud Oeste Coordenadas Planas: 500.000 metros Norte 0 metros Este Fuente: IDEAM, MAVDT, F. Natura, F Moore 2010. Cartografía Base: IGAC, 2010. Tipo de Imágenes: LANDSAT Salida Gráfica: Edwin Granados Proyecto REDD - IDEAM Revisó: Edersson Cabrera Proyecto REDD - IDEAM PERÚ 5°0'0"S ! 75°0'0"W LETICIA © Prohibida la Reproducción total o parcial sin autozación expresa del Ideam 70°0'0"W Resultados 91 MEMORIA TÉCNICA DE LA CUANTIFICACIÓN DE LA DEFORESTACIÓN HISTÓRICA NACIONAL –ESCALAS GRUESA Y FINA– Finalmente, para el periodo 2005-2010 de encontró que la superficie de cambio total en el periodo de análisis fue de 1´191.365 ha, concentrándose principalmente en las regiones Amazónica y Andina. Aplicando una relación lineal de pérdida se identifica que para este periodo anualmente se perdieron en Colombia 238.273 ha de Bosque natural, como se presenta en la Tabla 14 y en la Figura 25. En términos relativos, la región Caribe fue la que perdió una mayor proporción del área bosque en ambos periodos analizados. La Tabla 15 presenta la extensión de la cobertura de bosque por región y la proporción del área boscosa deforestada, así como los promedios y porcentajes anuales de pérdida de cobertura de bosque para los tres periodos de cambio analizados. Los estudios revisados indican que los resultados obtenidos por el presente estudio podrían estar en los niveles reportados previamente, sin embargo, es necesario realizar un proceso de validación de los resultados obtenidos a fin de determinar el grado de fiabilidad de los mismos. 92 Resultados 93 2005-2010 2000-2005 1990-2000 Periodo analizado 0,44 % bosque perdido promedio anual 2,20 22.149 % bosque perdido deforestación promedio anual (ha) 110744,46 Deforestación (ha) 0,56 5.035.400 Bosque 2005 (ha) % bosque perdido promedio anual 2,80 29.254 deforestación promedio anual (ha) % bosque perdido 146269,17 Deforestación (ha) 0,27 5.227.673 % bosque perdido promedio anual Bosque 2000 (ha) 14.043 deforestación promedio anual (ha) 2,68 140.426 Deforestación (ha) % bosque perdido 5.249.261 Pacífico Bosque 1990 (ha) Indicador 0,44 9.307 2,19 46533,51 2.123.340 1,31 28.696 6,57 143479,89 2.182.517 1,03 24.058 10,30 240.580 2.335.094 Orinoquía 2,21 40.018 11,07 200090,07 1.807.073 2,35 47.313 11,74 236562,84 2.014.227 1,45 34.302 14,48 343.019 2.368.779 Caribe Región 0,78 87.090 3,90 435449,7 11.151.591 0,83 97.293 4,15 486463,86 11.716.837 0,70 87.660 6,98 876.597 12.565.035 Andes Tabla 15. Proporción del área boscosa deforestada por regiones naturales 0,20 79.797 1,00 398984,94 40.096.203 0,28 112.565 1,38 562823,28 40.669.967 0,29 119.802 2,86 1.198.018 41.924.100 Amazonía 4,07 238.361 1.191.803 60.213.607 5,33 315.120 1.575.599 61.811.221 3,73 279.864 2.798.639 64.442.269 Total MEMORIA TÉCNICA DE LA CUANTIFICACIÓN DE LA DEFORESTACIÓN HISTÓRICA NACIONAL –ESCALAS GRUESA Y FINA– 5.2.5 DETECCIÓN DE TIPOS DE COBERTURAS EN ÁREAS DE CAMBIO El resultado de este paso final permite observar a qué tipo de coberturas se transformó el Bosque durante los periodos 2000-2005 y 2005-2010 cuando se presenta deforestación. Así mismo, este proceso permite identificar los tipos de coberturas diferentes a Bosque que pudieron convertirse en Bosque (regeneración) para el mismo periodo, tal como se presenta en las tablas 16 y 18. Cambios por Deforestación Para el periodo 2000 – 2005 se identificó que la cobertura de bosque fue transformada principalmente hacia coberturas de pastos, correspondiendo al 39.7% del área de cambio, seguido por cambios hacia Vegetación secundaria15 y áreas agrícolas heterogéneas, con el 35.1% y el 12.3% respectivamente, como se presenta en la Tabla 16. Tabla 16 Tipificación del cambio de coberturas boscosas por deforestación periodos 2000-2005 y 2005-2010 Cobertura Periodo 2000-2005 Área ha 2005-2010 % Área Área ha % Área Áreas urbanizadas 9.585 0,6 123 0,0 Cultivos transitorios 6.989 0,4 2.197 0,2 Cultivos permanentes 3.750 0,2 873 0,1 Pastos 625.833 39,7 663.901 55,5 Áreas agrícolas heterogéneas 194.064 12,3 104.852 8,8 40 0,0 144 0,0 Herbazales 19.256 1,2 19.539 1,6 Arbustales 77.125 4,9 129.648 10,8 552.495 35,1 241.764 20,2 Zonas quemadas 5.296 0,3 3.531 0,3 Otras áreas sin vegetación 3.785 0,2 7.670 0,6 Vegetación acuática 1.700 0,1 11.192 0,9 Superficies de agua 14.950 0,9 10.898 0,9 1.574.953 100 1.196.331 100 Plantación forestal Vegetación secundaria Total Para el periodo 2005 – 2010 el cambio en cobertura de bosques por deforestación ocurre principalmente hacia las mismas coberturas dominantes del periodo anterior, encontrándose que para este periodo la conversión hacia coberturas de Pastos corresponde al 55.5% 15 94 Cobertura vegetal en proceso de cambio de vegetación primaria (bosque) debido a destrucción o intervención del estado inicial, o que puede encontrarse en recuperación. del área de cambio, mientras que los cambios hacia Vegetación secundaria representan el 20,2% como se presenta en la Tabla 16. En el contexto regional el proceso de deforestación entre 2000 y 2005 indica que las áreas de cambio de bosque a coberturas de pastos se concentraron en las regiones Amazónica y Andina, presentando 278.111 ha y 185.260 ha respectivamente. De manera similar para el periodo entre 2005 y 2010 el mismo proceso de cambio de bosques a pastos representa 272.525ha para la Amazonía y 198.047 para la zona andina, como se presenta en la tablas 17 y 18. Tabla 17 Cambios de la cobertura de Bosque a otros tipos de cobertura de la tierra (Deforestación) por región para el periodo 2000 - 2005 Tipo de Cobertura Amazonia Andina Caribe Orinoquia Total general Pacífico Áreas con vegetación herbácea 1.532 17.287 286 112 39 19.256 Áreas con vegetación arbustiva 523 5.906 70.480 66 148 77.123 Áreas urbanizadas 772 6.138 - - 2.674 9.584 2.248 6 2 1.494 - 3.750 - 6.550 81 358 - 6.989 113.875 44.666 28.488 6.814 218 194.060 619 1.843 342 405 571 3.781 278.111 185.260 73.731 62.071 26.608 625.782 - 4 36 - - 40 Superficies de agua 7.051 1.032 745 6.100 19 14.948 Vegetación acuática 1.265 4 159 270 - 1.698 146.954 190.233 56.235 57.155 101.891 552.468 1 1.023 - 4.272 - 5.296 562.592 486.189 236.482 Cultivos permanentes Cultivos transitorios Mosaicos Otras áreas sin vegetación Pastos Plantación forestal Vegetación secundaria Zonas quemadas Total general 143.400 146.194 1.574.856 Por otro lado, la deforestación asociada a aumentos de la cobertura de vegetación secundaria se presentó principalmente en la región de los Andes con aproximadamente 190.000 ha durante el periodo 2000-2005, seguida de la región de la Amazonía con un poco menos de 150.000 ha. De manera similar para el periodo entre 2005 y 2010 el mismo proceso de cambio de bosques a vegetación secundaria representa cerca de 50.000 ha para la región del Pacifico y 105.355 para la zona Andina. Resultados 95 MEMORIA TÉCNICA DE LA CUANTIFICACIÓN DE LA DEFORESTACIÓN HISTÓRICA NACIONAL –ESCALAS GRUESA Y FINA– Tabla 18 Cambios de la cobertura de Bosque a otros tipos de cobertura de la tierra (Deforestación) por región para el periodo 2005 - 2010 Tipo de Cobertura Regiones Amazonia Áreas urbanizadas Orinoquia Caribe Pacífica Andina TOTAL GENERAL 53 11 31 5 24 123 Cultivos transitorios 157 497 802 717 30 2.201 Cultivos permanentes 40 134 52 9 637 873 272.525 37.567 139.997 16.036 198.047 664.172 42.340 2.084 7.770 2.696 49.983 104.874 Pastos Mosaicos Plantación forestal - - - - 144 144 Áreas con vegetación herbácea 11.710 78 - - 7.760 19.549 Áreas con vegetación arbustiva 42.925 896 22.064 - 63.819 129.703 Vegetación secundaria 43.040 6.775 35.934 50.757 105.355 241.860 Zonas quemadas 1.624 1.030 16 - 860 3.530 Otras áreas sin vegetación 1.021 540 559 4.634 921 7.675 Vegetación acuática - 160 4.787 4.748 1.492 11.187 Superficies de agua 1.878 1.830 1.359 3.895 1.932 10.894 53.064 217.612 99.083 459.196 1.196.785 TOTAL GENERAL 418.631 Para el periodo 2005-2010, el análisis del contexto regional indica que la cobertura de cambio predominante, Pastos, ocurre principalmente en las regiones de la Amazonia y los Andes con el 41% y 30%, respectivamente, como se presenta en la Tabla 18. Respecto de la cobertura Vegetación secundaria, de acuerdo con los resultados finales se encuentra que las mayores proporciones se encuentran ahora localizadas en las regiones Andina y del Pacifico con el 44% y 21%, respectivamente. Cambios por Regeneración Respecto de los cambios por Regeneración, para el periodo 2000–2005 el fenómeno de regeneración presenta un alto porcentaje de cambio de cobertura de Vegetación secundaria a Bosque, correspondiente al 39.9%, del área de cambio. Sin embargo es importante tener en cuenta también los cambios desde las tierras cubiertas por Pastos y Áreas agrícolas heterogéneas, que corresponden al 7, 9% y 13.5%, respectivamente como se puede observar en la Tabla 19. Para el periodo 2005-2010, es la transición desde áreas de Pastos hacia áreas de Bosque, el cambio dominante, encontrándose que cerca del 50% de la regeneración ocurre por este tipo de conversión, seguido por un 23% desde Vegetación Secundaria. 96 Tabla 19. Tipificación del cambio de cobertura boscosa por regeneración para los periodos 2000-2005 y 2005-2010 Cobertura Periodo Áreas urbanizadas 2000-2005 Área ha % Área 95 Cultivos transitorios Cultivos permanentes 2005-2010 Área ha % Área 0.0 610 0.7 0.0 1.057 1.3 1.344 0.3 674 0.8 Pastos 35.987 7.9 42.554 50.3 Áreas agrícolas heterogéneas 61.273 13.5 Plantación forestal Herbazales Arbustales Vegetación secundaria Zonas quemadas Otras áreas sin vegetación Vegetación acuática Superficies de agua Sin Información Total 0.0 551 0.1 0.0 2.991 0.7 0.0 2.315 0.5 206 0.2 181.463 39.9 19.755 23.4 10.145 2.2 2.193 0.5 9.105 10.8 12 0.0 5.056 6.0 0.0 10.455 2.3 1.411 1.7 146.194 32.1 4.115 4.9 455.018 100 84.543 100.0 En términos de la distribución de estos cambios de cobertura por región, podemos observar que para el periodo 2000-2005 las áreas de regeneración desde Vegetación secundaria se concentran especialmente en las regiones de los Andes y el Pacifico, registrando el 34% y 20% del total del cambio desde esta cobertura respectivamente (Ver Tabla 20). La cobertura de Pastos asociada a regeneración se concentra principalmente en las regiones de Amazonía y Andes (16% y 66% respectivamente). Resultados 97 MEMORIA TÉCNICA DE LA CUANTIFICACIÓN DE LA DEFORESTACIÓN HISTÓRICA NACIONAL –ESCALAS GRUESA Y FINA– Tabla 20. Cambios de otros tipos de cobertura de la tierra a bosque (Regeneración) por región para el periodo 2000 - 2005 Cobertura Amazonia Andina Caribe Orinoquia Pacífico Total general Áreas con vegetación herbácea 22 541 1 2.408 20 2.991 Áreas con vegetación arbustiva 1 473 1.831 11 - 2.315 Áreas urbanizadas - - - 95 - 95 14 602 727 - - 1.344 3.316 47.504 8.573 13 1.868 61.273 149 1.922 - 115 7 2.193 5.727 23.754 2.150 3.571 783 35.985 - 551 - - - 551 3.850 130 3.816 2.648 - 10.445 Cultivos permanentes Áreas agrícolas heterogéneas Otras áreas sin vegetación Pastos Plantación forestal Superficies de agua Vegetación acuática Vegetación secundaria Zonas quemadas Total general 12 - - - - 12 34.639 61.534 16.693 32.006 36.591 181.463 409 530 - 9.206 - 10.145 50.211 198.185 66.364 71.783 68.459 455.001 Para el periodo 2005-2010 al igual que en el periodo anterior, los cambios por regeneración están asociados principalmente a transiciones desde la cobertura de Pastos, reportándose con poco más del 50% del total de cambio por regeneración, la cual analizada regionalmente resulta en que se localiza casi en su totalidad en las regiones de los Andes y el Pacífico, como se presenta en la Tabla 21. Tabla 21. Cambios de otros tipos de cobertura de la tierra a bosque (Regeneración) por región para el periodo 2005-2010 Tipo de Cobertura Áreas con vegetación arbustiva Áreas urbanizadas Amazonia - Andina Caribe Total general Orinoquia Pacífico 10 206 18 167 11 - 4 587 - 19 610 Cultivos permanentes 11 363 113 - 187 674 Cultivos transitorios 31 366 617 23 19 1.057 761 7.003 1.339 1 - 9.105 Otras áreas sin vegetación Pastos 4.853 22.939 3.284 1.114 10.363 42.554 Superficies de agua 93 40 38 704 536 1.411 Vegetación acuática 692 4.269 - - 95 5.056 Vegetación secundaria 673 12.848 5.735 468 51 19.775 7.575 49.947 12.389 2.970 11.745 84.627 Total general Finalmente, es importante tener en cuenta que las áreas asociadas con las coberturas de Herbazales y Arbustales pueden estar relacionadas con procesos de la dinámicas propias y posiblemente estacionales, comunes en los ecosistemas naturales orinocenses y andinos, sumado a la dificultad para el uso de imágenes en diferentes periodos estacionales (baja 98 disponibilidad). De manera similar las coberturas de las superficies de agua pueden estar asociadas a dinámicas naturales de inundación de los cuerpos de agua de las diferentes regiones. Análisis regional por Corporación Autónoma Regional -CARLa extensión total de cobertura de Bosque en el territorio continental colombiano en los periodos de análisis (1990-2000-2005-2010) permite identificar que tan solo en dos de las Corporaciones Autónomas Regionales -CARs- de la Amazonia (Corpoamazonia y CDA) se concentran más del 50% del total del Bosque remanente, indicando el papel relevante de estas autoridades ambientales en la conservación y manejo sostenible de este recurso. Así mismo, permite identificar que las CARs con menores remanentes de cobertura de Bosque son Corpomojana y CRA, las cuales representan menos del 0.01% de la extensión total continental, una descripción detallada de esta situación para la jurisdicción de las 34 CARs analizadas se presenta en la Tabla 22. Respecto de la dinámica de cambio, en el periodo acumulado se identificó que cerca del 45% del total de pérdida de cobertura boscosa se concentró en la jurisdicción de tres CARs, a saber: Corpoamazonia, Cormacarena y CDA, con el 19,9%, el 13,5% y el 13,5%, respectivamente. Es así que esta área se constituye en uno de los principales focos de deforestación activa en el país. Un segundo núcleo importante a la luz de la jurisdicción de las CARs se concentra en las jurisdicciones de Corantioquia, CSB, CAS, Copornor, identificándose que cerca del 15% del total de pérdida de cobertura boscosa se concentró en su jurisdicción, como se identifica en la Tabla 22. Resultados 99 140.311 563948 217934 2143532 1023713 1247126 809701 839.886 1.499.896 1.858.405 145.469 CVC CRC Corponariño Corpoguajira 1642067 511670 88.198 CARDIQUE 472015 1913635 33.021 378.263 CARSUCRE CVS 19.581.011 674.157 Corpoamazonia 832362 16.803.712 CDA CAM 1074368 111081 CRQ 153006 5.848 57.382 DAMA 4630046 115.413 3.386.994 Corpo guavio Cormacarena 199927 1668818 78.784 181505 516623 Corpocaldas CARDER 85404 1420965 Cortolima 156.139 142.466 CAR 524569 1253219 11557000 301075 1614132 Corpochivor 29.077 186.470 AMVA 278.062 260.232 Corpoboyaca Cornare 5.305.404 CDMB Corporinoquia 774.382 CAS 300114 3.412.441 1.161.985 Codechoco Corantioquia 2081383 770003 489138 26.312 690.523 Corpouraba 974736 1236938 635.347 1.000.592 2000148 305194 1936461 172.608 12.378 310.852 Bosque Estable No Bosque Estable Corpomojana Corponor CSB Corpocesar CRA Corpamag CAR 21908 134743 150557 44677 25227 7040 41768 586618 53176 353301 9127 517 397225 6449 53645 12397 5438 4527 14677 395 6983 24383 262995 15292 71999 90249 57241 50835 19598 126327 66286 24505 12251 46521 Deforestación 1900-2000 2484 39045 22062 16017 84 449 4410 38111 11303 21147 1699 1186 74523 6039 19809 4373 2348 2974 8191 200 2435 2369 117779 4196 15475 15149 16644 5060 152 27583 6501 1231 20 4431 Regeneración 254194 286760 135509 167992 3852 3020 163482 167587 57132 48449 14421 3456 62512 21016 137870 14686 22552 14039 74804 1000 19331 51040 183773 11556 113271 136579 1004184 381159 21274 65987 91078 46816 793 23300 Sin Información 139314 1690600 1501383 360651 52144 22951 845409 19293861 609685 16650302 50459 5915 3174995 88594 467759 65599 136500 140496 164295 27273 250494 252201 5178816 125183 703877 1129616 3509101 687820 10851 918232 569232 155890 6228 283435 Bosque Estable 1797663 928037 1389693 1949210 535621 478206 1046600 2721435 1136849 1190706 119481 153319 4967698 219658 1758784 213832 181271 560362 1440341 86127 527811 1291471 11769178 297767 1675752 2176319 315165 825738 505883 1084473 1290226 2040918 317074 1968169 No Bosque Estable 23829 140655 22872 13036 29015 8626 12935 271029 46998 164651 2996 337 210472 10478 36017 10651 4788 13615 18777 1793 14051 20622 149478 12605 72146 46477 47580 11195 10651 62486 33747 12691 4911 33364 Deforestación 2000-2005 8251 22432 12801 9413 550 442 23447 31500 17218 9565 1590 1030 43176 1048 13972 1815 3014 3841 10318 183 3787 2799 49406 8645 16944 22035 58132 33553 293 16160 3615 4936 112 19214 Regeneración 97064 346931 128401 169247 11702 5322 163892 199033 59385 43746 19184 3411 154958 47073 120234 18270 28735 23313 71375 700 17407 41981 280072 28230 120540 110897 860645 339274 28797 113874 139329 30874 2311 17383 Sin Información 148375 1578017 1348421 346857 44172 22007 824450 18798151 458833 16386737 52499 6851 2906062 66719 411938 46581 130267 114163 158053 22577 166606 221397 5105738 127444 620241 957037 3576928 708011 5706 894643 522367 148261 4280 284265 Bosque Estable 1834047 1019165 1318015 1974122 564911 487445 970373 2978909 1085092 1333466 125362 153580 5031166 203666 1715617 211266 179993 537696 1429842 86513 460049 1288529 11742863 306884 1723961 2118881 389298 840109 518910 1135824 1311129 2008478 321772 1976513 No Bosque Estable 7500 45393 48077 17129 8859 1684 17342 251900 26612 70805 2711 171 142474 5557 21965 8538 6732 12134 11643 3778 19119 12292 48445 7781 83892 99968 75277 23074 6104 39325 30712 10830 2266 21769 Deforestación 2005-2010 1023 1438 5054 2315 87 51 6369 7035 4778 1998 1983 16 7496 149 4552 781 850 1353 3256 18 492 1710 3948 837 9358 4229 7604 6575 9 8490 4325 1781 49 395 Regeneración Tabla 22. Cambios en la cobertura boscosa en la jurisdicción de las Corporación Autónoma regionales para los periodos de análisis 74073 483710 335578 160904 10741 4135 273585 479149 294820 265220 11154 3394 464102 90760 242694 43000 36466 76281 102313 3190 167282 85145 524610 29484 151806 305229 740436 319449 25746 116465 167616 75786 2230 38501 Sin Información 546341.76 156138.75 7071098.31 BOYACA CALDAS CAQUETA 3412441.17 CHOCO 1987333.11 PUTUMAYO 60761550.3 4164207.12 VICHADA TOTAL 5179417.47 VAUPES 839974.14 516623.4 VALLE DEL CAUCA 59300.82 TOLIMA 914498.46 SANTANDER SUCRE 142466.13 RISARALDA 57382.47 1000591.56 NORTE DE SANTANDER QUINDIO 1858405.41 NARIÑO 310851.9 MAGDALENA 3386993.67 145468.71 META 674157.24 GUAVIARE LA GUAJIRA 5004178.92 GUAINIA HUILA 378263.07 6622396.47 CORDOBA 346240.44 CUNDINAMARCA 5847.57 172608.21 CESAR BOGOTA,D.C 1500024.24 CAUCA 516059.1 723470.4 BOLIVAR CASANARE 12378.15 ATLANTICO 391372.83 2140843.14 ANTIOQUIA ARAUCA 10524176.2 Bosque estable AMAZONAS Departamentos 46245848.4 5666530.14 112580.01 1023530.85 1668818.07 961065 1914529.59 181504.71 111080.7 331778.34 974735.55 809700.66 4630045.59 1936460.97 1642066.74 1074367.89 334598.58 384954.12 1913634.99 1747426.95 153005.94 300114 2000147.85 1247113.62 3760813.44 1578113.19 563947.56 1638680.76 1748013.57 305193.78 1836205.65 3460200.03 234889.56 No Bosque estable 2798958.51 118611 49493.34 44673.84 53645.49 26622.99 87276.15 5437.8 9126.72 215895.51 126327.24 134742.87 397225.17 46521 21907.8 53175.69 199645.38 104234.31 41767.65 23999.31 516.78 57240.9 24505.29 150564.15 53438.76 331307.73 4527.27 46909.62 91475.1 12250.89 77972.04 148436.37 39484.35 Deforestación 1990 -2000 495470.61 38440.71 3742.74 16020.09 19808.64 599.67 19658.88 2347.83 1699.11 21136.41 27583.38 39044.61 74523.24 4430.79 2484.27 11302.74 8435.88 8964.27 4409.91 19782.72 1185.93 16644.24 1231.2 22058.1 51111.45 8754.3 2974.23 7243.02 6585.03 20.16 22179.6 22838.85 8228.61 Regeneración 3804523.11 40756.68 14458.59 168094.98 137870.37 24280.29 124817.04 22551.57 14420.52 31759.74 65986.74 286760.25 62511.57 23300.1 254194.11 57132.09 4209.12 29989.53 163481.67 99755.91 3455.73 1004183.73 46815.66 135474.75 72527.76 16567.38 14039.28 70620.75 94848.57 792.63 61515 537946.65 119404.35 Sin información 59272095.7 4107576.87 5146623.63 845500.59 467758.71 33777.54 828876.15 136499.94 50458.68 1954246.77 918231.75 1690599.78 3174994.8 283434.75 139314.15 609685.11 4896861.03 6609056.13 360651.42 290974.59 5915.25 3509101.26 155890.26 1501508.43 507334.05 6855120.36 140495.94 497409.39 621338.22 6227.73 346345.38 2094233.85 10486053.2 Bosque estable 48959875.35 5809412.61 155271.78 1046411.55 1758783.6 983985.48 1972879.74 181271.25 119481.21 555245.1 1084472.82 928036.53 4967698.23 1968169.05 1797663.33 1136848.5 534462.57 500804.37 1949210.1 1768552.02 153318.78 315164.79 2040917.94 1389698.01 3788888.67 1897977.6 560362.41 1701468.09 1825210.17 317074.14 1866814.2 3614803.47 269517.24 No Bosque estable 1575527.67 71805.51 35209.89 12933.18 36017.28 19270.35 84737.43 4787.82 2995.65 41646.15 62486.28 140654.52 210472.47 33363.99 23828.67 46998.36 105241.77 24228.72 13035.69 34727.04 336.78 47580.39 12690.81 22865.04 35510.31 188904.6 13614.57 36557.91 62730.45 4910.94 31378.32 73493.01 40513.77 Deforestación 2000 -2005 455249.34 10153.26 1905.03 23448.15 13972.05 733.95 25572.87 3013.83 1590.12 6263.82 16159.68 22431.51 43176.15 19213.92 8251.11 17218.26 5708.07 1949.67 9413.01 12974.13 1029.96 58132.44 4935.6 12799.8 12879.45 21641.67 3840.84 5078.61 4164.84 112.05 24325.56 59546.7 3613.23 Regeneración 3843602.91 29597.4 20681.82 164000.43 120234.33 34101.45 148713.93 28735.2 19183.86 30501.27 113873.94 346931.46 154957.59 17383.05 97064.37 59385.42 8794.44 14499.81 169247.07 129977.55 3411.18 860645.16 30873.6 128363.58 109338.03 42196.68 23313.33 69281.91 150948.99 2310.75 120381.66 468188.01 126485.64 Sin información 57217652.8 4084512.12 5110071.39 824516.28 411938.46 27694.89 747487.8 130267.17 52498.53 1857566.34 894642.75 1578016.89 2906061.75 284264.91 148375.26 458833.14 4842465.75 6436427.85 346856.76 259573.77 6850.53 3576927.78 148261.32 1348485.12 477191.43 6575943.78 114163.2 440445.69 566518.68 4280.22 337004.1 1853333.91 10366175.3 Bosque estable 49382762.3 5837193.9 189488.88 970212.69 1715616.81 1006244.46 2030201.1 179993.16 125362.35 590487.48 1135824.03 1019164.5 5031165.87 1976513.04 1834046.82 1085091.66 635753.16 508091.22 1974122.28 1744461.45 153579.78 389298.42 2008478.25 1317951.72 3758774.31 2081259.72 537695.91 1697253.12 1875388.05 321771.78 1839160.35 3504522.78 308593.26 No Bosque estable 1191791.52 18753.93 7275.15 17341.74 21965.22 7781.85 91666.44 6731.82 2711.16 65048.31 39324.87 45393.3 142473.51 21768.57 7499.61 26612.46 52252.74 11280.6 17128.89 18998.82 171 75276.9 10830.33 48082.5 19944.18 178350.57 12134.07 22874.49 39550.23 2265.84 5886.63 145890.27 8525.52 Deforestación 2005 -2010 Tabla 23. Cambios en la cobertura boscosa en la jurisdicción de los departamentos para los periodos de análisis 100404.09 1454.4 733.68 6369.48 4551.75 59.31 10190.79 850.32 1983.42 1337.49 8489.97 1438.2 7496.28 395.19 1023.03 4778.1 917.01 347.22 2314.71 3514.77 16.47 7603.74 1780.56 5054.4 1697.85 5193.9 1352.97 2665.71 4412.16 49.23 508.59 11313.36 510.03 Regeneración 6204885.48 86164.38 51676.02 273638.16 242693.73 29864.25 181233.99 36465.57 11154.06 73253.7 116464.59 483710.13 464101.83 38501.37 74072.79 294820.29 19679.22 194129.64 160903.53 210656.52 3394.17 740436.48 75785.85 335658.24 196342.74 165092.94 76280.94 146555.82 178348.5 2229.84 205935.03 794842.47 240798.69 Sin información 60754638.78 3837358.26 Caribe 30529790.19 5714452.44 Magdalena-Cauca Total 15726240.9 Orinoco Amazonas 4946796.99 Bosque estable Pacífico Áreas hidrográficas 46224153 2583240.5 4941767.5 19461622 17645141 1592382.5 No Bosque estable 2797952.85 826028.28 270354.96 633827.52 859238.64 208503.45 Deforestación 1990 -2000 495258.93 55576.17 42642.54 106950.6 218165.58 71924.04 Regeneración 3802326.21 222838.47 1378605.33 983268.81 319907.7 897705.9 Sin información 60754638.8 30529790.2 3837358.26 5714452.44 15726240.9 4946796.99 Bosque estable 46224153.27 2583240.48 4941767.52 19461622.23 17645140.53 1592382.51 No Bosque estable 2797952.85 826028.28 270354.96 633827.52 859238.64 208503.45 Deforestación 2000 -2005 495258.93 55576.17 42642.54 106950.6 218165.58 71924.04 Regeneración 3802326.21 222838.47 1378605.33 983268.81 319907.7 897705.9 Sin información 57211564.5 29289059.64 3762657 4534666.38 14793334.11 4831847.37 Bosque estable Tabla 24. Cambios en la cobertura boscosa según las áreas hidrográficas 49360494 3744185.9 5487794.1 19884794 18459755 1783965.2 No Bosque estable 1191499.92 305217.72 106328.34 421081.83 240289.65 118582.38 Deforestación 2005 -2010 100373.22 10739.16 19912.68 49336.11 12239.1 8146.17 Regeneración 3050514.09 226616.49 1052385.21 661693.68 450078.48 659740.23 Sin información 6. REFERENCIAS Asner, G. & Heidebrecht K. 2002. Spectral unmixing of vegetation, soil and dry carbon in arid regions: Comparing multi-spectral and hyperspectral observations. International Journal of Remote Sensing 23:3,939-3,958. Asner, G., Keller M., Pereira R., Zweede J. & Silva J. 2004. Canopy damage and recovery following selective logging in an Amazon forest: Integrating field and satellite studies. Ecological Applications 14(4):280-298. Asner G., Páez G., Knapp D., Balaji A. y Clark J. 2009. Sistema Amigable de Monitoreo de la Deforestación y Perturbación de Bosques Tropicales CLASlite®. Guía del usuario, versión 2.0. 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Version World Este documento fue impreso en papel elaborado 100% con materiales reciclados, procurando reducir la tala de árboles, el volumen de desechos, y ahorrando agua y energía. R eciklart* papel 100% reciclado Colombiana Kimberly Colpapel 106 AM
