Monitorización de la cobertura vegetal basada en tecnología de teledetección hiperespectral.

En la tecnología de teledetección, los índices de vegetación son métodos comúnmente utilizados para extraer información sobre la vegetación. Estos índices son magnitudes características que se calculan a partir de la reflectancia de las bandas visibles e infrarrojas cercanas, y que reflejan el grado y el estado de crecimiento de la cobertura vegetal superficial. Entre los índices de vegetación más utilizados se encuentran el Índice de Vegetación de Diferencia Naturalizada (NDVI), el Índice de Vegetación de Diferencia (DVI) y el Índice de Virtualización (VI).

Métodos de monitoreo de cambios en la cobertura vegetal basados ​​en tecnología de teledetección.

1. Método de cambio del índice de vegetación

El método de cambio del índice de vegetación compara los índices de vegetación en múltiples imágenes de teledetección y calcula las variaciones en estos índices para determinar el estado de la cobertura vegetal. Mediante el análisis de las variaciones en los índices de vegetación, es posible determinar el crecimiento y el marchitamiento de la vegetación, así como los cambios en la cobertura vegetal.

2. Método de clasificación y variación

El método de cambio basado en la clasificación utiliza imágenes de teledetección para clasificar y reflejar los cambios en la cobertura vegetal. Este método obtiene información sobre los cambios y los tipos de área de cobertura vegetal mediante la clasificación y el análisis de imágenes de teledetección, y su efecto de monitoreo es más preciso que el del método de cambio del índice de vegetación.

Proceso básico de monitoreo de la cubierta vegetal

1. Adquisición de datos

El primer paso para utilizar la tecnología de teledetección en el monitoreo de la cobertura vegetal es la adquisición de datos adecuados. Estos datos pueden provenir de satélites, drones u otras plataformas de teledetección. Los datos satelitales suelen tener una amplia cobertura espacial y una menor resolución temporal, mientras que los datos de drones ofrecen una menor cobertura espacial y una mayor resolución temporal. Se pueden seleccionar diferentes tipos de datos según las necesidades específicas. Además, es fundamental considerar factores como la combinación de bandas y la resolución de los datos para garantizar que proporcionen información eficaz sobre la vegetación.

2. Preprocesamiento de datos

Tras adquirir datos de teledetección, se requiere una serie de operaciones de preprocesamiento para obtener datos útiles para el monitoreo de la cobertura vegetal. Estas operaciones incluyen la eliminación de nubes, la corrección atmosférica y la calibración radiométrica. Para la eliminación de nubes, se pueden utilizar algoritmos de detección para eliminar las áreas nubosas, o bien, tecnología de fusión de imágenes de nubes para combinar imágenes con y sin nubes. La corrección atmosférica se puede realizar mediante modelos de corrección atmosférica para eliminar los efectos atmosféricos y reducir los errores. Además, la calibración radiométrica es necesaria para convertir los datos de teledetección en magnitudes físicas.

3. Cálculo del índice de vegetación

Los índices de vegetación son indicadores importantes para el seguimiento de la cobertura vegetal. Entre los índices de vegetación más utilizados se encuentran el Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada (NDVI) y el Índice de Vegetación de Diferencia (DVI).

Los índices de vegetación se pueden calcular utilizando diferentes bandas de datos de teledetección según fórmulas específicas. Por ejemplo, el NDVI se obtiene calculando la relación entre las bandas de luz infrarroja y visible. Los índices de vegetación calculados reflejan el estado de la cubierta vegetal, lo que permite su monitoreo.

4. Interpretación y análisis de datos

Tras calcular el índice de vegetación, es necesario interpretar y analizar los datos para obtener información más detallada sobre la cobertura vegetal. Para ello, se pueden emplear métodos como la clasificación de imágenes y la detección de cambios. La clasificación de imágenes permite dividir los píxeles de una imagen de teledetección en distintas categorías, como vegetación, cuerpos de agua y edificios. La detección de cambios compara imágenes de teledetección de diferentes periodos para identificar variaciones en la cobertura vegetal. Mediante la interpretación y el análisis, se puede obtener información como la distribución espacial y las tendencias de cambio de la cobertura vegetal, lo que proporciona una base para la toma de decisiones en la gestión de la vegetación y la protección ecológica.

5. Verificación de resultados y evaluación de la exactitud

Para verificar la exactitud de los resultados del monitoreo, es necesario realizar una verificación y una evaluación de la precisión. La verificación se puede llevar a cabo mediante trabajo de campo y muestreo, comparando la coherencia entre los resultados del trabajo de campo y los del monitoreo por teledetección. La evaluación de la precisión se puede realizar utilizando software especializado para el análisis estadístico espacial, calculando indicadores de precisión de los resultados del monitoreo, como la exactitud y la precisión. Mediante la verificación y la evaluación de la precisión, se puede evaluar la fiabilidad del monitoreo por teledetección, lo que proporciona una referencia para trabajos de monitoreo posteriores.

△ Distribución de la cubierta vegetal en la ciudad de Xi'an en marzo de 2023

CAS Xiguang Aerospace - Monitoreo de vegetación mediante teledetección

La cobertura vegetal promedio en Xi'an durante la primavera y el verano muestra una clara tendencia estacional, lo que indica que Xi'an cuenta con un buen entorno ecológico natural.Los resultados estadísticos regionales muestran que el crecimiento de la vegetación es relativamente estable en las montañas Qinling y la llanura aluvial del río Weihe, en la zona montañosa del sur; las tendencias de crecimiento de la vegetación son significativas a lo largo de las colinas y las mesetas de loess; y la cobertura vegetal es baja en las áreas urbanas de reciente construcción y las principales zonas de desarrollo. El análisis del patrón del paisaje muestra que la densidad y el número de parches de vegetación en Xi'an son relativamente altos, lo que indica que los recursos de Xi'an se desarrollan y utilizan continuamente. 

△ Distribución de la cubierta vegetal en la ciudad de Xi'an en agosto de 2023

La aplicación de la teledetección en el monitoreo de los cambios en la cobertura vegetal ha mejorado notablemente la eficiencia y precisión de dicho monitoreo. Con el continuo desarrollo y avance de la teledetección, seguirán surgiendo nuevas tecnologías y métodos que proporcionarán información más precisa y completa para el monitoreo de los cambios en la cobertura vegetal. Gracias a la teledetección, nuestra comprensión y protección del medio ambiente ecológico serán más precisas y eficientes.