Potenciales y limitaciones de las imágenes multiespectrales de satélite para el monitoreo de pasturas degradadas en las sabanas tropicales

Vista previa del material en texto

lnnooacióo .s 
cambio Tecno1og1co 
Po enciales y la ita(Cñ [fles d 
·mágenes mu tae e raíl s de 
para e mcnilttoreo d 
degradadas e111 as s 
BEAUUEU. Natha/ie' .. ALVAREZ. Mauricio1, DEWISPElEARE. Gérard1• ROSA. Roberto'. SANO. Edmn5• 
>".4 MA MOTO. Yukiyo~ 
Por medio de diferentes proyectos de inves-tigación de los autores y de otros especia-1 istas en el tema, se intenta establecer los 
potenciales y limitaciones del uso de imágenes de 
saté lite para monitorear los procesos que condu-
cen a la degradación de las pasturas. Se considera 
el térm ino «degradación» en el sentido extenso de 
la palabra y hace referencia al deterioro de la capa-
cidad productiva de una pradera (complejo suelo-
planta) representada por la disminución de la cal i-
dad y cantidad de forraje que afecta la producción 
animal. Las posibles causas de ello son variadas y 
pueden deri var ele un establecim iento inadecuado, 
una pobre fertilización, procesos de compactación 
del suelo, el sobre o sub-pastoreo, establecimiento 
en áreas con drenajes insuficientes o áreas frecuen-
temente inundables, plagas y enfermedades, cam-
bios asociados al régimen de lluvia y la infestación 
ele malezas. La identificac ión de las áreas de 
pasturas degradadas es importante para ayudar a 
enfocar las practica de recuperación, apoyar la asis-
tenc ia técnica, establecer incentivos para la recu-
peración y toma de las decisiones sobre la cons-
1 //?/) Dakar Senegal e-mail. 11.bea11lie11('!'cgim:org 
trucción o mantenimiento de infraestructura rela-
cionada a las actividades pastoriles así como tam-
bién cuantificar el darío económico que estos pro-
cesos representan a la industria ganadera. 
La combinación de bandas de una imagen per-
mite tomar ventaja de las diferentes respuestas 
espectrales de distintos tipos de coberturas de la 
superficie terrestre. Por ejemplo, la clorofila de la 
vegetación causa una alta refl ectividad en la región 
del infrarrojo cercano del espectro electromagnéti-
co y absorción alta ( baja reflectividad) en el rojo, 
mientras que los suelos desnudos no exhiben esta 
absorción en el rojo. Los índices de vegetación mas 
ampliamente usados como el NDVI (N ormalized 
difference vegetation index) son ca lc u lados a partir 
de bandas de la imagen que corresponden al rojo y 
al infrarrojo cercano (IRC) del espectro. Sus valo-
res aumentan con la fitomasa verde y muestran una 
estrecha relación con otros parámetros tales como 
el Índ ice de Área foliar (Baret y G uyot, 1 991) pero 
cuando la cobertura de vegetación se torna densa, 
el los pueden saturarse y ser insensibles al aumento 
·e 'ORPOICA. Regional 8. Km 18 vía a Puerto López. Villavir·encio. Meta. C 'olomhia. 
e-mail: M alvare;;;us2000(p~yahoo.com 
'CIRA/J-EMVT. Mo11tpe/lie1: Frante 
1U11iversiclucle Feclernl de Uherla11Jia. Uher!andia. Brusil 
Emhrapo Cerrndos. Brasilia. Brasil. 
'· .J/R( AS. Trn/w ho . .Japan 
Volumen 5 · No. 5 • 2007 
48 
de la fitomasa. Las composiciones de color se ob-
tienen asignado las diferentes bandas de la imagen 
a los colores rojo, verde y azul de los cañones de la 
pantal la del computador, casi siempre se incluyen 
el infrarrojo cercano, el rojo y cuando está disponi-
ble el infrarrojo medio. La presencia y concentra-
ción ele vegetación verde puede ser observada en-
tonces por la intensidad del color al que la banda 
infrarroja cercana se asigna. Los índices ele vegeta-
ción pueden med irse independientemente de la 
resolución espacial de las imágenes, siempre y 
cuando las bandas necesarias existan en las imáge-
nes multiespectrales, ya sea en los sensores de re-
solución alta o media o en los de más baja reso lu-
ción como sucede con los satél ites meteorológicos 
NOAA (sensor AVHRR) o SPOT-4 (sensor 
vegetation). 
entre la repetitividad (el tiempo de revisita del sensor 
a un punto especifico) y la resolución espacial, 
como se observa en la tabla 1, los sensores con 
mas baja resolución espacial tienen una revisita 
mayor en algunos casos de horas mientras que los 
sensores de media resolución espacial presentan 
revisitas de entre 16 y 28 días. Con imágenes de-
masiado espaciadas en el tiempo se pierde la posi-
bilidad de observar la variabi l idad de las condicio-
nes. Sin embargo, las imágenes de baja resolución 
teniendo como referencia un pixel que cubre aproxi-
madamente 1 km 2 (cada pixel cubre 100 ha) sólo 
son (1tiles para visualizar los procesos en las esca-
las más pequef1as (cubriendo las áreas grandes). 
Incluso las parcelas de las grandes áreas pastoriles 
y los pueblos son normalmente indistinguibles y 
son convenientes para monitorear la degradación 
ocasionada por cambios climáticos en grandes re-
giones pastoriles, pero no los cambios antropicos 
en pequeñas o medianas parcelas. 
Hay un inconveniente sin embargo entre los sa-
té lites de media y baja resolución y es la re lación 
Tabla 1: Potenciales y limitaciones de las imágenes de baja y media resolución 
Imágenes de resolución 
medio: 
• SPOT HRV (área del 
píxel 20m, 
repetitividad 26 días, 
puede acortarse 
usando cua lquier de 
los 3 satélites en lo 
órbita) 
• Londsot ETM+ (píxel 
que cubre 28.Sm, 
repetitividod 16 días) 
Imágenes de resolución 
baja: 
• NOAA -AVHRR (píxel 
que cubre l km2 , 
con 2 
odq uisiciones/ diaria) 
• SPOT-4 sensor 
vegetation (píxel que 
cubre l km2 , con 1 
adquisición/diario) 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
. ... . -
Lo sensibi lidad o lo fitomoso verde • 
Granjeros y técnicos pueden ver 
los parcelas individuales cuando 
ellos son bastante grandes y así 
pueden relacionar los 
característicos de lo imagen con el • 
manejo de lo pradera 
Lo posibilidad de identificar los 
áreas degradados dentro de los • 
parcelas 
Asociados o un SIG pueden 
usarse como herramienta poro lo 
gestión de pastizales por • 
granjeros y administradores de 
granjas 
Facilito lo identificación de tipos • 
de vegetación, sobre todo si se 
integran los usos del suelo en lo 
ínter relación o clasificaciones. 
La sensibilidad o lo fitomasa verde • 
pero en uno escalo más regiona l 
Conveniente para los estudios en 
escala departamenta les, • 
regionales o continentales 
El repetitividad alta permite cubrir 
áreas que muestran una fitomaso • 
consistentemente boja o lo largo 
del año. 
49 
Debido o las condiciones de 
repetitividad bojo (Las posturas 
recientemente pastoreados podrían 
equivocadamente clasificarse como 
degradados) 
Su aplicación practico depende 
fuertemente del conocimiento de los 
practicas de manejo pastoril 
Lo distribución o los usuarios finales 
que puedan va lidar sus conclusiones 
requiere de uno adecuado 
argo n ización. 
Nosotros todavía no conocemos los 
métodos poro descubrir los 
invasiones de la cizaña fiablemente 
Lo cobertura nubosa limita la 
adquisición de datos en la 
temporada de lluvias 
Es impropia para el diagnóstico 
cuando los usos muy heterogéneos 
debido o su baja resolución. 
No es conveniente como 
herramienta de gestión para 
granjeros o técnicos locales 
Lo cobertura nubosa p uede limitar lo 
adquisición de datos durante la 
estación lluvioso 
Volumen 5. No. 5 • 2007 
1nnouació1J _6 
camDto Tecnotog1co 
Uso de las imagenes en áreas 
pastoriles de Africa 
A pesar de lo anterior, las imágenes de baja re-
solución han mostrado ser muy útiles como instru-
mento de política sobre todo en el Sahel afri cano, 
el procesamiento de grandes cantidades de infor-
mación proporcionada por este tipo de imágenes 
puede simplificarse calculando mensual o anual-
mente los máximos índices de vegetación. Una útil 
correlación se ha encontrado entre índices de ve-
getación calculados a partir de las imágenes de sa-
télites meteoro lógicos y los parámetros de vegeta-
ción como la biomasa verde Uust ice et al. 1985). 
A lgunos autores han estimado la productividad 
anual de pasturas en las áreas del Sahel usando las 
sumas de los máximos mensuales de NDVI, o han 
trazado la densidad de vegetación vigorosa a partir 
del máximo mensual de NDVl en Australia (Fry Y 
Dudgeon, 1990). En la prefecturade Kanem en 
Burkina Faso, el programa hidráulico pastoril está 
priorizando la rehabil itación de pozos pastoriles en 
función de los rangos de cantidad de fitomasa, usan-
do los valores del máximo anual del NDVl calcu-
lados para 1998 y 1999 (Segué and Dewispe\eare, 
in Forigiani et al. 2001 )(lmagenes 1 y 2). También 
se han usado las imágenes de resolución media en 
el Sahel para la valoración de la desertifi cación, ellas 
presentan la ventaja de permi tir la cartografía de 
uso del suelo y formaciones de vegetación, aunque 
para las últimas es necesario un extenso trabajo de 
campo para la definición de clases vegetaciona les 
(Dewispeleare, 1990). 
El caso de las sabanas tropica les de América del 
Sur y las sabanas africanas Centrales se presentan 
mayores complicaciones que el Sahel Africano, a 
menudo clasifi cado como sabana seca . En esta úl-
tima se encuentran áreas m uy extensas de pasturas 
nativas con arbustos, donde la capa herbácea esta 
dom inada por plantas anuales. La productividad de 
estas plantas anuales depende princ ipalmente de 
la lluv ia durante la estació n lluv iosa y no tanto de 
su manejo, para las pasturas perennes de América 
del sur el manejo pastoril es fundamental. La co-
bertura nubosa es también menos im portante en 
el Sahel, facilitando la adquisic ión de series de imá-
genes libres de nubes. En las sabanas tropicales de 
América del Sur (Cerrados brasileño, y l lanos co-
lombiano, venezolano y Boliv iano), las que se han 
convertido en áreas discontinuas de pasturas nati-
vas y a rbustos con prade ras c ultivad as la m a yoría 
de las especies de estas praderas introduc idas es 
originaria de África. Las praderas cultivadas co-ex is-
ten a menudo con cosechas que en c iertas fases de 
crecimiento exhiben respuestas espectrales simila-
res a ellas. La lluv ia es más alta, lo cual reduce el 
Imagen 1 y 2 de Begué and De Wispeleare, in Forigiani et al. 2001 
,. _..... ....... __ , .. _. _ ... __ ,,_.,l~--_;•o:.,• ·--_..;',¡.."';__, 
•• 
.. 
JlUVl l•otM 
. ~ \ ' .. .. 
z.....,. . 
Mapa del NDVI max1mo en 1998 
Volumen 5 - No. 5 • 2007 
........ 
1 ,, 
.. . ..... . 
MOUHOAO 
, u ff 
... 
lllM&lovO 
50 
- -OtomHH ttlom• • •• llhittvb 4'1• "-•• Umn1e••• n1nm•••• moy• on• lattll" U MHna••• t••• fall1I• -mom•••• u ull• 
Mapa de la biomasa clas1f1cada en 1998 est imated 
biomass class for 1998 
número de imágenes libres de nubes que pueden 
adquirirse durante el año. En las sabanas tropicales 
de América del Sur, agrónomos y granjeros están 
principalmente interesados en la degradación de 
sus pasturas cu ltivadas, mientras en África las 
pasturas nativas son las que dominan. En las pra-
deras cultivadas, el monitoreo de la degradación 
por la invasión de malezas propone un gran desa-
fío a los sensores remotos. 
Uso de las imagenes en áreas 
pastoriles de América del Sur 
Se han desarrollado tres experimentos diferentes 
recientemente en el Cerrado brasileño y los l lanos 
colombianos. En un experimento en Uberlandia, 
Minas Gerais, Brasil, científicos de la Universidad 
Federal ele Uberlandia y EMBRAPA-Cerrados ana-
lizan el potencial ele los sensores remotos para di-
ferenciar tres niveles de degradación diferente {bajo, 
intermedio y niveles a l tos) en e l Brachiaria 
decumbens que es el tipo ele la pastura cultivada 
más común en el bioma del Cerrado brasileño. El 
plan es adquirir tres imágenes de Landsat de la es-
I 
tación de lluvias, el final de la estación de lluvias y 
la estación seca {noviembre, marzo, y agosto, res-
pectivamente). El equipo también está recogiendo 
información sobre la cobertura vegetal, biomasa, 
Índice de Área foliar y datos radiométricos durante 
los pasos del satélite. En la estación de lluvias pre-
liminar, el análisis radiométrico ha indicado que 
hay una posibilidad real de diferenciar los tres ni-
veles de degradación espectralmente, principalmen-
te basados en la cantidad de biomasa verde que 
existe en cada nivel de degradación. En otro expe-
rimento dirigido en la región del Mato Grosso, cien-
tíficos de JIRCAS y EMBRAPA-CNPGC están anali-
zando la posibi l idad de usar las imágenes de los 
sensores remotos para orientarlas al seguimiento 
de la diseminación de sistemas agropastoriles como 
una so lución potencial para las pasturas degrada-
das. Este estudio, esta usando una serie de imáge-
nes TM y ETM de Landsat adquiridas entre 1985 y 
2000, haciendo énfasis en los lugares con fuerte 
cambio en la respuesta espectral de cada situación 
para caracterizar la evolución de los procesos de 
degradación. Los métodos de ecología del paisaje, 
el uso de modelos, vienen siendo aplicados para 
El tabaco es nocivo para la sa lud . Producto para mayores de edad. 
Jnnooación s 
cambio recnoJógico 
producir indicadores de la distribución espacial, dis-
minución de la fitomasa y la invasión de malezas. 
Por medio de un estudio en los llanos colombia-
nos, CORPOICA y CIA T desarrollaron un proyec-
to que usa imágenes ETM de Landsat e imágenes 
SPOT para producir un set de indicadores de de-
gradación de pasturas y la cuantificación de las áreas 
afectadas así como asociadas a un SIG (Sistema de 
información geográfica) sirvan de apoyo a la ges-
tión de pastizales en sus granjas y en el ordena-
miento territorial en zonas de economía indígena y 
campesina. En las granjas experimentales de 
CORPOICA en La Libertad y Carimagua, dónde el 
manejo de las pasturas es conocido para cada pra-
dera, se han establecido zonas de muestreo piloto, 
la información derivada de cada área corresponde 
a cobertura vegetal, disponibilidad de forraje, co-
lor de la cobertura, composición botánica para es-
tablecer la condición de la pradera y correlacionarla 
con la información proveniente del sensor remoto. 
Al respecto se presentan dos hipótesis fundamen-
tales, la primera que las áreas de praderas degrada-
das que presentan una reducción en la cantidad de 
vegetación verde y el aumento de la proporción de 
tierra desnuda pueden ser identificadas por la per-
sistencia de un índ ice de vegetación bajo y un índ i-
ce de brillo alto observada en por lo menos tres 
imágenes adquiridas dentro de un año.(lmágenes 
3,4,5,6,7,0) La segu nda que las áreas de B. 
decumbens generalmente presentan un índice de 
brillo más alto que las sabanas maduras nativas, B. 
Las. imág_ene~, siguie.ntes muestran el análisis de tres imágenes obtenidas durante un lapso de un año en el centro 
de rnvesl1ga91on Canmagua - Colombia. Se definieron como áreas potencialmente degradas .a aquellas que p~es~n­
tan un persistente valor de suelo desnudo (índice de brillo) por encima del umbral y ba¡o el umbral del indice 
vegetacronal (NDVl)._La pradera que aparece al centro de la imagen inferior derecha, corresponde a B. decumbens y 
fue recuperada al ano siguiente. 
SPOT 432, Agosto 99 
Umbral a lto, índice de 
brillo en 3 imágenes 
o'olumen 5. No. 5 • 2007 
SPOT 432, Feb 2000 
Umbral bo jo, índice de 
vegetación en 3 imágenes 
52 
Londsot ETM 543, Jan 2000 
En b lonco: Áreos con vn p ermonente volor 
vmbrol olio d e br illo y vn permanente valor 
umbral b ojo indice d e vegetación 
humidicola o B. dic1yoneura, Igualmente las parce-
las de B. decumbens que se invaden por las male-
zas especia lmente O molepis auturensis que es el 
caso del Piedemonte podrían ser distinguidos por 
consiguiente por la persistencia de un más bajo 
índice de brillo que lo que se espera. 
El CIAT ha comenzado aplicaciones adicionales 
con comunidades pequeñas que manejan la tierra 
en forma comunal en Puerto Guadalupe, Humapo 
y La Victoria, siendo estos dos u ltimas parte de una 
sola reserva indígena. 
Las imágenes del satéli te pueden apoyar los es-
fuerzos de aventajados productores locales quie-
nes tienen el conocimiento ele los sistemas de la 
producció n, y además tiene la posibi lidad de veri-
ficar en el terreno cualqu ier conclusión de las imá-
genes. El ataque de «Mion» o «Salivazo»con la sub-
secuente muerte de la pastura por los daños en la 
raíz, aligual que los procesos de denudación del 
suelo puede descubrirse obviamente. Un más bajo 
índice de vegetación puede indicar pérd ida de fer-
tilidad o compactación del suelo. En todo caso de-
ben veri ficarse la causa y naturaleza de la degrada-
ción en el campo. Es más, es importante conside-
rar el manejo de la pastura en cualquier diagnósti-
co que se hace a partir de las imágenes del satélite, 
si no, las parcelas recientemente pastoreadas pu-
dieran identificarse equivocadamente como degra-
dadas, en ambientes de praderas cu ltivadas mane-
jadas intensamente, incluso más cuando otras co-
sechas también están presentes, los políticos y 
tomadores de decisiones no deben esperar que los 
especialistas en sensores remotos produzcan ma-
pas de pastu ras degradadas para iniciar su control 
y recuperación. 
En el futuro las imágenes del radar podrían eventual-
mente complementar las imágenes multiespectrales 
en el dominio óptico para la cartografía de la cobertura 
vegetal, sobre todo cuando la presencia de nubes es un 
problema (Beaulieu et al., 1999). 
Bibliografía 
. ~aret, F. and Guyot, G. {1991). Potentials and limits of vegetation 
1nd1ces for LAI and APAR assessment. Remete Sensing of 
Environment, 35, p. 161 · 173. 
Beaulieu N., Híll, P. Leclerc, G., Escobar, G. (1999). Cartografía 
de la cobertura de la tierra en el municipio de Puerto López Colom· 
bia, urnizando i.mágenes de RADARSAT· 1 y de JERS-1. Memorias 
del S1mpos10 final GlobeSAR 2, " Apl icaciones de RADARSAT en 
América Latina», Buenos Aires. 17·20 de mayo 1999. pp .. 345-351. 
Segué, A . and Dewispeleare. Carte de l 'estimation des 
b ioma~se s dans le Kan em , in Forgia rin i , G., Guerrini, L. 
Dassenng, O. (2001). Progromme d'hydraulique pastorale dans le 
Kanem (PHPK) . Notice de la carte des formations pastorales du 
Kanem. Rapport . CIRAD-EMVT N.05 .. 45p. 
~~UÍMIC6 6CTIV~ 
F ERTILIZ ANTES FOL IARES Y FERTIRRIEGO 
( F OLIYA COMPLETO, ACTIFDL K) 
FORMULAC I ONES ES PECIFICAS 
SERVI CIOS DE MAq UILA 
oewispeleare, G. (1990). Oynamique de la desertification au 
c:ahel du Burkina Faso: Cartographie de l'évolution et recherches 
~éthodologiques sur les applications de la télédétection. Thése 
d'ingénieur CNAM en Géologie appliquée, CIRAD-EMVT, Franca. 
546 p. 
Fry, W., Oudgeon, G. (1 990) Satellite Monitoring or Vegetation 
Health for Pastoral Management. Proceedings of the twenty-third 
international symposium on remole sensing of environment: Volume 
1 18-25 April 1990 Bangkok, Thailand. 1990. 629-638:_ 17 ref. Ann 
.O.rbor, USA; Environmental Research lnst1tute ot M1ch1gan 
Justice, e .O., Townshend, R.G., Holben, B.N., Tucker, C.J. 1985. 
Analysis of the phenology or global Vegetation using meteorological 
s3tellite data. lnternational Journal of Remete Sens1ng, 6(8) :1271-1318 
53 
LABORATORIO 
l'l~LADY 
f1~1RQSE 
Calle 64 No. 22 • 24 
Tel: 3471300 
Telefax: 346 0966 
Bogotá, D.C. 
www.labladyrose.com 
ladyrose@tutopia.com 
- ACONDICIONl'MIENTO DE 
PRODUCTOS USO VETERINARIO 
EN COJINES DE P.VC 
• i'MRCAOÓN DE CODlRCACIONES 
EN PRODUCTOS CON 
MÁ.OUINA INK-JET 
Volumen 5 • No. 5 • 2007 
	Uso de las imagenes en áreaspastoriles de Africa
	Uso de las imagenes en áreaspastoriles de América del Sur
	Bibliografía