scholarly journals Comparación de Índices de Vegetación con imágenes Landsat usando la computación en la nube: zona Pampa de Majes-Siguas, Arequipa Perú (Periodo: Jun 1984 a Nov 2018)

2021 ◽  
Vol 22 (1) ◽  
pp. 27-34
Author(s):  
Carlos Alvarado ◽  
Alexander Leandro ◽  
Douglas Sarango

El objetivo del presente trabajo fue la obtención de índices de vegetación usando las imágenes satelitales Landsat en el tope de la atmosfera (TOA). La extensión de inuencia del Proyecto Especial Autoridad del Majes (AUTODEMA), que abarca las Pampas de Majes - Siguas, en Arequipa - Perú, desde 1984 hasta 2018. Para lo cual se hizo uso de la aplicación de computación en la nube ClimateEngine en la base de datos de Google Earth Engine (GEE), a escala Petabyte (PB). Se usó la herramienta llamada Climate Engine desarrollada por investigadores de la Universidad de Idaho y Desert Research Institute - DRI. Permitiendo el procesamiento vía web las imágenes satelitalesde la Misión Landsat, extraer valores de las diversas bandas, dentro de un grillado, para poder determinar los Índices de Vegetación tales como NDVI, NDWI, SAVI, GNDVI, obteniendo una serie de tiempo dentro delaextensión de estudio del AUTODEMA y poder estimar la cantidad y el grado de desarrollo de las especies vegetalessembradas y su impacto en el uso del agua mediante transvase desde la cuenca del rio Camaná hacia las Pampas de Majes-Siguas, ampliando la frontera agrícola.

Author(s):  
Rodrigo Lima Santos ◽  
Fabrizia Gioppo Nunes

LAND USE ANALISYS IN A SECTION OF TOCANTINS’S RIVER MARGINAL STRIP SUPPORTED BY NORMALIZED DIFFERENCE VEGETATION INDEX (NDVI)ANÁLISIS DEL USO DE LA TIERRA EN UNA SECCIÓN LOS MARGENES DEL RÍO TOCANTINS AUXILIADOS POR ÍNDICE DE VEGETACIÓN POR DIFERENCIA NORMALIZADA – NDVIRESUMOO mapeamento de uso e cobertura da terra é um instrumento indispensável para uma boa gestão do ambiente em geral, podendo obedecer diferentes recortes espaciais. A adoção de alternativas para aperfeiçoar esse produto, tais como a leitura de dados anuais de Índices de Vegetação torna-o mais efetivo e capaz de oferecer respostas a determinadas questões. Nesta perspectiva, o presente estudo tem como objetivo o mapeamento e reconhecimento de áreas degradadas e de áreas preservadas, em uma secção delimitada as margens do Rio Tocantins, auxiliados por séries temporais de NDVI. A metodologia incluiu o mapeamento de uso e cobertura da terra no ano de 2015; delimitação da Área de Proteção Ambiental (APP) e; a utilização de séries anuais de NDVI, disponibilizadas pela plataforma online do Google Earth Engine. A ferramenta de NDVI é apresentada como uma alternativa a avaliação da conversão de coberturas naturais para diferentes tipologias de uso da terra. Como exemplos, são retratados três pontos de conversões de uso: solo exposto para vegetação regenerada; vegetação natural para tanques de pisciculturas e; solo exposto intercalado à vegetação rasteira para área urbanizada. Os resultados apontam que a APP analisada se encontra em estado de alerta, uma vez que sua conversão em áreas degradadas ultrapassa cerca de 50%, e a ferramenta de NDVI foi essencial para determinar quando ocorreram essas modificações em distintas classes de uso.Palavras-chave: Uso da Terra; Séries Temporais; Rio Tocantins; Imperatriz-MA.ABSTRACTThe mapping of land use and land cover is an indispensable tool for good management of the environment in general, and can obey different spatial cutouts. Adopting alternatives to improve this product, such as reading annual Vegetation Index data makes it more effective and able to provide answers to certain questions. In this perspective, the present study aims to map and recognize degraded areas and preserved areas, in a section delimited the banks of the Tocantins River, aided by NDVI time series. The methodology included land use and land cover mapping in 2015; delimitation of the Environmental Protection Area (APP) and; use of annual NDVI series made available through the Google Earth Engine online platform. The NDVI tool is presented as an alternative to evaluate the conversion of natural coverages for different land use typologies. As examples, three points of use conversions are depicted: exposed soil for regenerated vegetation; natural vegetation for fish ponds and; exposed soil interspersed with undergrowth to urbanized area. The results indicate that the analyzed APP is in a state of alert, since its conversion to degraded areas exceeds about 50%, and the NDVI tool was essential to determine when these changes occurred in different classes of use.Keywords: Land Use; Time Series; Tocantins River; Imperatriz-MA.RESUMENEl mapeo del uso de la tierra y la cobertura de la tierra es una herramienta indispensable para la buena gestión del medio ambiente en general, y puede obedecer a diferentes recortes espaciales. Adoptar alternativas para mejorar este producto, como leer los datos anuales del Índice de Vegetación, lo hace más efectivo y capaz de proporcionar respuestas a ciertas preguntas. En esta perspectiva, este estudio apunta a mapear y reconocer áreas degradadas y áreas preservadas, en una sección delimitada a orillas del río Tocantins, ayudado por series de tiempo NDVI. La metodología incluyó el uso del suelo y el mapeo de la cobertura del suelo en 2015; delimitación del Área de Protección Ambiental (APP) y; uso de la serie anual NDVI disponible a través de la plataforma en línea Google Earth Engine. La herramienta NDVI se presenta como una alternativa para evaluar la conversión de coberturas naturales para diferentes tipologías de uso de la tierra. Como ejemplos, se representan tres conversiones de puntos de uso: suelo expuesto para vegetación regenerada; vegetación natural para estanques de peces y; suelo expuesto intercalado con maleza en el área urbanizada. Los resultados indican que la aplicación analizada se encuentra en estado de alerta, ya que su conversión a áreas degradadas supera aproximadamente el 50%, y la herramienta NDVI fue esencial para determinar cuándo ocurrieron estos cambios en diferentes clases de uso.Palabras clave: Uso de la Tierra; Series Temporales; Río Tocantins; Imperatriz-MA.


Author(s):  
Mauricio Vega-Araya

La Tierra y su biosfera están cambiando constantemente, por lo tanto, es fundamental detectar los cambios con el fin de entender su impacto en los ecosistemas terrestres. Los esquemas de monitoreo de ecosistemas han evolucionado rápidamente en las ultimas décadas. En el caso del monitoreo forestal, los métodos y herramientas que facilitan la utilización de imágenes satelitales permiten realizar este monitoreo con el cual se puede detectar donde y cuando un bosque es eliminado o afectado debido a un evento de deforestación o bien de fuego, lo anterior casi en tiempo real. Estas nuevas herramientas están disponibles para su implementación, sin embargo, ningún paı́s de la región centroamericana y el Caribe ha implementado un sistema como herramienta de decisión dentro de una estructura de gobierno central o federal debido a la ausencia de programas de transferencia de tecnologı́a o programas de capacitación de talento local. Los sensores remotos proporcionan mediciones consistentes y repetibles que permiten la captura de los efectos de muchos procesos que causan el cambio, incluyendo, por ejemplo, incendios, ataques de insectos, agentes de cambio naturales y antropogénicas como por ejemplo, la deforestación, la urbanización, la agricultura, etc. Las series temporales de imágenes de satélite proporcionan maneras para detectar y vigilar cambios en el tiempo y en el espacio, esto consistentemente durante los últimos 30 años a nivel mundial. Los incendios forestales afectan el proceso de sucesión del bosque, no obstante, es muy limitada la existencia de estudios locales que relacionen el efecto de los incendios forestales con las diferencias en la información espectral a partir de sensoramiento remoto. En el presente estudio se plantea y propone la utilización y aprovechamiento de lo que se ha denominado grandes datos, especialmente con el advenimiento muchas plataformas de sensores remotos como Landsat, MODIS y recientemente Sentinel, para identificar cuál es el efecto de los incendios forestales en la sucesión y sus elementos perturbadores, como por ejemplo, la presencia de lianas. Se procesaron las series temporales se usó la plataforma digital Google Earth Engine, que permitió la selección y reducción de la información espacial de los ı́ndices de vegetación en tendencia, estacionalidad y residuos. Se analizó la respuesta de estos ı́ndices en sitios con diferente afectación por incendios forestales. Con estos índices se pretende desarrollar modelos de clasificación de series espaciales de tiempo de los ı́ndices y poder ası́ comprender los cambios en el tiempo y el espacio de los ecosistemas afectados por incendios forestales. Preliminarmente, se encontró una relación entre la incidencia de los incendios forestales y el fenómeno del Niño-Oscilación del Sur para el índice de vegetación denominado índice de área foliar. Además, la evidencia indica que el índice normalizado de vegetación si presenta diferencias respecto a los sitios que tienen un historial de fuegos diferente. El establecer esta relación implica estudiar también los regı́menes de precipitación y temperatura. El descomponer las series de tiempo facilitó la correlación con otras series de tiempo, permitiendo establecer las bases de un monitoreo y a su vez, relacionar las índices de vegetación y su variación con otros elementos climáticos, como por ejemplo, el efecto ENOS.


2018 ◽  
Vol 54(9) ◽  
pp. 29
Author(s):  
Võ Quốc Tuấn ◽  
Nguyễn Thiên Hoa ◽  
Huỳnh Thị Kim Nhân ◽  
Đặng Hoàng Khải

2021 ◽  
Vol 13 (8) ◽  
pp. 1433
Author(s):  
Shobitha Shetty ◽  
Prasun Kumar Gupta ◽  
Mariana Belgiu ◽  
S. K. Srivastav

Machine learning classifiers are being increasingly used nowadays for Land Use and Land Cover (LULC) mapping from remote sensing images. However, arriving at the right choice of classifier requires understanding the main factors influencing their performance. The present study investigated firstly the effect of training sampling design on the classification results obtained by Random Forest (RF) classifier and, secondly, it compared its performance with other machine learning classifiers for LULC mapping using multi-temporal satellite remote sensing data and the Google Earth Engine (GEE) platform. We evaluated the impact of three sampling methods, namely Stratified Equal Random Sampling (SRS(Eq)), Stratified Proportional Random Sampling (SRS(Prop)), and Stratified Systematic Sampling (SSS) upon the classification results obtained by the RF trained LULC model. Our results showed that the SRS(Prop) method favors major classes while achieving good overall accuracy. The SRS(Eq) method provides good class-level accuracies, even for minority classes, whereas the SSS method performs well for areas with large intra-class variability. Toward evaluating the performance of machine learning classifiers, RF outperformed Classification and Regression Trees (CART), Support Vector Machine (SVM), and Relevance Vector Machine (RVM) with a >95% confidence level. The performance of CART and SVM classifiers were found to be similar. RVM achieved good classification results with a limited number of training samples.


2021 ◽  
Vol 13 (12) ◽  
pp. 2299
Author(s):  
Andrea Tassi ◽  
Daniela Gigante ◽  
Giuseppe Modica ◽  
Luciano Di Martino ◽  
Marco Vizzari

With the general objective of producing a 2018–2020 Land Use/Land Cover (LULC) map of the Maiella National Park (central Italy), useful for a future long-term LULC change analysis, this research aimed to develop a Landsat 8 (L8) data composition and classification process using Google Earth Engine (GEE). In this process, we compared two pixel-based (PB) and two object-based (OB) approaches, assessing the advantages of integrating the textural information in the PB approach. Moreover, we tested the possibility of using the L8 panchromatic band to improve the segmentation step and the object’s textural analysis of the OB approach and produce a 15-m resolution LULC map. After selecting the best time window of the year to compose the base data cube, we applied a cloud-filtering and a topography-correction process on the 32 available L8 surface reflectance images. On this basis, we calculated five spectral indices, some of them on an interannual basis, to account for vegetation seasonality. We added an elevation, an aspect, a slope layer, and the 2018 CORINE Land Cover classification layer to improve the available information. We applied the Gray-Level Co-Occurrence Matrix (GLCM) algorithm to calculate the image’s textural information and, in the OB approaches, the Simple Non-Iterative Clustering (SNIC) algorithm for the image segmentation step. We performed an initial RF optimization process finding the optimal number of decision trees through out-of-bag error analysis. We randomly distributed 1200 ground truth points and used 70% to train the RF classifier and 30% for the validation phase. This subdivision was randomly and recursively redefined to evaluate the performance of the tested approaches more robustly. The OB approaches performed better than the PB ones when using the 15 m L8 panchromatic band, while the addition of textural information did not improve the PB approach. Using the panchromatic band within an OB approach, we produced a detailed, 15-m resolution LULC map of the study area.


2020 ◽  
Vol 13 (1) ◽  
pp. 10
Author(s):  
Andrea Sulova ◽  
Jamal Jokar Arsanjani

Recent studies have suggested that due to climate change, the number of wildfires across the globe have been increasing and continue to grow even more. The recent massive wildfires, which hit Australia during the 2019–2020 summer season, raised questions to what extent the risk of wildfires can be linked to various climate, environmental, topographical, and social factors and how to predict fire occurrences to take preventive measures. Hence, the main objective of this study was to develop an automatized and cloud-based workflow for generating a training dataset of fire events at a continental level using freely available remote sensing data with a reasonable computational expense for injecting into machine learning models. As a result, a data-driven model was set up in Google Earth Engine platform, which is publicly accessible and open for further adjustments. The training dataset was applied to different machine learning algorithms, i.e., Random Forest, Naïve Bayes, and Classification and Regression Tree. The findings show that Random Forest outperformed other algorithms and hence it was used further to explore the driving factors using variable importance analysis. The study indicates the probability of fire occurrences across Australia as well as identifies the potential driving factors of Australian wildfires for the 2019–2020 summer season. The methodical approach and achieved results and drawn conclusions can be of great importance to policymakers, environmentalists, and climate change researchers, among others.


2021 ◽  
Vol 67 ◽  
pp. 102743
Author(s):  
Guofu Yang ◽  
Ronghua Xu ◽  
Yi Chen ◽  
Zhaoping Wu ◽  
Yuanyuan Du ◽  
...  

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