Desarrollo de una metodología para la detección de cambios de la cubierta vegetal en series temporales de imágenes de satélite diarias. Aplicación a la detección de áreas quemadas

Abstract

Se ha desarrollado una metodología para la detección de cambios de la cubierta vegetal, a nivel de píxel, en series temporales de imágenes de satélites diarias mediante la utilización de un clasificador bayesiano. Dicha metodología ha sido aplicada satisfactoriamente a la detección de áreas quemadas en los bosques boreales de Norte América en el período 1981 a 2011, utilizando el conjunto de datos Long Term Data Record (LTDR) que constituye la serie temporal más larga de imágenes diarias de satélite a escala global, con una resolución espacial de 0,05° (~5 km). La metodología propuesta consta de varias etapas: 1) pre-procesamiento de las imágenes diarias y obtención de imágenes compuestas de n días; 2) construcción del espacio de las variables o atributos a considerar; 3) diseño del algoritmo, mediante la selección y refinamiento de los casos de entrenamiento; 4) obtención de los mapas de probabilidad relacionados con las clases temáticas a considerar; 5) post-procesamiento para mejorar los resultados obtenidos mediante la aplicación de múltiples técnicas (filtros, rangos, coherencia espacial, etc.). Los resultados finales obtenidos son comparados con los datos de referencia mediante métricas de exactitud derivadas de la matriz de error (errores de comisión y omisión, porcentaje de estimación) y de gráficos de dispersión (coeficiente de correlación y pendientes de la recta de regresión, etc.). La calidad de los resultados obtenidos al aplicar esta metodología a las imágenes LTDR para la detección de área quemada en la región boreal de Norte América mejora en términos de exactitud espacio-temporal a la de los otros dos productos de área quemada globales comparados (MCD45A1, BA GEOLAND-2) a pesar de que utilizan imágenes de mayor resolución espacial (y sólo disponibles a partir del año 2000): la estimación de área quemada total sobre la región de estudio en el periodo 2001-2011 fue de 28,56 millones de hectáreas según los datos de referencia y de 12,41, 138,43 y de 19,41 millones de hectáreas para los productos MCD45A1, BA GEOLAND-2 y BA-LTDR, respectivamente.