SIG | Evaluación metodológica para la identificación y cuantificación de los aprovechamientos de bosques cultivados en Argentina

Daniela Herrera y Matías Gaute, del Área SIG de la Dirección de Producción Forestal, de la Dirección Nacional de Desarrollo Foresto-industrial del Ministerio de Agricultura Ganadería y Pesca de la Nación (MAGYP) explican las herramientas de apoyo en la gestión y monitoreos con imágenes satelitales, entre ellas, el Mapa Global de Cambio Forestal. Esta herramienta surge como resultado del procesamiento y análisis de una serie temporal de imágenes del satélite Landsat en la plataforma Google Earth Engine.

 

Daniela Herrera y Matías Gaute.

BUENOS AIRES (Abril 2022).- En la actualidad, debido a la gran magnitud e importancia que han adquirido los recursos forestales, se ha vuelto indispensable el uso de nuevas tecnologías como elementos de apoyo para la gestión y monitoreo de los bosques cultivados. Entre estas, las imágenes satelitales se posicionan como herramientas fundamentales para el sector forestal, ya que pueden cubrir un amplio abanico de aplicaciones, especialmente en la elaboración de inventarios y cartografías forestales con distintas temáticas.

La disponibilidad de imágenes satelitales incrementó notablemente en las últimas décadas. Este factor posibilita la creación de múltiples y variados mapas forestales con un creciente nivel de detalle, entre los cuales se destaca el Mapa Global de Cambios Forestales, desarrollado por Hansen et al. (2013).

El Mapa Global de Cambios Forestales surge como resultado del procesamiento y análisis de una serie temporal de imágenes del satélite Landsat en la plataforma Google Earth Engine.

Es considerado uno de los primeros de su clase debido a que posee una alta resolución espacial (30 metros), que hace posible caracterizar los cambios (ganancias y pérdidas) anuales en bosques cultivados y nativos a escala planetaria, con un nivel de detalle que no había sido logrado previamente. Es por esto que se ha convertido en un recurso ampliamente utilizado en estudios con temáticas como la deforestación, degradación de bosques y la gestión forestal..

En el contexto particular de la gestión de bosques cultivados, este mapa adquiere particular relevancia debido a que se actualiza año a año. Por lo tanto, puede ser una herramienta muy valiosa para detectar y cuantificar los cambios que se producen anualmente debido a los aprovechamientos y rotaciones propios de la actividad forestal.

Sin embargo, a fin de garantizar el uso apropiado de esta herramienta, es fundamental conocer sus limitaciones y fuentes de error.

Desde el Área SIG, con apoyo de apoyo de los Técnicos Regionales de la Dirección de Producción Forestal (MAGYP), se llevó a cabo un estudio para evaluar la precisión del Mapa Global de Cambios Forestales en bosques cultivados de las provincias de Corrientes, Entre Ríos y Misiones durante el año 2019. El objetivo fue obtener una medida de la confiabilidad del mapa a la hora de detectar y cuantificar la superficie de los aprovechamientos de plantaciones forestales que ocurren en el transcurso de un año.

 

¿Qué materiales se emplearon?

Los materiales empleados en el estudio fueron:

(i)  El Mapa Global de Cambios Forestales del año 2019, que incluye una cobertura de ganancias y pérdidas forestales. En este estudio se trabajó sobre esta última cobertura, denominada en adelante “Mapa Global de Pérdida Forestal”, acotando el área de estudio a la extensión geográfica de las plantaciones forestales de las provincias de Corrientes, Entre Ríos y Misiones (Figura 1).

(ii) Como fuente de datos de referencia, imágenes satelitales Sentinel 2 con una resolución espacial de 10 metros, obtenidas a partir de Google Earth Engine e imágenes de alta resolución de la plataforma Google Earth y conocimiento del territorio de los agentes regionales.

(iii) La cartografía de plantaciones forestales de las provincias de Corrientes, Entre Ríos y Misiones generada en el Área SIG. Estos mapas permitieron limitar la evaluación del Mapa de Pérdida sólo a los bosques cultivados de estas provincias, excluyendo así a los bosques nativos. A su vez, contienen información referida al año de plantación y género de cada rodal forestal. Para este estudio no se consideraron las cortinas forestales.

Figura 1. Mapa Global de Pérdida Forestal durante el 2019, acotado a la extensión de las plantaciones forestales de las provincias de Misiones, Corrientes y Entre Ríos. En rojo se pueden visualizar las áreas de pérdida forestal (aprovechamientos), entendidas como áreas de cambio, es decir, zonas en donde se realizaron aprovechamientos forestales.

 

El proceso de evaluación

La evaluación de la precisión consistió en contrastar la información provista por el Mapa Global de Pérdida Forestal con datos de referencia provistos por otra fuente de información considerada confiable. De esta manera, fue posible valorar el grado de ajuste de este mapa con la realidad en el terreno.

El proceso de evaluación del mapa se dividió en tres grandes etapas:

a)     Un diseño de muestreo que permitió la selección de sitios de verificación.

Dada la imposibilidad de verificar el mapa en toda su extensión, la evaluación se realizó en base a un muestreo. Este permitió seleccionar de forma aleatoria un conjunto de sitios de verificación del mapa para cada provincia. El diseño de muestreo seleccionado fue de tipo estratificado y los estratos se conformaron utilizando como criterios la edad y el género de las plantaciones forestales existentes en las provincias (Tabla 1). El estrato denominado “Sin Datos” se refiere a plantaciones forestales de las cuales no se disponía del dato de género y/o edad de plantación.

Tabla 1. Estratos considerados durante la evaluación del Mapa Global de Pérdida Forestal

a)     La evaluación de cada sitio de verificación.

Los sitios de verificación estuvieron conformados por polígonos generados a partir de la intersección del Mapa Global de Pérdida Forestal del año 2019 con los mapas de plantaciones forestales de las tres provincias mencionadas. Este procedimiento se realizó en el software QGIS 3.10 y permitió generar un conjunto de polígonos del Mapa Global de Pérdida Forestal en 2019 ubicados exclusivamente en plantaciones forestales (Figura 2).

Una vez generadas las muestras a verificar, a través de la interpretación visual de imágenes Sentinel 2 y con el apoyo de los  Técnicos Regionales de  la Dirección de Producción Forestal (MAGYP) se le asignó a cada polígono una clase de referencia. Estas fueron:

i) “En Pie”, en el caso de que a lo largo del 2019 el rodal forestal sobre el cual se ubicaba el polígono se mantuvo en pie.

ii) “Aprovechado”, si en el transcurso del 2019 se detectó un aprovechamiento en la ubicación del polígono.

Figura 2. Plantación forestal de la provincia de Misiones aprovechada en el año 2019. A la izquierda, se observa el rodal en pie a comienzos del 2019. A la derecha, la tala rasa del mismo rodal a finales de 2019. En rojo se observa uno de los sitios de verificación del Mapa Global de Pérdida Forestal en 2019.

b)    El análisis de los datos y el cálculo de medidas de precisión

La evaluación de los sitios de verificación permitió realizar un conteo de polígonos en los cuales hubo coincidencia entre el mapa y la clase de referencia asignada al polígono. Esto es, el número de sitios en los cuales en el mapa identificó correctamente una pérdida de cobertura forestal por aprovechamiento durante el 2019. Estos datos fueron procesados para luego realizar el cálculo de la precisión global del mapa y la precisión según estrato. El cálculo de la precisión se realizó a partir del número de aciertos del mapa sobre el total de sitios verificados en cada provincia

Resultados obtenidos en tres provincias

En la provincia de Corrientes el número de sitios verificados fue de 304 (Figura 3) y se observó que en el 82,57 % de estos sitios el mapa detectó correctamente los aprovechamientos de las plantaciones. Por otro lado, los estratos más numerosos en Corrientes, Pinus C3 y Eucalyptus C3, se corresponden con las categorías más importantes en las cuales se esperan aprovechamientos. La precisión del mapa fue de 82% y 85,33% para Pinus C3 y Eucalyptus C3, respectivamente.

Figura 3. Precisión global y según estrato del Mapa Global de Pérdida Forestal en 2019 en la provincia de Corrientes. En la base inferior de cada barra se muestra el número de sitios verificados por estrato.

En la provincia de Entre Ríos, se contó con un total de 193 sitios de verificación. Como se puede observar en la Figura 4, los estratos muestreados más numerosos fueron Eucalyptus C3, Pinus C3 y “Sin Datos”, siendo su precisión por estrato de 91.43%, 69.23% y 84.38%, respectivamente. La precisión global del mapa en esta provincia fue de 85,49%.

Figura 4. Precisión global y según estrato del Mapa Global de Pérdida Forestal en 2019 en la provincia de Entre Ríos.  En la base inferior de cada barra se muestra el número de sitios verificados por estrato.

 

En la provincia de Misiones se verificaron un total de 260 polígonos (Figura 5), de los cuales 213 fueron correctamente detectados como aprovechamientos, resultando en una precisión global de 81,92%. En esta provincia, el estrato más numeroso fue Pinus C3, abarcando aproximadamente un 65% de la muestra y siendo su precisión de 84,21%. El segundo estrato más numeroso fue el de Otros C3, conformado principalmente por los géneros Araucaria y Grevillea. La precisión en este estrato fue de 80,65%.

Figura 5. Precisión global y según estrato del Mapa Global de Pérdida Forestal en 2019 en la provincia de Misiones.

 

Interpretando los resultados

En términos generales, en la evaluación del Mapa Global de Pérdida Forestal no se observaron resultados contrastantes entre las provincias de Misiones, Corrientes y Entre Ríos, siendo los valores de precisión global superiores al 80% en las tres provincias.

La interpretación visual de las imágenes satelitales permitió identificar dos fuentes principales de error del mapa. Una de ellas corresponde al retraso en la detección de los aprovechamientos, es decir, el mapa en ciertos casos detectó aprovechamientos que habían ocurrido antes del 2019. Además, se observó que el mapa en muchos casos puede detectar otro tipo de cambios en las plantaciones, algunos más sutiles, como el raleo, y otros de mayor magnitud, generados por incendios y tormentas. Esto indicaría que esta herramienta tiene la capacidad de detectar la ocurrencia de distintos eventos en las plantaciones, aparte de su corta final, lo cual podría llevar a sobre estimar la cuantificación de la superficie anual aprovechada de plantaciones forestales.

Por otra parte, la cobertura nubosa puede ser una fuente considerable de error en la detección de cosecha, ya que las nubes y sombras de nubes contaminan y alteran la fidelidad de las imágenes utilizadas para generar el Mapa Global de Pérdida Forestal.

 

Nuevos avances

Empleando imágenes satelitales actualizadas de mayor resolución espacial (10 m), la potencia de la plataforma Google EarthEngine y   datos complementarios, el Área SIG consigue elaborar trimestralmente el Mapa de Aprovechamientos Forestales de la región NEA (Figura 6).  Este producto y muchos otros se pueden visitar en el Visor Cartográfico de la Dirección Nacional de Desarrollo Foresto Industrial (https://bit.ly/3tH2gld)

Figura 6. App para la visualización de los aprovechamientos forestales en la región NEA.  (visitar:https://bit.ly/3j8UH0f)

 

Conclusiones

El uso de imágenes satelitales, nuevas técnicas de teledetección y los sistemas de información geográfica han alcanzado un alto nivel de desarrollo y difusión en el ámbito de la gestión forestal. En este sentido, herramientas como el Mapa Global de Pérdida Forestal representan un avance importante en el camino para lograr un monitoreo eficiente de los cambios que ocurren en los bosques.

Los resultados obtenidos refuerzan que, las tecnologías basadas en el uso de imágenes satelitales  resultan herramientas muy útiles para la identificación y cuantificación de los aprovechamientos productivos,que se producen anualmente en los bosques cultivados de la región Nordeste de Argentina. (Figura 7).

Estas metodologías contribuyen a mantener actualizada la cartografía de plantaciones, insumo fundamental para la generación de estadísticas y la evaluación de múltiples políticas de desarrollo.

Figura 7. Plantaciones forestales y años en los cuales se han identificado los aprovechamientos forestales.  Departamento Santo Tomé, Corrientes.

 

Publicación citada
Hansen, M.C. &Potapov, Peter & Moore, R &Hancher, M &Turubanova, Svetlana &Tyukavina, Alexandra &Thau, D &Stehman, Stephen &Goetz, Scott &Loveland, Thomas &Kommareddy, Anil &Egorov, Alexey&Chini, L &Justice, C.O. &Townshend, J..(2013). High-Resolution Global Maps of 21st-Century Forest Cover Change. Science (New York, N.Y.). 342. 850-853. 10.1126/science.1244693.
Global Forest Change: http://earthenginepartners.appspot.com/science-2013-global-forest

 

Este artículo forma parte del espacio mensual de la REDFOR.ar, en ArgentinaForestal.com, que busca divulgar y generar debate sobre la problemática forestal del país. Las opiniones pertenecen a los autores.

 

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