Clasificación de la vegetación acuática en el lago Titicaca a partir de índices del satélite Sentinel-2

Carlos Paulino; Han Xu; Cesar Gamarra; Carmen Villanueva; Humberto Siguayro

doi:10.53554/boletin.v37i1.362

Autores/as

Carlos Paulino Director General de Investigaciones en Hidroacústica, Sensoramiento Remoto y Artes de Pesca
Han Xu Dirección General de Investigaciones en Hidroacústica, Sensoramiento Remoto y Artes de Pesca
Cesar Gamarra Instituto del Mar del Perú. Laboratorio Costero de Puno
Carmen Villanueva Instituto del Mar del Perú. Laboratorio Costero de Puno
Humberto Siguayro Instituto del Mar del Perú. Laboratorio Costero de Puno

DOI:

https://doi.org/10.53554/boletin.v37i1.362

Palabras clave:

Lago Titicaca, Vegetacion acuática, Macrofitas acuáticas, Puno

Resumen

Se elaboró un algoritmo para la clasificación de la vegetación acuática del lago Titicaca a partir de índices de vegetación del satélite Sentinel-2 y de registros in situ de la cobertura espacial y la densidad de especies de macrofitas, con el propósito de delimitar la extensión del cinturón circunlacustre entre la bahía interior de Puno hasta Acora. Se utilizaron imágenes ópticas MSI (Multispectral Instrument) de 10 metros de resolución espacial de junio y noviembre 2018, a los cuales se les aplicó la corrección atmosférica Sen2Cor para obtener el valor de reflectancia espectral en la superficie del agua con el cual se estimaron los índices NDWI, NDVI, Band ratio y AVE. Los rangos de umbral para cada índice de vegetación usados en el método de árbol de decisión para la clasificación de vegetación acuática se adaptaron según la estacionalidad y tienen correspondencia con el análisis de similitud espacial de Jaccard. El algoritmo propuesto identificó la vegetación acuática sumergida, superficial y emergente. La vegetación de totorales (emergente) presentó variación de 36 km2 de cobertura espacial entre ambos periodos analizados, mientras que la vegetación sumergida no tuvo mucha variación espacial durante el mismo periodo. Por otro lado, las macrofitas sumergidas en diferentes profundidades presentaron respuestas espectrales distintas de acuerdo con la
densidad de s u distribución espacial.

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Alternative Metrics

Métricas

Cargando métricas ...

Citas

Aguirre-Gómez, R. (2015). Análisis óptico hiperespectral del Lago de Zumpango, México. Investigaciones Geográficas, 0(84). doi:10.14350/rig.34052

Apha. (2005). Métodos normalizados para el análisis de aguas potables y residuales, 17 Edición. Editores Díaz de Santos S.A. Madrid. 1816 pp.

Che. (2005). Informe de situación 2005 Control del Estado de las Masas de Aguas Superficiales. Confederación Hidrográfica del Ebro. España. www.chebro.es/en/rios

Cirujano, S., Cambra, J., Sanchez, A., Flor, N. (2008). Flora ibérica - Algas continentales: Carófitos (Characeae). Real Jardín Botánico, CSIC. Madrid. ISBN: 978-84-612-1319-1.

Cirujano, S., Meco, A., Cezón, K. (2011). Flora acuática: Macrófitos. Jornada de presentación del Tesauro Taxonómico para la clasificación del estado ecológico de las masas de agua continentales, TAXAGUA. Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino, Madrid, España.

Dejoux, C., Iltis, A. (1991). El lago Titicaca. Síntesis del conocimiento limnológico actual. La Paz - Bolivia: HISBOL, ORSTOM. pp. 107-114.

ESA. (2017). Sen2Cor configuration and user manual. The European Space Agency. Ref. S2-PDGS-MPCL2A- SUM-V2.4. 53.

Fitzgerald, D., Zhu, B., Hoskins, S., Haddad, D., Green, K., Rudstam, L., Mills, E. (2005). Quantifying submerged aquatic vegetation using aerial photograph interpretation, Fisheries, 30, 2, 61-73, DOI:10.1577/1548-8446(2005)30[61:QSAVUA]2.0.CO;2

Gallego, D. (2015). Caracterización de las macrofitas del humedal Meandro del Say como insumo de las herramientas de conservación. Trabajo de grado para optar el título de ingeniera ambiental. Universidad Santo Tomas. 79 pp.

Gonzáles-Luna, C., Filonov, A., Mireles, O., Tereshchenko, I. (2019). Análisis espectral y dispersión superficial de detritus suspendidos en la Bahía de Banderas mediante imágenes de satélite. Revista Cartográfica, 98, 223-237.

Harma, P., Vepsalainen, J., Hannonen, T., Kamari, J. (2001). Detection of water quality using simulated satellite data and semi-empirical algorithms in Finland. Sci Tot Environ. 268. 4. 111-197.

Hu, M. (2009). A novel ocean color index to detect floating algae in the global oceans. Remote Sensing of Environment, 113, 2118-2129.

Jeffrey, W., Humphrey, F. (1975). New spectrophotometric equations for determining chlorophylls A, B, C1 and C2 in higher plants, algae and natural phytoplankton. Biochemie Und Physiologie Der Pflanzen, 167(2), 191–194. https://Doi.Org/10.1016/S0015-3796(17)30778-3

Kahru, M., Savchuk, P., Elmgren, R. (2007). Satellite measurements of cyanobacterial bloom frequency in the Baltic Sea: interannual and spatial variability. Marine Ecology Progress Series, 343, 15-23

McFeeters, K. (1996). The use of the normalized difference water index (NDWI) in the delineation of open water features. Int. Journal Remote Sensing, 17,1425–1432.

Northcote, T., Morales, P., Levy, D., Grfaven, M. (1991). Contaminación en el lago Titicaca, Perú: capacitación, investigaciones y manejo. Westwater Research Centre, Univ. Drit. Columbia, Vancouver. Inst. Aguas Alt. And., UNTA, Puno, 278 p.

Paulino, C., Villegas, P., Polar, M. (2019). Características de irradiancia espectral del mar y de la zona costera de Moquegua y Tacna durante setiembre 2017. Bol Inst Mar Perú. 34(1), 80-90.

Pearson, J., Miller, L. (1972). Remote mapping of standing crop biomass for estimation of the productivity of the shortgrass prairie. Proceedings of the 8th International Symposium on Remote Sensing of the Environment, Pawnee National Grassland Grover, CO, pp. 1355–1379.

Pouilly, M., Lazzaro, X., Point, D., Aguirre, M. (2014). Línea base de conocimientos sobre los recursos hidrológicos en el sistema TDPS con enfoque en la cuenca del Lago Titicaca. Quito, IRD-UICN. 320 p.

Raynal-Roques, A. (1991). Las Plantas Superiores, en El Lago Titicaca, Síntesis del conocimiento limnológico actual (Dejoux, C. and Iltis, A., eds). ORSTOM y HISBOL, La Paz, 233-239.

Richerson, P. J. (1991). El régimen de estratificación termal del Lago Titicaca. En Dejoux C & Iltis A (Eds.) El Lago Titicaca; síntesis del conocimiento limnológico actual. La Paz, HISBOL, ORSTOM. pp. 139-148.

Rouse, J., Has, R., Schell, J., Deering, D. (1974). Monitoring vegetation systems in the Great Plains with ERTS. Third ERTS Symposium, NASA SP-351.1. NASA, Washington, DC, pp. 309–317.

Schneider, S. C., Pichler, D. E., Andersen, T., Melzer, A. (2015). Light acclimation in submerged macrophytes: The roles of plant elongation, pigmentation and branch orientation differ among Chara species. Aquatic Botany, 120, 121-128.

Sobrino, J., Raissouni, N., Kerr, Y., Olioso, A., López- García, M., Belaid, A., El Kharraz, H., Cuenca, J., Dempere, L. (2000). Teledetección. Servicio de Publicaciones Universidad de Valencia. 467 pp.

Vincent, W. F., Wurstbaugh, W. A., Neale, P. J., Richerson, P. J. (1986). Polymixiid and algal production in a tropical lake: latitudinal effects on the seasonality of photosynthesis. Freshw. Biol, 16, 781-803.

Villa, P., Pinardi, M., Bolpagni, R., Gillier, J. M., Zinke, P., Nedelcut, F., Bresciani, M. (2018). Assessing macrophyte seasonal dynamics using dense time series of medium resolution satellite data. Remote Sensing of Environment. 216. 230-244. 10.1016/j.rse.2018.06.048.

Watanabe, F., Imai, N., Alcantara, E., Barbosa, C., da Silva, L. (2013). Identification of submerged aquatic vegetation using simulated data from Sentinel-3, ESA Living Planet Symposium, 722, 190.

Xu, H. (2006). Modification of normalized difference water index (NDWI) to enhance open water features in remotely sensed imagery. Int J Remote Sens, 27, 3025-3033.

Yoshino, S., Nobuhiro, N., Herenio, E., Henrique da Silva, L., Garcez, A. (2013). Signal classification of submerged aquatic vegetation based on the hemispherical-conical reflectance factor spectrum shape in the yellow and red regions. Remote Sensing, 5, 1856-1874.

Zhao, D., Jiang, H., Yang, T., Cai, Y., Xu, D., An, S. (2012). Remote Sensing of Aquatic Vegetation Distribution in Taihu Lake Using an Improved Classification Tree with Modified Thresholds. Journal of Environmental Management, 95(1), 98-107. doi:10.1016/j.jenvman.2011.10.007

Zhao, H., Li, T., Jiang, H., Cai, Y., Xu, L., An, Q. (2013). Spatio-temporal variability of aquatic vegetation in Taihu Lake over the past 30 years. PLOS ONE. 8. 1-7.

Zhou, Q., Zhang, Y., Li, K., Huang, L., Yang, F., Zhou, Y., Chang, J. (2018). Seasonal and spatial distributions of euphotic zone and long-term variations in water transparency in a clear oligotrophic Lake Fuxian, China. Journal of Environmental Sciences. 72,

-197, ISSN 1001-0742, https://doi.org/10.1016/j.jes.2018.01.00