Centro de Investigación en Ciencias de Información Geoespacial

Análisis y monitoreo de la dinámica de crecimiento del medio urbano y del comportamiento de cuerpos de agua, desde un enfoque de sustentabilidad; casos de estudio: corredor metropolitano centro país y cuenca del Grijalva.

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Coordinador: [NOMBRE]

Objetivos

Diseñar, desarrollar, instrumentar e implementar una plataforma informática que sirva para el ejercicio de planeación espacial del desarrollo y la formulación de políticas públicas territoriales con enfoque de sustentabilidad, y aplicar las metodologías que se generen al desarrollo de los estudios de caso en las regiones: corredor metropolitano centro país y cuenca del Grijalva.

Participantes

Elvia Martínez Viveros

Alejandra A. López-Caloca

Felipe Omar Tapia Silva

Guadalupe Rivera Reyes

Pilar Andrea Henao Sánchez

Aymara Olin Ramírez González

Amilcar Morales Gamas

Fernando López Caloca

Mario Alberto Ledesma Arreola

Yezmin Calvillo Saldaña

Rodrigo Tapia McClung

José Luis López Gonzaga

Gabriela López Aguilar

Sergio Fabricio Mora Flores

Luis Fernando Sánchez Reséndiz

Oscar Sánchez Siordia

Loecelia Ruvalcaba

Productos derivados del proyecto

  1. Metodología para delinear los cuerpos de agua superficiales de la Cuenca del Grijalva y sus anexos.
    La propuesta metodológica para el monitoreo de la dinámica de los cuerpos de agua en este proyecto vincula bloques de conocimiento de percepción remota, cartografía, visualización de los datos y características de este recurso natural. Aborda también los requerimientos de análisis en el pre-procesamiento, la extracción de información temática, el post-procesamiento y las técnicas de validación temática y geométrica. Su automatización implicó solucionar los problemas que derivan de los efectos de sombras, del viento, de la presencia de vegetación acuática, de los gradientes de humedad en las orillas de los lagos o de la presencia de sedimentos. Se desarrolló e instrumentó la versión completa del prototipo de monitoreo mensual de los cuerpos de agua de la Cuenca del Grijalva para un período de tres años (2016, 2017 y 2018). Los datos de radar de apertura sintética obtenidos de imágenes de los satélites Sentinel 1 (A y B) se procesaron para obtener una máscara binaria (agua/no agua), que se integró con datos vectoriales para obtener cartografía de frecuencia (comportamiento mensual de la superficie de agua) y de estacionalidad anual de los cuerpos de agua. Las imágenes y mapas resultantes se pueden consultar en línea en: idegeo.centrogeo.org.mx/monitoreoca.
  2. Validación de máscaras binarias de cuerpos de agua y su anexo de protocolos de validación. Se realizó a través de un proceso de muestreo estadístico y la definición de parámetros que estiman su grado de error y permiten asignar un estimador de confiabilidad a las capas. Los resultados de las capas binarias (agua-no agua) validadas y los mapas anuales, estacionales y mensuales del comportamiento de los cuerpos de agua de 2016 a 2018 se pueden consultar en: idegeo.centrogeo.org.mx/monitoreoca.
  3. Reporte preliminar de indicadores de cuerpos de agua superficiales, incluyendo indicadores de superficie de agua disponible y área máxima inundable, capa base y conectividad de cuerpos de agua.
    Con el objetivo de dar seguimiento a las tendencias espacio-temporales de los cuerpos de agua se proponen, instrumentan y analizan indicadores; y, se integra una capa base que sirvió como referente para asegurar la conectividad detectada por el satélite y evaluar su estado.
  4. Desarrollo tecnológico de la plataforma de analítica geovisual para el monitoreo de cuerpos de agua.
    Permite visualizar y analizar, en línea, la evolución de los cuerpos de agua en los 36 meses que abarca el estudio y el comportamiento mensual de los indicadores en la cuenca o en las regiones o zonas de la cuenca en las que el usuario tenga interés. Se puede consultar e interactuar en: rtm.centrogeo.org.mx/fordecyt_2019.
  5. Reporte técnico parcial del estudio de caso: Aporte del monitoreo de los cuerpos de agua superficiales en la Cuenca del Grijalva para incrementar la capacidad de resiliencia para afrontar inundaciones.
    Ilustra una forma de utilización de esta información en términos de la generación de escenarios de riesgos de inundación en la Cuenca del Grijalva.
  6. Servicio en línea de preprocesamiento de imágenes y delineación de máscaras binarias de cuerpos de agua continentales en la cuenca Grijalva.
    Informa sobre la instrumentación de la automatización en código abierto de los algoritmos de procesamiento y extracción de las máscaras de agua y la implementación de un servicio de información en web en el Laboratorio de Geointeligencia; al cual se puede tener acceso en línea en: geoint.centrogeo.edu.mx/procesamiento.
  7. Metodología de detección del medio urbano mediante imágenes de Sentinel-2 en la zona Centro-Bajío, México.
    Reporte técnico parcial de los métodos y alcances de la integración de datos espacio temporales para el monitoreo de la expansión del medio construido en la región urbana CMCP y sus resultados preliminares. La metodología se aplicó a una zona de la región bajo estudio ubicada en una parte del Corredor del Bajío para tres años: 2016, 2017 y 2018. Se realizó una evaluación visual y de exactitud temática. Como resultado final se obtuvieron varios mapas binarios de medio construido/no construido. Los mapas se pueden consultar en: idegeo.centrogeo.org.mx/monitoreoca. Los resultados obtenidos muestran un gran potencial para estudiar el grado de cobertura de área impermeable en el tiempo, y para medir la expansión urbana.
  8. Estudio de caso: Corredor Metropolitano Centro País.
    Aborda el análisis del fenómeno urbano en la escala regional, a partir de enfocar tres aspectos de los procesos de urbanización, que se retroalimentan entre sí: la agrupación espacial de las áreas urbanas en la región, las relaciones funcionales que se dan entre estas áreas urbanas; y, las particularidades de la expansión en las zonas periurbanas.
    Como relación funcional se analizaron los viajes cotidianos al trabajo entre sus municipios, encontrando los centros de mercado y los flujos hacia los principales destinos y desde los principales orígenes. En cuanto a la expansión periurbana se observa un patrón que se articula a lo largo de ejes carreteros, que cruzan las divisiones político administrativas de los municipios y zonas metropolitanas y que son posibles de visualizar a partir de tres fuentes de datos geoespaciales: las AGEBs urbanas de 2005, 2010 y 205, el DENUE de 2010, 2014 y 2018 y Mapa de uso y cobertura de suelo de 2015 de Mesoamérica de ESA CCI Land Cover. Los mapas se pueden consultar en: idegeo.centrogeo.org.mx/monitoreoca.
  9. Fortalecimiento de la Infraestructura Tecnológica.
  10. El equipamiento adquirido para el proyecto reforzó las capacidades tecnológicas existentes en CentroGeo para dar soporte a las necesidades en materia de equipamiento tecnológico de la red de investigadores y tecnólogos integrados al proyecto. Esto permitió fortalecer las capacidades existentes de los equipos empleados en sus actividades.
  11. Procesos y productos de información necesarios para llevar a cabo el monitoreo del crecimiento urbano con base en series de información espacio-temporal de imágenes de ópticas, necesarios para estudiar la evolución de los ritmos y formas de la expansión urbana en regiones de cobertura amplia del país (servicio de información en web)

Resultados, impactos o beneficios

El monitoreo con base en series en el tiempo de imágenes de satélite permitirá cubrir de mejor manera la caracterización de los espacios periurbanos en términos de la clasificación de la mezcla de tipos de cobertura del suelo y su cambio en el tiempo.

El caso de estudio ilustrará el valor agregado de dar un seguimiento cercano a la dinámica de expansión urbana del Corredor Metropolitano Centro País en el tiempo. También se desarrollaron indicadores para diferenciar las formas y ritmos de expansión periurbana que se observan en distintas áreas de la región bajo estudio.

El desarrollo de la versión inicial del prototipo de monitoreo de cuerpos de agua y el protocolo de instrumentación de la metodología para representación y caracterización de la expansión urbana y servicio web de información, ofrece una visión integral que aprovecha los datos generados por cada sensor (radar y ópticos) y permite dar seguimiento a la dinámica espacio temporal de los cuerpos de agua y del medio construido.

El proyecto planteó metas en términos de metodologías de procesamiento digital de imágenes y de validación, aplicaciones en estudios de caso, integración de procesos en líneas de producción para instrumentar servicios de información web con los datos generados para el proyecto a usuarios interesados y el desarrollo de plataformas de analítica geovisual para el análisis de los resultados, para el desarrollo y la formulación de políticas públicas territoriales con enfoque de sustentabilidad.

Evidencia documental del proyecto

  1. Plataforma de analítica geovisual de los cuerpos de agua que incluye los resultados de todos los indicadores y la visualización de los resultados del estudio de caso en términos de escenarios de espacio temporales de inundación y su afectación a sistemas humanos y productivos. idegeo.centrogeo.org.mx/monitoreoca.
  2. Plataforma de analítica geovisual del proceso de expansión urbana en la región de estudio y la integración e la misma de los resultados del estudio de caso. geoint.centrogeo.edu.mx/procesamiento.
  3. Servicio de información en web de la expansión periurbana en el Corredor Metropolitano Centro País.
  4. Curso de percepción remota de nuevas técnicas de procesamiento de imágenes ópticas y del manejo conjunto de las dimensiones de espacio/tiempo.
  5. Presentación de las versiones finales de los prototipos a los usuarios y retroalimentación sobre sus necesidades.
  6. Libro de los estudios de caso.
  7. Tesis de maestría en curso.
  8. Seminario científico y tecnológico sobre el Procesamiento Digital de Imágenes Sentinel con investigadores y tecnólogos interesados de diversas instituciones.
Taller Virtual
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Inundación Villa Hermosa
Junio 2015
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Inundación Villa Hermosa
Agosto 2015
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