Tesis doctoral de Belén Martí Cardona
Las marismas de doñana, situadas en el suroeste de la península ibérica, experimentan ciclos anuales de inundación en otoño y secado en primavera. Como en cualquier humedal, la sostenibilidad de doñana depende críticamente de sus recursos de agua. Desde la década de los noventa se han realizado importantes esfuerzos de monitorización y modelación para evaluar la salud del ecosistema marismeño y garantizar su sostenibilidad. La presente tesis doctoral forma parte de estos esfuerzos. Entre los años 2006 y 2010 se encargó la adquisición de numerosas imágenes satelitales de doñana para obtener observaciones regionales y sinópticas de la superficie inundada. Con ello se pretendía avanzar en el conocimiento de la hidrodinámica de las marismas y calibrar el modelo hidráulico bidimensional de las mismas. Lograr una frecuencia de observación elevada durante el llenado fue un requisito de especial interés, pues es durante este período cuando la lluvia es más abundante y los procesos hidrodinámicos suceden a mayor velocidad. Las imágenes fueron adquiridas por el sensor radar en banda c asar, a bordo del satélite envisat de la agencia espacial europea. La capacidad de la banda c para atravesar la cobertura nubosa permitió monitorizar el proceso de llenado a pesar de la presencia de nubes. Las imágenes asar se solicitaron en siete ángulos de incidencia diferentes para incrementar la frecuencia de observación y la mayoría de ellas fueron adquiridas con la configuración de polarizaciones hh/vv. durante el año hidrológico 2006-2007 se logró observar con detalle el proceso de llenado. Para este ciclo se elaboraron signaturas temporales de los principales tipos de cubiertas en doñana, en los distintos ángulos de incidencia y polarizaciones disponibles. Las signaturas se analizaron con la ayuda de datos de verdad-terreno para identificar el efecto de la inundación sobre el coeficiente de retrodispersión y se extrajeron conclusiones sobre la posibilidad de discriminar superficies emergidas e inundadas en función del ángulo de incidencia, tipo de cobertura vegetal y fase fenológica. Dada la compleja casuística de la retrodispersión de las cubiertas, a menudo resultó inviable delinear la inundación en toda la marisma a partir de una única adquisición de asar. La cartografía de inundación se abordó entonces mediante el uso sinérgico de los datos asar con el modelo digital del terreno y el mapa de vegetación de doñana. El uso de entornos de procesado irregulares adaptados a la topografía mejoró drásticamente el filtrado de las imágenes, ya que los bordes naturales tienden a seguir las curvas de nivel del terreno. A continuación se diseñaron algoritmos de agrupación y clasificación de píxeles que utilizan los datos asar junto con la cota del terreno y el mapa de vegetación, y que se aplican independientemente en las distintas subcuencas de doñana. Los mapas de elevación y vegetación, más el conocimiento de las características de retrodispersión se utilizaron para escoger píxeles germen con elevada confianza en su clase de pertenencia. A continuación, un algoritmo iterativo extiende las regiones germen, incorporando los píxeles adyacentes que son además próximos en distancia de retrodispersión. la cartografía de inundación permitió identificar distintos eventos de calibración para el modelo hidrodinámico de las marismas de doñana. Esta investigación también puso de manifiesto que la señal radar aporta datos adicionales sobre el estado de las marismas, como es el grado de desarrollo de las especies helófitas, y la capacidad para discriminar ciertas comunidades vegetales. Se espera que los conocimientos derivados de este estudio puedan ser aplicados y extendidos con los datos polarimétricos de doñana que serán adquiridos en breve por el radar canadiense radarsat-2 y la constelación europea sentinel-1, ambos operando en banda c, por el sistema japonés alos-2/palsar-2, en banda l, y por la futura misión española paz, en banda x.
Datos académicos de la tesis doctoral «Spaceborne sar imagery for monitoring the inundation in the doñana wetlands«
- Título de la tesis: Spaceborne sar imagery for monitoring the inundation in the doñana wetlands
- Autor: Belén Martí Cardona
- Universidad: Politécnica de catalunya
- Fecha de lectura de la tesis: 14/05/2014
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Josep Dolz Ripollés
- Tribunal
- Presidente del tribunal: emilio Custodio gimena
- Juan Manuel López sánchez (vocal)
- Juan José Negro balmaseda (vocal)
- Juan Saura martínez (vocal)