6. LEVANTAMIENTO DE LA INFORMACIÓN TOPOGRÁFICA Y SILVICULTURAL DE LA UNIDAD DE MANEJO

6.1 DISEÑO Y ORIENTACIÓN DEL SISTEMA DE CARRILES PARA EL LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO
6.2 LEVANTAMIENTO DE LA INFORMACIÓN TOPOGRÁFICA
6.3 LEVANTAMIENTO DE LA INFORMACIÓN NECESARIA PARA LA PRESCRIPCIÓN DE CORTA
6.4 LEVANTAMIENTO DEL CENSO COMERCIAL

6.1 DISEÑO Y ORIENTACIÓN DEL SISTEMA DE CARRILES PARA EL LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO

6.1.1 EJEMPLO DE AJUSTE DE UN SEMIVARIOGRAMA EXPERIMENTAL
6.1.2 CORRECCIÓN DE LOS CARRILES DE LEVANTAMIENTO
6.1.3 CONSTRUCCIÓN, MARCAJE E IDENTIFICACIÓN DE ESTACIONES EN EL CARRIL

En los planes de manejo realizados en el país, el levantamiento topográfico para la construcción de los Modelos de Elevación Digital (MED) o mapas de curvas de nivel, se realiza mediante el establecimiento de carriles regularmente distribuidos por toda la unidad de manejo. La experiencia obtenida por FUNDECOR en la elaboración de planes de manejo para bosques en una superficie mayor a las 5000 ha con este sistema de levantamiento, ha demostrado que con un distanciamiento promedio de 75 m entre carriles, es posible obtener una representación funcional del relieve de la unidad de manejo, independientemente de si el terreno es plano o quebrado. Por lo general, los mejores resultados se obtienen cuando el sistema de carriles es diseñado de modo que estos corran perpendicularmente a la dirección en que drena la red hidrológica.

No obstante, si bien con dichas instrucciones es posible obtener resultados satisfactorios, mediante el ajuste de un semivariograma experimental a partir de los datos de elevación, es posible calcular el distanciamiento óptimo entre carriles, así como la orientación que deberá tener el sistema de carriles para cada unidad de manejo en particular.

Con un semivariograma es posible medir la naturaleza de la dependencia espacial de la elevación en un terreno dado. Este se construye a partir del cálculo de las diferencias en elevación entre la totalidad de pares de datos observados separados por un vector |h|.

Lo anterior es posible siempre y cuando en la unidad de manejo la elevación varíe homogéneamente a través de toda la superficie, o bien el mismo patrón de variación puede observarse en todos los sitios. Asumiendo lo anterior la semivarianza de una muestra de datos de elevación puede estimarse a partir de una única comprensión del proceso descrito en la Ecuación 1.

Ecuación 1

Donde m(h) es igual al número de pares observados separados por un vector |h| y x es la posición de z en el espacio.

Por otra parte, los semivariogramas pueden describir la variación de la misma forma en todas direcciones (isotrópicamente) o bien si la variación de la variable z separada por un vector |h| difiere según la dirección del vector se dice entonces que existe anisotropía (a) en los datos o bien para cada dirección existe un semivariograma diferente. Cuando la anisotropía es geométrica esta puede ser estimada mediante una simple transformación lineal de las coordenadas con la siguiente fórmula:

Ecuación 2

Los parámetros A₁ y A₂ definen el rango o pendiente máxima y mínima del modelo, F es el ángulo de la máxima pendiente o rango y q es perpendicular a F. La razón A₁/A₂ es una medida de la anisotropía.

6.1.1 EJEMPLO DE AJUSTE DE UN SEMIVARIOGRAMA EXPERIMENTAL

A continuación se presenta un ejemplo de cómo en FUNDECOR se efectúa el ajuste de un semivariograma experimental, utilizando como ejemplo los datos de un área de aprovechamiento de 15 ha de bosque tropical. La información utilizada en este ejemplo fue levantada mediante un sistema de carriles de inventario localizados en dirección NORTE-SUR y separados cada 75 m. Como se muestra en la Figura 6.

Utilizando VARIOWIN 2.2 demo version⁷, programa especialmente diseñado para este propósito, se calcula la semivarianza anisotrópica en las direcciones 0° y 90°, con un lag de 46 m, para luego graficar los datos con respecto a la distancia entre puntos. Una vez graficada la información (Figura 7), se busca el modelo de semivariograma de mejor ajuste obteniéndose la Ecuación 3, en la cual se representa un semivariograma esférico de variación anisotrópica (a = 0.74), con un efecto nugget de 0.6997 m², un rango de 102.3893 m y un sill de 10 m² (Sección 7.1.1).

⁷ VARIOWIN 2.2 demo version. Programa para el análisis espacial de datos en dos dimensiones desarrollado por Y. Pannatier. La guía de usuario se encuentra en: Pannatier, Y., VARIOWIN: Software for Spatial Data Analysis in 2D, Springer-Verlag, New York, NY, 1996.

Donde h es la distancia entre puntos de elevación, a es la anisotropía presente en los datos de elevación en el bloque de 15 ha y q es el acimut del vector |h|.

En cuanto al distanciamiento entre carriles, la mitad del RANGO DE MINIMA VARIACION del semivariograma parece ser el distanciamiento más adecuado, por cuanto representa un punto de equilibrio entre la cantidad de carriles a construir y la precisión del MED a obtener. El rango del semivariograma representa la separación entre puntos donde se alcanza la semivarianza máxima. Además, el RANGO DE MINIMA VARIACION del semivariograma se encuentra perpendicular al RANGO DE MÁXIMA VARIACIÓN.

Por lo tanto, en este ejemplo en particular la mínima variación se encontrará entonces en dirección 109° (Figura 7); y dado que el rango es de aproximadamente 100 m, la separación óptima entre carriles sería la mitad, o sea, 50 m.

6.1.2 CORRECCIÓN DE LOS CARRILES DE LEVANTAMIENTO

En el mismo bloque de 15 ha de bosque natural del ejemplo anterior, se realizó una comparación de la precisión de un MED ajustado a partir de un levantamiento topográfico corregido con la de un MED construido a partir de un levantamiento sin corregir de la misma área. Se demostró la existencia de diferencias significativas en las estimaciones de elevación entre ambos MED, atribuibles a las diferencias de error entre levantamientos.

Figura 6. Sistema de carriles de levantamiento topográfico ubicado en forma perpendicular al sentido de la red hídrica, con los carriles separados cada 75 m

Empleando el mismo equipo forestal⁸ utilizado en el primer levantamiento se realizó un nuevo levantamiento en el cual se corrigieron los datos aplicando el debido cierre angular y de distancia. El error de cierre angular fue menor a 1°, y el cierre en distancia fue de aproximadamente 1 m por cada 500 m de levantamiento.

⁸ Cinta métrica convencional, brújula y clinómetro marca SUUNTO.

⁹ En dicha comparación ambos MED fueron interpolados con la misma técnica Kriging, utilizando un semivariograma isotrópico lineal.

Dada esta situación, en FUNDECOR se recomienda levantar una poligonal de cierre con la cual es posible corregir el cálculo de las coordenadas topográficas de los carriles, mediante la distribución del error de levantamiento planimétrico y altimétrico.

Figura 7. A y B: Semivariograma anisotrópico de los datos de elevación de un bloque de 15 ha de bosque tropical de topografía ondulada. Obsérvese como la variación máxima de los datos se alcanza en un rango diferente según la dirección en la cual se evaluó la semivarianza. C: Variación del rango del semivariograma en función de la dirección del vector |h|.

SEMIVARIOGRAMA EXPERIMENTAL DIRECCION 90 grados

SEMIVARIOGRAMA EXPERIMENTAL DIRECCION 0 grados

Variación anisotrópico de la semivarianza de los datos de elevación

Figura 8. Modelo de elevación digital antes y después de corregir el levantamiento, obsérvese como en el MED construido con los datos corregidos las pendientes son más pronunciadas.

Modelo de elevación digital con el levantamiento topográfico sin corrección (Escala vertical de ambos modelos 1 cm : 10 m)

Modelo de elevación digital con el levantamiento topográfico corrección (Escala horizontal de ambos modelos 1 cm : 10 m)

6.1.3 CONSTRUCCIÓN, MARCAJE E IDENTIFICACIÓN DE ESTACIONES EN EL CARRIL

Los carriles de levantamiento se establecen limpiando una franja del sotobosque de un metro de ancho. Se colocan estacas al menos cada 25 m con el número de carril y la distancia acumulada (desde la línea base) anotada en una cinta topográfica. Al inicio, cada 50, y al final del carril, la distancia acumulada y número de carril es anotado en árbol vivo. El marcaje en estacas y árboles se lleva a cabo con pintura roja de buena calidad que proporcione una duración de por lo menos 6 meses.

6.2 LEVANTAMIENTO DE LA INFORMACIÓN TOPOGRÁFICA

Tanto el amarre del sistema de carriles con respecto a la unidad de manejo, como los amarres de los carriles a la línea madre son claramente anotados en el formulario de levantamiento de datos. El sistema de carriles es amarrado a un punto del plano catastrado donde se ubica la unidad de manejo, o bien a un punto localizado con el GPS. Sin esta información resulta difícil el cálculo de las coordenadas x,y,z. Es importante anotar las distancias acumuladas sobre los carriles desde el punto de inicio, ya que estas son las etiquetas que luego permitirán la ubicación en el mapa base de aprovechamiento cada vez que estas sean encontradas en un árbol vivo o en una estaca identificada sobre el carril de inventario.

El acimute, la pendiente y la distancia son medidos cada vez que se presenta un cambio en la pendiente del terreno sobre el carril. Además, cada vez que hay un cambio en la vegetación, o bien cada vez que el carril cruza un drenaje¹⁰, camino, suampo¹¹ o cualquier obstáculo en general, se indica en el formulario de levantamiento la distancia acumulada sobre el carril a ese punto y se agrega una observación en la estación.

¹⁰ drenaje es un accidente topográfico, por donde circula agua temporal o permanentemente, en el primer caso debe existir algún afloramiento rocoso que evidencie tal circunstancia.

¹¹ área anegada en la que se debe indicar la posibilidad de poder realizar un aprovechamiento forestal en época seca.

6.3 LEVANTAMIENTO DE LA INFORMACIÓN NECESARIA PARA LA PRESCRIPCIÓN DE CORTA

A partir de un muestreo aleatorio de la masa forestal arriba de los 30 cm de DAP se levanta la especie, el diámetro, la altura total y comercial de los árboles ubicados en parcelas rectangulares de 100 por 30 m. Las parcelas son establecidas aleatoriamente sobre el carril de levantamiento, procurando muestrear solamente área apta para el aprovechamiento¹². El error de muestreo de dicho inventario no debe ser mayor a un 20% en la variable área basal por hectárea. Para los bosques ubicados en el ACCVC esto se obtiene con una intensidad de muestreo no menor a un 6%.

¹² área que esta a más de 15 metros de un drenaje si la pendiente es menor al 40% o a más de 50 metros de un drenaje, si la pendiente es mayor al 40%, y en terrenos con una pendiente inferior a 75%

La altura comercial es medida con clinómetro o hipsómetro, al menos en uno de cada diez árboles. Todo árbol medido con instrumento es debidamente identificado en los formularios. El DAP es medido con cinta en todos los casos excepto en aquellos donde las gambas no lo permiten por su altura o crecimiento protuberante. La exactitud y la precisión de las mediciones son corroboradas mediante un muestreo, en el cual el sesgo entre mediciones no puede ser mayor al 10% en promedio. En los casos donde este es superior se procede a levantar nuevamente la información.

Figura 9 A. En la Figura A se muestra una sección de un mapa de trabajo construido para el trazado en pantalla de la red hídrica y uso actual con la ayuda de las etiquetas de distancia y observaciones levantadas en el levantamiento topográfico. Obsérvese como es posible inferir entre carriles la forma de las quebradas o bien los límites de los diferentes usos en la unidad de manejo. En la Figura B se aprecia un ejemplo de cómo se debe orientar apropiadamente el sistema de carriles de levantamiento topográfico.

La Información levantada en el inventario es finalmente ingresada en una hoja electrónica QUATTRO PRO bajo el nombre INVENT.WB3, con el siguiente formato:

PARCELA	NUMERO DE ARBOL	DAP (cm)	ALTURA COMERCIAL (m)	NOMBRE COMUN	NOMBRE CIENTIFICO	TIPO1	%D2
1	1	35	8	Botarrama	Vochysia ferruginea	C	100
	2	67	10	Pilón	Hieronyma alchorneoides	C	10
	3	45	8	Burío	Heliopanax sp.	NC	30
	4	37	5	María	Miconia sp.	NC	10

¹ C: Especie Comercial, NC: Especie No Comercial

² %D: Porcentaje de defecto

6.4 LEVANTAMIENTO DEL CENSO COMERCIAL

Con la ayuda de los carriles de levantamiento se realiza el censo de todos los árboles con un DAP superior al DMC establecido para su especies y cuya calidad de fuste es apta para la producción de madera. Cada árbol es identificado con un número en su fuste utilizando pintura azul. La numeración es corrida, y colocada en el lado del árbol que está de frente al carril de levantamiento para facilitar su ubicación. Adicionalmente se colocan placas de aluminio a una altura de 20 a 30 cm en caso de que la pintura no sea visible al momento de aprovechamiento. Las placas son colocadas con clavos de 2.5 pulgadas, introducidos en el árbol alrededor de una pulgada, tratando de colocarlas siempre al Norte. Cada uno de los árboles es debidamente ubicado con acimute, distancia y pendiente desde un punto de amarre conocido en el sistema de carriles de levantamiento. Una vez ubicado el árbol es anotado en el formulario de censo, el número de faja, carril y árbol.

Para estimar el volumen comercial se mide el DAP y la altura comercial. Para evaluar la idoneidad de cada árbol para ser dejado como portador o semillero se evalúa la forma, la posición de copa y la forma del fuste. Para efectos de planificación de la corta y extracción, a cada árbol se le evalúa la dirección de caída natural y se anota el acimute resultante.

Todos los árboles son debidamente identificados, tanto por nombre común como por nombre científico. Además son clasificados de acuerdo a su valor comercial y a la calidad de su madera, de la siguiente forma:

Clasificación para la calidad de los arboles censados de especies de madera suave y gavilán
Arbol clase A: deben tener un fuste circular y un largo de fuste de al menos 12 varas.
Arbol clase B: debe tener al menos un fuste de 12 varas de largo y un corte transversal irregular (p.e. gambas)
Arbol clase C: debe tener al menos 2 trozas de 4 varas, no importa la forma del corte transversal.
La altura total se define hasta que la troza tenga un diámetro de 50 cm en su cara menor.

Clasificación para la calidad de los arboles censados de especies de madera semidura
Arbol clase A: debe tener al menos un fuste de 12 varas de largo y un corte transversal irregular (p.e. gambas) o circular
Arbol clase B: debe tener al menos 2 trozas de 4 varas; no importa la forma del corte transversal.
La altura total se define hasta que la troza tenga un diámetro de 50 cm. en su cara menor.

Los arboles que por su mala forma no concuerdan con ninguna de las categorías anteriores no son censados, así como los árboles huecos y enfermos si esto afecta la calidad de la madera.

La información finalmente es digitada en un QUATTRO PRO con el nombre censo.wb3 bajo el formato siguiente:

Faja	Carril	Amarre	Arbol	Acimute	Dist	% P	DAP	H Com	H. Total	PC	Form	Nombre común	Nombre científico	Valor comercial	Tipo	Obser
1	1	C1-50	1	10	15	+10	95	10	20	1	B	Botarrama	Vochysia ferruginea	3	SD	Aprovec.
1	1	árbol 1	2	125	10	-15	85	15	20	1	A	Pilón	Hieronyma alchorneoides	3	SD	Portador
1	2	C2-75	3	30	2	0	100	20	30	1	A	Cedro amargo	Cedrella odorata	1	V
3	2	C2-75	4	188	10	+15	75	12	20	2	A	Cedro maría	Calophyllum brasiliense	3	SD

%P: Porcentaje de pendiente; H Com: Altura comercial; H Total: Altura total; PC: Posición de exposición de copa; Form: Clase de fuste; Tipo: Tipo de madera (SD semidura, V valiosa, S suave, D dura); Obser: Observaciones