Potencialidad de la teledetección para un inventario mundial de los recursos forestales

E. Tomppo y R.L. Czaplewski

Erkki Tomppo es profesor de
inventarios forestales y coordinador
del Programa nacional de investigación
para inventarios forestales en el Instituto
Finlandés de Investigación Forestal,
Helsinki, Finlandia.

Raymond L. Czaplewski es director
de proyecto en el Programa de inventario
forestal, en la estación de investigación
de Rocky Mountain del Departamento de
Agricultura, Servicio Forestal, Fort Collins,
Colorado, Estados Unidos de América.

La Evaluación de los Recursos Forestales mundiales en el año 2000 incluyó un inventario pantropical mediante teledetección para ampliar la información suministrada por los países; ¿es factible extender este tipo de inventario a todo el mundo?

Fragmento de mapa 1:20 000 realizado con imágenes pancromáticas de 1 metro de muy alta resolución tomadas por Ikonos, Lohja, Finlandia

- SERVICIO NACIONAL DE TOPOGRAFÍA DE FINLANDIA

La misma zona vista en una imagen de alta resolución del Landsat 5 TM

- SERVICIO NACIONAL DE TOPOGRAFÍA DE FINLANDIA

La Evaluación de los recursos fo- restales mundiales 2000 (ERF 2000) se basó sobre todo en la información proporcionada por los países, pero la FAO realizó también un estudio por teledetección de los bosques tropicales como complemento de la información de los países y para reforzar la comprensión de los procesos de cambio de la superficie terrestre en los trópicos, especialmente la deforestación, la degradación y fragmentación de los bosques y los cultivos migratorios. Un inventario basado en la teledetección puede ayudar a confirmar las estimaciones obtenidas de otras fuentes, y puede contribuir también a promover la capacidad del país mediante posible centros regionales o nacionales de formación. En este artículo se considera la viabilidad de extender el inventario de recursos forestales por teledetección, independientemente de los inventarios tradicionales de cada país, a todo el planeta en la ERF 2010. Se haría hincapié en las estimaciones a nivel mundial de los cambios de la superficie forestal y de otras tierras arboladas, que se elaborarían a partir de estimaciones a nivel regional, con una distinción posible entre zonas templadas, boreales y tropicales.

Los inventarios tropicales por teledetección en la ERF 1990 y la ERF 2000 se realizaron mediante interpretación visual. La principal ventaja de la interpretación visual es que pueden utilizarse en el análisis la información contextual y los conocimientos de expertos más fácilmente y a veces con más exactitud que con métodos digitales. Sin embargo, la interpretación visual es laboriosa y subjetiva. Estos inconvenientes se acentúan en inventarios mundiales con diversas zonas de vegetación. Las superficies con escaso arbolado, como las tierras semiáridas y las tundras boreales, son especialmente difíciles de evaluar.

La disponibilidad de datos de referencia para el análisis o la interpretación visual de la imagen digital es uno de los problemas básicos en los inventarios mundiales por teledetección. Todos los estudios de recursos forestales por teledetección necesitan apoyarse en observaciones o mediciones sobre el terreno. En principio, se necesita para cada imagen cierto número mínimo de parcelas en el terreno. Esta exigencia puede suplirse en parte mediante la calibración relativa de las imágenes, que permite usar datos de referencia de imágenes contiguas. La intensidad del muestreo de campo depende de los recursos técnicos y financieros disponibles, de la variabilidad de los parámetros seleccionados en el campo y de la aplicación de teledetección utilizada.

Los parámetros que pueden estimarse en los estudios por teledetección dependen de la intensidad del muestreo de campo. Los parámetros que requieren con más urgencia un control de calidad y para los que los recursos disponibles ofrecen posibilidades de inventario por teledetección son la superficie de los bosques, de otras tierras arboladas y de otras tierras, así como sus cambios. Estas variables se midieron en la ERF 2000. Un desglose en grandes grupos de especies, por ejemplo bosques de coníferas, de latifolias y mixtos, es igualmente posible por teledetección si se dispone de datos sobre el terreno. El volumen de los troncos y la biomasa son también variables básicas para evaluar el estado de los bosques del mundo, pero la estimación de estas variables requiere detenidas mediciones de campo. No obstante, pocos estudios han evaluado la exactitud de las estimaciones de estas variables utilizando datos de teledetección combinados con un muestreo de campo poco intenso.

La cobertura total es factible con datos de resolución media (por ejemplo MODIS). Las imágenes de satélite de resolución media y los mapas de cobertura continua de la superficie terrestre son fuentes de información para planificar muestreos basados tanto en mediciones sobre el terreno como en teledetección.

Según cuáles sean el objetivo del inventario mundial, el precio de las imágenes y la carga de trabajo, el muestreo puede ser la única manera factible de utilizar datos de teledetección de alta resolución (por ejemplo Landsat, con resolución de 15 a 60 m) o de muy alta resolución (por ejemplo Ikonos y QuickBird, los dos primeros satélites que pueden producir imágenes con tamaño de pixel inferior a 1 m). Con imágenes de satélite Landsat -las de alta resolución más utilizadas- se necesitan unas 400 a 450 imágenes para un muestreo del 10 por ciento de todo el globo, siendo el costo estimado de unos 255 000 dólares EE.UU. (Cuadro 1). Un inventario basado únicamente en mediciones sobre el terreno, en cambio, podría costar entre 10 y 100 millones de dólares EE.UU. (Cuadro 2).

El análisis de los cambios requiere una doble cobertura de imágenes, y tal vez no se dispondría de imágenes suficientes de muy alta resolución; en este paso, podría necesitarse una técnica de resolución múltiple.

Los autores han calculado los errores aproximados con distintas densidades de muestreo para la superficie de bosques y otras tierras arboladas en Europa y en la Comunidad de Estados Independientes, utilizando un modelo de simulación basado en el mapa de cubierta vegetal de la ERF 2000. Según este estudio, un inventario forestal basado en imágenes de alta y muy alta resolución podría tener errores medios del 5 por ciento o menos y podría responder a las exigencias de un posible inventario forestal mundial independiente por teledetección con un costo moderado (Cuadro 3).

Se partió del supuesto de que la superficie forestal y sus cambios podrían interpretarse a partir de imágenes de muy alta resolución sin datos de campo; habría que comprobar la validez de esta hipótesis. Las densidades de teledetección y de muestreo sobre el terreno pueden variar según las regiones, por lo que habría que extender este estudio a otras regiones.

Nuevos satélites, algunos todavía en construcción, están elevando la disponibilidad de imágenes desde el espacio. Hasta ahora, los mapas forestales de cobertura continua se han basado en imágenes de resolución baja o media; pero se espera que en pocos años podrá disponerse de mapas mundiales de cobertura continua con imágenes de alta resolución. No por ello se eliminará la necesidad de un inventario de recursos forestales independiente con ayuda de la teledetección que utilice definiciones exactas de la FAO e incluya estimaciones de la situación actual, estimaciones del cambio y errores medios registrados bajo un estricto control de calidad.

CUADRO 1. Ejemplo de número de imágenes y costos estimados para un inventario por teledetección con diferentes opciones de resolución y muestreo

CUADRO 2. Ejemplo de número y costos de parcelas en un inventario mundial que utilice únicamente datos obtenidos sobre el terreno

^a  La superficie de una parcela varía en función de los cambios netos en la superficie forestal; las parcelas son menores en las zonas en que los cambios anuales son mayores.

CUADRO 3. Costos estimados con 100 parcelas por imagen de Landsat, a 440 dólares EE.UU. por parcela (miles de dólares EE.UU.)