Geoinformática y geoestadística: descripción general

Un método mejorado para estimar el porcentaje de área superficial impermeable a partir de datos de iluminación nocturna MODIS y DMSP-OLS

Matsushita B, Pok S, Jiang D, Hamzah R

Desde los años 1990 se ha sugerido que el porcentaje de superficie impermeable (ISA%) en una cuenca es un indicador importante para evaluar la salud de la misma. Por lo tanto, los encargados de la toma de decisiones y los administradores ambientales necesitan un mapa de ISA% preciso y actualizado con frecuencia. Recientemente, Pok desarrolló un método de fácil implementación (en adelante denominado método Pok17) para estimar el ISA% a partir de una serie temporal de espectrorradiómetro de imágenes de resolución moderada (MODIS) y datos de luz nocturna (NTL) del Sistema de escaneo lineal operativo del Programa de satélites meteorológicos de defensa (DMSP-OLS). Sin embargo, se encontró que el método Pok17 sobrestimaba sistemáticamente los valores de ISA% en áreas rurales (es decir, píxeles con valores de ISA% más bajos). En este estudio, mejoramos el método Pok17 original para mitigar estas sobrestimaciones. En primer lugar, analizamos la causa de la sobreestimación en el método Pok17 y descubrimos que se debía a que existía una gran incertidumbre en los valores del índice NTL ajustado por índice de vegetación mejorado (EANTLI) de las áreas rurales, que se utilizan como entradas para las estimaciones de ISA% en el método Pok17. En este estudio, propusimos utilizar datos NTL originales en lugar de valores EANTLI en áreas rurales. Para las áreas urbanas y suburbanas, los datos EANTLI se siguieron utilizando para corregir el problema de saturación y los efectos de floración en los datos NTL originales. Los resultados mostraron que el método Pok17 mejorado superó al original con un error cuadrático medio (RMSE) del 10,3 %, un error del sistema (SE) del 4,3 % y un coeficiente de determinación de 0,88. Se encontró una mejora notable en los píxeles con valores ISA% inferiores al 20 %, con el RMSE reducido del 9,7 % al 8,1 % y el SE reducido del 6,1 % al 3,3 %. Esta mejora es significativa para evaluar la salud de la cuenca hidrográfica porque el valor ISA% de la cuenca hidrográfica se obtiene acumulando el valor ISA% de cada píxel, y los píxeles con valores ISA% más bajos generalmente representan la mayor parte del área de la cuenca hidrográfica.