Fragmento del artículo de Juan Fco. Hdez Bartolomé y Luis Hdez Calvento, publicado en la revista "Vegueta", de la ULPG, Nº7, 2003
El área de estudio comprende parte del litoral oriental de la isla de Gran Canaria; en esta área se localizan varios núcleos urbanos del municipio de Telde; así mismo forman parte de este territorio alguns polítonos industriales, infraestructuras portuarias y aeroportuarias, industrias agrícolas y playas. Esta breve descripción permite observar la intensa presión a la que se ve sometido este litoral.
La morfología de esta área oriental del litoral grancanario se caracteriza por la alternancia de playas y pequeños acantilados. Las playas se situan por logeneral en la desembocadura de los barrancos, siendo éstas poco extensas, de arena fina y oscura, gravas y cantos, dependiendo su granulometría de la orientación que presenten de cara a las corrientes marinas y a los vientos. considerando estos, puede decirse que la mayor parte de ellas son playas estables que se encuentran protegidas al norte, pero expuestas a los temporales del sur y sureste.
Los objetivos que se pretenden abordar por este trabajo son dos: el primero, desde un punto de vista genérico, plantea mostrar las posibilidades que brindan las imágenes de satélite de alta resolución espacial en los estudios sobre calidad de las aguas costeras de Canarias; el segundo, más específico, se propone aislar un fenómeno anómalo localizado en aguas someras de la costa oriental de la isla de Gran Canarias, y evaluar cualitativamente su alcance espectral y espacial.
La identificación en la imagen de satélite de una mancha que se adentra hacia el mar puede tener varias explicaciones: cambios en la batimetría, ocasionados por un banco de arena más clara que la del entorno; existencia de comunidades bentónnicas; o vertidos a las costas, sean estos de aguas, de otros elementos sólidos, o de ambos a la vez. El hecho de poseer una única imagen de la zona, no permite analizar dicha mancha desde la óptica multitemporal, con el fin de determinar su carácter estátido o dinámico. Por ello, la única posibilidad de poder realizar el estudio es a través de un análisis digital que nos permita descartar los posibles fenómenos que producen esta mancha, hasta obtener el que más se ajuste a la respuesta espectral.
De igual forma, ante la imposibilidad de captar muestras que permitan aplicar un modelo deductivo, nos hemos inclinado por adoptar uno teórico. se pretende mostrar las posibilidades que brinda la teledetección en los estudios sobre calidad de aguas costeras, para lo cual se propone identificar si el área presenta un grado de turbidez elevado, descartando las otras posibles causas (comunidades vegetales o influencia batimétrica).
Para el desarrollo del estudio se parte de un análisis individual para las bandas cpatadas por el sensor en el sector visual del espectro, con el fin de seleccionar aquéllas que nos aporten mayor cantidad de información. Este ejercicio se aborda a partir de técnicas de realce digitales de imágenes, así como mediante el análisis de los histogramas, selección de los valores más bajos de las bandas visibles y la elaboración de transeptos. Con estos procedimientos se pretende aislar la cubierta objeto de estudio, es decir, el área donde muestre mayor reflectividad el agua somera. Un análisis comparativo entre las imágenes generadas permitirá conocer si este aumento de reflectividad es debido a la influencia del fondo marino en los datos registrados por el sensor, o se, por el contrario, esta respuesta es debida a la turbidez, por la presencia de elementos en suspensión. Por último, se procede al aislamiento espacial de las áreas donde se presenten los mayores grados de reflectividad, con el fin de observar su estructura y determinar, en lo posible, la naturaleza del fenómeno objeto de estudio.
Resultados obtenidos.-
El primer ejercicio realizado fue el recorte de la imagen, con el fin de aislar en lo posible la superficie marina de la tierra, dado que en esta última zona existen algunos elementos de baja reflectividad (como estanques y embalses), cuya respuesta podría influir en los análisis a realizar, especialmente en los cálculos de frecuencia y en su representación mediante histogramas. Sobre esta nueva imagen se realizaron algunas transformaciones, haciendo uso de técnicas de realce visual. Entre éstas, se aplicó una ecualización del histograma, que se base en la elaboración de una nueva distribución de los valores originales de respuesta, es decir, de los niveles digitales, teniendo en cuenta las frecuencias acumuladas. Sobre estos valores se aplicaron técnicas de pseudo-color conforme a distintos rangos de la imagen, si bien, con el fin de mostrar estos más claramente, se hizo uso de una paleta de grises de 256 tonos. Con la figura obtenida se pueden observar los distintos niveles de respuesta espectral próximos a la costa, y cómo se distingue una pluma de mayor extensión mar adentro. En ella es posible identificar dos áreas: la central, más cercana a la península de Gando, presenta una respuesta mucho mayor a la periférica. Tratándose del sensor TM del Landsar, y considerando la ausencia aparente al menos, de estructuras lineales, no es posible ser categóricos sobre la naturaleza de este fenómeno, dado que, en principio, los cambios observados en la reflectividad podrían ser debidos a la batimetría. Este mismo ejercicio fue realizado para la banda 2, obteníéndose imágenes semejantes a las anteriores, por rangos, si bien al ser mayor la longitud de onda analizada, los valores de respuesta son menores para el agua.
En todas las imágenes que conforman esta última figura se observa claramente la pluma objeto del estudio, pudiéndose diferenciar claramente las áreas de mayor y menor respuesta. Así, en las dos primeras imágenes se observa el área central de la pluma, donde aparecen las máximas reflectividades. La estructura lineal que presenta, nos permite intuir que se trata de un elemento anómalo, que no guarda relación con la presencia de elementos en el fondo, aún así, dado que se trata de una banda que es sensible a la presencia de cuerpos a una cierta profundidad, no es posible ser categóricos acerca de su naturaleza.
Sin embargo, en las dos últimas imágenes se observa claramente los cambios en la tonalidad de la pluma y su mayor extensión en los alrededores del área central, tanto hacia el interior del mar, como hacia el norte y el sur, siguiendo la línea de costa. Precisamente en estas últimas áreas, y realizando una comparación con las imágenes primeras, no es posible desechar la influencia de la reflectividad del fondo marino, bien debido a la batimetría, o a las posibles comunidades de algas. este mismo principio es aplicable alresto de las áreas periféricas a la pluma central, debido a la debil señal que muestran las imágenes, así como a la profundidad de visión del sensor utilizado.
Con el fin de comprobar definitivamente la i nfluencia de los depósitos sumergidos sobre el área central, se realizó el mismo ejercicio para la banda 3, al ser ésta la menos sensible, en el espectro visible, a la influencia del fondo marino en la respuesta espectral del asua somera.
En la cuarta figura se representaron varios rangos de respuesta de los niveles digitales, consiguiendo aislar el perfil de costa y observando la presencia de unos flecos en la estructura de la pluma central (más oscura), elementos típicos cuando están presentes elementos en suspensión. Además, se permite descartar la respuesta del fondo marino en esta estructura. Este resultado se alcanza comparando las imágenes con las anteriores, dado que la mancha central presenta valores similares, hecho que anula toda influencia del fondo marino en los datos captados. Considerando estos elementos (la disposición y estructura espacial y la comparación de los valores relativos a la respuesta en las bandas 2 y 3 del Landast-TM), se llega a la conclusión de que la pluma central, localizada en la playa de Ojos de Garza, es una zona de elevada turbidez, previsiblemente por la presencia de sólidos en suspensión en el litoral.
La suma de los valores correspondientes a estoas dos últimas bandas, con aplicación de una expansión selectiva del contraste nos permite separar claramente el objeto de análisis. A éste se la ha aplicado un perfil radiométrico, con el fin de estudiar los valores digitales de la banda 2 de un modo independietne. A través de este gráfico se observa un aumento considerable de la reflectividad en la zona objeto de estudio, pudiéndose identificar claramente los ascensos y descensos tan verticales que presentan en su respuesta espectral. Este hecho permite corroborar la existencia de un área de acumulación puntual, en el que se concentran un gran número de partículas en suspensión
Discusión y conclusiones.-
Podemos concluir a la vista de los resultados obtenidos, que la teledetección se muestra como una herramienta de utilidad para identificar respuestas anómalas en la reflectividad de las aguas someras. De igual modo, mediante un modelo teórico, es posible separar aquellas áreas que se ven influidas por la batimetría, de aquellas otras donde la respuesta espectral es producida por la presencia de sólidos en suspensión. Con ello, a partir de técnicas sencillas de realce digital de imágenes, y considerando la respuesta teórica de las cubiertas a las diferentes longitudes de onda, es posible aislar las áreas donde se identifiquen los máximos niveles de turbidez. Una vez aisladas, es posible definir claramente los lugares donde esta respuesta es debida a la existencia de elementos en suspensión, localizándolos de forma espacial.
Precisamente, es el contraste entre las respuestas de las bandas azul y verde del espectro visible (1 y 2 en el Landsat TM) en que permite aislar más claramente la influencia de la batimetría, y entre las verde y roja (2 y 3) el que permite definir las mayores concentraciones por presencia de elementos en suspensión, así como observar algunos rasgos espaciales de las estructuras resultantes de la turbidez. Ello es debido a que estas bandas permiten discriminar los cambios más sutiles de relfectividad en las aguas someras.
El aislamiento de los valores mediante el sumatorio de estas dos últimas bandas, permite la elaboración de perfiles radiométricos, mediante la generación de un transecto tierra-mar. Éste presenta un aumento de los valores de reflectividad a medida que se adentra en el mar. Sin embargo, un perfil tan vertical indica una cerncia de sedimentos en suspensión en aguas cercanas, por lo que facilita la localización de los mayores niveles de concentración.
Este estudio se plantea de forma teórica, dado que sería necesario contar con datos reales, tomados directamente en la cobertura objeto del estudio, en el momento del paso del satélite, de forma que fuera posible correlacionar los datos teóricos con las imágenes, con el fin de generar una cartografía de mayor detalle sobre la composición de la pluma estudiada. De igual forma, mediante estas técnicas, es posible abordar si se trata de un peisodio de vertido directo, o de una acumulación de sedimentos por efectos de las corrientes marinas, aunque este trabajo únicamente puede ser desarrollado a través de análisis multitemporales, y no mediante el tratamiento de una sóla imagen.
Por último, también es posible la elaboración de índices de batimetría, cuando los ejercicios de comparación, con realces de histogramas, no son efectivos. Éstos se presentan especialmente interesantes cuando se pretende abordar, además, estudios multitemporales, dado que así se pueden analizar los ritmos de seidmentación de las costas, especialmente útiles en territorios como el canario, en el que la calidad del litoral debería ser abordada mediante estudios que abarquen largos períodos de tiempo.
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