Deteccion de cambios geomorfologicos en el Rio Orinoco

Introducción

El estudio comparativo de imágenes de satelite de la zona Guarguapo – Barrancas del río Orinoco se realizó para detectar, via inspeccion visual, los cambios geomorfologicos de las islas y de la linea de costa evidenciados a traves de los años. Para ello se emplearon tres (3) imágenes satelitales Landsat de diferentes años (1992, 2002 y 2008) y una imagen Spot (2008). La selección de las imágenes estuvo enmarcada en la disponibilidad de las mismas, y que las fechas de tomas estuviesen comprendidas en el periodo julio – diciembre del año de la toma, es decir, que correspondan a los periodos de aguas altas ascendentes y descendentes. Fue un estudio que sólo abarcó la fase de gabinete (sin considerar trabajo de campo) tomando en cuenta las variables relacionadas con la superficie (área) de las islas y los cambios evidentes de la linea de costa.

La imagen de satelite Landsat del año 1992 fue tomada el 29 de diciembre; la del 2002 fue tomada el 18 de julio ; y la del año 2008 fue tomada 11 de diciembre. La imagen de satelite Spot 2008 fue tomada el 05 de julio.

Es importante resaltar que la resolucion presentada por las imágenes de satelite difiere considerablemente, limitando cualquier procesamiento computacional, no obstante para realizar la comparacion visual y calcular la superficie de las islas, las imágenes cumplen el objetivo, claro está que a mayor resolucion, la precision en los calculos es mas cercana a la realidad; caso de menos precision: Landsat 1992. Mayor precision: Spot 2008. Aimismo, la imagen Landsat del año 2008 presenta problemas de visualizacion, lo que pudo repercutir en la precisión de los calculos de superficie.

Pasos realizados

a) Ubicación de las imágenes de satélite y determinación de su disponibilidad.

• Solicitud de imágenes Spot de fecha reciente al Instituto de Ingeniería (Proyecto LPAIS).

• Revisión de disponibilidad de imágenes satelitales en los archivos de la Dirección de Proyectos e Investigación del INC

b) Definir el Software a utilizar: Erdas Imagine 9.2 y ArcGis 9.3

c) Empleo de Erdas Imagine 9.2 para preparar las imágenes multiespectrales (*.img) de las imágenes de satélite Landsat de los años 2002 y 2008.

d) Delimitación del área de estudio:

• El área de estudio comprende el río Orinoco, específicamente el sector denominado Guarguapo – Barrancas, entre las coordenadas UTM WGS84 Zona 20 546478, 953809 y 597490, 963198. En él se encuentran las islas Múcura, Tapa Tapa, Iguana, Mata Mata y Varadero y otras islas que no poseen topónimos.

e) Realización de los cortes de las imágenes para solo mostrar la zona de interés.

• Se realizó un corte, de dimensiones similares, a cada imagen satelital donde se puede apreciar islas y segmentos de la línea de costa (ver el siguiente ejemplo: figura 1).

Figura N° 1. Ejemplo de corte de imagen.

f) Cada isla fue dividida en cuatro (4) cuadrantes para facilitar la interpretación visual, tomando el punto más céntrico posible (ver ejemplo en la figura N° 2).

g) Utilización ArcGis 9.3 para digitalizar las islas y la línea de costa, y realizar los cálculos de áreas necesarios.

h) Creación de tablas (hojas de cálculo) para realizar los cálculos relacionados con el porcentaje de aumento o disminución del tamaño de las islas y que permitiese comparar los diferentes años. El cálculo de porcentaje de aumento o disminución de la superficie de las islas se realizó tomando los años extremos de observación, es decir, las imágenes satelitales del año 1992 y las del año 2008.

i) Numeración de las islas. Debido a que no todas las islas del sector Guarguapo – Barrancas poseen toponimia, se procedió a colocar una numeración simple (del 01 al 18) con la finalidad de identificarlas fácilmente. Ver mapa N° 1

Resultados

Una vez realizados los trabajos de escritorio basados en la comparación de las imágenes satelitales, se armaron los mosaicos de islas – línea de costa (mosaico del 1 al 5). En la esquina superior izquierda se ubicó el corte de la imagen Landsat 1992. En la esquina superior derecha se colocó el corte de la imagen Landsat 2002. Los cortes de imágenes inferiores de izquierda a derecha Spot 2008 y Landsat 2008 respectivamente.

Luego de comparar las imágenes satelitales y realizar los cálculos de superficie representados en hectáreas, se obtuvieron los siguientes resultados:

2.1) Isla MUCURA (coordenadas UTM WGS84 X: 552327.30, Y: 939083.17). La primera isla evaluada fue Múcura (ver Mosaico N° 1 y Mapa N° 1). Desde el punto de vista visual la isla no ha sufrido cambios evidentes, salvo que en el año 1992 se pudo apreciar un pequeño cuerpo de agua. En el tercer cuadrante se observa la "formación" de una pequeña isla (02) y se evidencia que se ha mantenido en el tiempo (año 2008).

Mosaico N° 1. Isla Múcura y 03

En relación con la superficie, para el año 1992 la isla Múcura tenía 133,77 hectáreas, y para el año 2008 poseía 117,6 Ha. lo cual refleja una disminución del 12.1%. La isla identificada con el numero 02 posee una superficie para el año 2008 de 1.3 ha. En cuanto a la línea de costa, no se aprecia cambios considerables en ninguna de las imágenes revisadas.

2.2) Isla TAPA TAPA (coordenadas UTM WGS84 X: 560090.30, Y: 943322.51). El segundo conjunto de islas evaluadas fue el encabezado por isla Tapa Tapa, conjuntamente con las islas 05, 06 y 07. En el cuadrante 1 de las imágenes se encuentra ubicada la isla 07 (X: 561663.66, Y: 944700.61) y en el cuadrante 2 las islas 05 y 06. Ésta última se aprecia en las imágenes del año 2008. Los cambios relevantes que se evidencian en las imágenes, está la acumulación de arena (color blanco) en el cuadrante 3, año 1992, que divide a la isla Tapa Tapa. En las imágenes satelitales de los siguientes años, ya el material arenoso se consolida formando parte definitiva de la isla (ver Mosaico N° 2). El mismo fenómeno ocurre en el primer cuadrante: en el año 1992 comienza una acumulación de arena hasta que en el año 2008 ya forma parte de la isla Tapa Tapa.

Mosaico N° 2. Isla Tapa Tapa

La superficie de las islas respecto a los años observados, fue la siguiente (ver la tabla N° 1):

Tabla N° 1

En la tabla se evidencia un aumento (2008 respecto a 1992) del 2,81% de la isla Tapa Tapa y aumento también (19.5%) de la isla 05. La isla 06 sólo se logra observar en la imagen Spot. La isla 07 disminuyó su superficie en un 49 %.

En relación con la línea de costa, y después de la digitalización de la misma, no se observaron cambios relevantes en la morfología.

2.3) Isla IGUANA (coordenadas UTM WGS84 X: 577043.46, Y: 949113.76). La isla Iguana, conjuntamente con las islas 09 y 10 conforman el mosaico de imágenes N° 3 (ver siguiente mosaico), en ellas se evidencian algunos cambios a lo largo de los años observados. En el cuadrante 3, la isla Iguana presenta una acumulación de arena, y ya en los años 2002 y 2008 esa acumulación pasa a ser parte de la isla. Asimismo, en el primer cuadrante se aprecia un cambio en la línea de costa (1992 – 2002) de la isla Iguana y que se mantiene hasta el 2008. Las islas 09 y 10 (parte inferior del 4to cuadrante) se presentan separadas en la imagen 1992, luego se observan unidas en la imagen 2002 y separadas para el año 2008, notándose un cambio de superficie (disminución) de la isla 10.

Mosaico N° 3. Isla Iguana

La superficie expresada en hectáreas de las islas en las imágenes satelitales observadas, se detalla en la siguiente tabla:

Tabla N° 2

La isla Iguana experimentó una disminución de su superficie de 1.55%. La isla 09 tuvo una disminución de su superficie de 38.63% y la isla 10 disminuyó 47.82 %. Todos los porcentajes están relacionados con los años extremos, 1992 – 2008.

La línea de costa del rio Orinoco en las cercanías de las islas mostradas en el mosaico N° 3, no presenta cambios apreciables, salvo el caño que se observa en la parte superior de las imágenes y que en la imagen Spot ya no se aprecia.

2.4) Isla Varadero (coordenadas UTM WGS84 X: 587056.96, Y: 956124.67). La isla Varadero conjuntamente con la isla identificada con el numero18 son las observadas en el mosaico N° 4, ahí se puede apreciar que la isla Varadero para el año 1992 presentaba una acumulación de arena en la parte inferior del cuadrante 3. Dicha acumulación para el año 2002 ya se encuentra incorporada a la superficie de la isla. Igualmente ocurre para el año 2008. No obstante, se detalla que la isla es mas angosta en el cuadrante 1 al comparar los años 1992 con el resto de los años, lo que puede explicar la disminución de la superficie de la isla pese haber ganado territorio en la parte sur (cuadrante 3).

Mosaico N° 4. Isla Varadero

A diferencia de la isla Varadero, que disminuyó su superficie, la isla 18 experimentó un aumento; esto se puede observar en la siguiente tabla (expresada en hectáreas:

Tabla N° 3.

En la tabla se puede apreciar que la isla Varadero disminuyó entre los años 1992 y 2008 y el porcentaje de disminución fue de 2.79% en cambio la isla 18 aumentó más del doble de su superficie (145,74 %). Asimismo, la línea de costa que se observa en el mosaico N°3, no presentó variaciones considerables.

2.5) Isla Mata Mata (coordenadas UTM WGS84 X: 591537.72, Y: 955714.06). De las islas presentes en el sector en estudio, la que mayor superficie ocupa es Mata Mata (ver mosaico N° 5). Morfológicamente no presenta cambios relevantes, aunque si se pudo calcular una pequeña disminución de su superficie para el año 2008. En la parte norte de la isla Mata Mata, se encuentran las islas 13, 14, 15 y 16 (la isla 14 sólo se puede apreciar en la imagen Spot y la 15 en las imágenes Landsat 2008 y en la Spot 2008). De todas ellas la que más ha cambiado (aumento de superficie) es la 13.

Mosaico N° 5. Isla Mata Mata

Los cálculos realizados a las islas del Mosaico N° 5 se pueden observar en la siguiente tabla expresada en hectáreas:

Tabla N° 4

En la tabla N° 4 se puede observar que la isla Mata Mata poseía una superficie de 4925.59 Ha (1992). y para el año 2008 4878.79 Ha. presentando un porcentaje de disminución del 1.58%; en cambio, la isla 13 tuvo un aumento del 12.12%. La isla 16 pasó de tener 173.29 Ha. en el año 1992, a 43.82 en el 2008, registrando una fuerte disminución (74.71%).

Al igual que en los mosaicos precedentes, la línea de costa no muestra cambios que puedan ser apreciados en las imágenes de satélite en estudio.

Conclusiones y recomendaciones

La comparación visual de las imágenes de satélite de diferentes años del sector Guarguapo – Barrancas del río Orinoco y el cálculo de superficie de las islas, permitió conocer sus cambios geomorfológicos y lo "estable" de la línea de costa. La mayoría de las islas presentaron disminución de su superficie donde las emblemáticas, Varadero, Mata Mata, Iguana y Múcura presentaron un porcentaje de disminución menor al 15%, en cambio la isla Tapa Tapa aumentó su superficie 2.81%. Las islas pequeñas, sin toponimia, son las que presentan cambios considerables: disminuciones y aumentos de superficie.

A fin de realizar estudios futuros en áreas del río Orinoco donde los cambios geomorfológicos sean notables, es necesario contar con imágenes de satélite que hayan sido tomadas en el mismo mes de diferentes años, que tengan la misma resolución y procedentes de un solo satélite. Y para corroborar las observaciones y cálculos realizados, se debería realizar trabajos de campo para reforzar los resultados alcanzados.

Bibliografía

CIDIAT. Curso Interpretación y Análisis Digital de Imágenes de Satélite. Mérida. Venezuela. 2004.

Autor:

Roberto Peralta Rondon

Caracas, septiembre 2010