INTRODUCCIÓN

El procesamiento y análisis de imágenes satelitales poseen múltiples aplicaciones en trabajos de estudio, proyecto y evaluación de recursos hídricos. Pudiendo citarse, entre otros, algunos usos como la determinación de parámetros distribuidos espacialmente para su incorporación en modelos matemáticos hidrológicos, el seguimiento temporal tanto de cuerpos de agua como del crecimiento de la vegetación y del estado de humedad del suelo, las modificaciones en el uso y manejo de los suelos, aplicaciones a estudios demográficos, entre otros. El empleo de estas técnicas de sensoreamiento remoto se ve potenciado cuando se utiliza en conjunto con un Sistema de Información Geográfica (SIG), logrando la manipulación de gran cantidad de información distribuida espacialmente de forma rápida y eficaz. (Scuderi, et.,al 2008).

En este estudio se emplearon imágenes satelitales y Shapefiles obtenidos del Ministerio de Bienes Nacionales, mediante la plataforma IDE Chile, la cual cuenta con Infraestructura de Datos Geoespaciales referente a todo el territorio nacional, tal información fue utilizada como insumo para el análisis de NDVI, clasificación supervisada de cobertura, modelos de sombras, modelo de pendientes y su aspecto, análisis de visibilidad, densidad de Kernel, delimitación de cuenca y sus características hidrográficas, principalmente.

Antecedentes

En Chile, la Región del Maule cuenta con dos sistemas hidrográficos: el río Mataquito al norte y el río Maule en el centro.

El río Mataquito es de régimen mixto y sus afluentes son el río Teno y el Lontué. Tiene una hoya hidrográfica de 6.200 km2 de superficie y el caudal medio es de 153 m3/seg. Desemboca en el mar al sur de la laguna de Vichuquén. Sus aguas son utilizadas para el regadío de cultivos en el valle, abarcando una superficie de regadío de 100.000 hectáreas. Este río atraviesa la cordillera de la Costa, en el límite de las provincias de Curicó y Talca, Región del Maule, luego de recibir las aguas de sus afluentes Río Teno y Río Lontué.

Tanto por sus características geográficas como por su importancia económica e histórica es un río relevante en la zona centro de Chile.

Descripción del Área del Proyecto:

El río Mataquito se forma por la unión de los ríos Teno (de 120 km de longitud) y Lontué (que junto con su fuente el Colorado, alcanza los 126 km), a unos 10 kilómetros al oeste de Curicó, cerca del pueblo de Sagrada Familia, en el límite occidental del gran llano central.

Luego de cruzar la Cordillera de la Costa, entre las comunas de Hualañé, Licantén y Curepto, desemboca en el océano Pacífico en las inmediaciones de La Pesca, al sur de la ciudad de Iloca como es posible evidenciar en la vista general de la cuenca representada en la Figura 1.

Objetivos del proyecto

• Obtener Modelos Derivados dentro de la Cuenca del Río Maule a través de un DEM generado.
• Elaborar de un mapa de cobertura sana de la cuenca (Intersección de las coberturas y NDVI).
• Explicar los factores que influyen en la cobertura sana y el uso de suelo.

PROCEDIMIENTO

Se realizó un Modelo de Elevación Digital mediante el insumo obtenido de la plataforma WEB llamada IDE (Infraestructura de Datos Geoespaciales). De tal fuente se obtuvo las curvas de nivel de la Región del Maule, Chile, mediante las imágenes satelitales de ALOS PALSAR. Posterior a esto se generó el DEM y de este último se realizaron los modelos derivados como Modelo de Sombras, de Aspecto, de Pendientes, Visibilidad y delimitación de cuenca hidrológica. 

Por otro lado, mediante la información satelital recopilada de las primeras 7 bandas del satélite Landsat-8 OLI obtenidas de la plataforma del “Earth Explorer” es que se llevó a cabo el cálculo ráster del NDVI, siendo esta la herramienta más exacta. En la figura 2 es posible evidenciar a modo resumen el procedimiento empleado.

Model Builder

A modo explicativo de lo anterior, se creó un modelo de construcción de red hídrica a partir del DEM obtenido la capa de curvas de nivel, mediante la automatización de procesos utilizando Model Builder 

En un principio, con el uso del Toolset “Hidrology” se aplicó la herramienta “Fill” al DEM anteriormente mencionado con el fin de corregir errores y limpiar la imagen ráster. Luego, se utilizó sobre el DEM corregido la herramienta “Flow Direction” la cual nos dio como resultado códigos de diversos colores representando las distintas direcciones de flujo. Seguidamente, se aplicó sobre el ráster resultante de direcciones de flujo la herramienta “Basin” la cual nos permitió encontrar el conjunto de celdas conectadas y así delimitar todas las cuencas presentes dentro del DEM utilizado. 

A continuación, se aplicó la herramienta “Flow Accumulation” la cual toma como referencia el ráster de direcciones de flujo analizando la dirección y posible viaje del agua, por lo tanto, con el uso de esta herramienta sabremos donde se acumulará o concentrará la misma. Por último, con la herramienta “Raster Calculator” se creó una expresión para obtener los pixeles de las redes hídricas principales y secundarias como se puede ver en el resumen de la modelación en la Figura 3.

Gracias a la modelación de los límites y cauces principales de la cuenca, es que junto al “DEM” y los datos Satelitales “LANDSAT 8”, se dio paso a la elaboración de los mapas posteriores. 

Modelos Derivados

Cabe destacar, que para el desarrollo posterior de los modelos derivados se aplicó la herramienta de análisis espacial “Extract by mask”, con tal de delimitar al “DEM” corregido (capa resultante de “Fill”) a la microcuenca. Este “DEM” recortado fue el principal insumo para el desarrollo de los primeros 7 modelos derivados descritos en la Tabla 1:

Tabla 1: Modelos derivados utilizados para el análisis de la cuenca.

En las Figuras 4 y 5 se pueden reconocer imágenes de avance de esta etapa.

Análisis de datos Satelitales LANDSAT 8 (NDVI y cobertura sana)

Mediante la composición de imágenes, utilizando las bandas desde la 1 a la 7, obtenemos el NDVI.

Índice Diferencial de Vegetación Normalizado o “NDVI”, el cual nos permite analizar el estado de la vegetación, este se obtiene mediante la siguiente formula NDVI= (IRC – R) / (IRC + R)

Ahora en la figura 6 es posible evidenciar la obtención del NDVI con la calculadora ráster.

Cabe destacar que el mismo insumo satelital es utilizado para la clasificación supervisada realizada de forma manual, la cual junto a la al NDVI previamente obtenido permite generar el mapa de cobertura sana de la cuenca.

RESULTADOS

1. Mapas de Modelos Derivados.

Cabe destacar que este modelo indica la cantidad de centros de jardines infantiles JUNJI dentro de la cuenca, sectores potenciales para la realización de sensibilización ambiental didáctica para las generaciones futuras.

2. Mapas para el análisis de la Cuenca

CONCLUSIONES 

A partir del DEM generado por las curvas de nivel se logró obtener diferentes mapas de sombras y la variación que se genera entre las 8:00 am. y las 5:00 pm. permite observar aquellas zonas donde se tiene una gran pérdida de luz solar durante el transcurso del día. Por lo cual es posible determinar que zonas son las más adecuadas, por ejemplo, para realizar un proyecto Fotovoltaico potencial o para tener una agricultura extensiva de forma eficiente. 

Respecto al mapa de pendientes es posible evidenciar claramente el cordón montañoso de la cordillera de la costa, la zona del valle central y hacia el oriente la Precordillera y Cordillera de los Andes, dando cuenta de las características claras de la zona centro sur de Chile.

El modelo de visibilidad planteado da a conocer el potencial turístico con el que cuenta el Cerro Condell de Curicó, el cual es el punto de encuentro de múltiples familias de la zona para actividades recreativas e incluso foco de celebración de las fiestas patrias. 

Finalmente cabe destacar que la cuenca del Río Mataquito es de gran importancia para toda la 6ta. región del país, la cual, junto a su compañera, la cuenca del Río Maule, abastecen la vida de miles de personas, junto a gran parte de los procesos productivos y agrícolas del territorio nacional, siendo un recurso fundamental para su desarrollo.

Cabe destacar que la cantidad de zonas con cobertura vegetal sana que abastece la cuenca del Río Mataquito son de gran importancia para las actividades productivas del país, siendo el gran atractivo su exportación de vinos, gran sector productivo por lo que es conocido Chile en el extranjero. Esta gran cobertura vegetal tiene directa relación con el abundante abastecimiento hídrico proveniente de la cordillera de los andes y las abundantes redes secundarias de tributarios que recargan el cauce principal de la cuenca, volviendo a esta zona, un sector rico en agricultura, abasteciendo a miles de chilenos de frutas y verduras, además del potencial económico debido a su alta calidad y basta distribución fuera del país.

RECOMENDACIONES

• En caso de contar con las curvas de nivel, transformar estas a un Modelo Digital de Elevación (DEM) y en caso de contar con el DEM desde la fuente de la que dispone la información, puede continuar con las siguientes etapas sin necesidad de las curvas de nivel o en caso práctico es posible mediante el DEM, obtener las curvas de nivel del territorio objetivo.
• De ser posible, obtener imágenes satelitales con una mayor resolución espacial y evitando la mayor cantidad posible de nubosidad. Esto permitiría obtener modelos derivados de la imagen DEM mucho mejores y a mayor detalle, planteando un análisis de la cuenca aún más exacto a nivel global.

BIBLIOGRAFÍA

• Infraestructura de Datos Geoespaciales, Ministerio de bienes Nacionales de Chile, consulta [consulta: 1 de Junio del 2023].
• Scuderi, et.,al. (2008). Uso de imágenes satelitales y SIG en la generación de mapas de CN y evaluación de la agregación espacial de este parámetro mediante modelación, pág. 79. https://acortar.link/IaQ6qE< [consulta: 1 de Junio del 2023]>.
• Hidrografía Región del Maule, Chile Nuestro País. Información Territorial, Biblioteca del Congreso Nacional de Chile (BCN). https://www.bcn.cl/siit/nuestropais/region7/hidrografia.htm < [consulta: 1 de Junio del 2023]>.