PROYECTO

Uso de ArcPy para generar mapas de distribución de focos de calor en países de Sudamérica

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Certificado

PROYECTO DEL CURSO

Programación Python en ArcGIS

REALIZADO POR

David Calizaya Flores

Introducción

A través del tiempo, el territorio sudamericano se ha visto afectado por numerosos incendios forestales que han tenido un impacto negativo en los ecosistemas, la salud humana y la economía de la región. Entonces, con el fin de evitar que los incendios se propaguen, es importante el monitoreo de los focos de calor, que son los puntos de la superficie terrestre que emiten suficiente temperatura para ser detectados por sensores satelitales. En ese contexto, resulta de gran interés el aporte de los mapas para conocer su distribución espacial.

Para llevar a cabo este proyecto, se hace uso del paquete ArcPy, que permite la integración de ArcGIS y Python, en la creación de mapas de distribución de focos de calor en países de Sudamérica.

Antecedentes

A continuación, se presentan algunos antecedentes afines al presente proyecto:

Buckley, A. y Watkins, D. (2009), en su artículo “Automated Map Production Workflows”, analizaron la situación de la automatización en el contexto de la producción de mapas, resaltando al módulo arcpy.mapping como una forma para acelerar el proceso de creación de mapas, incluso ya no siendo necesario ser desarrollador de software para realizar tal actividad debido a que Python es bastante simple.

Por otro lado, Sousa, W. L. e Irffi, G. (2024) realizaron la investigación “Focos de calor na América do Sul: evidências para o período de 2002 a 2018”, en la cual se estudió la influencia de factores antropogénicos y naturales en la ocurrencia de focos de calor en América del Sur. Luego, concluyeron que la alta tasa de desempleo y el aumento de la proporción bosques son los principales factores asociados a la aparición de focos de calor.

Descripción del área de estudio

Sudamérica, una de las tres regiones en las que se divide el continente de América, se ubica en su mayoría en el hemisferio sur, en medio del océano Pacífico y Atlántico. Según datos de la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO, 2022), esta región ocupa una superficie aproximada de 17.79 millones de km2 y está conformada 13 países, que se muestran en el Cuadro 1.

Cuadro 1. Países de Sudamérica y su superficie. Fuente: FAO.

Objetivos del proyecto

  1. Generar mapas de distribución de focos de calor en países de Sudamérica en enero de 2024, usando ArcPy.
  2. Seleccionar un criterio para evaluar la cantidad detectada de focos de calor en cada país.
  3. Determinar el país que presente la mayor densidad de focos de calor.

Procedimiento

El procedimiento requerido para realizar este proyecto hace uso del paquete ArcPy, ArcMap 10.5 y Python IDLE. En la Figura 1, se presenta el proceso seguido.

Figura 1. Diagrama de flujo del procedimiento.
  • La recolección de datos vectoriales

Los datos recolectados se muestran en el Cuadro 2.

Cuadro 2. Datos recolectados.
  • El análisis de datos y el criterio para evaluar la cantidad de focos de calor

Se analizaron las Tablas de Atributos de los shapefiles del Cuadro 2, ya que su contenido será utilizado durante la creación de un script para generar mapas. 

Dado que los datos de ubicación de focos de calor abarcaron todo enero de 2024; es decir, del 01/01/2024 al 31/01/2024, el criterio seleccionado para evaluar la cantidad detectada fue comparar dicha cifra con el promedio de focos de calor detectados en enero (periodo 1998 - 2023) en cada país, de acuerdo a la información disponible en el portal del Programa Queimadas (https://terrabrasilis.dpi.inpe.br/queimadas/situacao-atual/estatisticas/estatisticas_paises/).

Cuadro 3. Promedio de focos de calor detectados en enero por países. Fuente: INPE.

Por ejemplo, si la cantidad detectada de focos de calor en un país en enero de 2024 fue inferior o igual al promedio, el número se mostrará en color negro; si es superior, en color rojo.

Figura 2. Cantidad detectada en color negro y rojo.
  • La creación de una plantilla (archivo .mxd)

En ArcMap, se creó un Map Document (archivo .mxd) con los elementos básicos de un mapa, para luego ser utilizado como “plantilla” al ser modificado a través de ArcPy. A partir de ella, se crearon otras con diferentes intervalos de grillado. 

Figura 3. Plantillas (archivos .mxd).
  • La creación y ejecución de un script para generar mapas

En Python IDLE, se creó un script que utiliza funciones de ArcPy y un bucle para iterar sobre los países de Sudamérica. El script incluyó las siguientes acciones:

- Ajustar la escala del mapa

- Modificar el contenido, la posición y el tamaño de elementos del Layout (textos, imágenes, etc.)

- Determinar qué plantilla (archivo .mxd) tiene el grillado adecuado para la escala del mapa

- Calcular la densidad de focos de calor de cada país (teniendo en cuenta los datos de superficie en km2 del Cuadro 1)

- Exportar el mapa

Posteriormente, se ejecutó el script de manera satisfactoria.

Figura 4. Ejecución del script.

Resultados

Luego, se obtuvieron carpetas con los nombres de los países sudamericanos, cada una contenía mapas de distribución de focos de calor para enero de 2024, como archivos .mxd y .pdf.

Figura 5. Carpetas con mapas para cada país.

A continuación, se muestran los mapas generados:

Figura 6. Mapas de distribución de focos de calor en países de Sudamérica, en enero de 2024.

Respecto a la densidad de focos de calor en cada país, los resultados se muestran en el Cuadro 4.

Cuadro 4. Densidad de focos de calor por países.

Conclusiones

En base a los objetivos del presente proyecto, se plantean las siguientes conclusiones:

  1. Se logró generar satisfactoriamente 13 mapas de distribución de focos de calor en países de Sudamérica en enero de 2024.
  2. Respecto al criterio, se escogió el promedio de focos de calor detectados en enero (periodo 1998 - 2023) para evaluar la cantidad detectada en cada país.
  3. Se determinó que Venezuela fue el país con mayor densidad de focos de calor con 10.42 casos detectados/1000 km2, en enero de 2024.

Recomendaciones

  • Se recomienda utilizar varias plantillas (archivos .mxd) con distintos intervalos de grillado para asignar uno adecuado a cada mapa, según la escala.

Referencias bibliográficas

Buckley, A. y Watkins, D. (2009). Automated Map Production Workflows. International Cartographic Conference. https://icaci.org/files/documents/ICC_proceedings/ICC2009/html/nonref/1_13.pdf

De Sousa, W. L. e Irffi, G. (2024). Focos calor e queimadas na América do Sul: evidências para o período de 2002-2018. Estudos Econômicos (São Paulo), 54(2), 1-26. https://doi.org/10.1590/1980-53575422wlgi

Environmental Systems Research Institute. (2023). World Countries GeneralizedArcGIS Hub. https://hub.arcgis.com/datasets/esri::world-countries-generalized/about

Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais. (s.f.). Banco de Dados de queimadas. Recuperado el 01 de setiembre de 2024 de https://terrabrasilis.dpi.inpe.br/queimadas/portal/

Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura. (2022). FAOSTAT. https://www.fao.org/faostat/es/#data

REALIZADO POR

David Calizaya Flores

Perú

PROYECTO DEL CURSO

Programación Python en ArcGIS

Marysol Mendoza