Aplicación de minería de datos espacial en un estudio de cambio de uso de suelo

Abstract

El mal manejo del uso de suelo puede amenazar una amplia región geografica, e incluso externalizar sus efectos. A pesar de que las consecuencias para la vida humana se hacen cada vez mas evidentes, el deterioro del suelo no disminuye, incluso en aquellas zonas de naturaleza prístina, y muchas veces alejada de los grandes centros urbanos. Para palear estos efectos, alertas tempranas basadas en cambios históricos de las variables del uso de suelo, sirven como medio para anticipar y prevenir desastres ambientales. Estas alertas se basan en estudios científicos multidisciplinarios, los cuales requieren cada vez de un mayor apoyo de herramientas informaticas para el manejo de información. Ejemplos concretos de apoyo computacional en esta area van desde el uso de sensores remotos, satélites especializados (capaces de captar temperaturas, densidad e imágenes en alta resolución), hasta aplicaciones especificas, algoritmos y procesos automatizados para el an alisis de datos ambientales. El trabajo de esta tesis se enmarca dentro del proyecto FONDECYT N um. 1070511 (Proyecto \Cambio de uso de suelo en la región nor-patag onica de Chile") del Centro EULAChile (Centro de estudios medioambientales Europa Latinoamerica de la Universidad de Concepción), y tiene como objetivo aplicar técnicas de minado de datos espacial que permitan identificar patrones en las variables presentes en un intervalo de tiempo, que describen conforme a sus valores, la dinamica de cambio del uso de suelo en la cuenca del río Aysen. El estudio consiste en descubrir reglas de asociación espacial interesantes desde las variables dependientes, determinar el grado de relevancia de estas variables y su asociación respecto a una determinada clase, es decir, cuales variables promueven cada tipo de uso de suelo (clases objetivos). Ademas, el estudio contempla la generación de colocation rules (en adelante \reglas de colocalidad") que explotan el concepto de vecindad espacial en la determinación de reglas de asociación que definan el tipo de uso de suelo en un sector en relación a los tipos de uso de suelo de sus vecinos. Los datos a considerar en el estudio abarcan una ventana de tiempo que va desde 1984 al 2001, e integra información de centros poblados, y caminos, curvas de nivel, tipo de uso,entre otros. Esta información proviene de la interpretación de imágenes satelitales, fotografías a ereas y ortofotos, como también, de cartas I.G.M. (Instituto Geogr a co Militar) y visitas a terreno. Los resultados del proyecto fueron validados, en cuanto a su grado de interés medioambiental, por un experto de la Unidad de planificación Territorial del Centro EULA. Los procesos de nidos en esta tesis se separan en los orientados a la obtencion de reglas de asociacion y en las orientadas a obtener reglas de colocalidad. Para las primeras se trabaja con tablas de minado de datos y un software especifico, mientras que para las segundas, se implemento un servidor de bases de datos espaciales, y todos los experimentos fueron ejecutados sobre el. Como resultados mas destacables, se logro determinar un subconjunto de variables que levemente del metodo usado habitualmente por la Unidad de Planificación Territorial del Centro EULA, de la Universidad de Concepci on, ya que se logro incluir en esta muestra significativa, nuevas variables que incluyen en la descripcion de la dinámica del uso de suelo. Ademas, se extrajeron reglas de asociacion y de colocalidad que fueron validadas por los expertos y que caracterizan la dinamica del uso de suelo.