Evaluación de índices texturales para discriminar morfología urbana: análisis de la ciudad de Maracay (Venezuela)

Z.

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Resumen
En el presente trabajo se evalúan diferentes índices texturales, con la finalidad de seleccionar los más adecuados para discriminar distintos sectores mor-fológicos en zonas urbanas. El estudio se ha reali-zado a partir de una imagen SPOT pancromática de la ciudad de Maracay (Venezuela). Los índices evaluados se basan en medidas estadísticas locales y en la matriz de concurrencia. Se calcularon 10 índices texturales. Un análisis de separabilidad promedio y para cada una de las 12 categorías definidas, permitió obtener los índices más adecua-dos para nuestros objetivos. También se seleccio-naron los canales con mayor capacidad discrimina-dora, a partir de la divergencia transformada. Si bien la separación entre algunas cubiertas resulta muy problemática, los índices texturales que facili-tan una mayor separación entre cubietras son los basados en la matriz de concurrencia: media, disi-milaridad y contraste.
Abstract
This paper explores the use of textural bands to discriminate land cover categories in urban areas. The study is focused on the city of Maracay, in the central region of Venezuela. Texture has been computed from both moving windows and co-ocurrence matrix. The roles to select the best com-bination of bands are the average Transformed Divergence (TD) and maximum discrimination for the selected urban categories. The optimum indices are based on the co-ocurrence matrix, being the most discriminative the mean, dissimilarity and contrast.

Sujets

• Urban area

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• Publié par: erevistas
• Publié le: 01 janvier 1996
• Nombre de lectures: 33
• Langue: Español
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Extrait

Revista de Teledetección. 1996
Evaluación de índices texturales para discriminar
morfología urbana: análisis de la ciudad de
Maracay (Venezuela)
Z. Molina y E. Chuvieco.
Universidad de Alcalá. Departamento de Geografía. Calle Colegios 2 28801 Alcalá de Henares


RESUMEN ABSTRACT
En el presente trabajo se evalúan diferentes índices This paper explores the use of textural bands to
texturales, con la finalidad de seleccionar los más discriminate land cover categories in urban areas.
adecuados para discriminar distintos sectores mor- The study is focused on the city of Maracay, in the
fológicos en zonas urbanas. El estudio se ha reali- central region of Venezuela. Texture has been
zado a partir de una imagen SPOT pancromática de computed from both moving windows and
cola ciudad de Maracay (Venezuela). Los índices ocurrence matrix. The roles to select the best
comevaluados se basan en medidas estadísticas locales bination of bands are the average Transformed
y en la matriz de concurrencia. Se calcularon 10 Divergence (TD) and maximum discrimination for
índices texturales. Un análisis de separabilidad the selected urban categories. The optimum indices
promedio y para cada una de las 12 categorías are based on the co-ocurrence matrix, being the
definidas, permitió obtener los índices más adecua- most discriminative the mean, dissimilarity and
dos para nuestros objetivos. También se seleccio- contrast.
naron los canales con mayor capacidad discrimina-
dora, a partir de la divergencia transformada. Si
bien la separación entre algunas cubiertas resulta
muy problemática, los índices texturales que facili-
tan una mayor separación entre cubietras son los
basados en la matriz de concurrencia: media, disi-
milaridad y contraste.

PALABRAS CLAVE: Índices texturales. Áreas KEY WORDS: Textural bands. Urban areas.
urbanas. Maracay (Venezuela Maracay (Central region of Venezuela).




la imagen; es preciso añadir al análisis alguna INTRODUCCIÓN
variable auxiliar que permita tener en cuenta su
La ciudad supone, casi por definición, un varia- variabilidad espacial.
do entramado de actividades, frecuentemente in- En este sentido, se han desarrollado algunas
técterconexionadas en un espacio relativamente redu- nicas basadas en el análisis de texturas que
permicido. Esto origina áreas de muy variado uso y ten,además de mejorar los niveles de precisión en
ocupación del suelo, por lo que la discriminación clasificaciones individuales, obtener una
interprede coberturas resulta bastante compleja en el me- tación más; clara de los elementos presentes en una
dio ambiente urbano (Casas y Chuvieco, 1987). imagen. A diferencia de los rangos espectrales, que
Por esta razón la cartografía de las áreas urbanas describen la variación tonal promedio en una o
a partir de imágenes de satélite resulta bastante varias bandas de una misma imagen, los rasgos
complicada, pues las cubiertas urbanas no presen- textuales contienen información acerca de las
tan una respuesta espectral consistente (Harris, relaciones espaciales en una banda. En términos de
1987). La heterogeneidad del elemento urbano en interpretación visual, la textura hace referencia a la
cuanto a formas, tamaños y materiales, supone una rugosidad con la que aparecen los tonos de gris en
gran variedad de respuestas espectrales, más aún una fotografía. Los índices numéricos de textura,
cuando se cuenta con imágenes de alta resolución por su parte, se dirigen a medir la variación
espaespacial. La definición de zonas urbanas homogé- cial entre los ND (niveles digitales) de los pixeles
neas es complicada, por cuanto en la mayoría de que forman la imagen. Se pueden dividir estos
los casos un píxel representa una señal mixta, índices entre aquellos que operan sobre toda la
formada por tipos de material muy variados. En imagen y los que se apoyan en ventanas móviles,
consecuencia, no es sencillo realizar clasificacio- que se desplazan consecutivamente afectando en
nes en zonas urbanas tomando en cuenta única- cada paso al pixel central, por lo que crean nuevas
mente las propiedades espectrales de los píxeles de imágenes de textura. Entre los primeros se pueden
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citar la desviación típica a lo largo de perfiles, la MÉTODOS
dimensión fractal, autocorrelación espacial y el
Area de estudio semi-variograma. Respecto a los métodos que se
basan en ventanas móviles, se pueden citar los La ciudad de Maracay está localizada entre las
siguientes: desviación típica local, diferencias coordenadas: 67°30' y 67° 40' de longitud oeste, y
absolutas entre los ND máximos y mínimos de la los 10° 10' y 10°20' de latitud norte. Dentro del
ventana considerada, entropía, medidas sobre la país está ubicada en la región centro norte costera,
matriz de co-ocurrencias y dimensión textural concretamente en la parte central de la depresión
(Chuvieco, 1996). deldel Lago de Valeencinciaa (Fi (Figura 1). gura 1).
Análisis de textura aplicados a clasificaciones en
ámbitos urbanos, con la finalidad de incrementar la
precisión de clasificaciones individuales han sido
discutidos en diversos trabajos (Jensen, 1978;
Jensen, 1982; Baraldi y Parmiggiani, 1990;
Marceau, 1990).Las metodologías propuestas por los
autores son variadas. Por ejemplo, Gong y
Howarth (1990) proponen una metodología basada
en el uso de una imagen de densidad de bordes,
creada a partir de un filtro de paso alto. Esta
imagen es incluida como una banda adicional en la
clasificación. Jensen (1990) propone una
metodología de clasificación de imágenes usando un
sistema experto que incorpora información espectral,
de textura y de contexto para obtener la cartografía
del uso del suelo en áreas ubanas. Weber y Hirsch
(1992), demuestran cómo el uso integrado de la
información proveniente de una imagen SPOT e
información del censo permite caracterizar y
cartografiar información sobre la calidad del paisaje
urbano en la ciudad de Estrasburgo (Francia), con
un detalle que no es posible obtener al usar sólo
información del censo. En este caso a la imagen
SPOT le fue aplicado un análisis textura! para
acentuar su variabilidad espectral y poder
diferenciar con mayor precisión algunas categorías de
cobertura del suelo. En esta misma línea, pero
analizando la expansión urbana, se tienen los
trabajos realizados por Fung (1992), Liu (1993) y
RRiidd etdd et al al. (1993), que usan de de mmaanera nera iinntteegrada grada
información TM y SPOT -HRV para desarrollar un
Figura 1. Maracay: Localización Nacional y Regional. grupo de algoritmos que incluyen filtros, análisis
de textura y umbrales, para incrementar los niveles
de precisión en clasificaciones digitales cuyo
objetivo es separar las tierras construidas de las no
construidas en la ciudad de Salt Lake.
OBJETIVOS
Este trabajo tiene como objetivo principal
realizar un análisis de diferentes índices texturales para
Figura 2. Evolución de la población en Maracay. ser aplicados a un análisis morfológico de la
ciudad de Maracay (Venezuela). Este objetivo forma Maracay es es la la primprimera era ciudad en imciudad en importancia del portancia del
partparte e de de un proyectecto mo máás ams amplpliioo, donde se pret, donde se preten-en- estestaado Aragua taantnto desde elo desde el punt punto de vio de viststa a
eco-ecode analizar la morfología urbana, la calidad de vida nómico como de su población, además ocupa la
y la dinámica de ocupación del suelo para la ciu- décima posición en la jerarquía de ciudades
venezolanas. dad de Maracay mando de manera integrada
imáFísicamente está conformada por paisajes de genes de satélite e información auxiliar
almacenaplanicie, valle, piedemente y montaña. La planicie da en una base de datos creada con este proposito.
ocupa la mayor extensión territorial y se inicia en
la ola orrilla dilla deel Lagl Lagoo d dee Valen Valenccia coia conn ddeeppoossicioicionnees s ddee
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origen lacustre, que en dirección Norte y Este ción y arreglo de parcelas). Una zona centro donde
entran en contacto con materiales de origen aluvial coexisten áreas comerciales, industriales,
recreatique, a la vez, ocupan la mayor extensión de este vas y residenciales de tipo unifamiliar y
multifamipaisaje. Hacia el norte, la planicie pasa gradual- liar (Figura 3), gran variedad en los materiales de
mente hacia el paisaje de valle com