El mapa forestal de España a escala 1: Continuación y actualización de un proyecto

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2 2/13 El mapa forestal de España a escala 1: Continuación y actualización de un proyecto ROBLA GONZÁLEZ, E. 1, VALLEJO BOMBÍN, R. 1, DE LA CITA BENITO, F. J. 2 y LERNER CUZZI, M. 2 1 Área de Banco de Datos de la Naturaleza. Dirección General de Medio Natural y Política Forestal. Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino. 2 Tecnologías y Servicios Agrarios (TRAGSATEC). Resumen Tras la finalización del Mapa Forestal de España 1: (MFE50) ( ), se procede a su actualización. Para ello, desde 2007, se está elaborando el Mapa Forestal de España 1: (MFE25), con una metodología común para todo el territorio español, que además incluye novedades metodológicas y tecnológicas y un modelo de datos mucho más completo respecto al MFE50. El MFE continúa como cartografía base para la elaboración del Inventario Forestal Nacional, pero también es una cartografía básica para numerosos y variados estudios, gracias a su utilización mediante Sistemas de Información Geográfica. Palabras clave Georreferenciación, vegetación, usos del suelo, cartografía, Sistemas de Información Geográfica, base de datos, Inventario Forestal Nacional. 1. Introducción Antecedentes del MFE25 Aunque existen predecesores, el Mapa Forestal de España (MFE) es un proyecto continuo que tiene su origen en con el primer mapa forestal a nivel estatal a escala 1: (MFE400) realizado por D. Luis Ceballos (CEBALLOS, L. et al, 1966). Posteriormente, considerando la Administración forestal que en el plazo de 20 años transcurridos la composición de las masas forestales había sufrido importantes modificaciones, en se inician los Estudios de Planificación de un Mapa Forestal Actualizado de España. D. Juan Ruiz de la Torre es el encargado de dirigir este proyecto. Esta cartografía aumenta la escala a 1: (MFE200) y se hace una mayor descripción de la flora, comprendiendo información tanto de árboles como de arbustos. El MFE200 se finaliza en el año 1997 (RUIZ DE LA TORRE, J, ). Con posterioridad se elabora una síntesis a escala 1: (RUIZ DE LA TORRE, J, 2005). En 1997 se constata la necesidad de una cartografía forestal que sirva, además de para conocer la distribución y presencia de especies forestales, como cartografía base para la realización del Inventario Forestal Nacional (IFN3), (MINISTERIO DE MEDIO AMBIENTE, ). Esta idea, unida al desarrollo de los Sistemas de Información

3 3/13 Geográfica, son los puntos de partida de la que será la primera cartografía forestal a escala estatal digital desde su origen. Surge así el MFE50 (escala 1:50.000) con información centrada en especies arboladas. El MFE50 finaliza en 2007 (MINISTERIO DE MEDIO AMBIENTE, ) El MFE25 La Ley 43/2003, de 21 de noviembre, de Montes, en su artículo 28, establece que la periodicidad del Mapa Forestal de España será al menos decenal, coincidiendo así con el periodo establecido para la realización de IFN, del que el MFE25 continúa siendo cartografía base. De esta forma, comienza en 2007 el MFE25, actualización del MFE50, nuevamente con un aumento de escala (1:25.000) y una serie de mejoras, tanto en el contenido del modelo de datos como en la metodología y la tecnología utilizada en su realización. 2. Objetivos Los objetivos del MFE25 son: - Establecer un modelo de datos para la cartografía forestal estatal, para todo el territorio español. - Servir de cartografía base para el Inventario Forestal Nacional. Para ello, se realiza unos meses antes que el IFN y con la misma periodicidad que aquél. - Disponer de una cartografía básica forestal a escala estatal, continuamente actualizada, con una metodología y características comunes para todo el territorio español, de forma que se puedan obtener resultados estatales o a escala suprautonómica. Esto permite la obtención de datos para remisión a organismos europeos o internacionales con el fin de dar cumplimiento a los compromisos internacionales suscritos por España. - Estudiar los usos del suelo, especialmente forestales y, gracias a la periodicidad decenal del proyecto, evaluar los cambios de uso de las superficies forestales y estudiar los cambios y evolución de las masas forestales. - Servir como base cartográfica de apoyo a otras competencias de la Dirección General de Medio Natural y Política Forestal: inventario de hábitat y especies, defensa contra incendios forestales, lucha contra la erosión y desertificación, estudios de biomasa, etc. 3. Metodología El MFE25 tiene una metodología común para todo el territorio estatal. Mantiene las dos fases del MFE50: fotointerpretación y comprobación en campo, y su posterior consolidación a la base de datos provincial final. Además, una vez finalizado, una empresa independiente realiza un control que garantiza la calidad del MFE El modelo de datos del MFE25 Una de las novedades introducidas en esta actualización del Mapa Forestal de España es la nueva definición del modelo de datos. En la figura 1 se presenta un esquema del modelo de datos del MFE25.

4 4/13 Figura 1. Esquema del modelo de datos del MFE25 El modelo de datos del MFE25 es compatible con el correspondiente al Sistema de Información de Ocupación del Suelo en España (SIOSE). Este modelo multi-parámetro puede asignar varios atributos a un mismo campo. El MFE25 ha tomado niveles superiores de usos del suelo no forestales del SIOSE y ha desarrollado con mucho más detalle los usos forestales. La unidad cartográfica de trabajo es la tesela, que es la unidad espacial del terreno que presenta una ocupación de suelo con estructura homogénea. Está representada por un recinto cerrado simple, con cobertura homogénea, identificada con un número único, ascendente (puede tener saltos) para cada hoja 1/ Puede servir de nexo de unión entre la información gráfica y la base de datos asociada. La tesela será claramente distinguible de las unidades que le rodean y representará una porción de terreno que tenga significación a la escala de referencia. Con el aumento de escala del MFE25, se ha disminuido el tamaño de la tesela mínima. En la tabla 1 se muestra la comparación entre los tamaños mínimos de teselas entre el MFE50 y el MFE25.

5 5/13 Tabla 1. Teselas mínimas en MFE50 y MFE25 Tipo de tesela MFE50 MFE25 Forestal arbolada con FCC> 5% (excluye riberas) 2,50 1,00 Vegetación de ribera 2,50 0,50 Superficie forestal con FCC< 5% 6,25 1,00 Playas, dunas y arenales 6,25 0,50 Zonas húmedas 6,25 0,50 Superficies de agua 6,25 1,00 Superficies agrícolas 6,25 2,00 Superficies artificiales 6,25 1,00 Las diferentes estructuras quedarán representadas en el MFE25 siempre que superen el umbral de superficie mínima. Como se observa en el esquema de la figura 1, cada tesela lleva asociado un tipo estructural. El tipo estructural definirá el uso principal de la tesela, pudiendo existir más de un uso que quedará reflejado siempre que su ocupación supere el 5% y sea significativo. Dentro del uso forestal, el tipo estructural define las distintas estructuras de vegetación que pueden ocupar cada tesela, atendiendo, más que a la densidad vegetal, a la estructura de la vegetación que lo ocupa. El número de tipos estructurales se ha incrementado de manera significativa respecto a los considerados en el MFE50 con la intención de describir mejor las superficies analizadas; el modelo de datos del MFE50 describía treinta y tres tipos estructurales, mientras que para el MFE25 se han definido más de sesenta; no obstante, y con objeto de poder comparar los resultados de ambos mapas, se ha definido una correspondencia que traduce los tipos estructurales del MFE25 a los existentes en el MFE50. El modelo de datos del MFE25 exige la asignación del porcentaje de ocupación para cada uso definido en la tesela. La ocupación total de la tesela siempre será del 100%. Las teselas de uso forestal cubiertas por vegetación arbolado, matorral y pastizal conjuntamente al tipo estructural y al porcentaje de ocupación de la vegetación en el recinto (fracción de cabida cubierta), deberán llevar cumplimentados los campos de la base de datos que se definen en el modelo de datos. Se considera una superficie como forestal arbolada cuando la fracción de cabida cubierta de la vegetación arbórea presente es igual o superior al 5%. Cada una de las teselas del Mapa Forestal en todo el territorio estatal está identificada por el poligón, que es un número asignado automáticamente por un campo autonumérico de la base de datos. Puede aparecer repetido en una misma provincia (o en provincias colindantes) en teselas contiguas divididas por el límite provincial, límite de hoja, etc. Las teselas clasificadas como forestal arbolado, tal y como se observa en la en la figura 1, se han mantenido con los mismos campos del MFE50. En estas zonas se incluirá la identificación de las tres especies arbóreas principales, con su ocupación y estado de desarrollo y su distribución. Además, se incluye una clasificación de tipo de formación arbórea. Una de las informaciones más demandadas y no incluidas en el MFE50 es la relativa a especies arbustivas y matorral. El MFE25 da respuesta a esta carencia, incluyendo información relativa los tipos de formaciones arbustivas, según una clasificación elaborada

6 6/13 por un equipo de expertos de la Unidad Docente de Botánica Forestal de la Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Forestal (Universidad Politécnica de Madrid). Para describir la vegetación de la tesela se pueden cumplimentar hasta dos formaciones arbustivas. Se incluyen también datos estimados de la altura del matorral y de la FCC arbustiva. Además, en el MFE25, los recintos cubiertos por estructuras herbáceas se clasifican según los tipos de formaciones herbáceas definidos por el proyecto. Otra de las novedades incluidas en el modelo de datos, es la inclusión de la clasificación de modelo de combustible para cada tesela Elaboración del MFE25 a) Preparación de la información de partida Previamente al inicio de la fotointerpretación se reúne la información temática de apoyo. En esta fase se aborda fundamentalmente la recopilación, preparación de la información disponible y adecuación a los formatos de trabajo. Se trata principalmente de MFE50, MFE200, parcelas del IFN2 (MINISTERIO DE AGRICULTURA, ) e IFN3, Mapa Topográfico Nacional, y, si existen, mapas regionales de vegetación y toda aquella información suministrada por las Comunidades Autónomas. Se pondrá incluir otra información de interés que se encuentre disponible, con objeto de que la información proporcionada por el MFE sea la más actualizada posible. La fotointerpretación se realiza sobre ortofotografía digital de alta resolución suministrada por el Plan Nacional de Ortofotografía Aérea (PNOA) del Instituto Geográfico Nacional. De forma puntual, cuando aún no estaba disponible dicha ortofotografía, se ha usado la suministrada por el proyecto SIGPAC. Cuando están disponibles los fotogramas, durante esta fase se procede a la recopilación y preparación de los archivos para la visualización estereoscópica de la ortofotografía en pantalla 3D. En esta fase se prepara la cartográfica que sirve de base geométrica para comenzar la fotointerpretación; se realiza disolviendo la cartografía del SIGPAC por grandes usos e integrando en la parte forestal las teselas del MFE50. Cuando esté disponible la cartografía del SIOSE se valorará partir de ella en lugar del SIGPAC. En el MFE50 no incluyó información referente a formaciones arbustivas, y ésta es una de las novedades incluidas en el MFE25. Por eso, con objeto de caracterizar mejor las formaciones arbustivas presentes en cada provincia, se definen en gabinete zonas que se consideran representativas y en ellas se marcan unas teselas concretas que se visitan en campo. En dichas teselas, se identifican las especies arbustivas que integran las diferentes formaciones y se realiza un informe que, unido a la información adicional complementaria, facilita y mejora la fase de fotointerpretación. b) Fotointerpretación: Partiendo de geometría base obtenida en la etapa anterior, en la fase de fotointerpretación se ajusta la línea de uso al elemento cartográfico al que representa según los estándares establecidos por la escala de fotointerpretación y se digitalizan nuevos recintos.

7 7/13 A cada recinto se le asignan los atributos siguiendo el modelo de datos del MFE25, para lo cual el fotointérprete cuenta con la ortofotografía y la información temática de apoyo. Para la ejecución del MFE25, se ha diseñado una metodología específica apoyada en un Sistema de Información Geográfica (SIG) denominado DINAMAP, con topología en tiempo real. Este sistema permite discriminar los diferentes recintos sobre la pantalla de un ordenador con visión en 2D, utilizando como imagen base la ortofotografía del PNOA. Además, como mejora tecnológica incluida en el MFE25 se ha desarrollado una aplicación para la visión estereoscópica en 3D. Se lleva a cabo mediante dos pantallas y unas gafas de visión estereoscópica, a partir de los fotogramas del vuelo del PNOA y permite observar orientaciones y alturas, facilitando la fotointerpretación. La pantalla 3D está sincronizada a la pantalla de visión plana, sobre la que se realiza la digitalización. En la figura 2 se observa la distribución de las pantallas durante la fotointerpretación. Figura 2. Disposición de pantallas para la fotointerpretación. La captura de datos se realiza siguiendo el modelo de datos del MFE25 a través de la aplicación DINAFOREST4, desarrollada para la ejecución de este proyecto. Esta aplicación, además de ser el instrumento para la captura de información, es en sí mismo un validador de datos que filtra la entrada de errores alfanuméricos a través de un entorno configurable que permite definir los criterios de validación. En la figura 3 se muestra la pantalla de trabajo de fotointepretación, con la ortofotografía base, la cartografía de apoyo en la parte inferior y la ventana para cumplimentar los datos.

8 8/13 Figura 3. Pantalla de trabajo de fotointerpretación. Cuando una tesela fotointerpretada en gabinete presenta dudas en la cumplimentación de su etiqueta, especialmente si cuenta con escasa o dudosa información de apoyo, se marcará como tesela de visita obligada y su contenido se comprobará en campo. c) Comprobación en campo: Una vez finalizada la fase de fotointerpretación en gabinete, se efectúa una comprobación en campo del contenido temático de los polígonos clasificados como de visita obligatoria por el fotointérprete. Además, se verifica una muestra aleatoria de teselas a modo de control de calidad interno de la fotointerpretación. La muestra de campo queda representada por dos tipos de teselas: - Teselas de visita obligatoria : son aquellas fotointerpretadas en gabinete con deficiente o escasa información de apoyo, con datos de baja fiabilidad y que necesitan ser contrastados en campo de manera obligada. - Teselas de verificación : aquellas seleccionadas aleatoriamente entre todas las de uso forestal fotointerpretadas. En estos polígonos se verificarán todos los atributos asignados en gabinete al igual que los del apartado anterior a modo de control de calidad interno del Mapa Forestal España E: 1/ Aunque el número de teselas de verificación analizadas varía en función de las teselas de visita obligada y de la dificultad de la hoja analizada, se estima en aproximadamente un 8%. La comprobación de teselas se realizará de la misma manera para todos los polígonos, tanto los de visita obligatoria como los clasificados como de verificación.

9 9/13 En esta fase se comprueba tanto en contenido temático, como la delimitación, pudiendo dar lugar a nuevas teselas si se observa en el campo que existen zonas que, presentando características diferentes y con una superficie superior a la mínima definida, no se han teselado independientemente en la fase de fotointerpretación. En este caso se tomarán datos para la digitalización posterior en gabinete. Con objeto de optimizar el trabajo de campo y contrastar el máximo de información posible, en esta fase se han introducido algunas novedades y mejoras en el MFE25: Se incluye durante la fase de fotointerpretación un nuevo campo denominado contenido ; se trata de una herramienta a través de la cual es posible relacionar teselas con el idéntico aspecto en gabinete, y que tendrán por lo tanto la misma etiqueta de atributos. Esto permite reducir el número de visitas en campo, ya que se visita una de ellas y, mediante un sistema de vinculación, se da el mismo contenido al resto de las teselas. Esto es muy útil fundamentalmente en el caso de teselas de matorral, que presentan el mismo tipo de formación arbustiva. Como adaptación a las mejoras tecnológicas que se están incorporando en los trabajos de campo en todas las materias, para la realización de los trabajos de campo del MFE25 se dispone de un GPS navegador integrado en un PC-portátil. Esto permite una aproximación a las teselas de comprobación visualizando las teselas sobre la ortofotografía, conociendo la posición y la altura en metros. En la figura 4 se muestra la pantalla con la aplicación a conexión de GPS para utilización en los PC-portátiles en los trabajos de campo. Figura 4 Aplicación para uso de GPS en trabajos de campo Además, con el objeto de contrastar en campo la mayor cantidad de datos posibles obtenidos por fotointerpretación, se ha desarrollado una aplicación que hace posible asociar un archivo de voz a un punto concreto del mapa, como se muestra en la figura 5.

10 10/13 Figura 5. Aplicación archivos de voz Esta herramienta, mediante un dispositivo de audio, graba un archivo de voz con información georreferenciada. Una vez en gabinete se recupera el archivo con la información y se asocia al punto de referencia. Esto permite contrastar un mayor número de datos fotointerpretados, incluyendo informaciones puntuales, sin necesidad de rellenar la etiqueta completa de la tesela. Resulta especialmente útil cuando, en el trayecto hacia una tesela que se va a visitar, se observan talas, incendios, repoblaciones u otras informaciones que se consideren relevantes. Esta herramienta no sustituye a la ficha de campo en las teselas de visita obligada, sino que se utiliza para la captura de información complementaria en teselas de verificación. Además, se realizan fotografías que están georreferenciadas y que muestran el aspecto de la tesela, principalmente en las teselas más representativas. d) Procesado de los trabajos de campo y control de calidad interno Durante esta fase se recopila y procesa toda la información recogida durante la fase de campo y se integra en la base de datos del Mapa Forestal de España E: 1/ Asimismo, se incorporan todas las correcciones geométricas realizadas por los equipos de campo. Se realiza un primer control de datos, validando las bases de datos alfanuméricas y geométricas de cada hoja como paso previo al casado y a la formación del mapa provincial. Seguidamente se procede a la unión de las hojas 1: colindantes y a la formación del mapa provincial.

11 11/13 Como última fase, se realizan sobre la totalidad de las teselas, un conjunto de controles que garanticen la ausencia de errores geométricos y alfanuméricos: control topológico (controles asociados a polígonos), control geométrico (comprobación de la adecuación de la precisión geométrica a los estándares establecidos por la escala de fotointerpretación), coherencia de la base de datos alfanumérica y control semántico de la fotointerpretación. e) Control de calidad externo: Una vez finalizado el proceso de elaboración del MFE25, una empresa independiente realiza un control con el fin de garantizar la calidad del producto final. Para ello se seleccionan aleatoriamente un número suficiente de teselas, cuya cantidad se define en cada provincia en función del error admitido, mediante un muestreo piloto inicial. Estas teselas son de nuevo fotointerpretadas y, en caso de duda, comprobadas de nuevo en campo. Se clasifican los errores y se comprueba que éstos están por debajo de un umbral definido para aceptar el producto. De esta forma se garantiza la calidad del MFE Resultados El resultado final es una cartografía forestal georreferenciada con la situación actual de las masas forestales, de uso multidisciplinar y de actualización periódica realizada desde el Banco de Datos de la Naturaleza del Ministerio de Medio Ambiente, y Medio Rural y Marino, creada de forma homogénea para todo el territorio estatal; esto permite obtener datos homogéneos para toda España y, de esta forma, posibilita la realización de estudios de vegetación, distribución de especies y múltiples análisis, tanto de la explotación del propio MFE como del cruce del mismo con otras cartografías temáticas. Adicionalmente al MFE y derivado de su realización, se obtiene una actualización del Mapa de Modelos de Combustibles. El carácter periódico decenal del proyecto MFE permite obtener datos comparativos y analizar los cambios de uso del suelo, principalmente forestales. Facilita el estudio de cambios bruscos, (aumento de superficie forestal debido a repoblaciones, disminución de superficie forestal debido a incendios, roturaciones y talas, etc.), cambios derivados de catástrofes naturales (vendavales, incendios por causas naturales, etc.) así como los debidos a la evolución natural de las masas. Como se ha dicho anteriormente, el MFE tiene una periodicidad decenal, por lo que se elaboran aproximadamente unas cinco provincias al año. En la actualidad se encuentran en diferentes estados de elaboración las provincias de Navarra, A Coruña, Lugo, Ourense, Pontevedra y Asturias. 5. Discusión Uno de los valores fundamentales que se destacan del MFE25 es el establecimiento de un modelo de datos de carácter estatal para la cartografía temática forestal. Este modelo podrá

12 12/13 servir como base para otras cartografías forestales de forma que, aunque puedan ser elaboradas por distintas fuentes, incluso a distintas escalas, puedan converger e integrarse en una cartografía común. Por otra parte, en cuanto a los problemas del MFE25, se destaca la dificultad para comparar esta cartografía con la anterior, fundamentalmente debido al cambio de escala. 6. Conclusiones El MFE25 es la actualización del proyecto continuo del Mapa Forestal de España. No obstante, presenta mejoras respecto a su predecesor, el MFE50, en diversos aspectos. El primero de ellos es la escala, que aumenta, con la consecuente reducción de la tesela mínima. Por otra parte, se actualiza, completa y mejora el modelo de datos, incluyendo además nuevos parámetros ampliamente demandados, como el estudio de la vegetación arbustiva y matorral y del modelo de combustible. Además, incluye mejoras para adaptarse a las nuevas tecnologías, como uso de pantallas de visión estereoscópica y mejoras en los trabajos de campo con uso de navegadores GPS y sistemas de captura por voz. En definitiva el Mapa Forestal de España es un proyecto homogéneo para todo el territorio español y periódico en el tiempo con obtención de datos comparativos. Fija un modelo de datos para la cartografía forestal estatal y es un proyecto que pretende reunir en una misma fuente de información los datos precisos para el conocimiento integral de la ocupación del suelo forestal en España a escala estatal. 7. Agradecimientos Se agradece la colaboración para la realización del Mapa Forestal de España de los organismos competentes en materia forestal y geográfica de las comunidades autónomas. 8. Bibliografía CEBALLOS, LUIS, et al; Mapa Forestal de España a escala 1: Ministerio de Agricultura. 50 pp. y 20 mapas. Madrid. MINISTERIO DE AGRICULTURA; Segundo Inventario Forestal Nacional. ICONA. Serie provincial. Madrid. MINISTERIO DE MEDIO AMBIENTE, Tercer Inventario Forestal Nacional. Organismo Autónomo de Parques Nacionales (Ministerio de Medio Ambiente). Serie provincial. Madrid. MINISTERIO DE MEDIO AMBIENTE, Mapa Forestal de España a escala 1: Ministerio de Medio Ambiente. Serie publicación digital. Madrid. RUIZ DE LA TORRE, JUAN; Mapa Forestal de España a escala 1: Ministerio de Agricultura. Serie hojas 1: y memorias. Madrid.

13 13/13 RUIZ DE LA TORRE, JUAN; Mapa Forestal de España a escala 1: Organismo Autónomo de Parques Nacionales (Ministerio de Medio Ambiente). 553pp. Madrid.