Sistema de Información de Ocupación del Suelo de España en Andalucía
Análisis de la ocupación del suelo
El proyecto SIOSE (Sistema de Información de Ocupación del Suelo de España) se enmarca en la Red de Información Ambiental de Andalucía (REDIAM) en dos niveles básicos: el Nacional y el Autonómico.
SIOSE España es una iniciativa de la Administración General del Estado, a través de la cual se crea una base de datos geográfica homogénea, sobre ocupación del suelo, de ámbito nacional, que comienza a escala 1:25.000, con el año 2005 como primera referencia temporal. Comprobada la utilidad de esta iniciativa, tanto a escala nacional como autonómica, desde Andalucía se planteó una actualización continua a escala de detalle.
SIOSE Andalucía traslada los principios del proyecto SIOSE España a nivel de nuestra Comunidad Autónoma, con el gran valor añadido de ajustarse a la necesidad de disponer de un sistema de información de usos y ocupación del suelo que sea único para la administración pública y útil en la gestión del territorio. Esto implicó un aumento en la escala de interpretación territorial, un incremento en los niveles de leyenda utilizados y un ajuste a los límites del parcelario catastral. Igualmente supuso la actualización de diversas iniciativas de inventarios territoriales que son elaborados en el contexto de la Comunidad Autónoma y un compromiso de actualización continua por parte de la administración andaluza.
La primera cartografía de referencia, en este sentido, corresponde al año 2005. Las siguientes versiones actualizadas son para los años 2009, 2011 y 2013. Recientemente se ha finalizado la versión correspondiente al año 2016 y, a la fecha, se está actualizando el año 2019.
SIOSE Andalucía además sirve de información de base para otros productos elaborados de gran interés: delimitación de hábitats, evolución de zonas incendiadas, distribución de especies forestales, producción de biomasa, ocupación de estratos vegetales, caracterización de la superficie forestal, etc., lo que hace de SIOSE Andalucía una referencia cartográfica única en la Comunidad Autónoma de Andalucía.
Este proyecto está enmarcado dentro del Plan Nacional de Observación del Territorio en España, que dirige y coordina el IGN/CNIG (Centro Nacional de Información Geográfica), con la pretensión de establecer una infraestructura de información geográfica a disposición de las Administraciones General del Estado y Autonómicas.
El objeto de esta cartografía es establecer una gran infraestructura de información geográfica multidisciplinar que se actualiza de forma constante, evitando duplicidades para así reducir costes en la generación de información geográfica periódica relativa a coberturas y usos del suelo. Así mismo, la información procedente de las diferentes Comunidades Autónomas, a nivel de producción, control y gestión, debe integrarse en SIOSE España, cumpliéndose de esta forma con los requerimientos de la Unión Europea en materia de información sobre ocupación del suelo.
Esta cartografía está disponible a nivel nacional para los años 2005, 2009, 2011 y 2014 a escala 1:25000 y para el año 2017 en escala de alta resolución.
El proyecto se está ejecutando de forma coordinada con las Comunidades Autónomas desde su inicio, siendo éstas las responsables de la información incluida en las versiones 2005 a 2014, mientras que la versión 2017 se está generando de forma centralizada.
Poster SIOSE en Andalucía
En Andalucía, SIOSE Nacional a escala 1:25.000 se ha estado generando a partir de SIOSE Andalucía de forma asistida mediante procesos automatizados de conversión de leyendas y agregación de polígonos. Como resultado final se obtenían dos productos: SIOSE Andalucía, a escala 1:10.000 (un mayor detalle que facilita una adecuada representación de la compleja biogeografía andaluza), y SIOSE nacional obtenido a partir del anterior.
Ambos productos son compatibles entre sí, cumplen los requerimientos exigidos por la normativa de la Unión Europea y podrán perpetuarse en el tiempo a través de las actualizaciones periódicas, obteniendo así un único Sistema de Información de Usos de Suelo armonizado, homogéneo, actualizado y a escala de detalle.
SIOSE Andalucía no sólo es la respuesta de nuestra Comunidad Autónoma a los requerimientos de información del proyecto SIOSE Nacional, sino que también supone una nueva Base de Referencia a escala de detalle (1/10.000) que integra diferentes cartografías en un solo producto, posibilitando la comprobación y consulta cruzada. Esto ultimo potencia, a su vez, su utilidad como Base de Referencia para la Gestión del Territorio, especialmente en aquellas labores que requieren de una espacialización del régimen de propiedad del territorio, gracias a la inclusión del parcelario catastral de rústica en 2005.
En la versión de 2013, la información SIOSE a nivel de ocupación de suelo se integra con SIGPAC (Sistema de Información Geográfica del Parcelario Agrícola), lo que facilita la comunicación y compatibilización con este sistema de gestión.
Así, el contenido temático de las sucesivas bases de referencia SIOSE Andalucía aúna aspectos genéricos, aunque detallados, sobre usos y coberturas del suelo con otros mucho más específicos relativos a cualidades sectoriales del territorio, sobre todo aquellas con una dimensión medioambiental o ecosistémica acusada: descripción precisa de la vegetación, especialmente aquella que cuenta con valores añadidos objetivos y reconocibles; actividades humanas de fuerte impacto territorial; recursos hídricos, etc.
El antecedente de SIOSE Nacional aparece en el Protocolo firmado entre los Ministerios de Defensa, Fomento y Medio Ambiente para la obtención de coberturas del territorio español con imágenes de satélite de alta y media resolución, en octubre de 2005, dentro del marco del Plan Nacional de Teledetección (PNT).
Otro referente es el Proyecto Europeo IMAGE & CORINE LAND COVER 1990 (CLC1990) y su actualización referida al año 2000 (CLC2000): Base de datos Europea de Ocupación del suelo a escala 1:100.000, siguiendo las Directrices del Consejo Superior Geográfico y directiva INSPIRE.
En Andalucía, cuentan como antecedentes a SIOSE el Mapa de Usos y Coberturas Vegetales de Andalucía, con una base de información a escala 1:25.000, actualizada cada cuatro años y compatible a nivel de leyenda con SIOSE, y la "Cartografía y evaluación de la vegetación de la masa forestal de Andalucía a escala de detalle 1:10.000".
También se pueden citar como antecedentes el Mapa de Vegetación de los ecosistemas forestales 1:10.000 o el SIGPAC (Sistema de Información Geográfica de Identificación de Parcelas Agrícolas), que ofrece más detalle en zonas agrícolas. Además, se cuenta con diferentes proyectos desarrollados en entornos SIG, pero esta información no es homogénea para todo el territorio.
Ejemplo de la divergencia del trazado para una parcela
SIOSE Nacional pretende reunir en un único sistema de información, los datos precisos para el conocimiento integral de la ocupación del suelo en España, con el propósito general de ‘recoger la información una vez’ y ‘utilizarla por todos’ (“no dibujar lo ya dibujado”), de acuerdo a los principios de la iniciativa INSPIRE de la Unión Europea.
En estos mismos principios de integración e interoperabilidad que rigen el SIOSE nacional, pero con mayor nivel de detalle y vinculando la ocupación del suelo con la propiedad del mismo, se inspira SIOSE Andalucía.
Hay que destacar que el criterio de “no dibujar lo ya dibujado” no sólo se ha revelado como más económico, sino que es más apropiado si la base de referencia que se genera va a tener funcionalidades de gestión, puesto que se evitan confusas duplicidades en las definiciones de límites, y permite la realización de comparativas entre los datos ofrecidos por diferentes bases de referencia de forma inmediata.
La siguiente imagen pone de manifiesto la necesidad de la Administración de poseer una cartografía única para la interpretación del territorio: no se trazan las líneas por el mismo lugar, esto supone inseguridad por encontrar información temática divergente y que ningún sistema de caracterización es perfecto.
Se ha empleado la siguiente información como base del proyecto:
- Sistema de Información Geográfica de Parcelas Agrícolas (SIGPAC) 2004. Consejería de Agricultura y Pesca. Junta de Andalucía
- Catálogo de humedales de Andalucía. Cartografía (1:5.000-1:10.000) e información de los humedales inventariados. Consejería de Medio Ambiente. Junta de Andalucía
- Inventario de balsas de Andalucía. Escala 1:5.000. Agencia Andaluza del Agua. Consejería de Medio Ambiente. Junta de Andalucía
- Inventario de Canteras, Graveras y Minas de Andalucía. Escala 1:10.000. Año 1999. Consejería de Medio Ambiente. Junta de Andalucía
- Actualización del Inventario de canteras, graveras y minas: Andalucía. Escala 1:10.000. Año 2006. Consejería de Medio Ambiente. Junta de Andalucía
- Cartografía y evaluación de la vegetación de la masa forestal de Andalucía a escala de detalle 1:10.000, año 1996-2006. Consejería de Medio Ambiente. Junta de Andalucía
- Las redes hidrográfica y de comunicaciones de la Base Topográfica Nacional de España vectorial a escala 1:25.000 (BTN25), ámbito de Andalucía, 2005
A partir de toda esta información, gracias a innovadores procesos semiautomáticos de integración de coberturas basados en distancia entre líneas, se generó una geometría única ceñida a los límites de la propiedad, que sirvió como base para constituir la capa de partida sobre la que se trabajó.
Delimitación de zonas de trabajo SIOSE 2005
SIOSE Andalucía es un proyecto de elevada complejidad en cuanto a forma y contenido y, por tanto, una de las fases más importante y dilatada de su ejecución fue la obtención de un diseño metodológico preciso que permitiera, por un lado, la generación de la base de referencia de manera óptima, tanto desde el punto de vista técnico como desde la gestión de recursos y por otro, el desarrollo de la leyenda de las distintas áreas temáticas. Esta leyenda contaba, en sus inicios, con más de 200 niveles, teniendo en cuenta las necesidades de cada uno de los tres ámbitos de trabajo (forestal, urbano y agrícola), representados por sus consejerías correspondientes.
Tras esta primera fase de diseño metodológico, la producción se estructuró en cinco grandes fases:
- Zonificación del territorio en áreas de trabajo. Se establecieron los límites de cada una de las 91 zonas de trabajo siguiendo el criterio de “mayor homogeneidad posible” en cuanto a su contenido y tratando que estuvieran limitadas por estructuras territoriales estables (carreteras, cursos de agua…)
- Generación de una geometría previa como base para la fotointerpretación. Esta fase incluyó la armonización geométrica jerarquizada entre las bases de referencia integradas, citadas en el apartado anterior, y el cálculo, mediante procedimientos de teledetección, de la Fracción de Cabida Cubierta en zonas forestales, con el fin de obtener los porcentajes de cobertura para los distintos estratos de vegetación.
Armonización geométrica. Original
Armonización geométrica. Resultado
- Fotointerpretación dirigida a aquellos polígonos que presentaban características incompatibles entre las fuentes previamente incorporadas, o a aquellos con información heredada insuficiente para satisfacer las necesidades requeridas por el producto final.
Antes de acometer esta fase fue preciso redactar los manuales y guías técnicas necesarios para clarificar el trabajo a los fotointérpretes, así como generar las herramientas para la edición de los datos de forma ágil y eficiente en entornos estándar.
La labor de fotointerpretación consistió en asignar o actualizar cada recinto de uso del suelo con el porcentaje de una serie de coberturas, su tipología y los atributos que tuviera. El sumatorio de los porcentajes de cobertura del polígono debía ser, en todos los casos, el 100 %.
Esta labor se realizó en base a los siguientes productos raster: Ortofotografía infrarrojo-color de Andalucía 2004-2005 con 0,5 m de resolución para Andalucía Oriental; Ortofotografía color PNOA 2004-2005 con 0,5 m de resolución para Andalucía Occidental; y Ortoimagen SPOT de Andalucía correspondiente al año 2005. Ésta última es la imagen de referencia válida para SIOSE Nacional y, por ello, la geometría actualizada debía ajustase a esta ortoimagen, asegurando la correcta adecuación geométrica del producto a las exigencias del equipo técnico nacional.
- Trabajo de campo. Consistió en la toma de fotografías en campo para más de 12.000 localizaciones diseminadas por el territorio andaluz comprobándose, de esta forma, la veracidad de los datos contenidos en SIOSE Andalucía.
- Control de calidad de SIOSE-Andalucía. Revisión manual del 20% de la superficie de Andalucía, equivalente al 5% de los recintos.
- Cambio de escala a 1:25.000 y adecuación a SIOSE-Nacional. Esta fase, de elevada complejidad metodológica, pudo realizarse de forma automática gracias a su adecuada previsión, incluyéndose las líneas maestras necesarias en el diseño metodológico inicial, y al desarrollo de herramientas específicas para cada labor. Se dividió a su vez en tres subprocesos relacionados:
- Cambio de modelo de datos. Se desarrolló un programa (pasarela de datos) que trasladaba el contenido temático de cada polígono al modelo de datos de SIOSE Nacional.
- Cambio de escala mediante agregación. Una vez establecidos criterios de similitud entre los contenidos temáticos de cada polígono, estos se disolvían de forma automática con aquellos de entre sus adyacentes con los que más rasgos compartían, adquiriendo el polígono producto características mixtas, de forma proporcionada al área de los polígonos de partida.
Cambio de escala. Generalización geométrica. Original
Cambio de escala. Generalización
geométrica. Resultado
- Adecuación a las condiciones geométricas impuestas por el Equipo Técnico Nacional (en especial, eliminación de pasillos). De la misma manera que en SIOSE Andalucía no se permiten elementos de menos de diez metros de ancho, con la excepción de aquellos que provengan de alguno de los inventarios incorporados, en SIOSE Nacional se impone la condición de que ninguna parte de un polígono puede tener menos de quince metros de ancho y sesenta de longitud. Fue necesario diseñar una herramienta para la detección y corrección automática de aquellos polígonos que cumplieran esta condición particular, de difícil definición matemática.
El proceso de actualización de estas versiones se focalizó principalmente en aquellas zonas en que se detectaron cambios en el territorio. También se procedió a corregir algunos errores encontrados en SIOSE 2005.
La metodología definida en la Comunidad Autónoma para SIOSE 2009 incluyó los siguientes pasos:
- Fase Previa. Se procedió a la revisión metodológica y del modelo de datos, a la actualización de la guía técnica y a la creación de herramientas de cambio de modelo de datos y de apoyo a la fotointerpretación.
El diseño de un nuevo modelo de datos, que en SIOSE 2005 estuvo absolutamente orientado a facilitar la labor de fotointerpretación, constituyó una de las principales novedades de esta etapa. El nuevo modelo trata de mantener un equilibrio entre flexibilidad y facilidad de uso, compartiendo determinadas cualidades de los modelos de datos orientados a objetos pero evitando la complejidad en la explotación inherente.
Concretamente se establecieron varios niveles -o escalas- para la información asociada a los polígonos. Un primer nivel se refiere a la información más atómica, que carece de referencia geométrica y se refiere a coberturas. Cada cobertura puede tener, además, uno o varios usos y/o atributos (implementándose un acercamiento más preciso a la realidad, con una mayor precisión que la que se ofrecía en la primera versión del producto). El polígono (unidad básica con entidad geométrica) puede contener una o más coberturas que deben cubrir el 100% de la superficie del polígono.
Por último, se establece un nivel que relaciona distintos polígonos entre sí, el suprauso (nivel que aúna, por funcionalidad, polígonos con diferentes coberturas, por ej. “campo de golf”, “polígono industrial”, “ramblas”, etc.), que incorpora información que no proviene siempre de la fotointerpretación, pero que resulta de mucha utilidad a la hora de fijar criterios de agregación para el cambio de escala o para las funcionalidades de la base cartográfica como apoyo a las labores de gestión.
El acceso a estos datos de forma organizada, ya sea para su lectura o para su modificación, debe hacerse a través de una interfaz específica, manteniéndose siempre la posibilidad de ejecutar explotaciones automáticas cuyos resultados puedan ser difundidos a través de servicios interoperables estándar.
Este modelo de datos se ha implementado para las versiones 2005, 2009 y para el Sistema de Información sobre el Patrimonio Natural de Andalucía (SIPNA).
- Fase de detección de Zonas de Cambio. Durante esta fase se desarrolló una metodología basada en procedimientos de teledetección de cambios a través de la comparación entre las imágenes SPOT 2005 y SPOT 2009 y otra basada en comparación de inventarios.
Para la detección de zonas de cambio por técnicas de teledetección se partió de las coberturas de imágenes SPOT-5 de los años 2005 y 2009, procedentes del Plan Nacional de Teledetección, tanto multiespectrales (XS) como pancromáticas (Pan), corregidas geométricamente por convolución cúbica, y con una máscara forestal y una máscara de embalses, realizadas a partir de la información de SIOSE-2005, para definir por completo el área de estudio.
La metodología desarrollada se centró en la detección de cambios tanto de “tipo” de cobertura como de “forma y textura” de la misma. El fundamento metodológico se basa, en este caso, en la definición de cambio como una diferencia entre las dos imágenes, estableciendo un riguroso punto de partida: las zonas que no han cambiado deben ser iguales o muy parecidas. Este principio funciona de forma óptima en zonas forestales siempre que las imágenes correspondan a la misma época del año y que la climatología haya seguido unos patrones cercanos a la normalidad (es decir, la vegetación natural se encuentra en un estado fenológico similar).
De forma paralela se realizó una comparación de cartografías temáticas compatibles de años similares a los de referencia (SIGPAC 05-09, Catálogos…), para detectar diferencias importantes en geometría o temática, diferencias que en ocasiones pudieron trasladarse de forma automática a SIOSE y que en otras ocasiones debieron supervisarse por fotointérpretes.
En zonas urbanas se ha observado un mayor dinamismo de cambio. Además, cambios aparentemente sutiles implican gran importancia temática. Por este motivo, tanto el trabajo de detección como el de fotointerpretación de los cambios se realizaron de forma completamente manual.
Metodología de obtención de la imagen de
detección de cambios
Obtención de la imagen de detección de cambios
- Fase de digitalización / edición de los polígonos de cambio. El proceso de fotointerpretación de los cambios se realizó, siguiendo los polígonos de cambio anteriormente detectados, sobre una capa vacía a la que se importaron polígonos de SIOSE Andalucía 2005 para cambiar sus atributos o geometría o bien dibujar los nuevos polígonos “a mano alzada”, asignándoles coberturas y atributos, sin necesidad de exigir al fotointérprete un ajuste geométrico perfecto, puesto que posteriormente se ejecutó un proceso de armonización geométrica que aseguraba la coincidencia de líneas y que no aparecieran micropolígonos no deseados. Además, simultáneamente, se corrigieron los errores detectados en la base de datos SIOSE 2005.
- Fase de control de calidad. Con el fin de asegurar que la información incorporada cumpliera con los estándares de calidad que la finalidad del SIOSE requiere, se implementó un procedimiento de control estadístico de polígonos reinterpretados, de manera que se comprobara el nivel de error en una muestra representativa. Asimismo, se realizó un bandeo aleatorio sobre el territorio en busca de variaciones del territorio no localizadas en la fase de detección de zonas de cambio.
- Obtención de la base de referencia nacional SIOSE. Tras la necesaria transcripción de los datos para adecuarlos al modelo de datos SIOSE Nacional, se procedió a un análisis de los polígonos de cambio a escala 1:10.000, dejando sólo aquellos que pudieran permanecer a escala 1:25.000, ya fuera como polígono (al tener tamaño significativo) o como simple cambio en la información relacionada (porcentajes de cobertura, atributos…).
Los cambios que tuvieron suficiente entidad como para provocar la aparición de un nuevo polígono se armonizaron geométricamente con los polígonos de la primera versión de SIOSE antes de ser registrados como cambios de SIOSE Nacional.
- Integración de los cambios 2005-2009 en SIOSE Andalucía 2009. De forma paralela a la obtención del producto nacional, y partiendo de la base de referencia SIOSE Andalucía 2005 y de la base de cambios 2005-2009 a escala 1:10.000, se obtuvo el producto adecuado a los requisitos autonómicos. Para ello se realizó una integración de los cambios junto a un proceso de armonización geométrica. Por último, se generó una capa con los polígonos de cambio, que mantiene la información de ambos años.
La actualización de SIOSE Andalucía a los años 2011 y 2013 ha seguido los mismos pasos descritos para el año 2009, excluyendo la fase previa, puesto que se han mantenido la metodología y el modelo de datos.
Hay que señalar que en este año SIOSE, pilar básico del SIPNA (Sistema de Información sobre el Patrimonio Natural de Andalucía), queda integrado en este Sistema, que además de la información de ocupación del suelo, incluye información de los HIC (Hábitats de Interés Comunitario), la vegetación, la biogeografia y el SIGPAC.
La actualización para el año 2016 se ha realizado mediante la detección de cambios en el territorio llevada a cabo por fotointerpretes gracias a aplicaciones desarrolladas para conseguir una alta eficiencia en la comparación de ortofortografías de dos años de referencia distinta.
En este caso, no es necesario transformar la información de SIOSE Andalucía 2016 para su integración en SIOSE Nacional, ya que la evolución de este último a Alta Resolución (se ha generado a partir del mapa Forestal para la cobertura forestal y del SIGPAC para la cobertura agrícola) lo ha hecho compatible con SIPNA.
Visualizador básico de Servicios OGC
Aplicación de visualización de Ocupación del Suelo y Vegetación
La aplicación “Caracterización de las Formaciones Vegetales y las Coberturas del Suelo de Andalucía. Base de Referencia de hábitats de Andalucía”, ofrece la posibilidad de visualizar, mediante servicios WMS, toda la información cartográfica elaborada en el proyecto SIOSE Andalucía, con función de identificación (GetInfo) y posible combinación con otras capas temáticas. Al igual que consultar información temática asociada al proyecto.
Este visor tiene, entre otras utilidades, efectos de transparencia, búsqueda por topónimos, creación de capas por el usuario y la exportación de mapas para su impresión.
Descarga de capas
Se puede acceder a la descarga de las capas de información geográfica relacionadas con el SIOSE de dos formas:
A través del Catálogo de la Información Ambiental, siguiendo la secuencia "Caracterización del Territorio > Usos y coberturas vegetales del suelo" y eligiendo la información de nuestro interés.
A través de la página de Descargas de Información ambiental: Caracterización del Territorio/ Usos y coberturas/SIOSE
Productos SIOSE
SIOSE Andalucía se materializa, de cara al ciudadano, como dos productos, para cada uno de los años disponibles, puestos a su disposición a través de la Red de Información Ambiental de Andalucía (REDIAM):
- SIOSE Andalucía. Que recoge la información tal y como se genera siguiendo la guia técnica, y con el modelo de datos de producción. En este producto se pueden consultar las coberturas del suelo porcentuadas de manera detallada, los atributos de estas y los usos de las mismas cuando es necesario.
- SIOSE Andalucía Ocupación del Suelo. Cada polígono tiene asociado un código de ocupación del suelo de los 182 posibles (desagregándose a 399 en 2016), según una pasarela diseñada y fundamentada en los códigos de usos del suelo del Mapa de Usos y Coberturas del Suelo a escala 1:25.000. También incluye las coberturas presentes en el polígono y sus porcentajes. Además se ha realizado una agregación de leyenda que sintetiza la información en tres niveles (4) de ocupación del suelo: nivel sintético que diferencia cuatro grandes grupos; nivel reconocimiento con 16 clases, nivel semidetalle con 42 tipos de ocupación y nivel de detalle con 182 ocupaciones posibles. Esta simplificación se realiza únicamente a nivel de leyenda, y no se han llevado a cabo procesos de escalado cartográfico.
- Base cartográfica SIOSE Andalucía Cambios en el territorio. Localización de los cambios producidos en Andalucía, que permite el seguimiento preciso de cambios de usos del territorio.