Análisis comparativo de la asertividad para tres índices de zonas urbanizadas aplicados a ciudades colombianas

Comparative analysis of assertiveness for three built-up zone indexes applied to Colombian cities

Este estudio se enfocó en evaluar la precisión multitemporal (1997, 2002, 2007 y 2018) de tres Índices de Zonas Construidas (NDBI, UI e IBI) calculados a partir de imágenes Landsat en tres ciudades colombianas. Estos índices son fundamentales para identificar áreas urbanizadas utilizando sensores remotos y son vitales para la planificación territorial. Las imágenes se mejoraron mediante técnicas de Teledetección y se utilizaron 700 puntos de verdad en terreno para evaluar la precisión multitemporal utilizando el Índice de Kappa. Los resultados indican que el NDBI tuvo la mejor precisión multitemporal global (Kappa = 0.382) y fue el más preciso para la ciudad más grande (Kappa = 0.566). Para la ciudad de tamaño intermedio, el UI fue el índice más preciso (Kappa = 0.545). Los índices evaluados mostraron valores nulos de Kappa en la ciudad de Espinal; excluyendo estos resultados, la precisión global de los índices podría aumentar hasta 0.573. Se concluye la necesidad de investigaciones adicionales para evaluar detalladamente la aplicabilidad y precisión de estos índices en el contexto colombiano, así como ajustes en los rangos de valores óptimos para cada ciudad específica según sus características arquitectónicas.

1. INTRODUCCIÓN

Las ciudades son asentamientos creados por los seres humanos, los cuales albergan comunidades que están en constante crecimiento y desarrollo [1]. Comprender la distribución espacial y el crecimiento de las áreas urbanas es esencial para la planificación del territorio, estudios de paisajes, desarrollo urbano y la gestión de recursos naturales [2,3]. Las imágenes de sensores remotos en conjunto con las técnicas de la Teledetección, proveen una alternativa eficiente y eficaz para identificar y clasificar las zonas urbanas o construidas (ZC, en adelante) frente a otros tipos de cobertura del suelo; lo anterior, es una información necesaria tanto para las comunidades locales como para los responsables de la toma de decisiones [3,4].

Diversos índices espectrales para detectar ZC (IZC, en adelante) han sido desarrollados a lo largo del tiempo, entre ellos puede mencionarse el Índice de Construcción de Diferencia Normalizada (NDBI, por sus siglas en inglés) propuesto por [5], el cual relaciona las bandas del infrarrojo cercano (0.76 – 0.90 μm) y el infrarrojo medio (2.11-2.29 μm) permitiéndole identificar las ZC; su escala de medición oscila entre -1 y +1 en donde los valores mayores a 0 corresponden directamente a la ZC. El Índice Urbano (UI, por sus siglas en inglés) postulado por [6], relaciona las bandas infrarrojas de espectro para la identificación de ZC, sin embargo, difiere respecto al NDBI pues emplea un rango espectral de infrarrojo medio (2.08 – 2.35 μm), permitiéndole discriminar ZC de otras coberturas [7]. Al igual que el NDBI, el UI presenta como resultado valores entre -1 y +1 siendo los valores positivos aquellos con ZC o urbanizadas.