Detección y predicción de cambios en el uso del suelo y la cobertura terrestre basados en escenarios utilizando el modelo de autómatas celulares-Markov en la cuenca de Gumara, en la parte superior de la cuenca del Nilo Azul, Etiopía
Autores: Belay, Haile; Melesse, Assefa M.; Tegegne, Getachew
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Detección y predicción de cambios en el uso del suelo y la cobertura terrestre basados en escenarios utilizando el modelo de autómatas celulares-Markov en la cuenca de Gumara, en la parte superior de la cuenca del Nilo Azul, Etiopía
Categoría
Ciencias Medioambientales
Subcategoría
Ciencias medioambientales generales
Palabras clave
Uso del suelo
Cobertura del suelo
Detección de cambios en LULC
Estudios de predicción
Planificación de cuencas
Gestión
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
La detección y predicción de cambios en el uso y la cobertura del suelo (LULC) son cruciales para apoyar la planificación y gestión sostenible de cuencas hidrográficas. Por lo tanto, este estudio tuvo como objetivo detectar cambios históricos en LULC desde 1985 hasta 2019 y predecir cambios futuros para 2035 (cercano) y 2065 (lejano) en la cuenca de Gumara, en la cuenca del Alto Nilo Azul (UBN), Etiopía. La clasificación de LULC para los años 1985, 2000, 2010 y 2019 se realizó utilizando imágenes de Landsat junto con índices de vegetación y factores topográficos. Se utilizó el algoritmo de aprendizaje automático de bosque aleatorio (RF) integrado en la plataforma basada en la nube Google Earth Engine (GEE) para la clasificación. Los resultados de la evaluación de la precisión de la clasificación indicaron un acuerdo perfecto entre los mapas clasificados y el conjunto de datos de validación, con coeficientes kappa (K) de 0.92, 0.94, 0.90 y 0.88 para los mapas de LULC de 1985, 2000, 2010 y 2019, respectivamente. Basado en los mapas clasificados, la tierra cultivada y los asentamientos aumentaron del 58.60 al 83.08% y del 0.06 al 0.18%, respectivamente, de 1985 a 2019 a expensas de la disminución de bosques, tierras arbustivas y pastizales. La predicción futura de LULC se realizó utilizando el modelo de autómatas celulares-Markov (CA-Markov) bajo (1) el escenario de negocio como siempre (BAU), que se basa en la tendencia actual de desarrollo socioeconómico, y (2) el escenario de gobernanza (GOV), que se basa en el programa de Iniciativa de Legado Verde (GLI) de Etiopía. Bajo el escenario BAU, se predijeron expansiones significativas de la tierra cultivada y los asentamientos del 83.08 al 89.01% y del 0.18 al 0.83%, respectivamente, de 2019 a 2065. Por el contrario, bajo el escenario GOV, se predijo que el área forestal aumentaría del 2.59% (2019) al 4.71% (2065). Por esta razón, este estudio recomienda seguir el escenario GOV para prevenir inundaciones y degradación del suelo en la cuenca de Gumara. Finalmente, los resultados de este estudio proporcionan información para los responsables de políticas gubernamentales, planificadores de uso del suelo y gestores de cuencas para desarrollar planes y políticas de gestión sostenible del uso del suelo.
Descripción
La detección y predicción de cambios en el uso y la cobertura del suelo (LULC) son cruciales para apoyar la planificación y gestión sostenible de cuencas hidrográficas. Por lo tanto, este estudio tuvo como objetivo detectar cambios históricos en LULC desde 1985 hasta 2019 y predecir cambios futuros para 2035 (cercano) y 2065 (lejano) en la cuenca de Gumara, en la cuenca del Alto Nilo Azul (UBN), Etiopía. La clasificación de LULC para los años 1985, 2000, 2010 y 2019 se realizó utilizando imágenes de Landsat junto con índices de vegetación y factores topográficos. Se utilizó el algoritmo de aprendizaje automático de bosque aleatorio (RF) integrado en la plataforma basada en la nube Google Earth Engine (GEE) para la clasificación. Los resultados de la evaluación de la precisión de la clasificación indicaron un acuerdo perfecto entre los mapas clasificados y el conjunto de datos de validación, con coeficientes kappa (K) de 0.92, 0.94, 0.90 y 0.88 para los mapas de LULC de 1985, 2000, 2010 y 2019, respectivamente. Basado en los mapas clasificados, la tierra cultivada y los asentamientos aumentaron del 58.60 al 83.08% y del 0.06 al 0.18%, respectivamente, de 1985 a 2019 a expensas de la disminución de bosques, tierras arbustivas y pastizales. La predicción futura de LULC se realizó utilizando el modelo de autómatas celulares-Markov (CA-Markov) bajo (1) el escenario de negocio como siempre (BAU), que se basa en la tendencia actual de desarrollo socioeconómico, y (2) el escenario de gobernanza (GOV), que se basa en el programa de Iniciativa de Legado Verde (GLI) de Etiopía. Bajo el escenario BAU, se predijeron expansiones significativas de la tierra cultivada y los asentamientos del 83.08 al 89.01% y del 0.18 al 0.83%, respectivamente, de 2019 a 2065. Por el contrario, bajo el escenario GOV, se predijo que el área forestal aumentaría del 2.59% (2019) al 4.71% (2065). Por esta razón, este estudio recomienda seguir el escenario GOV para prevenir inundaciones y degradación del suelo en la cuenca de Gumara. Finalmente, los resultados de este estudio proporcionan información para los responsables de políticas gubernamentales, planificadores de uso del suelo y gestores de cuencas para desarrollar planes y políticas de gestión sostenible del uso del suelo.