| Tesis Doctorales de la Universidad de Alcalá |
| MAPPING AND PARAMETERISATION OF EUROPEAN FOREST FUELS USING REMOTE SENSING | | Autor/a | Aragoneses de la Rubia, Elena | | Departamento | Geología, Geografía y Medio Ambiente | | Director/a | Chuvieco Salinero, Emilio | | Codirector/a | García Alonso, Mariano | | Fecha de depósito | 24-03-2025 | | Periodo de exposición pública | 25 de marzo a 7 de abril de 2025 | | Fecha de defensa | 07-05-2025 - salón de grados de la Facultad de Filosofía y Letras. a las 11:30 horas | | Modalidad | Presencial | | Programa | Tecnologías de la Información Geográfica (RD 99/2011) | | Mención internacional | Solicitada | | Resumen | Los incendios forestales son un proceso muy importante en el sistema terrestre. Como normal general, las tendencias globales actuales de cambio climático predicen un paisajes más secos y calurosos que llevarán a un aumento de la frecuencia e intensidad de los incendios forestales, lo que previsiblemente tendrá repercusiones negativas para el medio ambiente y la sociedad tanto a escala local como global. En el caso de Europa, la tendencia general indica que los incendios forestales suponen una amenaza cada vez mayor porque el calentamiento global está alterando sus regímenes tradicionales: en las últimas décadas se ha observado un aumento de los incendios extremos y altamente destructivos y su avance hacia latitudes más altas.
Los combustibles forestales disponibles para la combustión son descriptores clave de la ignición, propagación y efectos de los incendios. Por ello, los gestores de incendios forestales dependen de información espacialmente explícita sobre los tipos de combustible y sus propiedades para evaluar el riesgo de incendio. Los mapas de combustibles son herramientas muy útiles para la toma de decisiones y la asignación de recursos en la prevención del riesgo de incendios para escalas locales, regionales, nacionales y supranacionales. En este contexto, el Europa no tiene una estrategia integrada de prevención del riesgo de incendios forestales que considere y analice la distribución y condiciones del combustible a escala continental a fin de generar políticas adecuadas que permitan una visión holística del riesgo de incendios forestales en el continente y ayuden a minimizar sus impactos negativos. Los mapas paneuropeos de tipos de combustible y parámetros serían muy relevantes para esta estrategia continental armonizada. El proyecto europeo FirEUrisk, en el que se enmarca esta tesis, pretende rellenar estas lagunas.
El principal objetivo de esta tesis fue desarrollar metodologías que permitan elaborar mapas de combustibles a escala europea, así como productos cartográficos precisos, de libre acceso y listos para su uso sobre tipos de combustible y sus parámetros. La tesis se divide en cinco capítulos y se presenta como compendio de artículos científicos. El Capítulo 1 ofrece una revisión exhaustiva del estado del arte y establece el contexto de toda la tesis. En él se evalúan las necesidades actuales en materia de prevención, evaluación y reducción del riesgo de incendios forestales en Europa, la importancia y las características de los combustibles, los posibles métodos y fuentes de datos para obtener información sobre los mismos y las lagunas actuales en cartografía europea de combustibles. Aquí también se presentan las preguntas de investigación, hipótesis y objetivos a desarrollar durante la tesis.
El Capítulo 2 representa el primer paso hacia una estrategia paneuropea integrada en materia de combustibles. Desarrolla un sistema de clasificación de combustibles jerárquico, multiescala y polivalente adaptado a la gran diversidad de combustibles europeos. Se utilizaron bases de datos cartográficas auxiliares sobre uso de suelo y regiones biogeográficas en combinación con modelos bioclimáticos para obtener un mapa europeo de tipos de combustible con un total de 20 tipos que utiliza el sistema jerárquico de clasificación propuesto. También se desarrolló una traducción de estos tipos de combustible europeos a los modelos estándar de combustible de superficie de los Modelos de Combustible de Comportamiento de Incendios de Scott y Burgan utilizando conocimientos expertos para proporcionar la base para una evaluación precisa del riesgo de incendio. También se elaboraron mapas de estos parámetros de combustible de superficie. Por lo tanto, el Capítulo 2 proporciona la base para la cartografía integrada del combustible a escala europea y establece el marco para los Capítulos 3 y 4.
Para los combustibles forestales europeos identificados en el Capítulo 2, el Capítulo 3 es el primer paso hacia la parametrización del combustible del dosel forestal. La altura de copa, la fracción de cabida cubierta y la altura de base de copa se cartografiaron a escala europea junto con el cálculo de su incertidumbre. El capítulo incluye el desarrollo de una nueva metodología multisensor que combina datos de inventarios forestales nacionales, LiDAR aeroportado y espacial, imágenes multiespectrales y de RADAR y variables biofísicas. Para ello, se evaluaron las capacidades del nuevo sensor LiDAR espacial Global Ecosystem Dynamics Investigation (GEDI) para estimar parámetros de copa. Para producir mapas espacialmente continuos, las estimaciones de GEDI fueron extrapoladas espacialmente mediante algoritmos de aprendizaje automático. La incertidumbre de las estimaciones también se cartografió a nivel de píxel, teniendo en cuenta la propagación de errores en los distintos pasos de la metodología.
Basándose en la experiencia del Capítulo 3, el Capítulo 4 es la continuación del trabajo de cartografiado de los parámetros de copa. En este capítulo, se cartografiaron la carga de combustible de copa y la densidad aparente de copa a escala continental europea. Mientras que la mayoría de los enfoques anteriores se basaban en modelos empíricos que requerían intensas campañas de campo, nosotros propusimos un enfoque generalizable basado en la información contenida en las huellas completas de GEDI que describen la distribución vertical de los combustibles de copa. Este enfoque tiene la ventaja de minimizar el trabajo de campo, esencial a escala continental. En este caso, se evaluaron las capacidades del análisis de la huella continua de GEDI para estimar estos dos parámetros a escala continental. Una vez más, se utilizó un enfoque multisensor que combinaba imágenes LiDAR, multiespectrales y de RADAR, y variables biofísicas para producir mapas espacialmente continuos. También se elaboraron mapas de incertidumbre para proporcionar estimaciones del error asociado a los métodos usados.
El capítulo final, el 5, es una síntesis de los principales logros de la tesis, así como de las limitaciones encontradas y las perspectivas de futuro. Se espera que el conjunto completo de mapas y parámetros de combustible a escala europea sea una herramienta relevante para la evaluación integrada del riesgo de incendios forestales a escala continental. La principal limitación encontrada fue la generalización y simplificación de la compleja realidad del territorio cuando se trabaja a gran escala geográfica. La parametrización de los combustibles forestales de copa se basó en datos GEDI, que presentan limitaciones en cuanto a su resolución espacial y cobertura, adquisición de muestras no espacialmente continuas e incertidumbre en la geolocalización. No obstante, el uso de GEDI es la opción más adecuada para cartografiar los parámetros de los combustibles de copa a escala continental debido a su capacidad para observar la estructura vertical de los combustibles y a su gran cobertura geográfica. El trabajo futuro debería centrarse en el uso de los métodos y productos desarrollados en esta tesis para una evaluación significativa del riesgo de incendios forestales en Europa. Además, sería conveniente elaborar una cartografía armonizada del combustible a mayor resolución para una estrategia integrada de prevención del riesgo de incendios, que incluya desde el nivel local hasta el continental, con la posibilidad de ampliar y adaptar el sistema y la metodología a otras regiones del mundo. |
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