martes, 26 de noviembre de 2019

La impermeabilización del suelo que pisamos (2): Métodos para la obtención de superficies impermeables/ The imperviousness of the ground we step on (2). Methods for obtaining impervious surfaces

El cálculo de las superficies impermeables se puede hacer de manera indirecta por medio de la evolución de la población, pues existe una relación entre el número de habitantes, la densidad de población, las actividades que ésta realiza y las superficies artificiales (Chabaeva et al., 2009). Al tratarse de un fenómeno puramente espacial y, sobre todo, al poder cuantificarse directamente desde hace ya mucho tiempo de mapas (Miller et al., 2014), fotografías aéreas (Pascual Aguilar et al., 2006) (Fig. 1) y, más recientemente, de imágenes de satélite, lo habitual es obtener dicha información a partir de estas fuentes. El uso de una u otra fuente dependerá sobre todo de las fechas o intervalo temporal que se analice.
The calculation of impervious surfaces can be done indirectly through the evolution of the population, as there is a relationship between the number of inhabitants, the population density, the activities it performs and the artificial surfaces (Chabaeva et al. , 2009). Being artificial surfaces (and derived imperviousness) a purely spatial phenomenon and, above all, being able to be quantified directly since long time ago from maps (Miller et al., 2014), aerial photographs (Pascual Aguilar et al., 2006) and, more recently, satellite images, it is usual to obtain such information from these sources. The use of one or another source will depend mainly on the dates or time interval analyzed.
Los avances realizados en las últimas décadas para el desarrollo de técnicas de cálculo de las superficies impermeables han sido considerables. Sin embargo, todavía quedan pendientes una serie de aspectos por resolver, pues son inherentes precisamente a estos métodos como una más adecuada clasificación de los tipos de impermeabilización, la posibilidad de obtener superficies artificiales muy pequeñas y el evitar generalizaciones mezclando distintos atributos de las imágenes analizadas(Weng, 2012; Wood et al., 2006).
The advances made in recent decades for the development of calculation techniques for impervious surfaces have been considerable. However, a number of aspects still to be resolved are still pending such as a more adequate classification of the types of imperviousness, the possibility of obtaining very small artificial surfaces and avoiding generalizations by mixing different attributes of the analyzed images (Weng, 2012; Wood et al., 2006).
Fig. 1. Metodología para la obtención de superficies impermeables utilizando fotografía aérea/Methodology for obtaining impervious surfaces using aerial photography.
Fuente/Source: Pascual Aguilar et al. (2006).

Chabaeva, A., Civco, D.L., Hurd, J.D. (2009): Assessment of impervious surface estimation techniques. Journal of Hydrologic Engineering, 14 (4): 377-387.
Miller, J.D., Kim, D., Kjeldsen, T.R., Packman, J., Grebby, S., Dearden, R. (2014): Assessing the impact of urbanisation on storm runoff in a peri-urban catchment using historical change in impervious cover. Journal of Hydrology, 515: 59-70.
Pascual Aguilar, J. A., Añó, C, Valera, A., Sánchez, J. (2006): Urban growth in the Mediterranean coastal regions: the case of Alicante, Spain. In Desertification in the Mediterranean region: a security issue, Edited by: Kepner, W. G., Rubio, J. L., Mouat, D. A. and Pedrazzini. Berlin: Springer.
Weng, K. (2012): Remote sensing of impervious surfaces in the urban areas: Requirements, methods, and trends. Remote Sensing of Environment, 117: 34-49.
Wood, G., Braganza, S., Brewer, T., Kampouraki, M., Harris, J., Hannam, J., Burton, R., Deane, G.(2006): Monitoring urban sealing from space. Technical report of GIFTSS project BNSC/ITT/54, Defra code SP0541. Cranfield (Cranfield University).

miércoles, 18 de septiembre de 2019

Encontrando grupos de investigación que trabajan en contaminantes emergentes/Finding research groups working on Emerging Contaminants


Los contaminantes emergentes son aquellos contaminantes que actualmente no se consideran en las regulaciones de calidad ambiental existentes, se cree que también que en este grupo entran los que son amenazas potenciales para la salud humana y los ecosistemas ambientales o los que no han sido estudiados previamente.
Contaminants of Emerging Concern are pollutants that are not currently considered by existing environmental-quality regulations, are thought to be potential threats to human health and environmental ecosystems or have not been studied previously.
Se puede suponer que los contaminantes emergentes serán un tema de investigación permanente, ya que se producen continuamente nuevos compuestos químicos mientras que la ciencia mejora su conocimiento de los existentes. Por lo tanto, es necesario mantenerse al día de las diferentes líneas de investigación que se están desarrollando para estudiar este tipo de contaminantes.
One may assume that emerging pollutants will be a permanent research topic as new chemical compounds are continuously being produced while science improves its knowledge of the existing ones. Therefore, it is necessary to keep abreast of the different research lines that are being developed to study this type of pollutants.
Es por lo dicho anteriormente por lo que se ha creado un visor cartográfico sobre Contaminantes Emergentes. Se ha desarrollado con el objetivo de dar visibilidad a las diferentes investigaciones,  grupos e instituciones que actualmente están trabajando con contaminantes emergentes. Es por eso que cualquier grupo de investigación dispuesto a participar en esta iniciativa es bienvenido a cumplimentar un sencillo cuestionario y será incluido rápidamente en el visor cartográfico.
That's why a cartographic viewer on Contaminants of Emerging Concern has been developed, with the aim of giving visibility to different research groups and institutions that presently are working with emerging contaminants. Any research group willing to participate in this initiative is welcome to complete a simple questionnaire and will be promptly included in the map viewer.
The collaborative map has been developed by the Geomatics Lab at the Institute IMDEA Water, together with the Center for the Knowledge of the Landscape (Centro para el Conocimiento del Paisaje) and the Research Center on Desertification (Centro de Investigaciones sobre Desertificación).
http://geomatica.imdea-agua.org:21000/webmappings/Contaminantes_Emergentes/WM_CEmergentes.html


domingo, 1 de septiembre de 2019

La impermeabilización del suelo que pisamos (1): Principales características/The imperviousness of the ground we step on (1). Main features


La impermeabilización es un fenómeno estrechamente asociado con la continua expansión de nuestra forma de vida: edificamos casas, hacemos carreteras cada vez más anchas, construimos espacios para el ocio, la compra, la industria, el comercio (Fig 1). La consecuencia es un conjunto continuo de superficies artificiales que, lógicamente, alteran las dinámicas naturales de los suelos: los sellan y los impermeabilizan [1].
Imperviousness is a phenomenon closely associated with the continuous expansion of our way of life: we build houses, we make roads wider and wider, we build spaces for leisure, shopping, industry, commerce (Fig 1). The consequence is a continuous set of artificial surfaces that logically alter the natural dynamics of soils: they seal and waterproof them [1].

Desde la perspectiva de la Geomática el estudio de la impermeabilización o las superficies artificiales es un reto espacial a la vez que socio-ambiental, habiéndose desarrollada estrategias para  (1) su inventariado recurriendo tanto a las tecnologías tradicionales (Cartografía analógica, Fotografía aérea) [2] como a las más modernas (Teledetección) [3]; (2) al análisis espacial sincrónico y diacrónico (por medio de las métricas espaciales, los Sistemas de Información Geográfica y aplicaciones Geoestadísticas) [4];  (3) las repercusiones sociales (pérdida de calidad y valor patrimonial del paisaje) [5], y (4) las amenazas ambientales (alteración de los servicios ecosistémicos que el suelo presta) entre los que cabe destacar la pérdida de almacenamiento hídrico, la alteración de las conectividades del agua entre compartimentos ambientales y la modificación del potencial de filtro y regeneración de la calidad del agua que posee el suelo [6].
From the Geomatics perspective, the study of impervious  (or artificial) surfaces is a spatial challenge as well as socio-environmental, having developed strategies for its (1) inventory using both traditional technologies (Analog Cartography, Aerial Photography) [2], and the most modern ones (Remote Sensing) [3]., (2) synchronous and diachronic spatial analysis (through spatial metrics, Geographic Information Systems and Geostatistical applications) [4].; (3) the social repercussions (loss of quality and heritage value of the landscape) [5].,  and (4) environmental  threats (alteration of ecosystem services that the soil lends) among which the loss of water storage, the alteration of water connectivity between environmental compartments and the modification of the filter potential and regeneration of the quality of water that the soil possesses [6].

[1] Pascual-Aguilar, J., Andreu, V., Gimeno-García, E., Picó, Y. (2015): Current anthropogenic pressures on agro-ecological protected coastal wetlands. Science of the Total Environment, 503–504: 190-199.
[2] Pascual Aguilar, J.A., Iranzo, E. 2015): Analyzing the influence of land cover change on the soil moisture regime of two Mediterranean catchments using a water balance model. In: Pascual Aguiar, J.A., Sanz, J. de Bustamante, I.  (eds):  Aplicaciones de la Geomática en el estudio del patrimonio del agua Geomatics applied to the study of the wáter heritage, Instituto Imdea-Agua/Centro para el Conocimiento del Paisaje/Centro de Investigaciones sobre Desertificación, Spain.
[3] Weng, Q. (2012): Remote sensing of impervious surfaces in the urban areas: Requirements, methods, and trends. Remote Sensing of Environment, 117: 34-49.
[5] Belda-Carrasco, R., Iranzo-Garcia, E., Pascual-Aguilar, J.A. (2019: Landscape Dynamics in Mediterranean Coastal Areas: Castelló  de la Plana in the Last Hundred Years. Landscape Online, 69: 1-15.
[6] Brabec, E., Schulte, S., Richards, P. (2002): Impervious Surfaces and Water Quality: A Review of Current Literature and Its Implications for Watershed Planning. Journal of Planning Literature, 16 (4): 500-514.







domingo, 4 de agosto de 2019

Ojo al dato: la aplicabilidad de índices de calidad de agua/Beware with the information: water quality indices applicability

La reciente publicación titulada " Analysis of existing water information for the applicability of water quality indices in the fluvial-littoral area of Turia and Jucar Rivers, valencia, Spain"  [1] analiza las características de los datos sobre calidad del agua recogidos entre 1990 y 2016 por un organismo oficial de la Unión Europea con competencias territoriales para la gestión del agua, la Confederación Hidrográfica del Júcar, CHJ). El objetivo principal es evaluar la aplicabilidad de esta información existente como fuente potencial de datos para la evaluación continua con índices de calidad de agua (ICAs). En concreto, se evalúan la representatividad espacial y temporal de los datos disponibles junto con la aplicabilidad de los ICAs. Una lista de 42 ICAs existentes con el tipo y número de variables utilizadas fue compilada después de la revisión de la literatura. El estudio se llevó a cabo en el espacio fluvio-litoral entre los ríos Turia y Júcar en Valencia (España), que fue dividida en seis áreas funcionales de paisaje (AFP) (Fig. 1).
The recent publication [1] entitle "Analysis of existing water information for the applicability of water quality indices in the fluvial-littoral area of Turia and Jucar Rivers, valencia, Spain" analyses the water quality information gathered by an European Union water district authority between 1990 and 2016 (the Spanish Jucar River Management Authority, Confederación Hidrográfica del Júcar, CHJ). The main goal is to evaluate the applicability of this existing physicochemical information as potential data sources for continuous evaluation with Water Quality Indices (WQIs). Specifically, the spatial and temporal representability of available data is assessed together with the applicability of WQIs both in time and space. A list of 42 existing WQIs with type and number of variables used was compiled after literature review. The study was carried out in the fluvial-littoral area of Turia and Jucar Rivers, Valencia, Spain, which was divided into six Landscape Functional Areas (LFAs), based on the outer continental perimeter zone, the irrigation areas of main channels crossing the flood plain, and the Albufera Lake (Fig. 1).

Fig. 1. Área de estudio/Study área


La información inicial con la que se trabajó consistió en una base de datos proporcionada por la CHJ, que incluye 67 puntos de muestreo con variables físico-químicas recogidas entre 1990 y 2016, (aproximadamente 283.023 registros). Esta información fue analizada con estadísticas descriptivas para evaluar, la posibilidad de utilizar ICAs tanto en tiempo (27 años) como en espacio por medio de la asignación de los puntos de muestreo a una de las 6 AFP (Fig. 2.).
Input information consisted of a database, provided by the CHJ, of 67 sampling points with 401 physicochemical variables from 1990 to 2016, (about 283,023 records). This information was cross-analysed using descriptive statistics to evaluate the CHJ database information, the possibility of using WQIs, and the performance of target WQIs once their possible use both in time (27 years) and space (6 LFA) was established. Finally, a map representing the six LFAs was digitised, including the 67 sampling points and their water physicochemical characteristics. Fig. 2.


Los resultados muestran que de los ICAsccionados 7 se pueden utilizar (Fig. 2), aunque ninguno de los siete puede calcularse simultáneamente en todas las estaciones y para todos los años. El 31% (21) de las estaciones proporciona datos que pueden ser utilizados en algunos años, y sólo el 10% (27.430 valores) de la información de la base de datos es necesaria para el cálculo de ICAs. Los estadísticos diseñados para valorar la repetitividad (constante medida de parámetros de agua en el tiempo) y consistencia (coincidencia de parámetros medidos en los puntos 21 de muestreo) muestran gran disparidad tanto en tiempo como en parámetros entre puntos de muestreo. Estos resultados sugieren que no sólo es esencial obtener información sobre diferentes compuestos que pueden alterar la calidad del agua (para el cumplimiento de las políticas de autoridad de gestión de Cuenca), sino también sería conveniente establecer un conjunto de parámetros fisicoquímicos obligatorios basado en el adecuado aplicación de algunos índices que permitan el seguimiento temporal y espacial de una manera accesible y repetible.
Results demonstrate that, out of 42 WQIs selected, seven can be used whenever all variables required are present (Fig. 2). None of them can be calculated simultaneously at all stations and for all years. About 31% (21) of stations provided data that can be used in some years, and only 10% (27,430 values) of the database information is required for WQIs calculation. Indices that estimate repetitiveness (constant measure of water parameters over time) and consistency (coincidence of parameters measured at the 21 sampling points) show great disparity both in time and in parameters between sampling points. These results suggest that not only is it essential to obtain information on different compounds that may alter the water quality (to fulfil basin management authority policies), but also to establish a set of mandatory physicochemical parameters based on suitable application of some indices allowing temporary monitoring and comparison between them, in an accessible and repeatable manner.

Fig. 2. Valores promedio por Areas Funcionales de Paisajes de los siete ICAs utilizados/Average results of the seven WQIs analysed by Landscape Functional Areas (LFAs) and years.


[1] Pascual Aguilar, J.A., Campo, J., Nebot Meneu, S., Gimeno-García, E., Andreu, V. (2019): Analysis of existing water information for the applicability of water quality indices in the fluvial-littoral area of Turia and Jucar Rivers, Valencia, Spain. Applied Geography, 111. https://authors.elsevier.com/c/1ZVT4Wf-B4J3I





miércoles, 19 de junio de 2019

SMOS-Soil Moisture and Ocean Salinity satellite/satélite de la Humedad del Suelo y la Salinidad del Océano


La Agencia Espacial Europea (ESA) tiene en funcionamiento un buen número de misiones de observación de la Tierra, entre ellas se encuentra la dedicada al seguimiento de la salinidad de los océanos y la humedad superficial continental, SMOS (Soil Moisture and Oceans Salinity).
Se creó para obtener, desde el espacio, datos más precisos sobre la humedad terrestre y la salinidad en nuestros océanos. Además, otro de los objetivos del satélite es facilitar una mejor predicción de condiciones climáticas extremas, registrando datos sobre la acumulación de hielo y nieve. El proyecto cuenta con instrumentos más modernos con la esperanza de recopilar información más precisa. El satélite se lanzó con éxito el 2 de noviembre de 2009.
Por consiguiente, se ha ido creando un cuerpo de conocimiento que, desde el punto de vista de las aplicaciones hidrológicas, tienen una gran relevancia [1].

Los datos SMOS pueden descargarse libremente desde los repositorios de información que tiene la ESA (), tras rellenar un sencillo formulario para el registro de usuarios. La ESA ha desarrollado también programas de libre acceso para la lectura y análisis de los datos recogidos por sus distintos satélites, siendo SNAP idóneo para el tratamiento de las imágenes SMOS.


The European Space Agency (ESA) has a number of Earth observation missions in operation, including the one dedicated to the monitoring of Soil Moisture and Ocean Salinity (SMOS).

SMOS was created to obtain, from space, more precise data on terrestrial humidity and salinity in our oceans. In addition, another objective of the satellite is to provide a better prediction of extreme weather conditions, recording data on the accumulation of ice and snow. The project has modern instruments with the hope of gathering more precise information. The satellite was successfully launched on November 2, 2009.

Consequently, a body of knowledge has been created that, from the point of view of hydrological applications, have a great relevance [1].

The SMOS data can be freely downloaded from the information repositories that ESA has, after filling in a simple form for the registration of users. ESA has also developed free access programs for reading and analyzing the data collected by its different satellites, being SNAP suitable for the treatment of SMOS images.




[1] Rodríguez-Fernández, N.J., Muñoz Sabater, J., Richaume, P., de Rosnay, P., Kerr, Y.H, Albergel, C., Drusch, M., Mecklenburg, S. 2017. SMOS near-real-time soil moisture product: processor overview and first validation results. Hydrol. Earth Syst. Sci., 21, 5201–5216.

http://www.esa.int/spaceinvideos/Videos/2014/12/Five_years_of_global_sea-surface_salinity_from_space


martes, 9 de abril de 2019

Proyectando hacia el futuro: El programa Dinámica EGO/ Projecting towards the future: The Dinamica EGO software


Dinamica EGO [1] es un programa libre creado para para el análisis ambiental y la dinámica de paisajes, que permite la creación de tendencias futuras a partir de un auto-entrenamiento utilizando situaciones previas en distintos momentos temporales. La plataforma permite la creación de modelos a través de una interfaz gráfica en la que se incorporan las funciones de cálculo (functors), los datos iniciales (mapas y tablas) y los resultados (mapas, tablas y pesos o “weights”) mediante los conectores de sus puertos (Figura 1). Dinámica EGO tiene implementados unos motores de cálculo que permiten maximizar los recursos de hardware (procesado en paralelo, memoria, …).
Su principal uso se basa en la aplicación de diversas funciones de cálculo relacionadas con los cambios de las cubiertas superficiales y los usos del suelo, así como una parte del análisis de paisajes del que dispone la plataforma. De esta forma se genera un modelo con una gran flexibilidad en las variables que inciden en el cambio según el territorio analizado. El modelo resultante, una vez calibrado, permitirá el análisis y la propuesta de un escenario futuro de los cambios ocurridos a lo largo del tiempo en los usos del suelo o los paisajes.
Los resultados del análisis de tendencias futuras permiten también su aplicación para evaluar las posibles incidencias ambientales de las mismas. Algunos ejemplos de análisis ambientales utilizando el resultado pre-establecido con Dinámica se relacionan con el estudio de de distintos escenarios como la deforestación [2, 3], los cambios recientes de usos del suelo  y cambio climático [4, 5, 6] y también la evaluación de procesos relacionados con los recursos hídricos {7,8,9].


Dinamica EGO [1] is free software developed for environmental analysis and landscape dynamics, which allows the creation of future trends from a self-training procedure using previous situations at different times. The platform construct models through a graphical interface in which the calculation functions (functors), the initial data (maps and tables) and the results (maps, tables and weights) are incorporated through the connectors of its ports (Figure 1). Dynamica EGO has implemented calculation engines that allow maximizing hardware resources (parallel processing, memory, ...).
Its main use is based on the application of various calculation functions related to changes in land cover and land use structures, as well as a part of the analysis of landscapes available to the platform. In this way, a model with great flexibility is generated using the variables that affect the change according to the territory analyzed. The resulting model, once calibrated, will allow the analysis and the proposal of a future scenario of the changes that have occurred over time in land uses or landscapes.
The results of future trends analysis also allow their application to evaluate their possible environmental incidents. Some examples of environmental analyzes using the pre-established result with Dynamica EGO are linked  to the study of different scenarios such as deforestation [2, 3], recent changes in land use and climate change [4, 5, 6] and also the evaluation of processes related to water resources {7,8,9].


Descarga del programa/Sotware Download: https://csr.ufmg.br/dinamica/releases/

Figura.  Diseño gráfico con funciones y conectores para la modelización y validación de cambios de cubiertas/usos del suelo (LUCC)
Figure 1. Graphic Design with functions and connectors for Land Use/Cover Changes (LUCC) Modeling

[1] Ferreira, B.M, Soares Filho, B.S, Pereira, F.M.Q. 2019. The Dinamica EGO Virtual Machine. Science of Computer Programming. Doi: https://doi.org/10.1016/j.scico.2018.02.002
[2] Ghilardi, A., Bailis, R., Mas, J.-F., Skutsch, M., Elvir, J.A., Quevedo, A., Masera, O., Dwivedi, P., Drigo, R., Vega, E., 2016. Spatiotemporal modeling of fuel wood environmental impacts: Towards improved accounting for non-renewable biomass. Environ. Model. Softw. 82, 241–254. Doi. https://doi.org/10.1016/j.envsoft.2016.04.023
[3] Jaramillo-Giraldo, C., Soares Filho, B., Carvalho Ribeiro, S.M., Gonçalves, R.C., 2017. Is It Possible to Make Rubber Extraction Ecologically and Economically Viable in the Amazon? The Southern Acre and Chico Mendes Reserve Case Study. Ecol. Econ. 134, 186–197. Doi. https://doi.org/10.1016/j.ecolecon.2016.12.035
[4] Ahmed, S., Bramley, G., 2015. How will Dhaka grow spatially in future?-Modelling its urban growth with a near-future planning scenario perspective. Int. J. Sustain. Built Environ. 4, 359–377.
[5] Maeda, E., Pellikka, P., Siljander, M., J.F. Clark, B., 2010. Potential impacts of agricultural expansion and climate change on soil erosion in the Eastern Arc Mountains of Kenya. https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2010.07.019
[6] Troupin, D., Carmel, Y., 2016. Landscape patterns of development under two alternative scenarios: Implications for conservation. Land Use Policy 54, 221–234. https://doi.org/10.1016/j.landusepol.2016.02.008
[7] Lima, L.S., Coe, M.T., Filho, B.S.S., Cuadra, S.V., Dias, L.C.P., Costa, M.H., Lima, L.S., Rodrigues, H.O., 2014. Feedbacks between deforestation, climate, and hydrology in the Southwestern Amazon: implications for the provision of ecosystem services. Landsc. Ecol. 29, 261–274. https://doi.org/10.1007/s10980-013-9962-1
[8] Veerbeek, W., Pathirana, A., Ashley, R., Zevenbergen, C., 2015. Enhancing the calibration of an urban growth model using a memetic algorithm. Comput. Environ. Urban Syst. 50, 53–65. https://doi.org/10.1016/j.compenvurbsys.2014.11.003
[9] Huong, H.T.L., Pathirana, A., 2013. Urbanization and climate change impacts on future urban flooding in Can Tho city, Vietnam. Hydrol Earth Syst Sci 17, 379–394. https://doi.org/10.5194/hess-17-379-2013

viernes, 22 de marzo de 2019

Hydro-BID una herramienta para el manejo y planificación del recurso hídrico en América Latina y el Caribe/Hydro-BID a tool for water resource management & planning in Latin America and the Caribbean


El Banco Inter-Americano de Desarrollo (BID) ha impulsado la creación de una plataforma de simulación de los recursos hídricos llamada Hydro-BID (Figura 1). El objetivo es apoyar a la región en el gran desafío que supone la gestión del agua, principalmente intentado reducir los efectos negativos que suponen los fenómenos extremos que están ocurriendo cada vez con más frecuencia y que están relacionados con el cambio climático.
 
The Inter-American Development Bank (IDB) has promoted the creation of a water resources simulation platform called Hydro-BID (Figure 1). The objective is to support the region in a great challenge: water management. They are trying to reduce the negative effects of the extreme phenomena that are occurring more and more frequently and that are related to climate change.
 
Figura 1. Logotipo de Hydro-BID.
Figure 1. Hydro-BID logo.
 

Esta herramienta facilita la gestión eficiente y la planificación de los recursos hídricos. Permite hacer predicciones de la disponibilidad de agua bajo diferentes circunstancias, tales como los efectos del cambio climático, el crecimiento demográfico y los cambios en el uso de la tierra. Por otro lado, Hydro-BID realiza análisis más específicos como gestión de embalses y capacidades generales de asignación del agua, simulación de aguas subterráneasy cambios en la calidad del agua atribuibles al transporte de sedimentos.
 
Hydro-BID fue creado para proveer una plataforma común para todos los países de América Latina y el Caribe. Con ella se puede crear una comunidad de conocimiento en la región para apoyar la gestión de los recursos hídricos, no sólo en cada país o cuenca, sino también en conjunto. El sistema Hydro-BID permite:
 
  • Evaluar la cantidad y calidad del agua de una cuenca o subcuenca hidrográfica.
  • Calcular las necesidades de infraestructuras.
  • Diseñar las estrategias y proyectos de adaptación a los cambios futuros.
 
The main goal of this tool is the efficient management and planning of water resources. It allows to make predictions of water availability under different circumstances, such as the climate change effects, population growth and land use changes. Besides, Hydro-BID performs more specific analyses such as reservoir management and general water allocation capabilities, groundwater simulation and water quality changes forecasts attributable to sediment transport.
 
Hydro-BID was created to provide a common platform for all countries in Latin America and the Caribbean that create a knowledge community in the region to support the management of water resources, not only in each country or basin, but also as a whole. The Hydro-BID system allows:
 
  • To evaluate the quantity and quality of wáter.
  • To calculate infrastructures needs.
  • To design strategies and adaptive projects in response to different planning.
 
El sistema Hydro-BID incluye varios componentes diferentes para la simulación y gestión de los recursos hídricos bajo escenarios de cambio:
 
  • Una Base de Datos Hidrográficos (LAC-AHD) que contiene más de 230.000 cuencas hidrográficas y cauces fluviales de América Latina y el Caribe (LAC).
  • Un Sistema de navegación GIS para examinar las cuencas y cauces.
  • Un modelo de datos: SQLITE, para organizar y formular bases de datos con diferentes tipos de información: clima, tipos de suelo, características de los suelos... Este modelo está relacionado con las subcuencas de la base de datos LAC-AHD.
  • Modelo hidrológico lluvia-escorrentía que permite generar caudales diarios en cada subcuenca basado en la formulación Generalized Watershed Loading Factor (GWLF).
 
The Hydro-BID system includes several components for the water resources simulation and management under change scenarios:
 
  • An Analytical Hydrography Dataset (AHD) representing over 230,000 catchments in the Latin America and Caribbean (LAC) region and their corresponding topography, river and stream segments.

    A GIS-based navigation tool to browse AHD catchments and streams with the capability of navigating upstream and downstream.
  • A data model: SQLITE, which allows to organize and formulate databases with different types of information: climate, soil types, soil characteristics ... This model is related to the LAC-AHD database.
  • A rainfall-run-off model based on the Generalized Watershed Loading Factor (GWLF) formulation that generates daily flows in each basin (Figure 2).
 
Se trata de una fuente abierta (open-source), diseñado para ser impulsado por la comunidad, permitiendo un proceso de mejora constante. Además, permite hacer simulaciones de los recursos hídricos en cualquier escala de tiempo: intra/inter-anual, decenal y más allá. Esta plataforma se está aplicando actualmente en varios países de la región como son Argentina, Perú (a nivel nacional), Ecuador, Brasil y Haití.
 
Hydro-BID is an open-source tool: designed to be community-driven, opening the doors to a rich development and improvement process. It simulates basin hydrology driven by climate in a modular, flexible and scalable way and it is tailored to simulate water resources at all time-scales: near term, intra/inter-annual, decadal and beyond. Hydro-BID is currently being piloted in Argentina, Peru, Ecuador, Brazil, and Haití.
 
Figura 2. Estructura y flujo de trabajo de Hydro-BID.
Figure 2. Hydro-BID structure and workflow.

miércoles, 6 de marzo de 2019

¿Cómo elaborar una base de datos espacial de patrimonio hidráulico? Aplicación de la metodología en la Comunidad de Madrid/ How to elaborate a hydraulic heritage spatial database? Methodological application in the Community of Madrid


El patrimonio hidráulico es un legado que generalmente ha sido olvidado en la gestión territorial y en las acciones de protección de las administraciones públicas. Este patrimonio expresa la forma en que los habitantes han usado sus recursos hídricos y sus estructuras relacionadas durante siglos. Para una correcta gestión del patrimonio hidráulico, es necesario elaborar un inventario de los bienes existentes. Por este motivo se ha creado un inventario espacial y temático del patrimonio hidráulico de la Comunidad de Madrid, utilizando las herramientas del Sistema de Información Geográfica (SIG) (Figura 1).
Hydraulic heritage is a legacy that has generally been forgotten in territorial management and protective actions. This heritage expresses the way in which inhabitants have used their water resources and related structures for centuries. For proper management, it is necessary to draw up an inventory. Using Geographical Information System (GIS) tools (Figure 1), a spatial and thematic inventory of the hydraulic heritage located in the Community of Madrid has been created.


Figura 1. Esquema metodológico para el inventario del patrimonio hidráulico.
Figure 1. Methodological scheme for the inventory of the hydraulic heritage.

Este inventario muestra tanto la abundancia (más de 5800 entidades de tipo puntual) como la diversidad (28 categorías en la capa de tipo de entidades de punto) de elementos hidráulicos históricos que hay en la región. Toda la información de este trabajo ha sido extraída de mapas antiguos (1870–1960). Para ello, se diseñó una base de datos para proporcionar información espacial, temática y temporal sobre este patrimonio.
This inventory shows the conditions, both in abundance (more than 5800 point type entities) and diversity (28 categories in the point entities type layer), of historical hydraulic elements in the region. All the information in this work has been extracted from old maps (1870–1960). A database was designed to provide spatial, thematic and temporal information on this heritage.
La distribución de elementos se concentró principalmente en las llanuras aluviales y las áreas metropolitanas de la región (Figura 2). Gran parte de los elementos hidráulicos están en peligro debido al aumento de la presión urbana en la región y el paulatino abandono de alguno de ellos. El crecimiento urbano y la modernización agrícola son los principales factores que influyen en la supervivencia de este tipo de elementos patrimoniales.
Element distribution was concentrated mainly in the alluvial plains and the metropolitan areas of the region (Figure 2), and it has been proven how hydraulic elements are endangered due to increasing urban pressure. Urban expansion and agricultural modernisation are the main factors influencing the survival of this type of assets.


Figura 2 Distribución de los elementos de tipo punto del Patrimonio Hidráulico de la Comunidad de Madrid (a) y Mapa de densidad de elementos patrimoniales (b).
Figure 2. (Spatial distribution of the hydraulic Heritage point entities in the Community of Madrid (a) and heritage elements density map (b).

El trabajo, publicado en la revista Science of The Total Environemnt (1), ha sido desarrollado por el Dr. Alberto Blanco, la Dra. Irene de Bustamante y el Dr. Juan Antonio Pascual, investigadores del Instituto IMDEA Agua. El artículo presenta una metodología extrapolable a cualquier parte del mundo que posea unos mapas antiguos que representen elementos patrimoniales relacionados con el agua (o de cualquier otro tipo).
This work, which has been published in Science of The Total Environment (1), has been authored by Dr. Alberto Blanco, Dr. Irene de Bustamante and Dr. Juan Antonio Pascual researchers at the IMDEA Water Institute. The paper presents a methodology that can be extrapolated to any part of the world that has old maps that represent heritage elements related to water (or any other type of heritage).
 
(1) Blanco, A., Bustamante, I., Pascual-Aguilar, J.A. (2019). Using old cartography for the inventory of a forgotten heritage: The hydraulic heritage of the Community of Madrid. Science of The Total Environment, 665: 314-328.




jueves, 21 de febrero de 2019

El futuro de la Teledetección y los recursos hídricos/ The future of Remote Sensing and water resources


Desde el advenimiento de la Teledetección con usos civiles y de investigación se ha explorado su utilidad en las distintas necesidades de los recursos hídricos. Periódicamente aparece un trabajo sobre el estado del arte en el que se establecen los distintos logros de la utilización del ingente volumen da datos que sistemáticamente nos daban los sensores instalados en los satélites, más o menos lejanos. Si seguimos ese recuento (1, 2, 3), los avances en las últimas décadas han sido más que notorios tanto en la calidad (tipo de estudios, resoluciones espaciales y espectrales, aplicaciones) como en la cantidad (publicaciones, satélites, plataformas.
El constante desarrollo de las nuevas tecnologías, junto con la diseminación masiva entre la población de instrumentos que pueden apoyar el uso de productos sobre los recursos hídricos obtenidos por medio de sensores hace que el futuro sea realmente alentador y, posiblemente, complicado. Se habla de la utilización de pequeños portadores, nanosatélites, como forma de abordar la evaluación de la calidad del agua (4) y del tratamiento de la masiva cantidad de información entendida ya como “big data” (5).
Si queremos entender el futuro de la Teledetección utilizado para la exploración y gestión de los recursos hídricos (6), debemos pensar en un mundo tecnológico muy interrelacionado donde no sólo caben los conceptos clásicos ya consolidados, sino en algo más abierto y complejo en el que se entremezclan sensores y plataformas (nuevos y existentes), accesibilidad y participación de usuarios e interconexión de distintos soportes digitales (figura 1).



Since the advent of Remote Sensing with civil and research uses, its usefulness in the different needs of water resources has been explored. Periodically a work appears on the state of the art in which the different advances on the use of the enormous volume of data that systematically gave us the sensors installed in satellites, more or less distant, were defined. If we follow this constant count (1, 2, 3), the progress in the last decades have been more than noticeable both in the quality (type of studies, spatial and spectral resolutions, applications) and in the quantity (publications satellites, platforms).
The constant development of new technologies, together with the massive dissemination among the population of instruments that can support the use of products on water resources obtained through sensors makes the future really encouraging and, possibly, complicated. There was talk of using small carriers, nanosatellites, as a way to approach the evaluation of water quality (4) and the treatment of the massive amount of information seen as "big data" (5).
If we want to understand the future of Remote Sensing used for the exploration and management of water resources (6), we must think of a highly interrelated technological world where not only classical concepts are already consolidated, but something more open and complex in which interspersed sensors and platforms (new and existing), accessibility and user participation and interconnection of different digital media (Figure 1) work together.



Figura 1. Propuesta de McCabe et al. (6) de interrelación de todos los sistemas (sistema de sistemas) para la gestión de los recursos hídricos.
Figure 1. Proposal by McCabe et al. (6) of interrelation of all the systems (system of systems) for the management of water resources.


1. Bhavsar, P.D. (1984): Review of remote sensing applications in hydrology and water resources management in India. Adv. Space Res., 4: 193-200.
2. Bastiaanssen, W.G.M. (1998): Remote Sensing in Water Resources Management: The State of the Art. International Water Management Institute, Colombo, Sri Lanka.
3. Chakilu, G.G. (2017): Review of the Role of Remote Sensing Technology in Water Resources Management. Journal of Environment and Earth Science, 8: 94-101.
4. Gallah, N., Bahri, O. B.m. Lazreg, N., Chaouch, A. (2017): Water Quality Monitoring based on Small Satellite Technology. International Journal of Advanced Computer Science and Applications, 8: 357-362.
5. Chen, L., Wang, L. (2018): Recent advance in earth observation big data for hydrology. Big Earth Data, 2: 86-107.
6. McCabe, M. F. et al. (2017): The future of Earth observation in hydrology. Hydrol. Earth Syst. Sci., 21: 3879-3914.