Revista Geográfica de América Central

Estimation of the surface temperature in Landsat 5 historical images by means of single-channel atmospheric correction in the thermal for the Tempisque-Bebedero river basin (Costa Rica)

Resumen: En las últimas décadas la utilización de imágenes satelitales se ha incrementado al punto de constituir una herramienta fundamental en el monitoreo de procesos ambientales y de cambio global. En tal sentido, la importancia histórica de la familia de satélites Landsat marca un hito en 1985 con la introducción del sensor Tematic Mapper, que ofrecía la posibilidad a los usuarios de adquirir información de una base histórica de más de 25 años de imágenes térmicas a 120 metros de resolución espacial. El presente trabajo se presenta como una metodología de obtención de temperatura superficial a partir de una serie temporal de imágenes Landsat-5 TM adquiridas en el año 2001 sobre el Pacífico norte de Costa Rica. Se presentan los distintos algoritmos que pueden utilizarse para la estimación de temperatura superficial a partir de datos Landsat con el método monocanal por la función inversa de Planck. Aspectos como la transmisividad media de la atmósfera, la radiancia ascendente y descendente, o la emisividad de la superficie terrestre fueron tomados en cuenta, previamente al cálculo de la temperatura de brillo de las imágenes.

Abstract: In recent decades, the use of satellite imagery has increased to the point of being a fundamental tool in the monitoring of environmental processes and global change. In this sense, the historical importance of the Landsat family of satellites marks a milestone in 1985 with the introduction of the Tematic Mapper sensor, which offered users the possibility of acquiring information from an over 25-year historical database of thermal imagery at 120 meters of spatial resolution. This paper is presented as a methodology for obtaining surface temperature data from a time series of Landsat-5 TM images acquired in 2001 on the North Pacific Region of Costa Rica. The different algorithms that can be used for the estimation of surface temperature from Landsat data via the single-channel method by way of the inverse Planck function are presented. Prior to the calculation of the brightness temperature of the images, aspects such as average atmospheric transmissivity, ascending and descending radiance or earth´s surface emissivity were taken into account.

The construction of public policies for urban sustainability

Resumo: Nas últimas décadas, o poder público tem cada vez mais se esforçado a incorporar as políticas públicas na agenda do desenvolvimento sustentável, isso em decorrência do processo de crescimento desordenado das cidades. Nesse contexto, o objetivo desse trabalho é investigar sobre a constituição de políticas governamentais que fomentam a Agricultura Urbana, como instrumento de sustentabilidade urbana, na cidade de João Pessoa-PB. Por ser um fenômeno recente, a presença de marco legislativo específico para a promoção da Agricultura Urbana deve ser analisada. A metodologia empregada foi pesquisa qualitativa, de natureza descritiva e exploratória. O trabalho revelou a existência de políticas públicas que o governo municipal vem fomentando, desde o ano de 1993, o desenvolvimento de ações voltadas para a gestão e o aperfeiçoamento das práticas de Agricultura Urbana.

Abstract In the last decades, public power has been increasingly striving to incorporate public policies into the sustainable development agenda, as a result of the disorderly growth process of cities. In this context, the objective of this work is to investigate the constitution of government policies that promote Urban Agriculture, as an instrument of urban sustainability, in the city of João Pessoa-PB. Because it is a recent phenomenon, the presence of a specific legislative framework for the promotion of Urban Agriculture must be analyzed. The methodology used was qualitative research, of a descriptive and exploratory nature. The work revealed the existence of public policies that the municipal government has been promoting, since 1993, the development of actions aimed at the management and improvement of Urban Agriculture practices.

Resumen: En las últimas décadas, el poder público se ha esforzado cada vez más por incorporar políticas públicas en la agenda del desarrollo sostenible, como resultado del proceso de crecimiento desordenado de las ciudades. En este contexto, el objetivo de este documento es investigar la constitución de políticas gubernamentales que promuevan la agricultura urbana, como instrumento de sostenibilidad urbana, en la ciudad de João Pessoa-PB. Como fenómeno reciente, debe analizarse la presencia de un marco legislativo específico para la promoción de la agricultura urbana. La metodología utilizada fue la investigación cualitativa, descriptiva y de naturaleza exploratoria. El trabajo reveló la existencia de políticas públicas que el gobierno municipal ha estado promoviendo, desde 1993, el desarrollo de acciones dirigidas a la gestión y mejora de las prácticas de agricultura urbana.

Integrating the concept of ecosystem services in territorial planning.

Resumen: El presente artículo realiza un análisis sobre la importancia del abordaje de los servicios ecosistémicos en el ordenamiento territorial, iniciando con una revisión bibliográfica del concepto de servicios ecosistémicos y los beneficios que se obtienen al trabajar bajo este enfoque, incluyendo las principales formas de clasificación de dichos bienes y servicios. Se repasa el concepto y los objetivos de ordenamiento territorial y cómo el plan regulador se constituye como la principal herramienta para incidir en el territorio en Costa Rica, para luego analizar la importancia del ordenamiento para garantizar la sostenibilidad de los servicios ecosistémicos y por lo tanto la necesidad de considerar dichos servicios en los procesos de planificación del territorio sin omitir los desafíos que implica este abordaje. A manera de ejemplo se examina la experiencia de la ciudad de Damasco (Oregón, EEUU) y se exponen los principales criterios para la consideración de los servicios ecosistémicos en los Planes Reguladores. Finalmente, se presentan una serie de conclusiones en las que se evidencia que aún falta mucho camino por recorrer en este ámbito, destacando que la incorporación del enfoque de servicios ecosistémicos en el ordenamiento territorial se torna imperativo para alcanzar los objetivos de desarrollo sustentable.

Abstract: The present article analyzes the importance of addressing ecosystem services in territorial planning, starting with a bibliographic review of the concept of ecosystem services and the benefits obtained by working under this approach, including the main ways of classifying these goods and services. The concept and objectives of territorial planning and the way in which zoning (known in Costa Rica as Regulatory Plan) is the main tool influencing Costa Rican territorial planning are reviewed. Next, the importance of planning to guarantee the sustainability of ecosystem services was analyzed and, therefore, the need to consider these services in territorial planning processes without omitting the challenges underlying this approach. As an example, the experience in the city of Damascus (Oregon, USA) is examined and the main criteria for the consideration of ecosystem services in its zoning plan are presented. Finally, a series of conclusions are exhibited that expose the long road ahead in this area, while highlighting the imperativeness of incorporating the ecosystem services approach in territorial planning to achieve the objectives of sustainable development.

Changes in the area cultivated with oil palm in the canton of Osa, Puntarenas. 2014-2018 period

Resumen El cultivo de palma aceitera muestra un acelerado crecimiento a nivel mundial. Según datos oficiales, solo en la región latinoamericana se evidencia un crecimiento del 150,8% en el área cultivada de palma de aceite al pasar de 443 000 hectáreas en 2001 a 1 111 000 hectáreas sembradas en 2014, de las cuales 818 000 se encontraban en etapa productiva aportando cerca del 6% del aceite de palma producido en el mundo (González, 2016). Estas plantaciones han impactado los paisajes tropicales por la disminución de la vegetación natural, pastos o por el reemplazo de otros cultivos. La expansión del cultivo de palma de aceite aumentó en Costa Rica y de acuerdo con la tendencia de los últimos años, seguirá en aumento. En los últimos años se han realizado censos y encuestas agropecuarias que muestran el crecimiento general, pero no detallan las áreas geográficas donde se da ese crecimiento y el consecuente impacto a la dinámica natural de las áreas cultivadas, información clave para los procesos de ordenamiento territorial regional y local que tenemos en el país. Por tal motivo, los objetivos de esta investigación fueron: analizar el cambio en la superficie sembrada con palma aceitera en el cantón de Osa, provincia de Puntarenas en el periodo 2014-2018 y evaluar la expansión del cultivo de palma aceitera en los distritos del cantón. Para esto, se analizaron datos de instituciones gubernamentales y se identificaron y digitalizaron las plantaciones de palma aceitera de los seis distritos del cantón de Osa.

Abstract Oil palm cultivation shows accelerated growth worldwide. According to official data, the Latin American region alone has seen 150.8% growth of area destined to oil palm cultivation, expanding from 443,000 hectares in 2001 to 1,111,000 hectares in 2014, of which 818,000 hectares were in the harvesting stage whereby contributing to approximately 6% of worldwide palm oil production (González, 2016). Oil palm plantations have impacted tropical landscapes by the decrease of natural vegetation, pastures or by replacing other crops. Oil palm cultivation increased in Costa Rica and, according to the trend of recent years, will continue to rise. In recent years, agricultural censuses and surveys have been carried out that show the general growth of cultivated land but omit to detail the geographical areas of expansion, nor depict the consequent impact on the natural dynamics of the cultivated area; both aspects constitute key information for regional and local territorial planning processes taking place in the country. Thus, the objectives of the present research were: to analyze the change in oil palm cultivated area in the canton of Osa, province of Puntarenas in the 2014-2018 period, and evaluate the expansion of oil palm cultivation in the districts of the canton. Accordingly, data from government institutions were analyzed and the oil palm plantations of the six districts of the Osa canton were identified and digitized.

Differentiation of agricultural lands in the municipality of Tequisquiapan, Querétaro.

Resumen: El municipio de Tequisquiapan, estado de Querétaro, México, ha tenido cambios en el uso de la tierra por el crecimiento urbano. El objetivo es realizar una diferenciación de tierras según el condicionamiento ambiental, para después valorar y clasificar tipos de tierras. La metodología se basa en la clasificación de tierras, propuesta por la (FAO, 1997). Como resultado se obtienen 7 clases se tierras: clase |I, cuya limitante es el clima semiseco, al igual que las clases II y III, donde la profundidad del suelo, son poco limitantes, para la producción agrícola. En las clases IV y V, además, de las piedras, poca profundidad del suelo, clima semiseco, tiene relevancia la inclinación del terreno de más del 15 %, que se puede usar para el pastoreo de ganado. En las clases VI y VII, cobra importancia la alta cantidad de rocas , > 50 % de pedregosidad; así como una inclinación mayor del 25 %, se recomienda que se usen para la preservación de la vegetación.

Abstract: The municipality of Tequisquiapan, state of Querétaro, Mexico, has suffered changes in land use due to urban growth. The objective of the present research is to differentiate land according to environmental conditioning and then assess and classify land types. The methodology is based on land classification guidelines as proposed by (FAO, 1997). As a result, 7 classes of land are obtained: Class I, whose limitation is semi-dry climate; Classes II and III, where soil depth is non-limiting for agricultural production. Classes IV and V, which in addition to having rocky, shallow depth soils, present a semi-dry climate and over 15% inclination that make them only suitable for grazing cattle. In classes VI and VII, the substantial stoniness (>50%) character of soils as well as greater than 25% slopes result in their recommendation as vegetation preservation land.

Soy, glyphosate and human health. Some evidence in the Argentinian Dry Chaco Region (1990-2012)

Resumen En las últimas décadas del siglo XX y las primeras del siglo XXI el Chaco Seco Argentino (conocido también como Chaco Salteño o Umbral al Chaco), atravesó un intenso proceso de deforestación asociado al avance de la frontera agropecuaria. El paquete soja transgénica-glifosato (su herbicida asociado) fue el principal protagonista de dicho proceso. En el amplio debate existente sobre los efectos del glifosato sobre la salud humana no es suficiente la evidencia epidemiológica sobre dicha relación. Estos son los principales aportes de esta propuesta, los cuales operan sobre bases estadísticas de mortalidad.

Abstract In the last decades of the 20th century and the first decades of the 21st century, the Argentinian Dry Chaco Region (also known as Chaco Salteño or Umbral al Chaco), went through an intense process of deforestation associated with the advance of the agricultural frontier. The transgenic soybean-glyphosate agrotechnological package was the main protagonist of this process. In the broad ongoing debate pertaining to the effects of glyphosate on human health, epidemiological evidence on this relationship is not enough. That is why this article focuses on the use of mortality statistics, and therefore, its main contribution will be to make a first approach to the study of the epidemiological profile evolution of the region associated with the use of said package.

The peri-urban Mar del Plata (Argentina): digital classification of land uses and analysis of transformations in the horticultural belt

Resumen: La sustentabilidad de las ciudades constituye uno de los propósitos más relevantes de los últimos tiempos. En ese contexto, las áreas periurbanas adquieren un rol prioritario ya que conjugan problemáticas sociales y ecológicas asociadas con las actividades que allí se desarrollan. En este marco, el objetivo del presente trabajo es identificar los usos del suelo presentes en el periurbano de Mar del Plata hacia el año 2018 y caracterizar la evolución de la actividad hortícola desde sus inicios hasta la actualidad. En el Partido se clasificaron sobre imágenes satelitales 6 usos principales, entre los cuales las “áreas hortícolas” abarcan apenas un 7%, pero contribuyen significativamente a la economía local. A partir del análisis de la expansión e intensificación de estas áreas, se espera profundizar en los impactos generados por la actividad hortícola, a fin de alcanzar una mayor sustentabilidad en el territorio local.

Abstract: The sustainability of cities is one of the most relevant purposes of recent times. In this context, peri-urban areas acquire a priority role as they combine social and ecological problems associated with the activities that are developed there. Within this framework, the objective of the present work is to identify the land uses present in the peri-urban area of Mar del Plata (Argentina) in the year 2018 and characterize the evolution of the horticultural activity from its beginnings to the present. In the County, 6 main uses, were classified on satellite images, among which “horticultural areas” cover only 7% but contribute significantly to the local economy. From the analysis of the expansion and intensification of these areas it is expected to deepen the discussion regarding the impacts generated by the horticultural activity with the finality of achieving greater sustainability in the local territory.

Estimation of the potential impact of diffuse pollution (non-point source pollution) by simplified methods in the Area of Protection of Flora and Fauna, Pico de Tancítaro, Michoacán, Mexico

Resumen En este trabajo, se calculó el Índice Modificado de Contaminación No Puntual (MPNPI), en el Área de Protección de Flora y Fauna, Pico de Tancítaro, Michoacán, durante tres años con diferentes condiciones de precipitación 2004, 2007 y 2014; en esta área se encuentran 16 cuencas para la región, dentro de estas existen 10 localidades de la tipología Físico-Geográfica del estado de Michoacán. La forma de calcular el índice MPNPI requiere de cuatro indicadores: Uso del Suelo (LCI), Escorrentía (ROI), Distancia (DI) y Precipitación Anual (API). Los resultados indican que las cuencas con categorías de potencial de contaminación difusa que va del Medio a Muy alto, con coincidencia espacial durante los tres años son Chuanito, Chondo y Cutio al noroeste; San Francisco y Huandiestacato al norte; Apo y Cuenca Rodada al oeste; al interior localidades físico-geográficas, XLIV, XVII y LX, esta conjunción permite delimitar espacios con características ambientales homogéneas dentro de la cuenca, esto ayuda a priorizar unidades que requieren implementar medidas de mitigación de la contaminación difusa hacia los sistemas acuáticos.

Abstract In this work, the Modified Nonpoint Pollution Index (MPNPI) was calculated in the Area of Protection of Flora and Fauna, Pico de Tancítaro, Michoacán, for three years with different precipitation conditions 2004, 2007 and 2014; this area accommodates 16 basins of the region, within these, 10 localities are representing the physical-geographic typology of the state of Michoacán. MPNPI index calculation requires four indicators: land use (LCI), runoff (ROI), distance (DI) and annual precipitation (API). The results indicate that basins categorized as ranging from medium to very high diffuse contamination potential (nonpoint source pollution potential), with spatial coincidence during the three considered years, are Chuanito, Chondo and Cutio to the northwest; San Francisco and Huandiestacato to the north; Apo and Cuenca Rodada to the west; which in turn cross physical-geographical localities XLIV, XVII and LX; such conjunction allows to delimit spaces with homogeneous environmental characteristics within the basin which, in turn, helps to prioritize units that need to implement mitigation measures against diffuse pollution of aquatic systems.

Comparative study of precipitation data from the TRMM satellite and pluviometric stations in the state of Ceará, Brazil

Resumo O Nordeste do Brasil, é caracterizado pelo clima semiárido e pela irregularidade das chuvas ao longo do tempo, que comprometem a agricultura, o abastecimento público e outros setores. Neste sentido, pesquisas que promovam o Desenvolvimento Sustentável dão subsídios para a implementação de novas políticas públicas voltadas para a sustentabilidade hídrica da região. Esta pesquisa teve por objetivo, o de comparar dados de chuva das estações pluviométricas da Fundação Cearense de Meteorologia e Recursos Hídricos (FUNCEME), com as estimativas de precipitação do satélite Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM), entre 1 de janeiro de 1998 a 31 de dezembro de 2017, totalizando vinte anos de análises para todo o estado do Ceará, Brasil. Na primeira parte a pesquisa utilizou as técnicas de comparação do Pixel a Ponto (A e B), Ponto a Pixel (C), e Pixel a Pixel (D), juntamente com o auxílio do interpolador Inverso do Peso da Distância (IDW), na segunda etapa os dados foram analisados por medidas métricas de acurácia: Erro Médio Absoluto (EMA), Raiz do Erro Médio Quadrático (REMQ) e o Coeficiente de correlação (r). Os resultados das análises, indicaram que a utilização das imagens do satélite TRMM apresentou-se como boa alternativa com o EMA de 16,46mm na média, o REMQ de 26,78mm e a correlação de 0,96.

Abstract The Northeast of Brazil is characterized by a semi-arid climate and irregular rainfall over time, which jeopardize agriculture production, public supply and other sectors. In this sense, research activities that promote Sustainable Development provide subsidies for the implementation of new public policies aimed at water sustainability in the region. The purpose of the present research was to compare rainfall data obtained from pluviometric stations of the Fundación Cearense de Metrología y Recursos Hídricos (FUNCEME) (translated as Cearense Foundation of Meteorology and Water Resources), with precipitation estimates obtained by means of the Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM) satellite, from January 1, 1998 to December 31, 2017, totaling twenty years of analysis for the entire state of Ceará, Brazil. In its first part, the research employed the techniques of comparing pixel to point (A and B), point to pixel (C), and pixel to pixel (D) along with inverse distance weighted (IDW) interpolation; in the second stage, data were analyzed by accuracy evaluation metrics: mean absolute error (MAE), root-mean-square error (RMSE) and the correlation coefficient (r). Analyzes results indicated TRMM satellite imagery to be a good alternative with 16.46 mm MAE, 26.78 mm RMSE and a correlation coefficient of 0.96.

Resumen El Nordeste de Brasil, se caracteriza por el clima semiárido y la irregularidad de las lluvias a lo largo del tiempo, que comprometen la agricultura, el abastecimiento público y otros sectores. En este sentido, investigaciones que promuevan el Desarrollo Sostenible dan subsidios para la implementación de nuevas políticas públicas dirigidas a la sostenibilidad hídrica de la región. Esta investigación tuvo por objetivo, comparar los datos de lluvia de las estaciones pluviométricas de la Fundación Cearense de Meteorología y Recursos Hídricos (FUNCEME), con las estimaciones de precipitación del satélite Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM), entre el 1 de enero de 1998 y 31 de diciembre de 2017, totalizando veinte años de análisis para todo el estado de Ceará, Brasil. En la primera parte la investigación utilizó las técnicas de comparación del píxel a punto (A y B), punto a píxel (C), y píxel a píxel (D), junto con la ayuda del interpolador Inverso del peso de la distancia (IDW), en la segunda etapa los datos fueron analizados por medidas métricas de exactitud: Error Medio Absoluto (EMA), Raíz del Error Medio cuadrático (REMQ) y el Coeficiente de correlación (r). Los resultados de los análisis, indicaron que la utilización de las imágenes del satélite TRMM se presentó como buena alternativa con el EMA de 16,46mm en la media, el REMQ de 26,78 mm y la correlación de 0,96.

Efectos del cambio climático en la distribución del bosque de Oyamel

Resumen El oyamel (Abies religiosa) es una especie endémica de México; se distribuye en manchones aislados, en las regiones montañosas del centro del país. Para su desarrollo requiere de condiciones medioambientales específicas de temperaturas frescas y alta humedad. Los bosques de oyamel constituyen un gran reservorio de biodiversidad ya que albergan cientos de especies de flora y fauna. Así mismo, cumplen la función de importantes sumideros de carbono y captadores de agua, además de poseer un importante potencial económico puesto que proporcionan materias primas para varias industrias, entre otros servicios ambientales. A pesar de que el cambio climático no es un fenómeno inédito, la velocidad observada en la actualidad hace pensar que su origen no es natural sino antrópico. Este trabajo proyecta los efectos a largo plazo que el cambio climático, de acuerdo al modelo REA, tendría sobre la extensión y distribución de los bosques de oyamel en el Sistema Volcánico Transversal. Los resultados se dividieron en cinco categorías (Muy adecuado, Adecuado, Moderadamente adecuado, Poco adecuado y No adecuado), en función a las condiciones ombrotérmicas de los diferentes forzamientos radiativos del modelo mostraron una sensible disminución en cuanto a la extensión territorial ocupada por este ecosistema, a la vez que se observa un ascenso altitudinal en su distribución.

Abstract Oyamel (Abies religiosa) is an endemic species of Mexico; the masses that form are distributed in isolated patches, in the mountainous regions of the center of the country. For its development requires specific environmental conditions of cool temperatures and high humidity. Oyamel forests are a great reservoir of biodiversity since they house hundreds of species of flora and fauna. Likewise, they fulfill the function of important carbon sinks and water collectors, besides having an important economic potential since they provide raw materials for several industries, among other environmental services. Although climate change is not an unprecedented phenomenon, the speed observed today suggests that its origin is not natural but anthropic. This paper analyzed the long-term effects that climate change, according to the REA model, would have on the extension and distribution of oyamel forests in the Transversal Volcanic System. The results were divided into five categories (Very adequate, Adequate, Moderately adequate, Unsuitable and Unsuitable), depending on the ombrothermic conditions of the different radiative forcings of the model showed a significant decrease in the territorial extent occupied by this ecosystem, while observing an altitudinal rise in its distribution.

Didactics in engineering, basic and advances sciences (ICBA) for mass removal processes: the role of Geography

Resumen Desde siempre, el hombre ha utilizado dos principales materiales: el suelo y el agua. Sin embargo, estos materiales pueden manifestar procesos activos y pasivos. El objetivo de esta investigación consistió en delimitar los alcances técnicos y metodológicos para el estudio de los procesos de remoción en masa en la enseñanza de la ingeniería, ciencias básicas y avanzadas, así como las relaciones interdisciplinarias con la geografía. Para ello, se realizó una revisión histórica de procesos geológicos. Se caracterizaron los métodos y técnicas, se aplicaron los tipos de muestreos de suelo, también se evaluó la modelación e interpretación con mapas y finalmente, la eficiencia de los modelos. La geografía, ingeniería y ciencias de la tierra juegan un rol primordial en el estudio de estos fenómenos. Sin embargo, la economía es afectada y se refleja en la sociedad. Es difícil controlar la dinámica del clima en la generación de procesos geológicos superficiales. No obstante, es conveniente conocer varias metodologías que permitan conceptualizar el proceso de remoción de masas para generar más de una solución a un problema particular.

Abstract Humans have always used two main materials: soil and water. However, these materials can produce active and passive processes. The objective was to delimit the technical and methodological scopes for the study of mass removal processes in engineering education, basic and advanced sciences, and interdisciplinary relations with geography. A historical review of geological processes was performed. Methods and techniques were characterized, soil sampling types were applied, and modeling and interpretation with maps were evaluated for model efficiency. Geography, engineering, and earth sciences play a primary role in the study of these phenomena, but the economy is also affected and is reflected in society. It is difficult to control the dynamics of the climate in the generation of surface geological processes, but it is critical to understand several methodologies that allow conceptualizing the process of mass removal to generate more than one solution to a particular problem.