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Una vez seleccionada la zona de
estudio, es necesario definir las variables ambientales que se usarán
en la construcción del modelo de distribución. De acuerdo con
los planteamientos anteriores, se establecerán relaciones entre la
variable dependiente (vegetación) y un conjunto de variables
independientes (el resto de variables ambientales).
Cada una de estas variables debe representarse de una forma numérica para su análisis estadístico. De entre las posibles formas de representación (modelos de datos) utilizables en un sistema de información geográfica, se ha elegido la estructura matricial por adaptarse especialmente bien a las necesidades del presente trabajo. En este modelo de datos, las variables se representan mediante una matriz regular superpuesta al terreno. Cada celda, definida por su valor de fila y columna, posee el valor de la variable para su posición geográfica. La matriz regular es una de las estructuras posibles para los modelos digitales del terreno (MDT), definidos como estructuras de datos que representan la distribución espacial de una variable cuantitativa y continua (Felicísimo, 1994). El tamaño de la celda o tesela define la resolución espacial del MDT que, en nuestro caso, se ha fijado en 50 m de lado.
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La variable dependiente:
los mapas forestales
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Los mapas forestales se obtienen a partir del mapa de
vegetación actual (INDUROT,
1996a). A este mapa se le superpone la matriz que forma el MDT y se extrae
la información sobre presencia/ausencia de cada formación forestal.
La matriz resultante es binaria, codificándose con valor 1 la presencia
de la formación que queremos estudiar y con 0 la ausencia.
Lógicamente, se construye una matriz para cada una de las formaciones
forestales a estudiar.
Las formaciones elegidas se encuentran descritas (Fernández, 1987 e INDUROT, 1997) y representadas cartográficamente como cinco mapas forestales, incluyendo algunos de ellos varias unidades fitosociológicas. Los mapas así representados son: |
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Estas formaciones forestales se han elegido por los dos
motivos siguientes:
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Las variables
independientes: topografía, insolación y
litología
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Las variables independientes, con la excepción de
la litología, pueden ser modelizadas a partir de la información
altimétrica recogida en el mapa topográfico. Las variables
incluidas en el análisis se han seleccionado por dos razones
principales:
Las variables consideradas son las siguientes:
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El modelo digital de elevaciones
o MDE representa la altitud del terreno. Para su
elaboración se ha utilizado la topografia existente, en distintos
formatos:
Las dos bases topográficas, con el mismo nivel de resolución, son comprobadas y casadas, creando una única base topográfica compuesta por curvas de nivel y puntos acotados. El MDE se ha construido utilizando un método de interpolación mediante el inverso de la distancia ponderada (IDP), este metodo, asigna a cada celda o tesela del territorio un valor de altitud estimado a partir de todos los puntos situados en un círculo de 250 m de radio, ponderando cada dato en función inversa del cuadrado de la distancia. La expresión de cálculo se muestra en la Ecuación 1.
Donde Z es la altitud del punto problema; Zi representa la altitud del punto i del conjunto de los n usados como datos, de altitud conocida; hij es la distancia de cada dato al punto problema y, finalmente, B es el coeficiente que permite ponderar la influencia de la distancia en la interpolación; en este caso B=2. Gráficamente, el MDE puede representarse codificando las altitudes en tonos de gris, de forma que los tonos más claros corresponden a las zonas más elevadas y las zonas más oscuras a los puntos de menor altitud. La distribución de altitudes puede representarse mediante un histograma donde se ve la distibución de las mismas.
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A partir del MDE es posible estimar
la pendiente que corresponde a cada celda del modelo valorando la tasa de
cambio de la altitud. El SIG utilizado realiza este cálculo directamente
mediante el operador de Sobel (James,
1988) que estima la pendiente de una celda en función de la altitud
propia y de sus 8 vecinos más próximos.
El resultado que se obtiene con la aplicación de esta función a cada celda es el modelo digital de pendientes (MDP), una matriz estructuralmente igual al MDE pero en la cual cada celda recoge un valor de pendiente estimado. Gráficamente, el MDP puede representarse codificando en tonos claros las pendientes más fuertes y en tonos oscuros las zonas de menor pendiente. Así mismo, es posible representar graficamente una distribucion de las frecuencias de cada clase de pendiente en la zona de estudio.
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La forma: el modelo digital de curvatura
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El modelo digital de curvatura
(MDC), se obtiene también a partir del MDE
analizando la tasa de cambio de la pendiente. El
MDC recoge la forma topográfica en el entorno
de cada celda: concavidad, planeidad o convexidad.
La curvatura se estima en función de la derivada segunda de la altitud. El SIG utilizado provee una función que crea el MDC directamente ajustando un polinomio de cuarto grado a la superficie de 3 x 3 celdas representada por el punto problema y sus 8 vecinos más próximos. El operador se denomina laplaciano (James, 1988); los resultados negativos indican zonas cóncavas, los positivos zonas convexas y los nulos zonas planas. En la zona de estudio, los valores oscilan entre -9,7 y 5,7 indicando una fuerte variación en la rugosidad del terreno. Los valores típicos para estos modelos, van de valores de -1 a 1 en zonas de relieve de colinas suaves hasta valores de -4 a 4 en zonas montañosas. Los valores más altos indican variaciones muy fuertes del relieve. La representación gráfica del MDC se ha realizado codificando en tonos oscuros las zonas convexas y en tonos claros las cóncavas tal y como se puede ver en la imagen.
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Se define como insolación potencial
en un punto al tiempo que está sometido a la radiación
solar directa en una época determinada del año en ausencia
de nubosidad. La insolación potencial depende básicamente de
tres factores:
De lo expuesto se deduce que es posible construir diferentes modelos digitales de insolación (MDI), para cada época del año. En este trabajo se han construido cinco modelos diferentes, representativos de diversas épocas del año caracterizadas por un valor medio de declinación solar. Los periodos se han elegido según Heywood (1964), tal como se muestra en la tabla siguiente: |
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La construcción de los MDI se realiza simulando la
trayectoria solar para cada época del año y analizando la
existencia o no de sombreado sobre cada celda. Al final del día se
tiene una suma del tiempo que cada celda está expuesta a la
radiación solar. El cálculo se ha realizado para intervalos
de tiempo de 10 minutos, lo que aporta una precisión suficiente para
la modelización.
En cada modelo se presentarán valores de insolación potencial entre un mínimo de cero (celdas en sombra durante todo el día) y un máximo dependiente de la duración del día en cada época del año. La Tabla anterior muestra una síntesis de los valores obtenidos. Los distintos MDI se representan gráficamente en tonos de gris, donde la zonas con mayor insolación potencial se representan en tonos más claros. Un análisis somero de estos modelos nos muestra que la insolación potencial es muy diferente de un lugar a otro y de una época del año a otra. Así, aparecen zonas que reciben radiación de forma más o menos constante durante todo el año y que se corresponde con estaciones con exposición Sur o localizadas en las zonas de mayor altitud y, por tanto, sin apantallamiento topográfico. En estas últimas, la radiación incidente puede superar a la duración teórica del día; esto es debido a que, en las zonas más altas, el sol puede incidir minutos antes del orto y después del ocaso oficial. Otras estaciones, en cambio, permanecen buena parte del año en umbría, recibiendo únicamente la radiación proveniente de la reflexión de zonas cercanas y no valorada en este modelo. La interpretación de los MDI nos puede dar más información que la simple radiación incidente en cada punto. Las zonas más umbrías se corresponden, por lo general, con zonas más húmedas y donde la evapotranspiración es menor. En las zonas más expuestas, la evapotranspiración es mayor y la humedad edáfica menor, descendiendo la tasa de reciclado de la materia orgánica. Además, en las zonas de mayor altitud y con fuerte incidencia solar en invierno, los cambios de temperatura en el ciclo día-noche son más acusados, produciéndose procesos de gelifracción en el suelo que pueden afectar directamente a la vegetación.
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El mapa litológico utilizado se ha sintetizado a partir del mapa litologico escala 1:25.000 (INDUROT,1996b) sobre una matriz donde a los terrenos de naturaleza predominantemente silícea les corresponde el valor 0 y a los de naturaleza predominantemente calcárea o mixta el valor de 1. Este agrupamiento de unidades se justifica ya que nos interesa la riqueza del suelo y no la naturaleza o edad concreta del sustrato. Bajo este punto de vista se puede interpretar que sobre materiales carbonatados o mixtos los suelos formados son más ricos que sobre materiales de naturaleza silícea del tipo de las cuarcitas, areniscas o pizarras. | ||||||||||||
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