Estudio hidrológico-ambiental de las Marismas de Doñana mediante imágenes satélite

Abstract

Considerada la mayor reserva ecológica de Europa y constituido tanto por Parque Natural como Parque Nacional, el espacio natural de Doñana está compuesto en gran parte por marismas, las cuales albergan multitud de especies entre su fauna y flora, llegando a acoger unos 200000 individuos de aves acuáticas al año. Debido a factores climáticos y antropogénicos, las marismas de Doñana se encuentran en una situación crítica, pues debido a la colmatación, la escasez de aportes hídricos que recibe, la sobreexplotación del acuífero sobre el que se sitúa y la contaminación de las aguas está tendiendo a desaparecer, haciendo peligrar gravemente el ecosistema de la zona y la vida de los animales que todos los años emigran hacia la misma. Con el propósito de conocer mejor la situación y poder prever e idear soluciones para la recuperación de las marismas, este documento tiene como objetivo el estudio de los procesos de llenado y vaciado las mismas a través de datos históricos, de manera que se tenga en cuenta la evolución que ha ido sufriendo la zona inundable de las marismas hasta la actualidad. Actualmente se dispone de múltiples herramientas que permiten facilitar, agilizar o mejorar ciertas labores gracias a los avances en la tecnología, siendo muchas de éstas herramientas gratuitas. En base a lo anterior, se plantea un estudio de los procesos de llenado y vaciado de las marismas a través de imágenes por satélite obtenidas de forma gratuita en internet, usando para ello las distintas bandas del espectro electromagnético, de manera que se obtenga información que a priori el ojo humano no es capaz de captar. La técnica empleada para obtener esta información es la conocida como teledetección espacial, la cual debido a la gran extensión que abarcan las imágenes satelitales se considera muy adecuada para los estudios de fenómenos y catátrofes naturales, pues las imágenes abarcan una mayor extensión que en el caso de fotografías aéreas con aviones o drones y el periodo de paso de los satélites por la misma zona de estudio debido a las órbitas que describen hace que una misma zona se pueda monitorear con una frecuencia suficiente para el estudio de dichos fenómenos en la mayoría de los casos. Además, dichas imágenes tienen muy buena integración con los populares Sistemas de Información Geográfica (SIG), lo que permite la creación y modificación de cartografía de zonas que incluso nunca la han tenido. La ventaja de la teledetección espacial con respecto a otras técnicas se encuentra en que los satélites actualmente disponen de sensores multiespectrales, es decir, que captan una misma imagen en distintas bandas del espectro electromagnético, las cuales se diferencian unas de otras en el rango que abarcan en dicho espectro, siendo capaces de tomar las imágenes en los rangos rojo, verde y azul (RGB), que son los visibles para el ojo humano, así como en distintos rangos del infrarrojo, como son el de onda corta (NIR) o de onda larga (SWIR). El empleo de estos rangos es muy útil porque permiten reflejar fácilmente las masas de agua del terreno, la humedad del mismo, la profundiad del agua, la clorofila de las plantas o los gases de la atmósfera, datos que son imperceptibles al ojo humano.

Considered the largest ecological reserve in Europe and constituted by both Natural Park and National Park, the natural area of Doñana is largely composed of marshes, which house a multitude of species among its fauna and flora, reaching about 200,000 individuals of birds aquatic per year. Due to climatic and anthropogenic factors, the Doñana marshes are in a critical situation, because due to the clogging, the shortage of water contributions that it receives, the overexploitation of the aquifer on which it is situated and the contamination of the waters is tending to disappear, seriously endangering the ecosystem of the area and the life of animals that migrate to it every year. With the purpose of knowing better the situation and being able to foresee and devise solutions for the recovery of the marshes, this document aims to study the processes of filling and emptying them through historical data, so that it is taken into account the evolution that has been undergoing the flood zone of the marshes until today. Currently there are multiple tools that allow to facilitate, streamline or improve certain tasks thanks to advances in technology, many of these tools being free. Based on the above, a study of the processes of filling and emptying the marshes through satellite images obtained free of charge on the internet, using the different bands of the electromagnetic spectrum, so that information is obtained that a priori the human eye is not able to capture. The technique used to obtain this information is known as spatial remote sensing, which due to the large extent covered by satellite images is considered very suitable for studies of natural phenomena and catastrophes, since the images cover a greater extent than in the case of aerial photographs with airplanes or drones and the period of passage of the satellites through the same study area due to the orbits they describe makes the same area can be monitored with sufficient frequency for the study of such phenomena in most of the cases. In addition, these images have very good integration with the popular Geographic Information Systems (GIS), which allows the creation and modification of cartography of areas that have never even had it. The advantage of spatial remote sensing with respect to other techniques is that satellites currently have multispectral sensors, that is, they capture the same image in different bands of the electromagnetic spectrum, which differ from each other in the range they cover in said spectrum, being able to take the images in the red, green and blue (RGB) ranges, which are visible to the human eye, as well as in different infrared ranges, such as shortwave (NIR) or long wave (SWIR). The use of these ranges is very useful because they allow to easily reflect the masses of water of the land, the humidity of the same, the depth of the water, the chlorophyll of the plants or the gases of the atmosphere, data that are imperceptible to the human eye.