Territorios a examen III

Territorios a exame III

CURSOS E CONGRESOS DA UNIVERSIDADE DE SANTIAGO DE COMPOSTELA

Nº 233

Territorios a examen III Análisis comparado de la gestión territorial

Territorios a exame III Análise comparada da xestión territorial

Edición a cargo de

URBANO FRA PALEO FRANCISCO JAVIER LÓPEZ GONZÁLEZ

Presentación de INÉS SANTÉ RIVEIRA

2016 UNIVERSIDADE DE SANTIAGO DE COMPOSTELA

Territorios a exame III : análise comparada da xestión territorial / edición a cargo de Urbano Fra Paleo, Francisco Javier López González. — Santiago de Compostela : Universidade de Santiago de Compostela, Servizo de Publicacións e Intercambio Científico, 2016 327 p. : il. ; 24 cm. — (Cursos e congresos da Universidade de Santiago de Compostela ; 233) D.L. C 300-2016. — ISBN: 978-84-16533-61-9 1. Ordenación do territorio 2. Urbanismo 3. Solo, Utilización do I. FraPaleo, Urbano, 1961- , ed. lit. II López González, Francisco Javier, ed. lit. III. Universidade de Santiago de Compostela. Servizo de Publicacións e Intercambio Científico, ed.

504 630*6:711.14 711.14

© Universidade de Santiago de Compostela, 2016

Edita Servizo de Publicacións e Intercambio Científico Campus Vida 15782 Santiago de Compostela http://www.usc.es/publicacions

Imprime Librería Troll

Dep. Legal C 300-2016 ISBN 978-84-16533-61-9

Índice

Prólogo 7

Presentación Inés Santé Riveira

9

PLANEAMENTO E XESTIÓN URBANÍSTICA

Entre el amanecer y el atardecer. Gestión urbanística en Salamanca y Lugo

15

Kristel Rodríguez, José María Tubío y Rafael Crecente

La ordenación del territorio en Asturias y Galicia. ¿Por qué la divergencia?

31

Beatriz Suárez Sánchez, José María Tubío Sánchez y Rafael Crecente Maseda

¿Quién se beneficia del crecimiento urbano? Málaga y A Coruña en los años del boom inmobiliario

53

Rocío J. Domínguez Gómez, Jose María Tubío Sánchez y Rafael Crecente Maseda

Análisis y validación de OpenRULES como herramienta de apoyo en la planificación de usos de suelo en el Ecuador. Aplicación en el Cantón La Troncal, Provincia del Cañar

71

Natalia Pacurucu Cáceres, Andrés García e Inés Santé

101 Análisis de los obstáculos institucionales para el desarrollo de la agricultura urbana en la ciudad de Lugo

Ana Salgueiro Aquino y Andrés Manuel García Lamparte

XESTIÓN DE TERRAS E CAMBIOS DE USO

Movilidad de tierras en Galicia. Estudio de dinámicas de uso del suelo en transacciones de compra-centa de parcelas

127

Luis Díaz Castro, Eduardo Corbelle Rico y Francisco J. Onega López

143 Demanda e oferta de terras nas explotacións gandeiras: quen dá máis? Estudo de caso nos concellos de Castroverde e Baleira (Lugo) David Vila García, Eduardo Corbelle Rico e Francisco José Ónega López

Recuperar a terra esquecida: Identificación de terras abandonadas con potencial produtivo en Galicia

165

Manuel Carballal Fernández, Eduardo Corbelle Rico e Francisco Ónega López

CONFLITOS AMBIENTAIS E XESTIÓN DE RISCOS

Estudio del incendio de O Barco de Valdeorras de agosto de 2012

179

Estela Paradelo Fernández y Urbano Fra.Paleo

Geometría de las coladas de la erupción del volcán Teneguía (La Palma) de 1971

205

Jorge Peña López y Urbano Fra.Paleo

Morfología interpretativa de alta resolución usando datos LiDAR en la cuenca hidrográfica del río Paute en Ecuador

225

Chester Sellers, Eduardo Corbelle, Sandra Buján y David Miranda

El conflicto socioambiental en la laguna A Frouxeira 259 Natalia Cosmo da Silva y Urbano Fra.Paleo

PAISAXE E RURALIDADE

Elección e aplicación de variables para unha posible caracterización rural dos concellos da provincia de Ourense

285

Javier Feijoo Cortizo e Francisco Javier López González

A xestión das paisaxes culturais. O caso dos Camiños de Santiago

307

Eliska Farkova, Juan Mario Crecente Maseda, Rafael Crecente Maseda, Francisco Javier López González e José María Tubío Sánchez

7

Prólogo

Continuando coa labor iniciada hai algún anos de difundir os traballos realizados polo alumnado ao finalizar os estudos do Máster en Xestión Sustentable da Terra e do Territorio da Universidade de Santiago de Compostela, presentase unha nova entrega que recolle nos distintos capítulos os resultados máis relevantes dos mellores traballos fin de máster (TFM) defendidos nos cursos 2012-2013 e 2013-2014.

Anteriormente, editáronse dous volumes co título xenérico de “Territorios a exame”, un no ano 2012 co subtítulo “Traballos de Ordenación Territorial”, recollendo os mellores TFM do curso 2010-2011, e outro no ano 2013 co subtítulo “Interpretando os procesos de cambio”, cos do curso 2011-2012.

Nesta ocasión, combínanse dous cursos nun mesmo libro con catorce capítulos, correspondentes a outros tantos traballos fin de máster e agrupados en catro apartados atendendo á temática tratada en cada caso: planeamento e xestión urbanística, xestión de terras e cambios de uso, conflitos ambientais e xestión de riscos, e paisaxe e ruralidade. Responde esta estrutura aos contidos académicos do Máster e son mostra do coñecemento que se transmite. A traslación das ideas e coñecementos adquiridos á práctica profesional e á vida cotiá, é unha constante e un dos sinais de identidade do Masterterra, como xa se ten manifestado nas anteriores edicións, e por iso apostamos por que estes traballos, recollidos como capítulos deste libro, saian á luz unha vez máis.

Sen dúbida, estes traballos recollen o esforzo de todos, do profesorado da USC e do profesorado visitante, dos expertos invitados, e, por suposto, do alumnado que se interesa por estes contidos ano tras ano. E seguiremos en novas edicións con este labor de transmisión do coñecemento sobre a terra e o territorio, reflictido nese esforzo de interpretación, revisión, colaboración, intercambio de experiencias e emprego de metodoloxías aprendidas que recolle este Máster.

Como se apuntaba nunha das publicacións anteriores, a terra é o elemento aglutinador das dimensións sociais, ambientais, económicas e tecnolóxicas do territorio, sendo éste o obxecto de planificación. Esta idea aflora tamén nesta obra, coa pretensión de que se manteña nas futuras edicións do Masterterra.

Urbano Fra Paleo Fco. Javier López González Coordinadores da edición

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Geometría de las coladas de la erupción del volcán Teneguía (La Palma) de 1971.

Jorge Peña Lópeza y Urbano Fra.Paleob

a Universidade de Santiago de Compostela

bDepartamento de Arte y Ciencias del Territorio, Universidad de Extremadura

Resumen El conocimiento y modelado de la morfología volcánica tiene gran importancia por la cantidad de información que proporciona sobre los procesos que tienen lugar durante la actividad eruptiva, aportando conocimiento para una mejor comprensión del comportamiento y evolución de las coladas. La generación de modelos digitales del terreno previos y posteriores a la erupción permite conocer parámetros como el volumen y tipología de material extruído, facilitando así una información de gran utilidad y relevancia para la gestión y ordenación del territorio. Con la idea de disponer de una metodología que garantice la precisión y exactitud de los modelos y que pueda ser extrapolada a otros campos surge el interés de este trabajo. Los cálculos existentes sólo hacen referencia a valores de inundación superficial determinados con las técnicas disponibles en aquel momento, por lo que pueden ser mejorados con los nuevos sistemas de información, así como complementados con estimaciones volumétricas y morfométricas. Tomando como referencia los estudios desarrollados en la zona del volcán Teneguía se realiza una comparación de metodologías que determinen la morfología de las coladas y los canales previos a la erupción.

Abstract The knowledge and modeling of volcanic morphology is very important due to the amount of information provided about the processes that occur during the eruptive activity, which brings gives a better understanding of the behavior and evolution of lava flows. The calculation of digital terrain models pre- and post-eruption allows for knowing parameters such as the volume and type of extruded material, providing relevant information for land management and planning. The interest of this study arises from the idea of having a methodology that ensures precision and accuracy of the models and that can be extrapolated to other fields. The existing estimates only refer to surface flooding values which were obtained with the techniques available at that time, so they can be improved with new information systems and be complemented by morphometric and volumetric calculations. On the basis of the studies developed in the area of the volcano Teneguía, a comparison of methodologies is made to determine the morphology of lava flows and channels before the eruption.

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1. Introducción

El estudio del comportamiento y evolución de las coladas surge de la necesidad de conocer el peligro volcánico y elaborar planes de prevención y mitigación del riesgo volcánico (Mazzarini et al. 2005).

El objetivo de este trabajo es el análisis de la morfología de las coladas de lava tipo a'ā generadas en la erupción del volcán Teneguía de 1971, comprendiendo así su comportamiento para facilitar el modelado de futuras coladas que permitan gestionar el riesgo volcánico.

Dado que las coladas modifican la topografía del área inundada, se busca desarrollar una metodología basada en el análisis de modelos digitales de elevación que permita estimar volúmenes a partir de modelos generados con diversos métodos de interpolación y compararlos con las estimaciones realizadas en el pasado con otros métodos de cálculo. Además, se busca determinar con precisión el límite de las coladas de esta erupción, utilizando diversas fuentes con el objetivo de mejorar la exactitud de los datos disponibles.

2. Área de estudio

El área de estudio se sitúa en la isla de La Palma, al este del archipiélago de las Islas Canarias, dentro del conjunto del volcán Cumbre Vieja ubicado al sur de esta isla.

La erupción del Teneguía comenzó el 26 de octubre de 1971, extendiéndose hasta el 18 de noviembre del mismo año (Araña y Fuster, 1974), lo que la convierte en la última erupción volcánica en territorio español y en la más corta de las ocurridas históricamente en las Islas Canarias.

Aunque al comienzo se formaron dos centros de emisión, llegaron a existir hasta 6 bocas eruptivas por las que se emitían gases, lava y materiales piroclásticos, destacando el cono denominado Teneguía con una altitud de 427 metros. Estos materiales modificaron la topografía previa y llegaron hasta el mar ampliando una parte del litoral del sur de la isla.

3. Fuentes de datos

Para llevar a cabo el trabajo se han utilizado diferentes datos para reconstruir tanto la superficie topográfica de la isla anterior a 1971 como la superficie actual producto de las distintas coladas. Estos han sido:

� Curvas de nivel de la isla de La Palma que representan el relieve de laisla antes de 1971.

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� Curvas de nivel actuales que representan el relieve de La Palmaactual.

� Evolución del área ocupada por las coladas de lava a lo largo de laerupción a partir del estudio de Afonso et al. (1974).

� Ortofotografías de la isla de La Palma de 2011 con una resoluciónespacial de 25 cm, proporcionadas por Cartografía de Canarias S.A.(GRAFCAN).

� Capas geológicas de la isla extraídas de Carracedo et al. (1997).

� Datos LIDAR aéreos del vuelo realizado en 2011 sobre la zona deestudio por Cartografía de Canarias S. A. (GRAFCAN) con unadensidad media de 1 punto/m2.

4. Metodología

4.1. Validación de datos

Una vez digitalizados los mapas con la evolución de las coladas a lo largo de los ocho días de los que se tiene información (Afonso et al., 1974), se realizó una validación de los límites y de su precisión para asegurar que esos límites se corresponden con los contactos reales de las coladas y conos de ceniza. El contacto interno de las sucesivas coladas no pudo ser validado debido a que alguna de las sucesivas coladas se superpuso sobre las precedentes ocultando estos contactos.

Las áreas inundadas por las coladas se distinguen con ayuda de la ortoimagen de la zona a partir de las diferencias de tonalidad, textura, o falta de cubierta vegetal, pero esta interpretación se ve dificultada por la resolución espacial y radiométrica

La mayor dificultad reside en las áreas próximas a los conos volcánicos ya que la ceniza no presenta unos límites definidos. Para distinguir los contactos de las coladas en estas zonas cubiertas de ceniza se emplean una serie de imágenes de rugosidad generadas a partir de datos LIDAR para otro trabajo realizado en la misma zona.

Por otro lado, existen varias zonas que han sido modificadas debido a la construcción de infraestructuras, como carreteras, plataneras o canteras, donde se ha perdido la morfología original de las coladas. En estas situaciones se ha optado por utilizar el contacto identificado por Afonso et al (1974), así como las coladas cartografiadas en el mapa geológico de Carracedo et al (1997).

4.2. Cálculo de los modelos digitales de elevación

El siguiente procedimiento consiste en el cálculo de los modelos digitales

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de elevación (MDE), que son conjuntos estructurados de datos que representan la variación del relieve en el espacio geográfico (Burrough, 1986). En este trabajo el MDE se genera a partir de curvas de nivel digitalizadas, que representan de forma discreta el relieve del terreno, mediante un proceso de interpolación para obtener datos de elevación de toda la superficie.

La elección del modelo de datos está relacionada con los análisis posteriores, optándose por el modelo ráster con una resolución espacial de 2,5 m, la mitad de la equidistancia entre las curvas (5 m).

La interpolación espacial es un procedimiento que permite calcular el valor estimado de una variable en una posición del espacio partiendo de los valores conocidos de esa variable en otras posiciones (Bosque, 1997), basándose de que los puntos más cercanos tendrán valores similares.

Hay varios métodos de interpolación disponibles que se basan en distintos principios, por lo que en este análisis se ha procurado disponer de diversidad para comparar los resultados, entre ellos IDW, spline, kriging, o anudem.

La ponderación por el inverso de la distancia (IDW) forma parte de los métodos de interpolación determinísticos, que calculan un valor para cada punto usando únicamente las propiedades de los valores de elevación muestrales (Goovaerts, 1997).

Así, IDW estima los valores de los píxeles mediante el cálculo del promedio de los valores de los puntos muestrales vecinos para cada celda de procesamiento ponderándolos por un factor inversamente proporcional a la distancia entre el punto muestral y el punto calculado. La fórmula de su expresión es la siguiente (Bosque, 1992):

Zi = Σj Wij . Zj donde:

Zi = Altura estimada en el punto i Wij = Factor de ponderación en función del inverso de la distancia entre i y j Zj = Altura de cada punto muestral

Este método permite generar modelos de elevación de forma rápida y simple, y el resultado se encuentra siempre dentro del rango de variación de los datos, evitando crear crestas o valles si estos extremos no están en la muestra (Watson & Philip, 1985).

Es posible limitar los puntos de entrada que se utilizan en el cálculo del valor de cada celda en función de un radio variable o fijo de cálculo. En el estudio se emplean vecindades de 12, 20 y 30 puntos, además de un radio fijo de 150 metros, con el fin de comparar los resultados.

Spline es también un método determinístico de interpolación que ajusta

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funciones polinómicas en una vecindad local con las variables independientes X e Y (Franke, 1982). La función minimiza la curvatura general de la superficie, que pasa por los puntos de entrada con una curvatura mínima. La superficie final va a depender de un parámetro de tensión que hace que el comportamiento de la superficie interpolada se asemeje al de una membrana más o menos tensa (Quirós, 2011).

Este método no genera valores mayores o menores que los datos de entrada por lo que no se recomienda para superficies muy acentuadas.

Kriging se encuadra entre los métodos geoestadísticos, que tienen en cuenta relaciones entre los puntos de entrada, particularmente la correlación espacial, para ajustar una función matemática a la relación. El procedimiento de interpolación sigue varias etapas (Bosque, 1992):

� Obtención del semivariograma: gráfico de dispersión que relaciona la distancia entre los puntos de la muestra (eje X) con la variabilidad de la elevación en función de la distancia (eje Y).

� Identificación de la función que mejor se ajusta al semivariograma.

� Cálculo de la ponderación para cada punto a partir del semivariograma identificado.

� Obtención de la interpolación en cada punto mediante la ecuación:

Zi = ΣjWij. Zj donde: Zi = Altura estimada en el punto i Wij = Factor de ponderación en función del inverso de la distancia entre i y j Zj = Altura de cada punto tenido en cuenta en la muestra

Por lo tanto, este método es similar al IDW en cuanto a que realiza un cálculo de vecindad local, pero mejora el cálculo teniendo en cuenta información sobre la variabilidad espacial de la elevación.

Anudem es un programa que incorpora un método de interpolación de MDE teniendo en cuenta la estructura de drenaje y elementos críticos del relieve Hutchinson (1988). La versión con la que trabaja ArcGIS y que se emplea en este trabajo es la 5.3.

Este método, además de interpolar los valores de elevación, aporta información sobre la red de drenaje, representando más fielmente crestas y cauces considerando los datos de partida (del Río, 2010). Empleando curvas de nivel como datos de entrada “genera un MDE ajustado a cambios abruptos del terreno como arroyos, crestas y acantilados” (Wahba, 1990).

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4.3. Validación de los métodos de interpolación

Una vez calculados los modelos con los métodos de interpolación propuestos, es necesario seleccionar de entre ellos el modelo que tenga mayor exactitud con el fin de emplearlo en el resto del análisis, para lo cual se realiza un control de calidad que mida el error de los modelos calculados con respecto a la cartografía anterior y posterior.

Así, se han seleccionado unas muestras aleatorias de 525 y 550 puntos sobre las curvas de nivel antiguas y actuales respectivamente, tomándolos a su vez en cada uno de los modelos para estimar su exactitud (Figura 1).

La medida empleada para determinar el error del cálculo de los MDE es el error medio cuadrático (EMC) de las diferencias entre las coordenadas Z de los puntos de control en las curvas de nivel y las coordenadas de los mismos puntos en los modelos, expresado por la función:

n

dEMC

2∑±=

donde:

d = desviación en Z de cada punto con respecto al punto de control de la cartografía.

n = número de puntos de la muestra.

4.4. Cálculo del volumen de las coladas

Comparando los MDE anterior y posterior a la erupción se puede conocer la variación de volumen ocurrida en el área de estudio, obteniendo distintos resultados en función del método de interpolación utilizado.

Si bien se produjo un aumento en toda la zona inundada, hay áreas en las que otros factores han intervenido para mantener o reducir el volumen en el período de análisis debido a que se han construido plataneras, un parque eólico o una cantera, se han producido desprendimientos de material en zonas de pendiente muy elevada, o bien son zonas en las que se han detectado errores en las curvas de nivel de la cartografía anterior a 1971.

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Figura 1. Muestras aleatorias de puntos en las curvas de nivel anteriores a 1971 (a) y actuales (b) sobre el área inundada en la erupción utilizados como puntos de

validación de la calidad de los modelos.

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4.5. Estimación del volumen mediante perfiles transversales

Antes de disponer de los métodos de cálculo proporcionados por los sistemas de información geográfica, existían técnicas de cálculo del volumen del terreno como los perfiles transversales. Este método, usado tradicionalmente en el cálculo de movimientos de tierras de viales de comunicación, se basa en la elaboración de una serie de perfiles transversales consecutivos para obtener la intersección con la superficie topográfica (Morato, 2005) y, a partir de los mismos, determinar el volumen.

Esta metodología se ha utilizado para el cálculo del volumen de materiales volcánicos (ceniza y lava) generados una vez calculada la superficie topográfica previa y posterior a la erupción, obteniendo dos tipos de superficies en cada perfil:

� Superficie de desmonte, en zonas donde el modelo digital del terrenoantiguo tendría mayor elevación que el actual. Supuestamente estecaso no debería darse ya que no ha habido remoción de materiales enla erupción volcánica.

� Superficie de terraplén, que aparece en zonas donde el modelo digitaldel terreno actual presenta mayor elevación, por el aporte de lava yotros materiales.

A partir del volumen parcial entre cada par de perfiles transversales a lo largo de la colada se obtiene el volumen total de material. Previsiblemente, la precisión del cálculo está afectada por la equidistancia entre los perfiles, así como por la distancia o precisión de las curvas de nivel de la cartografía original.

Las técnicas utilizadas para calcular este volumen a partir de perfiles transversales son el método del área media y el método del prismatoide (Aguilar, 2004).

El método del prismatoide permite determinar el volumen de material entre perfiles en función de su similitud con un prismatoide, usando la superficie de la sección media y de las extremas de un conjunto de tres perfiles consecutivos.

Por otro lado, el método del área media permite obtener el volumen entre dos perfiles multiplicando la distancia que los separa por la semisuma de la superficie de tierra de desmonte o terraplén de los dos perfiles. Este es el método de cálculo utilizado en este trabajo mediante el programa Protopo 6, calculándose la variación volumétrica global por este método para unas equidistancias de 50 y 100 metros.

El cálculo mediante perfiles transversales supone la creación de una red de triángulos irregulares TIN a partir de las curvas anteriores y posteriores a 1971 y posteriormente la obtención de los ejes centrales de

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la colada que sirvan de base para trazar los perfiles transversales.

Para este fin se calcularon las áreas de proximidad de los vértices del polígono que delimita la colada mediante los polígonos Thiessen. A continuación se identificaron las líneas principales que forman los ejes centrales de la colada (Figura 2).

Posteriormente se calcularon perfiles transversales perpendiculares a los ejes principales de la colada a distancias de 50 y 100 metros, con el objeto de calcular la influencia de la equidistancia en el cálculo del volumen de material de la colada. Finalmente se sumaron los volúmenes parciales de terraplén y de desmonte –valor negativo- para calcular el volumen global de la colada resultado de la erupción.

Figura 2. Polígonos Thiessen generados a partir de los vértices del contorno de la colada. En negro se destacan los ejes principales. Fuente: Elaboración propia.

4.6. Identificación de los antiguos canales de drenaje

Tomando como base el modelo digital de elevaciones anterior a 1971 se pueden identificar los canales de drenaje que determinaron la circulación de las coladas de lava durante la erupción. Para ello se identifican las líneas principales de flujo, que forman la red de drenaje, definiendo un valor umbral de acumulación (en este caso 200).

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5. Resultados

La digitalización y validación de los contactos de las coladas definidas por Afonso et al. (1974) permitió disponer de una cartografía precisa de las sucesivas áreas de inundación a lo largo de ocho días (Figura 3).

La cartografía del área inundada el 19 de noviembre de 1971 representa la superficie total inundada con una extensión de 3.012.582,80 m2 (Figura 4), lo que concuerda notablemente con el cálculo de Afonso et al. (1974), que estimaron una superficie de 3.135.000 m2. Hay una diferencia –de 122.417,2 m2, un 4,06% del total- debida al hecho de que la delimitación de las coladas se ha realizado utilizando distintas fuentes y métodos de cálculo, señalando que las técnicas disponibles en 1974 aportaban un nivel aceptable de precisión.

También se ha podido estimar la superficie ganada al mar por la erupción, 245.035,173 m2, mientras que Afonso et al. (1974) la estimaban en 290.000 m2 (una diferencia de 44964,827 m2, un 18,35% del total). Un error mayor que en el cálculo anterior. Cabe indicar que hay una playa, que no aparece en la cartografía anterior al evento que se supone fue generada con las erupciones de 1971 pero, al no encontrarse incluida en la delimitación de las coladas no disponemos de suficiente información, por lo que no se ha incluido en el cálculo del volumen.

Figura 3. Evolución de las coladas en la erupción de Teneguía a lo largo de ocho días. Elaboración propia a partir de la información de Afonso et al (1974).

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Figura 4. Superficie inundada en la erupción del Teneguía de 1971. Elaboración propia a partir de la información de Afonso, et al (1974) y de las ortoimágenes de GRAFCAN.

Figura 5. Áreas ganadas al mar por la erupción del Teneguía como resultado de la erupción. Elaboración propia.

Tal como se ha explicado en el apartado de metodología, una de las etapas necesarias para la generación del MDE por el método kriging era

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la obtención del semivariograma y la identificación de la fórmula matemática que mejor se ajusta al mismo. En la figura 6 se presentan los semivariogramas de la cartografía anterior y posterior y en ambos casos la función elegida ha sido la cuadrática.

Figura 6. Semivariogramas de los puntos de la cartografía anterior (a) y posterior a 1971 (b).

A continuación se muestra el error asociado a cada método de interpolación utilizado para generar los MDE. (Tabla 1).

Tabla 1. Error medio cuadrático cometido en elevación con cada método. Elaboración propia.

Método EMC (m) del MDE previo a 1971

EMC (m) del MDE posterior a 1971

IDW con interpolación de 12 puntos ± 0,857 ± 0,726

IDW con interpolación de 20 puntos ± 0,910 ± 0,767 IDW con interpolación de 30 puntos ± 0,951 ± 0,816 IDW con radio de interpolación de 150 m

± 3,227 ± 3,361

Spline ± 0,940 ± 0,877 ANUDEM ± 0,513 ± 0,481 Kriging ± 0,375 ± 0,341

Según estos resultados, de entre los modelos interpolados aquellos obtenidos mediante kriging son más fiables, con un error medio cuadrático en elevación entre 37,5 y 34,1 centímetros –Anudem presenta errores bajos y comparables-, por lo que el MDE generado con este método se ha utilizado en los siguientes cálculos.

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IDW y Spline presentan los errores más elevados (al menos un 213% superior a kriging y 151% superior a Anudem), y el primero manifiesta una relativa sensibilidad al número de puntos utilizados en el cálculo o a la distancia de interpolación respecto de cada punto.

Las diferencias en el cálculo del volumen de material de la colada son también notables (Tabla 2), oscilando la estimación entre 30 y 32 millones de metros cúbicos, dato que no había sido obtenido en estudios previos.

Tabla 2. Volumen de material en la zona inundada calculada con distintos métodos de interpolación. Elaboración propia.

Método Volumen Área no

incrementada

IDW con interpolación de 12 puntos + 30.932.140,125 m3 12,91 % del total IDW con interpolación de 20 puntos + 30.834.813,205 m3 10,02 % del total IDW con interpolación de 30 puntos + 30.746.034,022 m3 9,57 % del total IDW con radio de interpolación de 150 m + 30.257.821,181 m3 8,75 % del total Spline + 31.683.495,299 m3 9,27 % del total ANUDEM + 31.330.702,792 m3 8,30 % del total Krigeado + 31.762.658,093 m3 8,55 % del total

Todos los procedimientos señalan que una parte del área inundada no ha incrementado en volumen (esto es debido por una parte a errores en los datos de partida además de las modificaciones producidas en el terreno debido a desprendimientos o a la acción humana), oscilando los valores entre un 12,91% y un 8,30% del área inundada. Aquí también kriging es uno de los métodos que presenta menor error de identificación de falsa superficie invariante debido a que considera la relación espacial entre el conjunto de datos.

Por otra parte se genera un modelo derivado de la diferencia de los modelos anterior y posterior a 1971 (en este caso los modelos creados mediante kriging). Así, se obtiene la variación de valor para cada píxel, lo que representa la altitud ganada a raíz de la erupción (figura 7).

Tomando como base el modelo digital de elevación previo a 1971, elaborado con el método kriging se ha obtenido la red de drenaje formada por los principales canales sobre el terreno por los que discurrieron las coladas de lava (Figura 8).

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Figura 7. Incremento en la elevación del relieve producido por la erupción de 1971. Elaboración propia.

Figura 8. Principales canales identificados en el terreno previo a la erupción. Elaboración propia.

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Con respecto a la técnica de perfiles transversales, se generaron por una parte sobre una colada aislada (Figura 9) y por otra en una zona donde se agrupan varias coladas diferentes (Figura 10), utilizando el mapa de altimetría mediante curvas de nivel.

Los resultados tienen poca definición debido a la equidistancia de las curvas de nivel que es de 5 metros, pero en ellos es posible distinguir la disposición de las distintas coladas, con una mayor acumulación de material en el eje con respecto a los extremos. Asimismo, también se aprecian kipukas donde la superficie permaneció invariante.

El resultado obtenido en el cálculo del volumen de la colada mediante perfiles cada 50 metros es similar al obtenido con el modelo generado con kriging, diferenciándose en 1.155.958,654 m3 (un 3,63 % del total). A su vez, utilizando perfiles con equidistancia de 100 metros la diferencia con kriging es de 1.208.684,208 m3 (un 3,80 % del total), lo que indica que la equidistancia de los perfiles no ejerce gran influencia en el cálculo, y que este método es válido para el cálculo.

La diferencia puede deberse a la generalización que producen los perfiles en zonas los contornos exteriores o los límites de los kipukas. Así, hay áreas que no son recogidas y no se tienen en cuenta para la estimación del volumen, siendo estas áreas mayores cuanto mayor es la equidistancia, por lo que la reducción de distancia entre perfiles atenuaría este efecto.

Figura 9. Selección de varios perfiles para la observación de las coladas. Elaboración propia.

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Figura 10. Perfiles de una colada aislada. Elaboración propia.

Figura 11. Perfiles de una zona donde circularon varias coladas. Elaboración propia.

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Tabla 3. Volumen de la colada calculado por perfiles transversales cada 50 y 100 metros. Elaboración propia.

Equidistancia de los perfiles

Nº de ejes Nº de perfiles Volumen de la colada

50 metros 37 338 + 30.606.699,439 m3 100 metros 37 201 + 30.553.973,885 m3

6. ConclusionesEl proceso de trabajo se ha enfrentado a varias dificultades, como los notables errores que presenta la cartografía anterior a 1971 en las curvas de nivel de algunas zonas, lo que acaba influyendo en el cálculo del volumen del material de la erupción. Por otro lado, las modificaciones del terreno debidas a excavaciones para realizar carreteras, canteras, y otras infraestructuras han dificultado la estimación correcta del volumen aumentado tras la erupción.

A pesar de ello, los resultados relativos a la superficie inundada por la erupción y al área de la isla incrementada son coherentes con los estudios realizados por Afonso et al (1974), al mejorar la precisión y completarlos con el cálculo del volumen de material emitido en la erupción y de los perfiles de las coladas.

La metodología propuesta permite obtener información básica para comprender la morfología de las coladas partiendo de la superficie del terreno anterior y posterior a la erupción, observándose que el proceso de validación de datos es vital para conseguir resultados precisos, mejorados notablemente gracias a la integración de distintas fuentes de datos.

En cuanto a los métodos de interpolación de ArcGIS, estos ofrecen una mayor calidad que otros procedimientos tradicionales de cálculo, destacando el método kriging, que ha generado las mejores estimaciones a tenor de la calidad de los resultados que indica el error medio cuadrático. El hecho de que tenga en cuenta la relación espacial entre el conjunto de los datos -y no sólo la variación local- es clave a la hora de obtener buenos resultados.

El cálculo clásico por perfiles transversales proporciona resultados cuantitativos similares a los obtenidos mediante las herramientas SIG, pero generaliza en exceso la información en los contornos debido a la forma lineal de los perfiles, cometiendo mayor error a medida que aumenta la rugosidad del terreno. Aunque, debido a que en los contornos el volumen de lava es mucho menor que en el resto, no tiene tanto efecto en el cálculo global.

Esta generalización es mayor con el aumento de la equidistancia entre perfiles, pudiendo ser corregida con una distancia menor, aunque esto aumenta considerablemente el coste del proceso de cálculo.

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Para el cálculo de perfiles, los polígonos Thiessen se han revelado como una buena técnica para determinar los ejes de la superficie de estudio, debido a que los límites entre polígonos son equidistantes a los contornos y representan la variabilidad de éstos. Sin embargo es necesario simplificar los bordes para no aumentar el tiempo de cálculo de perfiles, sin perder calidad en la determinación de los mismos.

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