lunes, 24 de octubre de 2016

Novedades para la Descarga de Imágenes del Sentinel-2





Con el objetivo de actualizar una anterior entrada, donde se describe algunas alternativas para descargar las imágenes del Sentinel-2, en esta oportunidad vamos a probar nuevamente el SCP (Semi-Automatic Classification Plugin) pero con la última versión 5.0 "Kourou", la cual presenta muchas mejoras, les recomiendo ver Exploring the new features of Semi-Automatic Classification Plugin v.5.0 "Kourou"
Primero veremos que existen algunos pequeños cambios para descargar ahora las imágenes del Sentinel-2 a través del SCP, luego se presenta una nueva opción para descargar dichas imágenes desde otras fuentes.

Empleando el SCP


Tal como lo indicamos anteriormente el SCP implementa una herramienta para buscar y descargar imágenes Sentinel-2 además del Landsat y ASTER. Para lograr una descarga adecuada debemos contar con un usuario y constraseña, para lograr eso, actualmente la Agencia Espacial Europea – ESA, ha creado un portal de acceso libre de datos para las imágenes de los satélites SENTINEL-1 y SENTINEL-2, el cual se puede acceder usando el link  https://scihub.copernicus.eu/dhus/#/home.

Como primer paso debemos registrarnos en el portal de ESA, para ello para esto tendremos que irnos al icono superior derecho con el nombre de SIGN UP y completar los datos requeridos (Figura 1).

Figura 1: Registro en ESA


Una vez hecho nuestro registro y haya sido validado, ahora podemos entrar a nuestro QGIS y activar nuestro SCP  e ingresar dentro de la pestaña de "descarga de imágenes" a "Sentinel -2 descargapara indicar nuestro usuario y contraseña, empleando ahora como servicio a https://scihub.copernicus.eu/dhus/. A partir de esto seguimos con el mismo procedimiento ya descrito en una anterior entrada

En uno de los últimos tutoriales del creador del Plugin, se describe una manera de cómo podemos identificar zonas de "gránulos" del Sentinel-2 (Ver Ref. 3), para ello nos presenta la posibilidad de descargar un archivo tipo Shapefile en formato ZIP, conteniendo dichas zonas, el cual fue adaptado a partir de un archivo KML disponible desde ESA a través de este link. 

Una vez descargado este archivo Shapefile que contiene las zonas Sentinel-2, en este caso solamente trabajamos la zonas que cubren el Perú (Figura 2), a partir del cual determinamos nuestra zona de interés, el cual nos facilitará al momento de seleccionar una imagen del Sentinel-2.

Figura 2: Zona de Imágenes del Sentinel -2 (Granules) que cubren el Perú.



En esta oportunidad se ha seleccionado una zona del Norte del Perú, y de todas las imágenes disponibles se procedió a descargar la que presenta menor nubosidad (Figura 3). 

Figura 3: Descarga de las imágenes Sentinel-2 empleando el SCP


Luego de una gran tiempo, considerando el hecho que seleccionamos que realice el pre-procesamiento de imágenes y que los cargue dentro del QGIS, aparecerá en nuestro panel de capas, todas las bandas del Sentinel-2 (Figura 4), debemos recordar que en la pestaña que dice "Opciones de Descarga", tenemos la posibilidad de seleccionar solamente las bandas que requerimos, por defecto se seleccionan todas.

Figura 4: Imágenes Pre-Procesadas del Sentinel-2 cargadas en el QGIS


Empleando el EarthExplorer del USGS


Para quienes están habituados a descargar imágenes del LandSat, se habrán percatado que recientemente tenemos la posibilidad de poder descargar también las imágenes del Sentinel-2 empleando el EarthExplorer.

Figura 5: Opción del EarhExplorer para descargar imágenes Sentinel-2


Con la finalidad de obtener la misma imagen obtenida empleando el SCP, seleccionamos la zona de interés y un rango de fechas similares. Luego de ubicar la imagen simplemente lo confirmamos con una vista previa y lo podemos descargar.

Figura 6: Imagen del Sentinel-2 seleccionada para descargar usando el EarthExplorer.


Por ahora esto quería mostrarles, por mi parte espero que para quienes están interesados en la descarga de imágenes del Sentinel-2, les sirva estas indicaciones.



Referencias:

  1. Sentinel-2 Products Specification Document (PSD)
  2. Descripción, Descarga y Manipulación de Productos Sentinel-2 
  3. Congedo Luca (2016). Semi-Automatic Classification Plugin Documentation. DOI
  4. USGS Distribution of Sentinel-2 Products



martes, 19 de julio de 2016

Algunas Novedades que trae el QGIS 2.16












Ya está entre nosotros el QGIS 2.16 Nødebo (nombre de un pueblo ubicado en Dinamarca), el cual nos trae muchas novedades, de todos ellos me permito mostrarles algunos que estuve probando en éstos días.



  • Editor de gradiente interactivo Rediseñado

El editor de gradiente de rampa ahora cuenta con controles interactivos para facilitar la manipulación de los gradientes. El diálogo incluye ahora una trama interactiva para modificar gradientes y sus paradas de los valores de color de tipo HSV o RGB. Entre las nuevas características del editor podemos mencionar: (1) se puede arrastrar las paradas de color, desde el gradiente y también desde un gráfico de trazado, (2) permite generar nuevas paradas haciendo doble clic, (3) se pueden eliminar las paradas seleccionada con "suprimir", (4) se puede mover las paradas usando las teclas de flechas y si mantenemos presionada la techa "Shift" el desplazamiento será mayor, (5) podemos arrastrar colores recientes para generar nuevas paradas.





  • Elección de la vista por defecto al abrir la tabla de atributos

En las versiones anteriores de QGIS el cuadro de diálogo de atributos siempre se abre en la vista de tabla. Ahora, usted tiene la opción de predeterminar el tipo de vista, puede ser como tabla, formulario o recordar la última vista utilizada.





  •  Funciones de copiado en formato GeoJSON


Se cuenta con la opciones de seleccionar funciones de copiado como "Texto sin formato, sólo atributos", "Texto sin formato, geometría WKT" y una nueva opción "GeoJSON". Cuando se establece en "GeoJSON", funciones de copiado en QGIS, se puede colocar una representación de texto GeoJSON y sus características, empleando el portapapeles para pegarlo fácilmente en otras aplicaciones / código JavaScript. Estos ajustes se pueden encontrar en Configuración -> Opciones -> Fuentes de datos -> Copiar objetos como..






  • Pegar objetos GeoJSON directamente en QGIS
El manejador de portapapeles del QGIS ahora puede analizar muchos formatos de texto adicionales, incluyendo soporte nativo para colecciones de objetos GeoJSON. Esto le permite copiar y pegar directamente en las cadenas de GeoJSON dentro del QGIS y hacer que se convierten automáticamente en coberturas de QGIS incluyendo sus geometrías.




  • Selector de colores mejorados.
Los menús desplegables del botón de color ahora muestran una rueda de color, lo que permite realizar ajustes muy rápidos de los colores.




  • Widgets incrustados en el panel de capas.
Esto nos permite la presentación de widgets incrustados en el panel de capas, el cual es añadido para cada cobertura individual, dentro del diálogo de las propiedades de la capa (en una nueva pestaña de Leyenda). La idea es tener una manera de acceder rápidamente a algunas acciones que se utilizan a menudo con una capa.
Por ahora la aplicación viene con el widget de la transparencia, en el futuro puede haber más de widgets estándar, por ejemplo, la configuración del filtrado, la selección, el estilo entre otros. La API permite a los plugins registrar sus propios widgets, los cuales serán útiles para los plugins específicos, asignando varios widgets personalizados a las capas que se gestionan.







Existen muchas más novedades que lo podrán ver en las referencias que se indican, mi objetivo era mostrar solo algunas que considero interesantes.


Referencias:


  1. http://www.qgis.org/en/site/forusers/visualchangelog216/index.html
  2. http://changelog.qgis.org/en/qgis/version/2.16.0/ 

miércoles, 13 de julio de 2016

Complementos del QGIS para analizar la Biodiversidad Parte 2

Continuamos con la segunda parte hablando sobre los complementos que presenta el QGIS relacionados con temas de Biodiversidad. Tal como lo mencionamos en la anterior entrada, ahora trataremos sobre el complemento QSDM (QGIS Species Distribution Model).


QSDM Plugin



Básicamente el plugin incorpora modelos estadísticos para realizar el modelado de distribución de especies con QGIS, teniendo desde sus inicios el objetivo de ejecutar modelos MAXENT dentro de QGIS, pero el creador indica que su ambicioso plan es permitir contar con otras técnicas de modelado, tales como "RandomForests" y LogisticRegression. Para quienes han tenido la oportunidad de trabajar con MAXENT, se habrán dado cuenta que el principal requerimiento es, contar con la misma extensión y dimensiones de todos las coberturas de tipo ambiental de entrada, lo cual a veces es un poco dificultoso.
Para adelantarme en la descripción, con la herramienta "Unify Environmental Layers" presente en QSDM, podremos unificar nuestras coberturas de tipo ambiental  a una resolución común y guardarlas como un archivo .asc de ESRI; esto gracias al excelente script de Yury Ryabov.

Otras de las herramientas disponibles con QSDM son:

  • Calculate Niche Overlap Statistics:
    Permite 
    calcular el grado de solapamiento o superposición del nicho utilizando la estadística de Schoeners D y la de Warren’s I basado en las distancias Hellinger para todos las coberturas de entrada. Los valores varían de 0 a 1, lo que representa respectivamente no superposición y una distribución idéntica.
  • Range Shift
    Muestra la diferencia entre dos capas de predicción de entrada. Por ejemplo, para las condiciones actuales y condiciones futuras.

  • Create Species Richness grid: 
    Crea un nuevo raster que contiene riqueza de especies y endemismo como capas de ocurrencia de entrada.


  • Data Transformations
    Hace transformaciones rápidas de capas raster de entrada.




  • Modelado de distribución de especies: 
    Tal como lo venimos indicando, se cuenta con la posibilidad de trabajar con el  MAXENT (Máxima Entropía).



Configurando el Plugin


Lo primero que debemos asegurarnos es que tengamos instalado JAVA; del mismo modo debemos contar con la versión más reciente del Maxent y conocer la ubicación del archivo ejecutable (Maxent.jar) y también indicar nuestras carpetas de trabajo y las de salida. Todo ello debemos hacerlo dentro de las opciones de nuestra caja de herramientas de proceso.

Fig. 1: Configurando el Plugin QSDM para trabajar con MAXENT



Datos de Entrada para el MAXENT


Como datos de entrada vamos a trabajar con aquellos obtenidos en la entrada anterior, además requerimos contar con las variables ambientales, para ello podemos descargar la base de datos climática libre WorldClim; para este caso vamos a descargarlos por "tiles (Zona 33)" y corresponderá para la zona que cubra el Perú. Se recomienda descargar en formato GeoTiff.

Fig. 2: Sitio de descarga de los datos del WorldClim


Ejecutando el Modelo MAXENT


Ahora que tenemos los datos de entrada, para fines demostrativos vamos a trabajar con cinco variables: Altitud, bio1, bio5, bio6 y bio12, para conocer la descripción de las variables bioclimáticas, consultar aquí.

El paso siguiente será crear las condiciones para que el modelo Maxent pueda trabajar, por lo tanto, activamos la herramienta "Maximun Entropy Modelling" desde nuestro panel de procesos dentro del plugin. Luego debemos indicarle nuestro archivo de ocurrencias, asimismo nuestro campo que identifica a la especie y también debemos seleccionar las variables ambientales de entrada. Luego lo hacemos correr.

Fig. 3: Manejo de los archivos para trabajarlos con Maxent

Cuando se está ejecutando la herramienta, podemos notar que está convirtiendo los archivos que estaban en formato GeoTiff hacia el formato *.asc; todos ellos se van almacenando dentro de la carpeta definida previamente como "maxent_out". Ahora si podemos ejecutar la otra herramienta "Maximun Entropy Modelling (Manual Configuration)", en donde de manera similar al anterior indicamos el vector con las ocurrencias, el campo de la especie y ahora le indicamos que las variables ambientales con la extensión adecuada se ubican en otro directorio.

Fig. 4: Ajustando los valores de acuerdo a los requerimientos del Maxent.

Al correr esta aplicación nos abrirá el entorno del Maxent, en donde ya se encuentra seleccionado la ruta tanto de la tabla con la especie en estudio y las variables ambientales en el formato que Maxent lo reconoce( *.asc); asimismo, podemos verificar que la carpeta de resultados será aquella que indicamos anteriormente como "maxent_work".

Fig. 5: Entorno del Maxent listo para ejecutarse.


Al finalizar podremos apreciar todos los resultados que normalmente nos proporciona si lo trabajamos de manera independiente, pero ahora también se carga en nuestro QGIS el raster con la distribución de probabilidades.

Fig. 6: Lista de archivos como resultado del modelado.



Para efectos de visualización se ajustaron los colores de nuestro resultado obtenido.

Fig. 7: Resultado final obtenido mostrado en el QGIS.



En general el Maxent permite modelar  la  distribución geográfica  de  las  especies,  utilizando  como datos sólo  los  sitios  de  presencia (en este caso se trabajó con datos de presencia de la especie Theobroma Cacao) y las variables  bioclimáticas asociadas  a  cada  uno de  esos  puntos  de presencia. Para  modelar  las distribuciones se  basa  en  el  principio  de Máxima Entropía. Para entender mejor nuestros resultados obtenidos, recomiendo revisar principalmente las referencias 5 y 6, en ellos se profundiza el tema de una manera didáctica. Bueno por mi parte espero haber contribuido a despertar un interés sobre este tema y que experimenten con el plugin.



Referencias:

  1. https://conservationecology.wordpress.com/qgis-plugins-and-scripts/qsdm/
  2. https://conservationecology.wordpress.com/2014/05/11/macroecology-for-qgis-the-new-qsdm-plugin/
  3. https://github.com/Martin-Jung/QSDM
  4. http://www.cs.princeton.edu/~schapire/maxent/
  5. https://www.cs.princeton.edu/~schapire/maxent/tutorial/tutorial-in-spanish.doc
  6. http://www.mncn.csic.es/docs/repositorio//es_ES//Blog/Documentos_blog/apuntes-sig-modelacion.pdf

domingo, 5 de junio de 2016

Complementos del QGIS para analizar la Biodiversidad - Parte 1







En esta oportunidad y luego de mucho tiempo, voy a escribir sobre un tema ligado a la biodiversidad y los SIG, por lo tanto, no podemos dejar de mencionar a una importante organización como el GBIF (The Global Biodiversity Information Facility). Hablamos de la Infraestructura Mundial de Información en Biodiversidad, el cual tiene por objetivo dar acceso a los datos de biodiversidad de todo el mundo, todo esto vía Internet de manera libre y gratuita, como apoyo a la investigación científica, fomentar la conservación biológica y favorecer el desarrollo sostenible.

Si exploramos la plataforma GBIF podemos apreciar ver cuentan con una cantidad apreciable de datos georreferenciados de ocurrencias (Fig. 1). Es posible descargar todas las ocurrencias, pero es mejo realizar filtros de acuerdo a nuestro interés. 
Fig. 1: Datos georreferenciados de ocurrencias disponibles 


Descargando Datos de Ocurrencias Georeferenciadas


Para esta entrada vamos a tomar como ejemplo el lograr descargar ocurrencias de una especie vegetal (Theobroma cacao) y que se encuentren en un País (Perú). Como primer paso es registrarse, porque los datos serán enviados al correo indicado. Ahora podemos ingresar al siguiente enlace http://www.gbif.org/occurrence/search para hacer nuestra búsqueda, realizando para ello los filtros que ya mencionamos, para luego poder obtener el número de ocurrencias a descargar.

Fig. 2: Descarga de ocurrencias aplicando filtros


Finalmente elegimos el formato de  descarga, en este caso será CSV, con la finalidad de contar con los datos tabulares. Nuestro resultado como lo dijimos llegará a nuestro correo con un enlace que contiene un archivo tipo Zip.

Fig. 3: Envío de nuestros datos de ocurrencias requeridos


Plugin QGIS - GBIF Occurrences


Ahora que vimos cómo descargar ocurrencias desde la misma plataforma GBIF, vamos a mostrarles que también podemos obtener un resultado similar empleando el plugin GBIF Occurrences, con la ventaja que los resultados se adicionan directamente como una cobertura de puntos.
Como primer paso instalamos nuestro plugin o complemento desde "Administrar e instalar complementos".

Fig. 4: Instalando el plugin GBIF Occurrences

Luego de activar el plugin nos aparece una pantalla que nos permite generar los filtros, por lo tanto, indicaremos el nombre científico de la especie que nos interesa y luego el país.

 Fig. 5: Filtrado de ocurrencias.

Finalmente podremos apreciar en nuestro visor de mapas que se adicionaron las ocurrencias georreferenciadas, mostrando sus datos tabulares.

Fig. 6: Resultado de adicionar las ocurrencias previamente filtradas


Muy bien, esto es lo que quería mostrarles en esta primera parte, en la siguiente entrada hablaremos de otro plugin, nos referimos a QDSM (QGIS Species Distribution Modelling), sobre todo para ver una aplicación con los datos descargados, esta demás decirles que lo conserven, lo vamos a necesitar.



Referencias:

  1. Página Principal de GBIF: http://www.gbif.org/
  2. Nodo Español de GBIF: http://www.gbif.es/gbif.php
  3. Descripción del Plugin GBIF Occurrences: https://github.com/BelgianBiodiversityPlatform/qgis-gbif-api