Caso de éxito · Xcaret · Febrero 2023 · Cozumel, Quintana Roo
6.6 hectáreas frente al Caribe, con menos de dos metros de desnivel y toda la respuesta escondida en esos dos metros.
Levantamiento LiDAR, fotogramétrico y multiespectral de los predios Belem y Chakah para caracterizar el terreno, delimitar zonas inundables, cuantificar la vegetación y detectar posibles vestigios arqueológicos bajo el dosel.
- Árboles contabilizados
- 9,769
- Equidistancia de curvas
- 20 cm
- Medición sobre terreno
- < 10 cm
- Superficie en un vuelo
- 6.6 ha
El reto
En terreno plano, veinte centímetros deciden si se inunda.
Los predios Belem y Chakah se ubican al suroeste de la Isla de Cozumel e incluyen una franja de zona federal marítimo terrestre. El terreno es prácticamente plano: la elevación va de 0 m en la costa a 1.8 m en el extremo opuesto, 600 metros tierra adentro.
En un relieve así, una diferencia de 20 centímetros define si una superficie se inunda o no. La topografía convencional con estación total no captura ese nivel de detalle sobre una superficie completa cubierta de selva mediana subcaducifolia, y la fotogrametría se queda en la copa de los árboles.
Las preguntas que el cliente necesitaba responder
- ¿Qué superficie del predio es susceptible a inundación?
- ¿Cómo es el sistema de dunas costeras y cuál es su estado?
- ¿Cuánta y qué vegetación arbórea existe, y en qué condición de salud?
- ¿Hay manglar? ¿De qué especie?
- ¿Existen vestigios arqueológicos bajo el dosel?
Qué hicimos
Un vuelo, dos puntos de control y una nube densa.
Vuelo LiDAR
Un vuelo con RPAS cubrió las 6.6 hectáreas, divididas en dos polígonos. Los pulsos láser atravesaron la capa de vegetación y generaron una nube de puntos densa con mediciones menores a 10 cm sobre el terreno.
Control GNSS
La antena RTK del sensor LiDAR entrega precisiones variables de ±50 cm en elevación. Para corregirlo se colocaron 2 puntos de control con antenas topográficas con precisiones de ±1 cm a ±5 mm en el eje Z. La antena base se mantuvo activa al menos 15 minutos antes y 15 después de cada actividad, para cubrir el tiempo GPS completo de las mojoneras y del vuelo.
Este paso es la diferencia entre un dato bonito y un dato defendible.
Vuelo fotogramétrico y multiespectral
Imágenes ráster georreferenciadas con información XYZ sobre las características y el estado de la vegetación existente.
Equipo utilizado
- Dron multirrotor DJI Matrice 300
- Sensor LiDAR DJI Zenmuse L1 — hasta 500 puntos láser/m² a 80 m, precisión de 10 cm
- Antena D-RTK 2 — corrección en tiempo real vía red CORS, posición a ±2 cm
- Receptores GNSS Spectra SP-80 — GPS, GLONASS, QZSS, GALILEO, SBAS y BeiDou
Equipo humano: geógrafos, ingenieros topógrafos, geomáticos, geólogos y geofísicos.
Topografía
La duna es un bordo. Detrás hay una concavidad que no se ve.
Del levantamiento LiDAR se generaron el modelo digital de superficie (MDS), el modelo digital de terreno (MDT) y curvas de nivel a 20 cm de equidistancia.
El predio es casi enteramente plano, con una excepción determinante: una elevación incipiente de aproximadamente 2 m formada por las dunas costeras, a escasos 20 metros de la playa.
Esa duna actúa como bordo natural. Detrás de ella, el terreno forma una superficie cóncava con valores de −20 cm hasta 70 cm: una depresión naturalmente sujeta a inundaciones que, a simple vista y sobre un plano convencional, es indistinguible del resto del predio.
Sin un modelo de terreno a 20 cm, esa concavidad no aparece, y cualquier decisión de desplante se toma sobre una zona inundable sin saberlo.
Vegetación
9,769 árboles, clasificados por altura.
Conteo arbóreo
| Altura aproximada | Conteo |
|---|---|
| Más de 12 m | 2 |
| 10 – 12 m | 248 |
| 7 – 10 m | 4,417 |
| 5 – 7 m | 4,305 |
Altura promedio: 6.9 m. El árbol más alto: 12.6 m.
Lo que el patrón significa
Los árboles más altos se concentran en los extremos suroeste y noreste, y su altura disminuye hacia el este. La zona de menor altura promedio —entre 2.5 y 5 m— coincide con la mayor concentración de propiedades similares a humedales costeros.
Es decir: la altura de la vegetación funcionó como indicador independiente de las zonas húmedas, confirmando lo que el modelo de terreno ya sugería. Dos métodos distintos, la misma conclusión.
La mayor parte de la vegetación se concentra a partir de los 190 m desde la línea de costa, donde el terreno gana elevación y pierde la influencia del agua salada. Esto concuerda con la flora documentada del municipio: vegetación hidrófila, ramón, chicozapote, caoba, pucté y ceiba.
Clasificación de la nube de puntos
Cinco estratos, con criterios de altura tomados de la guía de interpretación de cartografía de uso de suelo y vegetación del INEGI (serie VI, 2017), considerando que Cozumel corresponde a selva mediana subcaducifolia.
- Suelo — base para el modelado de terreno y curvas de nivel
- Vegetación arbustiva — de 90 cm a 3 m
- Arbórea mediana — árboles jóvenes, hasta 5 m
- Arbórea alta — más de 5 m
- Infraestructura — casetas, bardas, malla ciclónica, antenas y postes
Multiespectral
No existe estrés hídrico. Y así se demostró.
Lo relevante no es la conclusión sino cómo se sostiene, porque es el mismo método que aplicamos en cualquier análisis de salud vegetal.
Se tomaron 15 muestras, agrupadas y ajustadas mediante una ecuación lineal. Del ajuste se obtuvo una ratio de correlación de 0.758 entre NDWI y NDVI.
Esa correlación fuerte permite concluir: si existiera estrés hídrico, se reflejaría directamente en la densidad de vegetación, produciendo pérdida de clorofila y biomasa. Los valores de NDVI representan la cobertura vegetal como sana, sin indicadores de déficit nutricional ni estrés hídrico. Se realizó el mismo ejercicio de correlación con OSAVI, que discrimina suelos de vegetación.
Además se identificó la especie de manglar blanco presente en el predio mediante análisis y fotointerpretación multiespectral.
Arqueología
Quitar la vegetación del modelo y ver qué queda.
Una de las aplicaciones más valiosas del LiDAR en investigación es la detección de rasgos arqueológicos: al eliminar la vegetación del modelo digital, quedan expuestas geometrías del terreno que la selva oculta por completo a nivel de suelo y desde el aire con cámara.
En este proyecto se generó el análisis de zonas arqueológicas y el plano de vectorización de las estructuras identificadas.
Entregables del proyecto
- Modelo digital de terreno (MDT) y de superficie (MDS)
- Modelo digital de alturas de vegetación
- Curvas de nivel a 20 cm y 1 m de equidistancia
- Mapa hipsométrico y delimitación de zonas inundables
- Nube de puntos clasificada en cinco estratos (LAS)
- Modelo 3D del predio en RiCap y Civil 3D
- Ortomosaico georreferenciado
- Índices NDVI, NDWI y OSAVI con su análisis de correlación
- Conteo y caracterización de vegetación arbórea por altura
- Análisis de dunas costeras
- Plano de vectorización de estructuras arqueológicas
- Informe técnico con metodología, memoria de cálculo y bibliografía
Por confirmar:Autorización de Xcaret para distribuir el informe técnico públicamente, y si hay que retirar coordenadas exactas o datos sensibles antes de publicarlo.
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