Análisis de cobertura vegetal en los municipios de Cádiz mediante imágenes satelitales

¿Cuanta vegetación se encuentra dentro de cada municipio de Cádiz?

Este proyecto intenta mediante el estudio de las imágenes satelitales dar luz a la pregunta: ¿Cual es el municipio de Cádiz más verde?

Algunos municipios cuentan con un límite administrativo bastante grande en comparación con el núcleo urbano que tiene, pero esto no exime de la posibilidad de alojar zonas verdes como parques o plazas en municipios con un área administrativa más pequeña que otros.

Tecnologías

• Lenguajes y librerías: Python (NumPy, geopandas, Rasterio y OpenCV) para el procesamiento de imágenes

• Análisis Geoespacial: QGIS para visualización y validación

• Fuentes de datos: Ortofotos PNOA (CNIG) y límites administrativos de OpenStreetMap

Metodología

Las imágenes satelitales (0.25m x 0.25m por píxel) han sido binarizadas siguiendo 3 condiciones para contabilizar un píxel de la imagen como 'Vegetacion':

• Normalized Difference Vegetation Index: el coeficiente NDVI debe superar un umbral de 0.35. Siendo calculado usando los valores de las bandas NIR y Roja de la siguiente forma:

$$NDVI = \dfrac{NIR - Roja}{NIR + Roja}$$

• Umbral de brillo: el brillo de las bandas NIR y Roja deben superar un umbral de 40 para descartar posibles sombras o aguas oscuras

• Intensidad de reflectancia: la intensidad de la banda NIR debe superar un valor de 100 para confirmar una masa vegetal

En caso de un píxel superar de manera simultánea estas 3 condiciones sería considerado como 'Vegetacion'

Resultados

Los resultados (ranking y mapa interactivo) pueden encontrarse en la web del proyecto: naim-prog.github.io/green-city-cadiz

Comparativa del antes y despues del tratamiento de la imagen en la zona Norte del municipio de Cádiz. Se puede observar que zonas como el Parque Genovés aparecen como una gran masa de vegetación, así como varias plazas (San Antonio y Mina) destacan tambien por su gran presencia en cuanto a masa vegetal.

Reproducibilidad

Si tienes el gestor de paquetes de Python uv utiliza el comando:

uv sync

Si tienes el gestor de Python pip utiliza el comando:

pip install -r requirements.txt

Para descargar las imágenes satelitales ejecuta el script de Python cnig-donwloader.py con el siguiente comando:

python cnig-downloader.py

Para descargar la comunidad de Andalucía de OSM para los límites municipales crea el directorio osm/ y descarga el archivo de Geofabrik

Luego deberás seguir las instrucciones de cada uno de los apartados de la jupyter notebook script.ipynb y ejecutar los que sean necesarios.

Fuentes

• Imágenes satelitales propiedad del CNIG (Centro Nacional de Información Geográfica)
• Datos geoespaciales propiedad de OpenStreetMap y procesados por Geofabrik Gmbh