Erosion Susceptibility Assessment using Statistical Models at a Tropical Watershead in Costa Rica
| Autores principales: | , |
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| Formato: | Online |
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| Publicado: |
Universidad Nacional, Costa Rica
2017
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| Acceso en línea: | https://www.revistas.una.ac.cr/index.php/ambientales/article/view/10110 |
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AMBIENTALES10110 |
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Universidad Nacional de Costa Rica |
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Revista de Ciencias Ambientales |
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Pérez-Rubio, Iván Mende, Andreas |
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Pérez-Rubio, Iván Mende, Andreas Erosion Susceptibility Assessment using Statistical Models at a Tropical Watershead in Costa Rica |
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Análisis espacial de susceptibilidad de erosión en una cuenca hidrográfica del trópico húmedo de Costa Rica Análise espacial de susceptibilidade de erosão em uma bacia hidrográfica do trópico úmido da Costa Rica |
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Universidad Nacional, Costa Rica |
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AMBIENTALES101102024-07-15T15:34:06Z Erosion Susceptibility Assessment using Statistical Models at a Tropical Watershead in Costa Rica Análisis espacial de susceptibilidad de erosión en una cuenca hidrográfica del trópico húmedo de Costa Rica Análise espacial de susceptibilidade de erosão em uma bacia hidrográfica do trópico úmido da Costa Rica Pérez-Rubio, Iván Mende, Andreas ponderaciones de evidencia regresión logística binaria probabilidad condicional conjunta curva ROC Sistemas de Información Geográfica (SIG). weights of evidence modelling multivariate logistic regression joint conditional probability ROC curve Geographical Information Systems (SIG) ponderações de evidência regressão logística binária probabilidade condicional conjunta curva ROC Sistemas de Informação Geográfica (SIG) The aim of this study is to assess the state of conservation of a tropical watershead in Costa Rica in terms of its capacity to provide the ecossytem service of control of erosion. Firstly a spatial inventory of erosion occurrence areas was made by the interpretation of aerial photographs (CARTA Project). It was previously made under the condition that its spatial distribution is not random but depends on the complex interaction of natural and human factors. The methodology applied to quantify that spatial relationship was based on the stadistical analysis of erosion susceptibility. To do that it were applied two comparative methods: 1) a multivariate logistic regression and 2) a joint condicional probability model under Bayesian theorem. The two alternatives were combined with an indirect bivariate statistical analysis base on the weights of evidence method. The positive weight of evidence was assigned to each of the different classes into which a factor map is classified: land use, the slope gradient, geomorphology, and distance to streams. The results of the calculation of the weights of evidence and the interpretation of the coeficientes of the ecuation of logistic regression demostrated that the most relevant factor map was the land use. The both susceptibility maps were evaluated through two different methodologies: the success rate and the ROC curve. The validation results revealed that the joint conditional model was slightly better at predicting erosion features than the logistic regression model. El objetivo del presente estudio consiste en evaluar el estado de conservación de una cuenca hidrográfica en el trópico húmedo de Costa Rica en términos de su capacidad de proveer el servicio ecosistémico control de erosión. Mediante la interpretación de fotografías aéreas del proyecto CARTA (2005) se realizó primeramente un inventario espacial de los procesos erosivos observables en el área de estudio. Se parte del supuesto de que su distribución espacial no es aleatoria sino que depende de la interacción compleja de factores naturales y antrópicos. Para evaluar cuantitativamente dicha relación espacial se planteó un análisis de susceptibilidad de erosión. Se aplicaron dos métodos comparativos: 1) regresión logística binaria y 2) probabilidad condicional conjunta mediante el teorema de Bayes. Ambas alternativas se combinaron con un análisis estadístico bivariado basado en el cálculo de las ponderaciones de evidencia (weights of evidence) de todas las clases de los factores condicionantes incorporados en el modelo: el uso del suelo, la pendiente, la geomorfología y la distancia a la red de drenaje. Los resultados de los cálculos de las ponderaciones de evidencia y la interpretación de los coeficientes de la ecuación de regresión logística demostraron la relevancia relativa dominante del factor uso del suelo sobre la geomorfología. Los mapas de susceptibilidad resultantes fueron evaluados mediante dos procedimientos de verificación, en primer lugar, la curva del ratio de acierto (success rate) y la función ROC (Receiver Operating Characteristic); en ambos casos el método de probabilidad conjunta mostró un mayor nivel de precisión que el de regresión logística. O objetivo do presente estudo consiste em avaliar o estado de conservação de uma bacia hidrográfica no trópico úmido da Costa Rica em termos de sua capacidade de fornecer o serviço ecossistêmico para o controle da erosão. Através da interpretação de fotografias aéreas do projeto CARTA (2005) foi realizado primeiramente um inventário espacial dos processos erosivos observáveis na área de estudo. Parte-se da pressuposição de que sua distribuição espacial não é aleatória, senão que depende da interação complexa de fatores naturais e antrópicos. Para avaliar quantitativamente esta relação espacial foi traçada uma análise de susceptibilidade de erosão. Foram aplicados dois métodos comparativos: 1) regressão logística binária e 2) probabilidade condicional conjunta, através do teorema de Bayes. Ambas as alternativas foram combinadas com uma análise estatística bivariada baseada no cálculo das ponderações de evidência (weights of evidence) de todas as classes dos fatores condicionantes incorporados no modelo: o uso do solo, a pendente, a geomorfologia e a distância até a rede de drenagem. Os resultados dos cálculos das ponderações de evidencia e a interpretação dos coeficientes da equação de regressão logística demostraram a relevância relativa dominante do fator uso do solo sobre a geomorfologia. Os mapas de susceptibilidade resultantes foram avaliados através dos procedimentos de verificação, em primeiro lugar, a taxa de sucesso da curva do quociente (success rate) e a função ROC (Receiver Operating Characteristic); em ambos os casos o método de probabilidade conjunta mostrou um maior nível de precisão que o de regressão logística. Universidad Nacional, Costa Rica 2017-12-26 info:eu-repo/semantics/article info:eu-repo/semantics/publishedVersion Journal articles Artículo Artigo application/pdf text/html https://www.revistas.una.ac.cr/index.php/ambientales/article/view/10110 10.15359/rca.52-1.1 Tropical Journal of Environmental Sciences; Vol. 52 No. 1 (2018): January-June; 1-26 Revista de Ciencias Ambientales; Vol. 52 Núm. 1 (2018): Enero-Junio; 1-26 Revista de Ciencias Ambientales; v. 52 n. 1 (2018): Janeiro-Junho; 1-26 2215-3896 1409-2158 spa https://www.revistas.una.ac.cr/index.php/ambientales/article/view/10110/pdf https://www.revistas.una.ac.cr/index.php/ambientales/article/view/10110/html_1 Derechos de autor 2018 Revista de Ciencias Ambientales |