Número 33 | Cuarto trimestre 2012

Los SIG en el contexto del medio marino en la Región de Murcia

RESUMEN
La aplicación de los Sistemas de Información Geográfica (SIG) se ha extendido en el mundo científico-técnico, donde se ha conver tido en una instrumento de análisis y almacenamiento de información imprescindible. El uso de los SIG abarca casi cualquier aplicación en la que haya una componente espacial, como usos militares, aplicaciones en infraestructuras, planificación territorial, etc. En el medio marino se pueden aplicar para teledetección, car tografía digital, geoestadística, análisis y modelación espacial, Infraestructuras de Datos Espaciales (IDE), visores web, etc.
En 1988, la Región de Murcia impulsó el proyecto de cartografía binómica del litoral murciano, siendo un instrumento que ha ido actualizándose hasta nuestros días. En comparación con otras regiones mediterráneas españolas, el litoral murciano es el tramo del litoral mediterráneo con la información cartográfica más completa y precisa, además del SIG marino más avanzado.
Son numerosos los trabajos y aplicaciones en los que se ha utilizado como base la car tografía y los datos asociados, como la Red Natura 2000, ‘Programa de gestión integrada del litoral del Mar Menor y su zona de influencia', caracterización ambiental para la propuesta de Reservas Marinas, diagnóstico medioambiental, etc.

Para alcanzar los objetivos de conservación del medio marino se hace imprescindible una herramienta vital para su gestión, los Sistemas de Información Geográfica (SIG). Actualmente, la Región de Murcia posee el tramo del litoral mediterráneo con la información cartográfica más completa y precisa, además del SIG marino más avanzado.

El extraordinario desarrollo de las Tecnologías de la Información y Comunicación (TIC), como consecuencia del avance en la obtención, almacenamiento y análisis de la información, unido a la proliferación de aplicaciones de uso amigable para el usuario final, ha propiciado la utilización cada vez mas generalizada de las TIC. En este contexto, la aplicación de los Sistemas de Información Geográfica (SIG), definidos como "un sistema de hardware, software y procedimientos diseñados para soportar la captura, gestión, manipulación, análisis, modelado y visualización de datos espacialmente referenciados para resolver problemas complejos de planeamiento y gestión"1, se ha extendido en el mundo científico-técnico, donde se ha convertido en una instrumento de análisis y almacenamiento de información imprescindible. También a nivel de usuario cotidiano, mediante herramientas web de visualización de información espacial como Google Earth, estandarización de visores o la publicación de información espacial tras la generalización de las Infraestructuras de Datos Espaciales (IDE), favorecida a su vez por normativas como la Directiva 2007/2/CE (Inspire, DOUE 2007) y su transposición en España con la Ley 14/2010 (Lisige, BOE 2010).
El uso de los SIG abarca casi cualquier aplicación en la que haya una componente espacial, como usos militares, aplicaciones en infraestructuras, planificación territorial, etc. Algunos ejemplos de uso relacionados con el medio marino pueden ser:
1. Análisis y modelización espacial, como la modelización de vertidos en el mar y la previsión de posibles impactos, riesgos de contaminación, la distribución de diferentes especies o la valoración ambiental.
2. Geoestadística, interpolación espacial para conocer la distribución continua en el espacio de coberturas de especies a partir de observaciones puntuales (fig. 3).
3. Teledetección, utilizada para la clasificación de tipos de manchas marinas, seguimientos de vertidos o la obtención de variables físicas en el mar, como temperatura en superficie o turbidez (fig. 1).
4. Sistemas de apoyo a la toma de decisiones como la Evaluación Multiobjetivo para zonificación espacial (fig. 2), ordenación territorial o asignación de funciones al territorio.
5. Desarrollo SIG, implementación de métodos de almacenamiento y acceso a la información como ArcMarine4, o herramientas de análisis y modelización como ‘Marine Geospatial Ecology Tools'5.
6. IDE, visores web, servicios conforme a estándares internacionales como el del Open Geospatial Consortium (OGC), geoportales de información espacial (por ejemplo, el del Instituto Español de Oceanografía -IEO, fig. 4- o el visor del subsistema litoral y marino de la Junta de Andalucía) o geocatálogos como el del Sistema de Información Geográfica Ambiental (SIGA), de la Dirección General de Medio Ambiente de la Consejería de Presidencia, infraestructura pionera en la Región de Murcia y una de las mejor valoradas a nivel nacional, dentro del cual se incluye la información relativa a medio marino.
De los ejemplos anteriores se desprende la idea de que, en realidad, todos los enfoques dados a los SIG se complementan y apoyan entre sí. Concretamente, la aplicación de los SIG a la planificación y gestión del territorio es el resultado de la integración de métodos y herramientas como soporte a técnicos y científicos. Quizás el mejor ejemplo de esto, creado en origen para su uso en el medio marino y extendido para usos en tierra, pueda ser el programa Marxam y su extensión SIG Cogito Zonae6, software enfocado al diseño de sistemas de reservas en planificación sistémica de espacios. Otro ejemplo de la aplicación de los SIG al medio marino es la generación de cartografía digital, o el almacenamiento en soporte digital de las diferentes entidades espaciales en bases de datos asociadas a información temática a partir de las que se puede extraer información integrada (como, por ejemplo, mapas impresos). Como ejemplos españoles específicos del medio marino podemos destacar:
1. la cartografía de la plataforma continental española, generada por el IEO en el marco del proyecto ‘Estudio de la Plataforma Continental Española' (Espace) propuesto en 1999 y cuyos trabajos de toma de datos en la Región de Murcia se realizaron en 2003. Esta cartografía, a escala 1:50.000, incluye información referente a batimetrías, sedimentos marinos y praderas de fanerógamas (fig. 5);
2. la ecocartografía promovida por el Ministerio de Medio Ambiente, Medio Rural y Marino, con información sobre batimetrías y cartografías bionómicas en detalle, realizadas en el marco del plan de ecocartografías del litoral español para fondos entre 0 y 50 metros y a escala 1:10.000. El proyecto específico de las provincias de Granada, Almería y Murcia se realizó entre los años 2008 y 2009. Este tipo de cartografía se realiza a partir de señales de sonar multihaz completado con información procedente de transectos con arrastre de video para la clasificación y validación de información.
Es indudable el valor que los SIG generan sobre todos aquellos trabajos en los que se da una fuerte componente espacial. Su aplicación al medio marino es directa, ya que gran parte de los procesos que intervienen dependen en gran medida de su ubicación espacial y de la relación de éstos con otros procesos, también con fuerte dependencia espacial.

Los SIG se definen2, desde el punto de vista funcional, como:
• herramientas: unión de diversas herramientas informáticas para análisis y presentación de cartografía automática, gestión de bases de datos espaciales y análisis digital de imágenes;
• recursos: capas de información espacial en formato digital que representan diversas variables, o entidades a las que corresponden varias entradas en una base de datos enlazada;
• infraestructuras o IDE: serie de tecnologías, políticas y disposiciones institucionales que facilitan la disponibilidad y el acceso a los datos espaciales, incluyendo datos geográficos y sus atributos, su documentación (metadatos), medios para ver y evaluar los datos (catálogos y cartografía en red) y métodos para su acceso3.

Cartografía bionómica de la Región de Murcia
La Comunidad Autónoma de la Región de Murcia realizó en 1988 un estudio pionero sobre el litoral (Caracterización, valoración ecológica y determinación de áreas a proteger en el litoral de la Región de Murcia) que dio lugar a la primera cartografía bionómica a escala 1:50.000 con un alto nivel de precisión. Dicho trabajo se actualizó y mejoró a partir de la ‘Revisión y actualización de la cartografía bionómica del litoral de la Región de Murcia', desarrollada en 19987. Basado en los trabajos anteriores, la cartografía bionómica es actualizada nuevamente en 2004, con el objeto de ser utilizada como información base para la cartografía necesaria para la aplicación de la Directiva Hábitats (92/43/CEE), especialmente en las áreas designadas como Lugares de Importancia Comunitaria (LIC). A esta actualización se incorpora una base de datos con información relevante para cada uno de los polígonos cartográficos definidos. Todos estos estudios son promovidos por la Dirección General de Medio Ambiente de la Comunidad Autónoma de la Región de Murcia (CARM). En la actualidad, la cartografía bionómica se incluye dentro del Geocatálogo del SIGA para su descarga y uso público.
Esta cartografía actualizada presenta un grado de detalle bastante aceptable de las biocenosis bentónicas infralitorales, llegando hasta los límites profundos de las praderas de Posidonia oceanica (curva batimétrica -25 metros) y mejorando, en gran medida, la información anterior de la que partía (fig. 3). Sin embargo, este grado de detalle sigue siendo deficiente en comparación con la resolución de comunidades en ecosistemas terrestres. Los límites profundos de los polígonos de biocenosis, como las praderas de angiospermas marinas, manchas de maërl o coralígeno, siguen siendo poco precisos debido a las limitaciones de tipo técnico y a la fuente de interpretación de la que se parte (datos puntales a partir de los que se extrapolan los límites de las comunidades), en contraste con las zonas someras, donde los límites son bastante precisos, ya que proceden de digitalización de fotografías aéreas o imágenes de satélite. Además, existen vacíos de información, a partir de los 50 m se desconocen las comunidades asociadas a la plataforma o a los emblemáticos cañones submarinos de esta costa.
A pesar de las evidentes deficiencias, si comparamos la información disponible en la Región de Murcia con el resto de las regiones mediterráneas españolas, se puede afirmar que, actualmente, Murcia es el tramo del litoral mediterráneo con la información cartográfica más completa y precisa, además del SIG marino más avanzado, tal y como se evidenció en el estudio de ‘Evaluación inicial, buen estado ambiental y objetivos ambientales de la Estrategia Marina para la demarcación levantino-balear (2012)'. El grado de detalle a nivel de biocenosis a partir de los 25-30 m de profundidad es bastante burdo en la mayoría de las cartografías regionales; muchas de ellas apenas diferencian las comunidades de maërl y todas las comunidades de roca profunda aparecen con el término coralígeno sin especificar el tipo de biocenosis específica asociada. La mayoría de estas cartografías carecen de metadatos asociados, y aquellas que los tienen presentan campos cuya nomenclatura varía ampliamente entre las distintas regiones de la demarcación, haciendo extremadamente complicada su interrelación y análisis global8.

Algunas aplicaciones derivadas de la cartografía bionómica
La base de datos espacial sobre biocenosis en Murcia se crea con objeto de servir como herramienta e información de apoyo en la planificación, gestión y evaluación ambiental, pero el detalle y la amplia información asociada ha permitido su uso en ámbitos como la investigación.
Son numerosos los trabajos y aplicaciones en los que se ha utilizado como base la cartografía y los datos asociados.
Entre los proyectos científico-técnicos se pueden citar los relacionados con:
- Red Natura 2000, para la identificación y valoración de hábitats presentes en medio marino;
- la planificación, como el ‘Programa de gestión integrada del litoral del Mar Menor y su zona de influencia'(CAAMA 2003);
- la caracterización ambiental para propuestas de Reservas Marinas de Interés Pesquero, como los proyectos de ‘Caracterización, diagnóstico y definición de propuestas de gestión del ecosistema marino comprendido en la zona de cabo Tiñoso'(CAAMA 2008) o ‘Caracterización, diagnóstico y definición de propuestas de gestión del ecosistema marino comprendido en la zona de Cabo Cope (Región de Murcia)' (CAAMA 2010);
- el diagnóstico ambiental, como el realizado en el marco de la aplicación de la Estrategia Marina en la demarcación levantino-balear9, donde se utiliza, junto a las cartografías de biocenosis de las diferentes CC.AA., como información de base para la evaluación inicial y para definir propuestas metodológicas para la identificación del Buen Estado Ambiental (BEA) de las comunidades.
En lo referente a publicaciones presentadas en congresos y revistas científicas, destacan los trabajos que utilizan esta base de datos espacial para aspectos tan diversos como la definición de metodologías para la caracterización y clasificación ambiental del medio marino10 (fig. 4), propuesta de indicadores de planificación y gestión11, o análisis espaciales mediante uso de métricas de la estructura del paisaje sobre valoración ecológica y zonificación ambiental de Áreas Marinas Protegidas (AMP) a partir de análisis paisajístico12.

Autores:
F. Gomaríz Castillo y F. Giménez Casalduero. Departamento de Ciencias del Mar y Biología Aplicada. Universidad de Alicante.

Notas bibliográficas:
1.- Cowen, D., 1989. Conferencia NCGIA. National Center for Geographic Information and Analysis, University of California, Santa Barbara.
2.- Phillips, A., Williamson, I., Ezigbalike, C., 1999. Spatial data infrastructure concepts. The Australian Surveyor 44 (1), 20 - 28.
3.- Nebert, D.D. (Ed.), 2004. Developing Spatial Data Infrastructures: The SDI Cookbook, Version 2.0. Global Spatial Data Infraestructure Association.
4.- Wright, D.J., Blongewicz, M.J., Breman, J., 2007. Arc Marine: GIS for a Blue Planet. ESRI Press, Redlands, California.
5.- Roberts, J.J., Best, B.D., Dunn, D.C., Treml, E.A., Halpin, P.N., 2010. Marine Geospatial Ecology Tools: An integrated framework for ecological geoprocessing with ArcGIS, Python, R, MATLAB and C++. Environmental Modelling & Software 25(1), 1197 - 1207.
6.- Watts, M.E., Ball, I.R., Stewar t, R.S., Klein, C.J., Wilson, K., Steinback, C. Lourival, R., Kircher, K., Possingham, H.P., 2009. Marxan with Zones: Software for optimal conser vation based land- and sea-use zoning. Environmental Modelling & Software 24(12), 1513 - 1521.
7.- Calvín, J.C. (Ed.), 1999. El Litoral Sumergido de la Región de Murcia. Car tografía bionómica y valores ambientales. Consejería de Agricultura, Agua y Medio Ambiente, Comunidad Autónoma de la Región de Murcia, Murcia.
8, 9.- Ministerio de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente (Magrama) Ed., 2012. Evaluación inicial, buen estado ambiental y objetivos ambientales de la Estrategia Marina para la demarcación levantino-balear. Magrama, Gobierno de España.
10.- Giménez-Casalduero, F., Gomariz-Castillo, F., Calvín, J.C. (2011). Hierarchical classification of marine rocky landscape as management tool at southeast Mediterranean coast. Ocean & Coastal Management 54(7), 497 - 506; Gomariz Castillo, F., Giménez Casalduero, F., Ruiz, J.M., Mariadolores, E., Bermúdez, L., Marin Guirao, L., García Muñoz, R., Bernardeau Esteller, J. Mas, J. 2010. Utilización de técnicas de interpolación espacial para el estudio de la distribución de facies de Maërl. En: XVI Simposio Ibérico de Estudios de Biología Marina. Alicante (España); Rodríguez-Guerra, J.A. (2009). Identificación y selección preliminar de los sitios prioritarios para conser vación en la franja marino costera de la Región de Murcia, España. Tesis Fin de Máster, Máster en Gestión Sostenible y Tecnologías del Agua, Universidad de Alicante.
11.- Giménez-Casalduero, F., Gomariz-Castillo, F. (2007). Planning MPAs using landscape ecology Tools. European Symposium on Marine Protected Areas as a Tool for Management & Ecosystem Conservation. Emerging science and interdisciplinar y approaches, Murcia, Spain.
12.- Or tiz, A., Rubio, E., Perez, T., Fernandez Gonzalez, V., Orozco, M.J., Gomariz Castillo, F., Giménez Casalduero. F. 2010. Análisis paisajístico de los fondos del SE Español". En:XVI Simposio Ibérico de Estudios de Biología Marina. Alicante, España.010
13.- Giménez-Casalduero et al., 2011; Rodríguez Guerra, 2009; Gomaríz Castillo et al., 2010)
14.- Giménez-Casalduero y Gomaríz-Castillo, 2007)
15.- Or tíz et al., 2010

Los Sistemas de Información Geográfica nos permiten localizar y estudiar casi cualquier punto del planeta
Obtención de la temperatura en superficie marina a partir de teledetección
Zonificación ambiental de un espacio litoral a partir de Evaluación Multiobjetivo
Modelización mediante Modelos Lineales Generalizados (GLM) e interpolación espacial de la distribución de facies de Maërl
Ejemplo de portal y visor web
Ejemplo de cartografía del proyecto Space, en la zona de Cabo de Palos