RESUM


        Al llarg dels últims anys ha augmentat l'interés i la necessitat de disposar d'una informació d'usos i cobertures del territori fiable i actualitzada, sent nombrosos els projectes de caràcter local, nacional i internacional l'objectiu dels quals és la creació i actualització de bases de dades d'usos i ocupació del sòl. Els procediments metodològics per a dur a terme estes tasques requereixen un alt grau d'intervenció humana, ja que estan basats quasi íntegrament en la fotointerpretació d'imatges o la seua comparació amb altres imatges o una altra base de dades. Els recents avanços en la qualitat dels sensors, tant aerotransportats com espacials, i en la seua quantitat, han suposat un increment significatiu en la disponibilitat d'imatges d'alta resolució. D'altra banda, des de les administracions públiques s'estan gestionant iniciatives conjuntes per a adquirir i facilitar la disponibilitat de dades i imatges aèries i satelitals, com és el Pla Nacional d'Observació de la Terra (PNOT), alhora que es desenvolupen noves metodologies per a l'explotació d'estes dades. És en esta línia de treball on s'emmarca esta tesi. Els seus desenrotllaments i els seus assajos pretenen aportar una contribució a l'automatització progressiva dels processos d'obtenció d'informació relativa als usos del territori per mitjà de l'anàlisi de les imatges disponibles de forma regular pels plans d'observació a Espanya, així com la seua integració amb la informació continguda en les bases de dades cartogràfiques ja existents.
        L'objectiu general d'esta tesi és el desenvolupament de metodologies per a l'actualització de bases de dades cartogràfiques d'ocupació del sòl, aplicades a zones agrícoles mediterrànies i basades en la utilització de dades geogràfiques i d'observació de la Terra i disponibles regularment a Espanya per als treballs d'actualització cartogràfica. Estes dades solen consistir en imatges aèries de la data en què es vol actualitzar la cartografia, la mateixa base cartogràfica que es va a actualitzar i un altre tipus d'informació auxiliar, variable en funció de cada cas concret. No s'han considerat altres fonts de dades que, si bé suposarien un complement eficaç a les dades bàsiques, com a informació de tipus altimètric (lidar), multitemporal, hiperespectral, microones, etc., el seu cost limitaria la seua aplicació en l'escenari actual espanyol, i que no és probable que estiguen disponibles de forma periòdica i amb una cobertura estatal. 
        Esta actualització s'aborda per mitjà de la integració i l'anàlisi d'informació cartogràfica en format vectorial, imatges aèries d'alta resolució, la informació alfanumèrica continguda en la base de dades a actualitzar i la informació auxiliar. En concret, s'ha utilitzat un mosaic d'ortoimatges aèries amb resolució espacial de 0.5m/píxel, obtingut després de la fusió de les bandes pancromàtica i multiespectrals preses amb el sistema de càmeres fotogramètriques DMC. La base de dades cartogràfica utilitzada en els assajos correspon a la base cartogràfica de la D.G. de Cadastre, junt amb la seua informació temàtica associada, en onze polígons cadastrals en el terme municipal de Benicarló (Castelló). Com a informació auxiliar s'ha utilitzat l'altitud mitjana, el pendent mig i la distància a la costa extreta de models digitals del terreny amb una resolució espacial de 1m. La integració de les dades es realitza per mitjà de l'extracció de característiques i la classificació d'imatges orientada a objectes. En primer lloc, la cartografia aporta els límits espacials que delimiten els objectes d'estudi, que en el nostre cas es corresponen amb la subparcel·la cadastral. En segon lloc, l'ús de les subparcel·les s'assigna per mitjà de l'anàlisi d'un conjunt de característiques, com són les extretes a partir de l'anàlisi d'una imatge d'alta resolució, o les definides per la seua forma, el seu ús previ, etc. 
        Així, la descripció quantitativa de cada objecte es fa per mitjà d'un conjunt de característiques dissenyades específicament per a la descripció de parcel·les fonamentalment agrícoles. La informació que proporcionen estes característiques es referix a la resposta espectral de cada objecte o parcel·la, a la textura, a l'existència d'elements amb una estructura o patró determinat (marcs de plantació,...), així com a les propietats d'alguns d'eixos elements i, finalment, a la pròpia geometria de les parcel·les o característiques de forma. El desenvolupament i aplicació d'estes característiques descriptores constituïx el nucli central d'esta tesi.
        S'han avaluat, per mitjà d'una sèrie d'assajos, la utilització i el rendiment d'estes característiques com a descriptors de les propietats que defineixen els usos de les parcel·les. Així, per exemple, s'ha comprovat que la posició del primer màxim del semivariograma omnidireccional calculat sobre la banda de l'infraroig és un indicador precís del diàmetre de la copa dels arbres disposats segons un marc de plantació regular. Així mateix, la transformada d'Hough sobre una imatge binària amb la localització d'arbres permet determinar les dimensions dels marcs de plantació en cultius arboris. S'ha dissenyat un mètode de segmentació automàtica i caracterització d'arbres per parcel·la per a determinar la superfície coberta per arbres en una parcel·la i, al mateix temps, la classe de cultiu present, dins de la variació existent en la zona d'estudi. També s'ha comprovat que l'ús previ d'una parcel·la, introduït com una característica descriptora més de les parcel·les, incrementa la fiabilitat de la classificació de manera molt relacionada amb el grau d'actualització de la base de dades. En els assajos realitzats este increment està pròxim al 4%.
        Com a mètode de decisió per a l'assignació de classes s'ha utilitzat un multiclasificador de tipus boosting sobre un conjunt d'arbres de decisió creats per mitjà de l'algoritme C5.0, a partir d'un conjunt d'exemples o mostres d'aprenentatge. A més de la classe assignada pel classificador a cada parcel·la s'obté un valor de la confiança amb què el classificador fa l'assignació de la classe, el qual proporciona informació objectiva sobre la fiabilitat en la classificació de cada objecte.
        La metodologia de classificació proposada s'ha avaluat en un conjunt de subparcel·les de l'àrea d'estudi, considerant un total de 10 classes. La fiabilitat global obtinguda és del 78.4% quan es té en compte l'ús previ, enfront del 74.7% quan no es té en compte. 
        Finalment, s'avalua la metodologia proposada en el context d'un problema real d'actualització, en el qual es compara la classificació de les subparcel·les amb la classe continguda a la base de dades que es pretén actualitzar, de manera que es detecten les discrepàncies entre ambdós fonts. En estos casos, és necessària una revisió per part d'un fotointèrpret a fi de determinar si ha existit un canvi real o un error de classificació, definint la classe final d'assignació.
        La metodologia presentada en esta tesi s'ha utilitzat amb èxit en diversos treballs de producció com l'actualització del SIG Citrícola de la Comunitat Valenciana en la província de Castelló, en l'actualització del lnventari de Cultius de la Regió de Múrcia i en l'elaboració de cartografia d'usos del sòl per al Banco de Terras de Galicia. Les fiabilitats obtingudes en les classificacions d'estos treballs oscil·len entre el 78% i el 93%, sent paisatges, llegendes i dades de partida molt distints entre si. En tots els casos, l'aplicació d'esta metodologia suposa una reducció significativa en els temps d'actualització de les bases de dades al reduir-se en gran manera el nombre de parcel·les a revisar pels fotointèrprets.