Crecimiento urbano y su influencia en los cambios de cobertura y uso del suelo utilizando autómatas celulares en los distritos de Bagua Grande y Chachapoyas, Perú

Abstract

En las últimas décadas, el crecimiento urbano se ha incrementado aceleradamente en todas las ciudades del mundo. En esta investigación analizamos el crecimiento urbano y su influencia en los cambios de cobertura y uso del suelo (CCUS) aplicando Autómatas Celulares (AC) en los distritos de Bagua Grande y Chachapoyas (Perú). Utilizamos la plataforma de computación en la nube de Google Earth Engine (GEE) para analizar series temporales anuales de imágenes Landsat 5 (L5) y Landsat 8 (L8) desde 1990 a 2021. Se aplicó una clasificación supervisada Random Forest (RF) para generar mapas de CCUS para 1990, 2000, 2011 y 2021. Posteriormente, se utilizó el complemento MOLUSCE de QGIS integrando cuatro variables predictoras del crecimiento urbano al 2031. Los mapas de cobertura y uso del suelo reportaron una precisión general (OA) superiores al 92%. La superficie de bosque se redujo de 20,807.97 ha en 1990 a 14,629.44 ha en 2021 para el distrito de Bagua Grande. A su vez el distrito de Chachapoyas presentó patrones similares con una superficie de 7,796.08 ha en 1990 a 3,598.19 ha en 2021. Por su parte, las áreas urbanas se incrementaron de 287.49 a 1,128.77 ha para Bagua Grande y de 185.65 a 924.50 ha para Chachapoyas entre 1990 y 2021. Mediante la aplicación de AC se predijo el crecimiento urbano para 2031 con precisiones superiores al 70%, se estimó que el área urbana del distrito de Bagua Grande se incrementará a 1,459.25 ha y 1,138.05 ha el distrito de Chachapoyas. El modelamiento de escenarios futuros del crecimiento urbano a partir de los mapas de CCUS y MOLUSCE demostró un incremento de la superficie urbana y la reducción de superficies de cobertura vegetal al 2031.