José Benito Vives de Andréis



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Instituto de Investigaciones Marinas y Costeras “José Benito Vives de Andréis”- INVEMAR


  1. LÍNEAS DE ACCIÓN

Las líneas de acción se constituyen, en las directrices que guiarán la consolidación del LabSI, como un grupo de investigación en el área de la geomática, encargado de ofrecer soluciones geográficas a los programas de investigación que conforman el INVEMAR. De este modo, estas líneas hacen parte del marco general del plan, dentro del cual se desarrollaran los proyectos y actividades que pretenden garantizar en un lapso de cinco años, una optimización en los procesos técnicos y científicos que involucran captura, procesamiento, almacenamiento y publicación de datos geográficos.
    1. Línea de acción 1. Generación de conocimiento

Esta línea se concibe por la necesidad de solucionar el problema de conceptualización teórica y metodológica en la utilización de tecnologías de información para la investigación de los ambientes marinos, costeros y oceánicos. Así mismo, en búsqueda de posicionar el LabSI dentro de los más altos estándares de calidad técnica, tecnológica y científica. De este modo, dentro de esta línea se apoyarán y desarrollarán propuestas de investigación que conduzcan a mostrar la aplicabilidad de las tecnologías de información en todo tipo de estudios de carácter ambiental marino costero, así como la importancia de una adecuada adquisición y tratamiento de los datos geográficos. Dentro de esta línea se proponen dos programas base dentro de las cuales se formularán los proyectos de investigación: Investigación en Sensores Remotos e Investigación en SIG y Análisis Espacial.

Programa 1.1. Investigación en Sensores Remotos


El objetivo de este programa es permanecer a la vanguardia de los avances tecnológicos en sensoramiento remoto y promover su aplicación en las zonas marinas y costeras colombianas en temáticas como sensores de alta resolución espacial y/o espectral, oceanografía por satélite y nuevas herramientas para el procesamiento digital de imágenes, desarrollando y validando modelos matemáticos y físicos (algoritmos) para el procesamiento de los datos provenientes de sensores remotos e integrando los datos de sensoramiento remoto con el SIG.

La percepción remota permite obtener observaciones globales, regionales o locales de los ecosistemas marinos y costeros, los océanos y la atmósfera, de acuerdo a las necesidades de investigación. Día a día son muchos los adelantos y desarrollos que se ofrecen en este campo, como por ejemplo la adquisición de datos de nuevos sensores ópticos o de radar, alta resolución espacial y espectral, imágenes de sensores aeroportados, series de datos para análisis regional, entre otros.

Dentro de este programa de investigación se establecen tres temáticas estratégicas: uso de imágenes de alta resolución espacial y/o espectral para estudios en zonas marino-costeras, oceanografía por satélite y exploración de herramientas para el uso de SR.

Temática 1.1.1. Imágenes de alta resolución espacial y/o espectral para estudios en zonas marino-costeras

El objetivo de ésta temática es estudiar la aplicabilidad, calidad, costo y aptitud de los sensores disponibles para identificar, cartografiar y detectar cambios en los ecosistemas marino-costeros sumergidos y emergidos y aguas estuarinas.

La vegetación presente en las zonas costeras, los ecosistemas marinos sumergidos y las aguas estuarinas tienen complicadas firmas espectrales difíciles de identificar y cartografiar. En los últimos tiempos, han sido puestos en órbita nuevos satélites que proveen imágenes con resoluciones espaciales de 1 a 4 metros y cientos de bandas espectrales, además de las técnicas avanzadas de toma de fotografías aéreas a color e infrarrojas. Los proyectos propuestos para los próximos 5 años son:


  1. Evaluación de la aplicabilidad, calidad, costo y aptitud de sistemas sensores alternos de alta resolución espacial y/o espectral (SPOT5, IKONOS, QuickBird, ASTER) para determinar la extensión y estado de ecosistemas marinos y costeros sumergidos y emergidos como corales, pastos, manglares, playas, estuarios y lagunas costeras.

  2. Evaluación de la aplicabilidad, calidad, costo y aptitud de fotografías aéreas pancromáticas o a color para determinar la extensión y estado de ecosistemas marinos y costeros emergidos como manglares, playas, estuarios y lagunas costeras.

  3. Estudio y análisis de metodologías para la delimitación de ecosistemas marinos y costeros con fotografías aéreas no ortorectificadas.

  4. Estudio y análisis de metodologías para la determinación de biomasa, composición y/o cambios espacio-temporales en los ecosistemas marino costeros a partir de datos satelitales que sirvan como apoyo en el desarrollo de los indicadores ambientales.

  5. Evaluación y verificación de modelos y algoritmos de propagación de la luz en aguas turbias costeras y estuarinas, incluyendo absorción y dispersión por sustancias disueltas y partículas tales como clorofila, sedimentos suspendidos y sustancias orgánicas disueltas, con el propósito de definir patrones de turbidez o contaminantes.

  6. Estudio y análisis de metodologías para determinación de parámetros de corrección atmosférica en zonas de alta pluviosidad (Pacífico colombiano).

  7. Estudio y valoración de procesos fusión de imágenes RADARSAT y ASTER para estudios ambientales zonas marino costeras de alta pluviosidad.

  8. Evaluación, análisis y determinación de metodologías para seguimiento de procesos geológicos en franjas costeras, como erosión y acreción.

  9. Estudio y evaluación de metodologías para la utilización de sensores ópticos como Landsat ETM o ASTER para la delimitación en la plataforma continental (hasta 10 m. de profundidad) de geoformas marinas o facies sedimentarias.

  10. Evaluación de técnicas de clasificación digital de imágenes orientada a objetos y/o clasificación múltiple en cascada para las zonas marino-costeras.

Temática 1.1.2. Oceanografía por satélite

El objetivo de esta temática es aplicar y evaluar técnicas y tecnologías de sensoramiento remoto en las áreas marinas y oceánicas del país con el objeto de tener datos de temperatura superficial del mar, patrones de circulación, tren de olas, intercambio de calor aire-mar, observación de producción primaria por medio de distribución de fitoplancton y desarrollo de modelos oceánicos para la predicción de procesos.

Para determinar parámetros oceanográficos, técnicas de procesamiento de imágenes y modelamiento oceánico la percepción es una herramienta que ofrece soluciones adecuadas, prácticas y de calidad. Hoy en día las imágenes disponibles para la realización de este tipo de estudios son MODIS, AVHRR, RadarSat, SMOS, Landsat EMT y ASTER entre las más conocidas, pero se deja abierta la posibilidad de explorar nuevos avances tecnológicos al respecto. Los proyectos propuestos dentro de esta temática son:


  1. Estudio y evaluación de procesamientos digitales para el análisis de patrones de clorofila y temperatura superficial del mar, para la determinar zonas de surgencia, utilizando imágenes MODIS o AVHRR.

  2. Estudio y evaluación del uso de la banda L de RadarSat o de los productos de Nivel 2 (L2) de la misión SMOS (Soil Moisture & Ocean Salinity) para determinar medidas de salinidad de la capa superficial de la masa oceánica en zonas marítimas.

  3. Análisis de picos de reflectancia y firmas espectrales en imágenes LANDSAT TM/ETM para estudios de calidad de aguas abiertas y estuarinas.

  4. Estudio del potencial de uso de la banda termal de LANDSAT TM en análisis de plumas termales en desembocaduras al mar.

Temática 1.1.3. Exploración de herramientas para el uso de SR

El objetivo de esta temática es investigar sobre herramientas alternas para el procesamiento de productos de percepción remota, que beneficien los procesos investigativos optimizando recursos, ampliando el conocimiento y mejorando los procesos de generación de nuevos datos y resultados esperados.



  1. Revisión de fortalezas y debilidades del software GRASS (Geographic Resources Analysis Support System) para el procesamiento de imágenes satelitales para ecosistemas marinos y costeros.

  2. Determinación de potencialidades del software GRASS en el procesamiento de texturas en imágenes de radar para estudios ambientales en el Pacífico colombiano.

  3. Caracterización y modelamiento de firmas espectrales propias de ecosistemas marinos y costeros empleando el software ENVI (Environment for Visualizing Image).

  4. Estudio y evaluación de metodologías para análisis multitemporales empleando las herramientas de clasificación del software SPRING v4.1 (Sistema de Procesamiento de Información Georreferenciada).

  5. Evaluación de software que permita generar clasificaciones orientadas a objetos (Software eCongnition).


Programa 1.2. Investigación en SIG y Análisis Espacial


El objetivo de este programa es hacer investigación en novedosas técnicas que permitan mejorar el almacenamiento, análisis y modelación de información espacial que se necesite en los procesos de investigación aplicada, apoyo al diagnostico y soporte para la toma de decisiones ambientales en las zonas marinas y costeras del país.

La base de un conocimiento acertado y eficiente sobre un paisaje en el que interactúan sinnúmero de factores y actores, es definitivamente la información geográfica bien documentada. Hoy en día ésta información es vital para ser la base de nuevas investigaciones y para ser el soporte a las decisiones que se tomen sobre el paisaje. De esta forma, se convierte en parte vital de la dinámica de trabajo del LabSI, ofrecer protocolos estandarizados de almacenamiento de la información, pero principalmente generar alternativas de análisis y modelamiento de los datos que den como resultado el planteamiento de proyectos de investigación en los que los SIG sean una de las herramientas principales y así también ser la base para formular planes de manejo y gestión de zonas marinas y costeras, ofreciendo respuestas respecto al lugar donde se encuentra el recurso y su dinámica y brindando alternativas de carácter espacial con respecto a la ubicación de los mejores sitios para desarrollar actividades de uso, infraestructura y declaración de áreas de protección, entre otras utilidades.

En aras de consolidar la óptima administración y generación de información geográfica marino-costera, el INVEMAR requiere, sobre los principios de optimización de recursos económicos y aprovechamiento de recursos tecnológicos, hacer uso de las potencialidad de las herramientas SIG en la investigación y en la toma de decisiones para la gestión ambiental, continuando con los esfuerzos ya comenzados sobre las siguientes temáticas de investigación: Modelo de datos geográficos marinos y costeros, análisis espacial y diseño de escenarios tendenciales.

Temática 1.2.1. Modelo de Datos Geográficos -MDG- Marinos y Costero

Adoptar tecnología en una estructura de almacenamiento definida y del desarrollo de destrezas en el análisis de objetos geográficos marino costeros, sus atributos, sus relaciones (espaciales o no espaciales) y el comportamiento, con el fin de hacer una representación formal y abstracta lo más veraz posible de su funcionalidad dentro del paisaje marino costero del país. Las actividades propuestas para iniciar y consolidar un nivel cero que de paso a investigación en los próximos 5 años serían los siguientes:



  1. Revisión del estado del arte en la temática de la semántica espacial en la construcción de modelos de datos ambientales marino costeros.

  2. Análisis de fortalezas y potencialidades de la construcción de un modelo de datos ambiental marino costero que permita el análisis integrado de información basado en el conocimiento espacial.

  3. Conceptualización del MDG para las zonas costeras, insulares y espacios oceánicos de Colombia como instrumento de planificación para la toma de decisiones.

  4. Diseño del módulo de datos de monitoreo, prevención y protección de los ecosistemas marinos y costeros dentro del MDG.

  5. Diseño del módulo de datos del MDG del INVEMAR que permita el almacenamiento, captura y análisis de información espacial para que apoye la toma de decisiones en cuanto a la rehabilitación de ecosistemas marinos y costeros.

  6. Diseño del módulo de datos del MDG del INVEMAR para la valoración económica de las áreas marino costeras del País, que almacene la información geográfica de contabilidad ambiental, valoración de ecosistemas estratégicos y servicios ambientales, y soporte el análisis económico para la toma de decisiones y formulación de políticas.

  7. Diseño del módulo de datos del MDG del INVEMAR para el almacenamiento de información alfanumérica y geográfica de inventarios de usos de recursos, ecología pesquera, maricultura y otros sistemas de producción, que soporten el análisis espacial de uso y producción sostenible de recursos vivos y de los ecosistemas marinos y costeros.

  8. Diseño del módulo de datos del MDG del INVEMAR que permita la administración de información geográfica sobre inventarios de especies promisorias que soporte análisis para fortalecer la bioprospección marina.

  9. Diseño del módulo de datos del MDG del INVEMAR que permita la captura de información de organización de los sistemas ecológicos y cruce la de inventarios de biodiversidad para soportar los análisis de indicadores sobre dinámica de ecosistemas.

  10. Diseño del módulo de datos del MDG del INVEMAR que soporte la captura y análisis de información espacial relacionada con la identificación de especies y ecosistemas amenazados o en peligro de extinción, así como análisis espaciales sobre la historia de vida de organismos marinos (áreas probables de alimentación, áreas probables de reproducción, áreas probables de crecimiento, etc.), ubicación geográfica de especies y ecosistemas amenazados.

  11. Diseño metodológico para la óptima incorporación del SIBM a la estructura del MDG del INVEMAR con el fin de administrar y permitir la consulta geográfica de inventarios de especies, de grupos de especies, de comunidades, de ecosistemas y de unidades de paisaje, así como análisis biogeográficos y de zonificación.

  12. Generación de un prototipo de bases de datos empleando ontologías espaciales, para espacios geográficos marino-costeros para la toma de decisiones en cuanto a desarrollo sostenible y conservación costeras (alimentado con la información existente).

  13. Diseño metodológico para la óptima incorporación de la RedCAM a la estructura del MDG del INVEMAR, con fines de consolidar la información para análisis integrado de información.

  14. Ajuste del Marine Data Model usado por ESRI en el mundo para la administración de datos oceanográficos a las necesidades de administración de información oceanográfica, climática y geológica requeridos por el INVEMAR.

Temática 1.2.2. Análisis Espacial

El objetivo de esta temática es optimizar el análisis espacial de datos obtenidos de la investigación en las zonas marinas, costeras e insulares colombianas con fines de manejo y conservación ambiental.



La generación de información de segundo nivel soportada sobre datos brutos e información temática complementaria se requiere para conformar un sistema que simule, extrapole y consolide un modelo de datos geográfico óptimo para el análisis ambiental con fines de manejo y conservación. La teoría general del análisis espacial se basa en proponer una simulación parcial y posibilidades de previsión con respecto al estado y la evolución probable de los objetos o unidades espaciales de referencia, a partir del conocimiento de su situación en relación con los otros objetos geográficos. Las herramientas actuales ofrecen diversas potencialidades que hasta ahora el LabSI no ha explotado en su totalidad. Durante los próximos 5 años se propone adelantar investigación en la optimización de análisis espacial en las siguientes temáticas con fines de consolidar un análisis oportuno y veras.

  1. Revisión del estado del arte en las herramientas usadas para análisis espacial con fines ambientales en la zona costera.

  2. Investigación de fortalezas y potencialidades de la aplicación análisis espacial ambiental marino costero haciendo uso de consultas como condición (ejemplo: ¿cuánta población tiene esta área?), localización (ejemplo: ¿dónde se presenta X a más de 3% de pendiente?) , tendencia (ejemplo: si aquí la salinidad superficial es X y allí es Y, ¿cuánto es la salinidad probable en la mitad?), itinerario (ejemplo: ¿cuál es la mejor ruta para?), patrones (ejemplo: ¿Cuál es la distribución de blanqueamiento de Coral?) , entre otros.

  3. Investigación en técnicas de análisis espacial que permitan la simulación de representatividad y su conectividad de los objetos geográficos que intervienen en el equilibrio ambiental como apoyo a la planificación y toma de decisiones en la zonas marino costeras del País (ejemplo: MARXAN)

  4. Investigación en técnicas de análisis espacial que representen la producción y flujos de materia y energía que caractericen la dinámica de los ecosistemas marino costeros.

  5. Investigación en técnicas basadas en análisis espacial que simulen el comportamiento geográfico de enfermedades usando los datos información del SIBM.

  6. Investigación en técnicas de análisis espacial que apoyen la determinación probable de la distribución de especies y análisis biogeográficos.

  7. Investigación en técnicas de análisis que definan espacios donde se encuentren amenazados especies o ecosistemas marino costeros de acuerdo a las características propias de hábitat y a la presión ejercida por fenómenos naturales y/o antrópicos.

  8. Investigación en técnicas basadas en análisis espacial que permitan predecir e informar el grado de contaminación o deterioro causado sobre una determinada área en el medio marino.

  9. Investigación en técnicas de análisis espacial que permitan simular geográficamente los efectos nocivos de la contaminación en los ecosistemas marinos y costeros.

  10. Investigación en técnicas basadas en análisis espacial que permitan valorar los ecosistemas estratégicos y sus servicios ambientales autocorrelacionando su importancia en el equilibrio ambiental.

  11. Aplicación de modelos multivariados que toman en cuenta el contexto espacial para el estudio de distribución de valores de variables fisico- bióticas (mapas de predicción) en áreas clave (AMP,PNN, Reservas, etc) mediante técnicas geoestadísticas (autocorrelación espacial - kriging, cokriging, variogramas, etc).

  12. Investigación en el desarrollo de técnicas de análisis en 3 dimensiones que integren la zonas costeras y los modelos de profundidad para cruce de información y consulta.


Temática 1.2.3. Diseño de Escenarios Tendenciales

El objetivo de ésta temática es investigar en técnicas que permitan un análisis eficaz de información cronológica asociada a elementos geográficos.



La generación de escenarios tendenciales que reflejen el comportamiento de un fenómeno o característica en un proceso de toma de decisión es de gran importancia para soportar el manejo del territorio ya sea con objetivos de conservación o de desarrollo sostenible. Es necesario que durante los próximos 5 años se adelante investigación en la identificación de procesos que permitan simular en una dimensión temporal los comportamientos de la unidades espaciales de referencia o los objetos de análisis marinos y costeros.

  1. Revisión del estado del arte en las herramientas usadas para análisis estadístico (simulación) de tendencias sobre variables especializadas con fines de planificación en ambientales marino costera.

  2. Análisis de fortalezas y potencialidades de la investigación en análisis geográfico temporal para las zonas marino costeras.

  3. Investigación en la adaptación y/o generación de herramientas de modelación geográfico temporal que soporte la simulación del comportamiento de la estructura y estado de ecosistemas permitiendo el diseño de escenarios tendenciales.

  4. Investigación en la simulación de fenómenos climáticos que permitan definir escenarios de adaptabilidad ecosistémica.

  5. Desarrollo en técnicas de valoración de condición ambiental a partir de modelos de variables físico-bióticos, que combinen mapas de predicción, técnicas de regresión y evaluación de la contribución de las variables para la selección del mejor modelo de predicción de condición ambiental

  6. Implementación de un prototipo de aplicación que simule el comportamiento de una variable en un área determinada que cuente con datos históricos y espaciales suficientes para modelar el comportamiento tendencial.


    1. Línea de acción 2. Fortalecimiento del grupo de investigación


El desarrollo del Plan de Investigación está directamente relacionado con la capacidad que tenga el grupo para adquirirlo, apropiarlo y transferirlo, por esta razón se debe establecer una línea de acción que contenga los lineamientos para la formación y capacitación, cooperación, transferencia de tecnología y conocimiento, estandarización y normalización de procesos. Esta línea más que aportar conocimientos científicos sobre las zonas marinas y costeras, es un apoyo a todos los procesos que se desarrollan dentro del Plan y que necesariamente deben realizarse para fortalecer el LabSI como grupo de investigación.

Programa 2.1 Formación y capacitación


El objetivo de este programa es promocionar la formación y capacitación de los investigadores y se basa en la promoción de acciones y programas de capacitación e intercambios académicos y laborales con otras instituciones, fortaleciendo así la capacidad del LabSI para responder con los requerimientos investigativos y de información del Instituto. Los proyectos a seguir son:

  1. Promoción de acciones de capacitación e intercambios con instituciones educativas de nivel regional (Universidad del Magdalena), nacional (Universidad Nacional, Universidad del Valle) e internacional (Universidad de Alcalá de Henares, ITC de Holanda)

  2. Asesoría de proyectos de grado para estudiantes de pre-grado en carreras como Ingeniería Ambiental, Ingeniería Catastral y Geodesia, Ingeniería Forestal o Ingeniería Topográfica que desarrollen proyectos de investigación en zonas marinas y costeras.

  3. Formulación y desarrollo de un programa de formación de jóvenes investigadores universitarios.

  4. Establecimiento de banco de proyectos para trabajo conjunto con universidades y grupos de investigación.

  5. Diseño y desarrollo de cursos cortos para el manejo de herramientas de análisis espacial y capacitación de grupos prioritarios a nivel institucional e interinstitucional.



Programa 2.2 Cooperación y Transferencia de Tecnología y Conocimiento


Robustecer el LabSI dándole visibilidad mediante participación en reuniones internaciones, foros, encuentros, redes nacionales e internacionales y buscando oportunidades de trabajo conjunto con universidades, empresas desarrolladoras de software o grupos de investigación de las casas proveedoras de licencias de SIG y SR.

  1. Diseño de planes anuales de participación del LabSI en reuniones internacionales de Sistemas de Información Geográfica y Sensoramiento Remoto, donde se puedan publicar los resultados de las investigaciones desarrolladas.

  2. Reconocimiento de universidades con programas de estudio en Sistemas de Información Geográfica (SIG) y Sensoramiento Remoto (SR), laboratorios de investigación y compañías desarrolladoras de software y establecer mecanismos para formular proyectos conjuntos de investigación.

  3. Análisis, evaluación e instauración de convenios con las casas proveedoras de las licencias SIG y SR que utiliza el LabSI para formular y desarrollar propuestas conjuntas de investigación y capacitación.

  4. Establecimiento de estrategias y mecanismos de integración del LabSI con redes nacionales e internacionales para el intercambio de información.

  5. Desarrollo y mantenimiento de la página Web del LabSI y creación de un foro virtual de discusión acerca de temas de interés.

  6. Actualización y mantenimiento activo del Grupo de Investigación en Sistemas de Información Marinos y Costeros.


Programa 2.3. Estandarización y normalización de procesos


El objetivo de éste programa es el establecimiento de normas y protocolos para el intercambio de datos, normas y estándares para captura y extracción de datos, enfocado principalmente en el establecimiento de una política para la gestión del conocimiento.

  1. Elaboración de normas y protocolos para intercambio de datos espaciales y de los diferentes análisis generados en los proyectos de investigación.

  2. Elaboración de normas y estándares para captura y extracción de datos, respecto al uso de SIG y SR.

  3. Desarrollo de la política para la gestión del conocimiento, que permita hacer buen uso y aprovechamiento de los resultados obtenidos en cada proyecto de investigación.



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