GIS-Based Spatial Optimization of Potential Urban Green Spaces for Regulating Urban Heat Island Dynamics : A case of Chennai

Resumen Técnico: Optimización Espacial Basada en SIG de Potenciales Espacios Verdes Urbanos para Regular la Dinámica de la Isla de Calor Urbana: Un Caso de Estudio de Chennai

Planteamiento del Problema
La rápida urbanización en Chennai ha provocado una disminución significativa de los espacios verdes urbanos, lo que resulta en la intensificación del efecto de Isla de Calor Urbana (UHI, por sus siglas en inglés) y una reducción de la sostenibilidad ambiental. La ciudad enfrenta un déficit crítico de espacios verdes per cápita, con datos recientes que indican una caída de 11,55 m²/persona en 2011 a 7,42 m²/persona en 2021, situándose por debajo de los estándares de la Organización Mundial de la Salud (OMS). Esta deficiencia no es uniforme; las comunidades de bajos ingresos y los grupos demográficos vulnerables residen desproporcionadamente en áreas con baja accesibilidad a parques y alta exposición al estrés térmico. La literatura existente suele analizar la distribución de los espacios verdes y los patrones de UHI de forma independiente, careciendo de un marco integrado para evaluar simultáneamente la deficiencia de espacios verdes, la accesibilidad y la intensidad térmica para gubrar las intervenciones estratégicas.

Metodología
El estudio emplea un marco de análisis de decisión multicriterio basado en Sistemas de Información Geográfica (SIG) utilizando imágenes satelitales Landsat 8/9 y datos demográficos. La metodología se estructura en tres fases:

1. Recopilación de Datos y Generación de Capas Temáticas:

   • Índices de Teledetección: Se procesaron las bandas 3, 4, 5, 6 y 10 de Landsat 8 para derivar:
     • NDVI (Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada): Para medir la densidad y salud de la vegetación.
     • NDWI (Índice de Agua de Diferencia Normalizada): Para identificar la presencia de agua superficial y el contenido de humedad.
     • NDDBI (Índice de Área Construida de Diferencia Normalizada): Para cuantificar las superficies construidas e impermeables.
     • LST (Temperatura de la Superficie Terrestre): Para mapear las condiciones térmicas superficiales.
     • UHI (Isla de Calor Urbana): Un mapa compuesto que identifica áreas con temperaturas significativamente más altas que las zonas rurales o vegetadas circundantes.
   • Datos Espaciales: Se digitalizaron los espacios abiertos y verdes existentes (parques, campos de juego) y se integraron datos demográficos relativos a la población y grupos sensibles.

2. Análisis Espacial y Evaluación de Accesibilidad:

   • Análisis de Áreas de Influencia (Buffer): La accesibilidad a los parques existentes se evaluó mediante zonas de amortiguamiento de 300 m, 500 m y 800 m, que representan distancias de caminata de 5 minutos, 8–10 minutos y 10–15 minutos, respectivamente.
   • Análisis de Hotspots: Se aplicaron estadísticas de Getis-Ord Gi* para identificar conglomerados estadísticamente significativos de alta y baja accesibilidad.
   • Análisis de Superposición: Las capas temáticas (NDVI, NDWI, NDBI, LST, UHI) se integraron mediante una técnica de superposición ponderada para crear un mapa compuesto de idoneidad ambiental.

3. Marco de Priorización:

   • Se desarrolló una matriz de puntuación para evaluar el rendimiento de enfriamiento de los parques y la accesibilidad.
   • Las áreas se priorizaron basándose en la intersección de la alta intensidad de UHI, la baja cobertura vegetal, la alta densidad de áreas construidas y la limitada accesibilidad a los parques.
   • El resultado final es un Marco de Priorización de Espacios Verdes basado en SIG que identifica zonas específicas para la intervención.

Resultes Clave

• Tendencias de Vegetación y Áreas Construidas: El análisis de NDVI revela una cubierta vegetal fragmentada, con vegetación densa limitada a las zonas periféricas, humedales y campus institucionales, mientras que el núcleo urbano exhibe una baja densidad de vegetación. Citando a Scientific Reports (2026), el estudio señala que el terreno construido en Chennai aumentó de aproximadamente el 36% en 2014 al 67% en 2024, acompañado de una disminución de la cubierta vegetal del 25% a casi el 10%.
• Características Térmicas: Los valores de LST oscilan entre ≤15,51 °C y >40,22 °C. Las zonas de alta temperatura (>37 °C) se concentran en los núcleos urbanos centrales, del sur y del oeste, coincidiendo con valores altos de NDBI. La intensidad de la UHI varía entre ≤−22,47 °C y >60,28 °C, con las intensidades más altas encontradas en vecindarios densamente construidos como Anna Nagar, Koyambedu y Ambattur.
• Deficiencia de Espacios Verdes: El mapa de superposición integrado identifica una "Deficiencia de Espacios Abiertos y Verdes" significativa en las partes central, sur y oeste de la ciudad. Estas áreas se caracterizan por un alto NDBI, bajo NDVI/NDWI y un LST elevado.
• Disparidades de Accesibilidad:
  • Buffer de 300 m: Revela que el acceso inmediato de los vecindarios a los parques es limitado, dejando a gran parte del sur y oeste de la ciudad desatendido.
  • Buffers de 500 m y 800 m: Aunque el aumento del radio del buffer mejora la cobertura, persisten zonas significativas de alta deficiencia en los sectores sur y oeste. Esto indica que el problema no es meramente la distancia, sino una falta fundamental de infraestructura verde en estas áreas de rápida urbanización.
• Correlación: Existe una fuerte relación inversa entre la cubierta vegetal (NDVI/NDWI) y la temperatura superficial (LST/UHI), mientras que existe una relación positiva entre la intensidad de las áreas construidas (NDBI) y el estrés térmico.

Significancia y Contribuciones
El artículo afirma abordar una brecha de investigación mediante el desarrollo de un marco de apoyo a la decisión integrado basado en SIG que evalúa simultáneamente la deficiencia de espacios verdes abiertos, la accesibilidad y la intensidad de la UHI. Sus principales contribuciones incluyen:

• Identificación de Zonas Prioritarias: El estudio señala vecindarios específicos en Chennai donde las intervenciones de infraestructura verde son más urgentes para mitigar el estrés térmico.
• Planificación Basada en Evidencia: Proporciona una herramienta práctica para que planificadores y responsables de políticas prioricen inversiones en parques de vecindario, parques de bolsillo, bosques urbanos y corredores verdes.
• Resiliencia Climática: Al vincular la distribución de los espacios verdes directamente con el confort térmico y la mitigación de la UHI, el marco apoya el desarrollo de estrategias de planificación urbana resilientes al clima.
• Enfoque de Equidad: El análisis destaca las desigualdades espaciales en el acceso a los espacios verdes, afectando particularmente a las poblaciones vulnerables en los vecindarios desatendidos del sur y el oeste, apoyando así un desarrollo urbano más equitativo.

El estudio concluye que la expansión de la infraestructura verde urbana y la mejora del acceso equitativo a los parques son prioridades críticas para el desarrollo urbano sostenible en Chennai, ofreciendo una metodología replicable para otras ciudades indias en rápida urbanización que enfrentan desafíos térmicos similares.