Análisis de la expansión y transformación de la mancha urbana en Bogotá (Colombia) y St. Louis (EE. UU.) durante el periodo 2014–2024 mediante procesamiento digital de imágenes
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2026-08-13
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Universidad Distrital Francisco José de Caldas
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Pineda Galindo, Julián Santiago; Martínez Llorente, Valentina Lusiana (2026). Análisis de la expansión y transformación de la mancha urbana en Bogotá (Colombia) y St. Louis (EE. UU.) durante el periodo 2014–2024 mediante procesamiento digital de imágenes. Universidad Distrital Francisco José de Caldas. https://hdl.handle.net/11349/103637
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Resumen
This study analyzes the urban expansion of Bogotá (Colombia) and St. Louis (United States) between 2014 and 2024 using remote sensing techniques. Landsat 8 OLI (2014-2015) and Sentinel-2 MSI (2016-2024) satellite images were used, which were preprocessed with radiometric corrections, spatial harmonization (bilinear resampling at 10 m), and temporal normalization (October-December period), ensuring compatibility between sensors. Land cover classification was developed using a hybrid approach: unsupervised classification (K-means) followed by supervised classification with machine learning algorithms (Random Forest and SVM), supported
by spectral indices (NDVI, NDBI, BSI, MNDWI). This allowed for the identification of six land cover classes according to the LCCS2 scheme, differentiating between urban density (dense vs. dispersed) and vegetation cover (dense vs. sparse). Validation was performed using: (i) RPAS photogrammetry in pilot areas, obtaining very high-resolution orthomosaics, and (ii) official land
cover products (CORINE Land Cover for Bogotá, National Land Cover Database for St. Louis). The results allow for the generation of multi-temporal maps (2014, 2018, 2021, 2024), the quantification of urban expansion rates, and the identification of distinct growth patterns between the two cities. This multi-scale, binational methodological approach offers a replicable model for
urban dynamics studies.
Descripción
En el presente trabajo se analiza la expansión urbana de Bogotá (Colombia) y St. Louis (Estados Unidos) entre 2014 y 2024 mediante técnicas de teledetección. Para ello se emplearon imágenes satelitales Landsat 8 OLI (2014-2015) y Sentinel-2 MSI (2016-2024), las cuales fueron pre procesadas mediante correcciones radiométricas, armonización espacial (resampling bilineal a 10m) y normalización temporal (periodo octubre-diciembre), garantizando compatibilidad entre sensores. La clasificación de cobertura terrestre se desarrolló mediante enfoque híbrido: clasificación no supervisada (K-means) seguida de clasificación supervisada con algoritmos de Machine Learning (Random Forest y SVM), apoyado por índices espectrales (NDVI, NDBI, BSI, MNDWI), permitiendo identificar seis clases de cobertura terrestre según esquema LCCS2, diferenciando densidad urbana (Densa vs. Discontinua) y cobertura vegetal (Densa vs. Leve). La validación se realizó mediante: (i) fotogrametría RPAS en zonas piloto obteniendo ortomosaicos de muy alta resolución, y (ii) productos oficiales de cobertura terrestre (CORINE Land Cover para Bogotá, National Land Cover Database para St. Louis). Los resultados permiten generar mapas multitemporales (2014, 2018, 2021, 2024), cuantificar tasas de expansión urbana, e identificar patrones diferenciados de crecimiento entre ambas ciudades. Este enfoque metodológico multiescalar y binacional ofrece un modelo replicable para estudios de dinámica urbana.
