Source: https://es.scribd.com/document/59596420/LIDAR-VS-FOTOGRAMETRIA-PARA-analisis-de-inundaciones
Timestamp: 2017-09-19 14:06:45+00:00

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Descripción: Descarga libre en el Repositorio de la Universidad de Salamanca. http://hdl.handle.net/10366/120160. Análisis sobre las diferencias que hay al usar datos LIDAR o MDTs procedentes de estéreo-c...
Descarga libre en el Repositorio de la Universidad de Salamanca. http://hdl.handle.net/10366/120160. Análisis sobre las diferencias que hay al usar datos LIDAR o MDTs procedentes de estéreo-correlación de imágenes digitales aéreas para el análisis de las llanuras de inundación; y las diferencias que se derivan por la utilización de diferente métodos de cálculo matemático hidrológico.
LIDAR VS. FOTOGRAMETRÍA EN LA OBTENCIÓN DE MODELOS DIGITALES DE ELEVACIONES PARA ESTUDIOS HIDROLÓGICOS.
PROYECTO FIN DE MASTER. MASTER EN GEOTECNOLOGÍAS CARTOGRÁFICAS PARA LA INGENIERÍA Y LA ARQUITECTURA.
LIDAR vs. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos
Modelo Digital del Elevaciones de origen LIDAR. Núcleo urbano de Medina de Rioseco.
Modelo Digital del Elevaciones de origen Fotogrametría. Núcleo urbano de Medina de Rioseco.
Master de Geotecnologías Cartográficas. Proyecto fin de Master. Curso 08/09 Alumno. Óscar Odón Rodríguez Rico
Desarrollar este proyecto ha sido una labor muy instructiva e interesante, he tenido que conjugar varias disciplinas, por un lado las cartográficas, y por otro las hidráulicas y las informáticas, lo que lo ha convertido en un auténtico estudio cartográfico para la ingeniería. He tenido el privilegio de tener varios consultores, y es a ellos a los que debo un agradecimiento especial: María González Corral y Carolina Muñoz, compañeras de trabajo, que han sido de especial ayuda en todos los temas de hidráulica; David Nafría, quien siempre me ha orientado con sus oportunas y útiles indicaciones; Javier José García Cruz, quien ha puesto sus conocimientos CAD a mi disposición. Terrasolid e Inclam que me han prestado gratuitamente las licencias de sus programas.
Este proyecto es una parte del master en Geotecnologías Cartográficas para la Ingeniería y la Arquitectura, el cual he podido cursar gracias a los acuerdos establecidos entre el Instituto Tecnológico Agrario de Castilla y León y la Universidad de Salamanca, y además debo una especial mención a la subdirección de Infraestructuras Agrarias del Instituto, por el apoyo que me ha ofrecido.
Realizar un master necesita de mucho tiempo y bastante sacrificio personal, el cual es más intenso cuando se compatibiliza con un trabajo, pues ese tiempo necesario se obtiene del tiempo libre y del ocio. Por ello, debo hacer una especial mención a Carmen, quien ha soportado con mucho cariño hacia mí, todas las horas de compañía que te he robado a lo largo de estos 12 meses, porque cuando te veía era cuando paraba de hacer las tareas y ya estaba muy cansado, y porque hacías todas las tareas domésticas que eran de mi obligación gratuitamente.
2. 4.1. 4.4 La técnica de los volúmenes finitos 4. 6. 4.2 Directivas y normativas. 4.1 PNOA 2. Conclusiones finales.1 Análisis con datos de alta densidad.1.2.2 Diferencias de área de la lámina de agua. Las láminas de inundación.5.1 Otros análisis. Curso 08/09 Alumno.2. 5.1 El Hec-RAS.3.1 Comparativas geométricas entre los tipos de datos. 4.1 Consideraciones hidrológicas. 6. 4. no sistemáticos.1 Análisis de los calados. PNOA.4.1 El modelo digital del terreno obtenido por técnica de Fotogrametría.1.2. 6.4. 2. 8. 4.3 Especificaciones para la obtención de la cartografía.4 El procesado geométrico de los datos. 6.4. 2. Proyecto fin de Master. 6.1 Especificaciones y consideraciones técnicas de la obtención del MDT. 4.2 Consideraciones técnicas. 2.5. 4.2 El Guad_2D.2.2 Software y Modelo de análisis. 4.5.4 Composición de Modelo digital del terreno clásico 4.6 Clasificación de los datos.5 Descripción Geográfica del área donde se pretende realizar el estudio y las simulaciones. 10.LIDAR vs. 4. 4.1 Régimen variable de una dimensión. 4.5. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos 1. 4.2 Régimen cuasi-bidimensional.4 Consideraciones edafológicas.3 LIDAR. 4.2 Consideraciones climáticas.1.4.2.3 Consideraciones geomorfológicas.2 Diferencia de longitud en el perfil transversal de la lámina.3 La descripción del vuelo realizado.3 Régimen variable en dos dimensiones. Introducción. 4.1 Las características técnicas del vuelo.1 Comparación de la lámina de agua.1. Diseño y explicación del Método empleado. 7. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 4 de 88 .2 Los medios técnicos del vuelo.4 Situación actual. 3.2. Objetivos.5 Obtención de datos en altitud ortométrica. 4. 2.2.4.1. 4.1 Datos 2. 4.1. 4. 6. 4. Comparativas y Resultados 6. Material y Métodos. Bibliografía. Antecedentes. 6.7 Generación de superficies y Modelos digitales del terreno.3 Software.2 LIDAR. Master de Geotecnologías Cartográficas. 4.4 Consideraciones de Matemática Hidráulica 4. Mapas de las llanuras de inundación. 9. 4. 4.4.3.
Especificaciones técnicas para el MDT del PNOA.1 4.LIDAR vs. Tablas de estadísticas de aforos del río Sequillo en Medina de Rioseco. Temperaturas medias.1 6. Áreas con Hec_Ras en datos de 1x1.4. tablas y ecuaciones referenciadas en el documento.4.4.5.2.2.3.4. Epígrafe 4. 4.3 6.4. de la comarca de Tierra de Campos. 4.2.4 4.2 4.1 6. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos Relación de gráficos.2. Curso 08/09 Alumno. Diferencias de longitud en los perfiles de la lámina de inundación II. Desarrollo de las ecuaciones de Saint Venant para volúmenes finitos.2. Resultados del procesado geométrico de ajuste entre pasadas del LIDAR.4. Epígrafe 4 4. Ecuaciones de Saint Venant en notación vectorial para modelos bidimensional Desarrollo de los términos de la ecuación de Saint Venant en notación vectorial para modelos bidimensionales.3 4.1 6. Cantidad y Densidad de datos obtenidos a vuelo 1000 m.3 Ecuaciones.4.5. Análisis de la densidad dentro de la misma pasada. Desarrollo de las ecuaciones de Saint Venant para volúmenes finitos.4.1 4. Precipitaciones de la comarca de Tierra de Campos. Relación de área con Dambreak. Croquis.3. 6.4 4.2. 6. Relación de la diferencias de calado (II).2 6.3 4. 1 2 3 Concepto Emplazamiento de la balsa Esla-Carrión. Emplazamiento del vuelo LIDAR.2. Diferencias de longitud en los perfiles de la lámina de inundación I.2.5. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Concepto Ecuaciones de Saint Venant para modelos unidemensionales I Ecuaciones de Saint Venant para modelos unidemensionales II Ecuaciones de Saint Venant para modelos cuasi-bidimensional Ecuación de las llanuras de inundación en el modelo cuasibidimensional.1 4.1 6.1.5.2 4. Desarrollo de las ecuaciones de Saint Venant para volúmenes finitos.1 4. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 Concepto Características de la balsa Esla-Carrión. Características técnicas del vuelo LIDAR. Áreas de la lámina de inundación Diferencias entre los el calculo de áreas de la lámina de inundación.3 4.1 4. Proyecto fin de Master. Tabla de caudales de la estación de aforos del río Sequillo en Rioseco.2. Relación de procesados realizado. Nº.4.2.2 6 6. Relación de la diferencias de calado (I).1 Master de Geotecnologías Cartográficas.4. Distribución de los puntos donde se analiza el calado Epígrafe 4 4.4 4.2 4.2. Cantidad y de Densidad de datos por alturas de vuelo.3 6.2 4. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 5 de 88 .4. Nº.4 Tablas Nº. Estadísticas de comparación geométrica entre el LIDAR y el MDT.
Resta del LIDAR respecto del MDT. Lecho mayor del río Sequillo. Vista de puntos sobre construcciones. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos Gráficos.2 4. Láminas obtenidas con Hec_Ras y datos de densidad 1x1 en LIDAR y MDT.7 4.7 4.1 6. en escala de grises (III) Croquis de la distribución de los perfiles. Resta del LIDAR respecto del MDT. Resta del LIDAR respecto del MDT.1 4.5.2.2 4.1 6.2 4.2. Láminas obtenidas con Guad_2d con datos 2X2 en casco urbano de Villabrágima. Imágenes de Cartografía 1:5000 Hojas E5-0343-7-4 Imágenes de Cartografía 1:1000. Vista de puntos de vegetación alta.1.I.3 4.7 4.1.1 6.3.2. LIDAR en tintas hipsométricas con construcciones.2.2.2.3 4. Láminas obtenidas con Hec_Ras y Guad_2d con datos LIDAR de 2x2. Nº. Modelo 3D con terreno y construcciones. Resta del LIDAR respecto del MDT. (Triangulated Irregular Network) MDT en tintas hipsométricas. Sector de casco urbano de Lomoviejo. MDT con construcciones en tintas hipsométricas.6 4. con aspecto de relieve. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 6 de 88 .2.1. Láminas obtenidas con Hec_Ras y Guad_2d con datos 5x5 y 2X2 en casco urbano de Villabrágima.N.2.1 6.2.2.5.6 4.1. LIDAR clasificado sobre ortofoto. Vista de puntos sobre muros y cerramientos. Valladolid.3 4.2. Vista lateral de datos LIDAR brutos.2 4.1 6. en escala de grises II. LIDAR en tintas hipsométricas sin construcciones. con aspecto de relieve.6 4.2.6 4.2 7 7 7 7 7 Master de Geotecnologías Cartográficas.1.6 4.7 4. Resta del LIDAR respecto del MDT.2. LIDAR clasificado. Ortofoto.1 6.1 6.LIDAR vs. Curso 08/09 Alumno. en tintas hipsométricas y ortofoto. Imagen digital PNOA_CyL_NW_25cm área de Medina de Rioseco. Láminas obtenidas con Hec_Ras y Guad_2d con datos 5x5.6 4.7 4. Vista de puntos Terreno.1 6.1. Distribución de las pasadas en el vuelo LIDAR. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 Concepto Breaklines MDT en tintas hipsométricas T. en color RGB (I) y ortofoto.4 4.2. Vista de puntos sobre fachadas. 4. Proyecto fin de Master. Cuenca hidrográfica del Río Sequillo. Vistas de las herramientas Guad_2D.1. en color RGB (II). en escala de grises II. Epígrafe 4.
cada vez es más intensa la presión que ejercen las distintas disciplinas. Curso 08/09 Alumno. Actualmente esa dependencia es tal que. aunque no aisladamente. hecho realidad. etc. actualmente. para la elaboración de los distintos proyectos. la tecnología en conjunción con las ciencias puras está constantemente tratando de mejorar y generar nuevos sensores. hasta el punto de que existe una dependencia creciente y cada vez más fuerte de estos productos. A medida que las tecnologías geomáticas se han ido desarrollando el uso de los productos geomáticos se ha ido incrementando. el número de eco. provoca que las distintas disciplinas cartográficas se vean enriquecidas con un gran número de estudios y desarrollos tecnológicos que han surgido a lo largo de la última década. y así satisfacer las expectativas que las distintas ingenierías están demandando. edificaciones. al generar algoritmos matemáticos de tratamiento de la información. que sean capaces de obtener más y mejores datos. del planteamiento antes mencionado es el LIDAR. puede facilitarnos un conjunto de datos que permiten dar un valor añadido a la distancia. sino también la intensidad de la señal irradiada. Actualmente el escenario es que las tecnologías son capaces de obtener infinidad de datos geomáticos. la informática de software y hardware aumenta exponencialmente Master de Geotecnologías Cartográficas. La arquitectura y la ingeniería son las principales disciplinas que siempre han necesitado de los distintos productos cartográficos para elaborar sus proyectos. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos 1. no sólo es capaz de obtener la distancia. Introducción. ya que es un distanciometro. Así mismo y por ello. Un ejemplo. Este hecho. Por otro lado. vegetación. en muchos casos. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 7 de 88 . cuyo fundamento no es nada novedoso. si no existe una cartografía con una precisión adecuada a la escala del estudio y un cierto rigor en la compleción de datos y simbología. pero el LIDAR. Proyecto fin de Master. se puedan clasificar esos datos en función de la superficie en la que se reflejaron. etc. En definitiva. el proyecto puede carecer de valía o consistencia. para obtener productos cartográficos que sean más precisos y variados. Este valor añadido permite que. lo que permite generar unos modelos digitales de terreno.LIDAR vs. antes mencionado. para la elaboración de cualquier tipo de análisis o estudio. estudios y análisis.
su capacidad del tratamiento de la información y a medida que pasa el tiempo las ingenierías demandan cada vez mayor realismo y precisión en los datos y, en algunos casos, demandan datos nuevos sin haber utilizado los existentes. Por consiguiente, les corresponde a las disciplinas cartográficas poner un poco de orden o establecer unas pautas de uso de cada uno de los distintos productos geomáticos.
En virtud del escenario antes dibujado, este proyecto pretende desarrollar una modesta comparativa en torno a las diferencias que puedan derivarse respecto del uso de modelos digitales del terreno, comparando los obtenidos por técnicas de fotogrametría y los obtenidos mediante técnicas LIDAR para aplicaciones hidrológicas.
Aunque más adelante se comentará detalladamente, la razón que motiva la realización de este análisis en torno a los modelos digitales del terreno, estriba en que para todo país miembro de la Unión Europea, la directiva 2007/60/CE obliga a realizar análisis de inundación en todas las cuencas y obras hidráulicas, con el objetivo de evaluar y reducir los riesgos de inundaciones y sus afecciones a la salud humana, el medio ambiente, los bienes y las actividades económicas. En consecuencia, sobre este hecho se está fundamentando la necesidad de obtener un LIDAR de todo el territorio nacional, por parte de algunos organismos de la Administración General del Estado.
Independientemente de los resultados y conclusiones que se obtengan, considero necesario establecer ya desde el principio que este proyecto no tiene animadversión hacia ninguno de los sistemas para la obtención del Modelos digitales de elevaciones, sino que pretende mostrar la idoneidad de los distintos métodos de obtención de un modelo digital del terreno para la realización de estudios hidráulicos.
Este apartado pretende comentar cual es la situación social, legal, tecnológica y cartográfica en la que se circunscribe esta comparativa.
En los últimos 5 años los modelos digitales del terreno se han popularizado bastante, a ello han contribuido varios hechos, aunque quizás el más decisivo ha sido la facilidad de acceso a esta información e incluso, en algunos casos, su gratuidad. Concretamente, en España tenemos actualmente a fecha de 2009, varias coberturas completas de modelos digitales del terreno, pero de especial calidad en relación a al resto de colecciones son las 2 últimas coberturas que se han generado, y que abarcan todo el territorio nacional. Estas 2 coberturas han sido generadas dentro del Plan Nacional de Ortofotografía Aérea, El PNOA.
La producción de ortoimágenes aéreas en España ha estado vinculada con las necesidades de la cartografía para los registros agrarios y la Política Agraria Común de la Unión Europea (PAC). Durante los años 1998 y 1999 se realizaron en toda España las primeras coberturas de ortofotografía en color en grandes áreas. En aquel momento se trabajó con cámaras de película fotográfica a escala 1:33.000, y los fotogramas fueron digitalizados en escáner fotogramétrico con resolución espacial de 0,7 metros por píxel. El objetivo fundamental del vuelo era la gestión de los registros agrarios, en especial la actualización del registro de plantaciones vitícolas.
La cobertura aérea fue completada durante los años 2000 y 2001 a través de diversos vuelos fotogramétricos con cámara de película a escala 1:30.000, realizados por los Ministerios y Consejerías de Medio Ambiente y Fomento, cuyo fin era la ordenación de montes y espacios naturales protegidos. Fue en ese momento cuando se consiguió disponer de la primera cobertura de ortofotografía completa de la mayor parte de la España, con resolución de 0,7 metros.
Durante el año 2002, con motivo de la creación del Sistema de Información Geográfica para la política Agraria Comunitaria (SIGPAC), el Fondo Español de Garantía Agraria, organismo responsable a nivel nacional de la gestión de la Política Agraria Comunitaria, se hizo cargo de la coordinación de los trabajos de producción de ortofotografía aérea de 0,50 metros de resolución para toda España. En Castilla y León el objetivo se centró en actualizar la primera cobertura de los años 1998 y 1999, mediante un vuelo con cámara de película a escala 1:30.000. Una vez finalizados los trabajos, con éxito, se dio por terminada la actualización de la cobertura de toda Castilla y León con resolución de 0,50m.
Simultáneamente, en el caso de Castilla y León, fue publicado el Plan Cartográfico de Castilla y León 2003-2008 (Decreto 55/2003, BOCYL 14 de mayo de 2003), éste establecía los objetivos de actualización de ortoimágenes para la región. Los objetivos consistían en conseguir una resolución de 0,25 metros, con una frecuencia de actualización de 5 años, y los materiales derivados deberían servir de base para la producción del Mapa Topográfico Regional 1:5.000.
El Plan Nacional de Ortofotografía Aérea (PNOA) nace en el año 2003 por iniciativa del Instituto Geográfico Nacional de España (IGN). La idea principal es aunar los esfuerzos de todas las administraciones involucradas en la producción de ortoimágenes digitales. Hasta ese momento cada Comunidad Autónoma, y los diferentes organismos de la Administración General del Estado, realizaban de forma independiente sus proyectos de ortofotografía, llegando a producirse en algunos casos duplicidad de trabajos. Ante esta situación el IGN propone un plan por el cual el Instituto participa en la financiación de la producción de ortofotografía, hecho que hasta ese momento realizaban las Comunidades Autónomas, a cambio de establecer unas directrices básicas comunes para todos los organismos participantes. Las directrices consistieron fundamentalmente en una resolución espacial de 0,50 metros y una frecuencia de actualización de 2 años.
Se establecieron convenios entre el IGN y todas las comunidades autónomas para realizar las ortofotos de todo el territorio nacional, con pequeños matices según las
con el fin proteger a éste en todas sus dimensiones: complejo vegetal. relativa a la evaluación y gestión de los riesgos de inundación • Directiva 2000/60/CE del Parlamento Europeo y del Consejo del 23 de Octubre de 2000. de 23 de octubre de 2007. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos particularidades de cada territorio. • Real Decreto 9/2008. • Directiva 2007/60/CE del Parlamento Europeo y del Consejo. • 1996. Proyecto fin de Master.2. Curso 08/09 Alumno. la cuales se han traducido en leyes y normativas desarrolladas dentro de los países miembros que tienen el objetivo de regular la intervención en el medio ambiente. por la que se aprueba el Reglamento Técnico sobre seguridad de Presas y Embalses. Directriz Básica de Planificación de Protección Civil ante el riesgo de inundaciones. • Orden de 12 de Marzo de 1996. animal y antrópico. • 2001. cada una de ellas completaba cada 4 años. Por la que se establece un marco comunitario de actuación en el ámbito de la política de aguas. han venido desarrollando unas políticas de especial protección medioambiental muy intensas. 2. Directivas y normativas. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 11 de 88 . . Durante los últimos 20 años. en Castilla y león eran dos coberturas una de 50 y otra de 25 cm. Así. del 11 de abril.LIDAR vs. la Unión Europea y todos y cada unos de los países miembro. aprobado por el Real Decreto 849/1986. Guía técnica para la elaboración de Planes de Emergencia de Presas. surgen las siguientes leyes: • 1995. Guía técnica para la clasificación de Presas en función de su riesgo potencial.. Master de Geotecnologías Cartográficas. por el que se modifica el Reglamento del Dominio Público Hidráulico. de 11 enero.
Así pues. el cual consiste en la delimitación de las llanuras de inundación. en función del riesgo potencial y como consecuencia de la obligatoriedad de clasificar todas las presas y balsas existentes. Instrucción para proyectos. el agua. lo que pudiera generar una serie de impactos que se deben conocer y paliar de antemano. Una vez clasificada la infraestructura. La clasificación se ejecutará conforme a lo que establece La Guía Técnica para la Clasificación de Presas de 1996. construcciones y explotación de grandes presas. y acorde con los criterios de clasificación de la Directriz Básica de Planificación de Protección Civil. uno de ellos es el riesgo de inundación por ruptura de ese contenedor de aguas. en consecuencia.LIDAR vs. el cual consistirá de determinar qué acciones se llevarán a cabo para minimizar los efectos de una inundación y evitar. que se realicen.000 m3 estarán obligados a solicitar su clasificación. Esa clasificación va a ser el instrumento básico para la gestión y mejora de la seguridad. Dicho plan de emergencia será la base para la elaboración del plan de actuación. que menciona las siguiente categorías: Master de Geotecnologías Cartográficas. tienen el mismo objetivo. Proyecto fin de Master. o para las que sin estar calificadas como las anteriores puedan generar perjuicios a bienes y personas. perdidas de vidas humanas. ante todo. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos • 1967 Orden del 31 de marzo. surge La Guía Técnica de Clasificación de Presas. En definitiva. la mejora de la explotación del recurso agua. se debe establecer un plan de emergencia. La creación de Presas o Balsas nos ayudará a regular caudales y. Así pues. Todas y cada una de las distintas obras hidráulicas. dentro de este planteamiento. Curso 08/09 Alumno. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 12 de 88 . la modificación del reglamento de dominio público hidráulico establece que los titulares de presas o balsas con muros de una altura superior a 5 metros o con una capacidad de embalse mayor a 100. nos permite modificar las condiciones originales del medio ambiente. esta serie de leyes tienen la finalidad de regular la explotación de ese recurso natural. para aquellas que tengan categoría de “gran presa” o sean del tipo A o B.
a esta categoría pertenecerán todas las presas no incluidas en las Categorías A o B. o Capacidad de desagüe superior a 2. incidentalmente. Proyecto fin de Master. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 13 de 88 . Curso 08/09 Alumno. pérdida de vidas humanas. • Categoría B: corresponde a las presas cuya rotura o funcionamiento incorrecto puede ocasionar daños materiales o medioambientales importantes o afectar a un reducido número de viviendas.000 de metros cúbicos. • Altura comprendida entre 10 y 15 metros. medida desde la parte más baja de la superficie general de cimentación hasta la coronación. Una presa o balsa será considerada “gran presa” si se cumplen. al menos. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos • Categoría A: corresponde a las presas cuya rotura o funcionamiento incorrecto puede afectar gravemente a núcleos urbanos o servicios esenciales.LIDAR vs. siempre que tengan alguna de las siguientes características: o Longitud de coronación superior a 500 metros.000 metros cúbicos por segundo. • Categoría C: corresponde a las presas cuya rotura o funcionamiento incorrecto puede producir daños materiales de moderada importancia y sólo. o Capacidad de embalse superior a 1. una de las siguientes condiciones: • Altura superior a 15 metros. o producir daños materiales o medioambientales muy importantes. En todo caso. Master de Geotecnologías Cartográficas.000.
congresos y documentos de análisis fotogramétricos. especialmente por los estudios desarrollados para el análisis de la atmosfera mediante sensores LIDAR. lo introdujo en las actividades de investigación de Fotogrametría. donde la distancia se determina midiendo el tiempo de retraso entre la emisión del pulso y su detección a través de la señal reflejada. es lo que ya hacía el radar desde su creación en el año 1935. hoy ya existen unas 40 compañías que ofertan sistemas LIDAR. pero no se le encontró uso o aplicación hasta que no se desarrollaron los sistemas de posicionamiento y navegación. cuando el Profesor Ackerman del Instituto de Sttutgart. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 14 de 88 . durante los años 90 es cuando comienzan a desarrollarse las diferentes técnicas y tecnologías LIDAR.3. Master de Geotecnologías Cartográficas. el LIDAR. pues la medición de distancias a través del tiempo que tardan las ondas de radio desde que son emitidas hasta que son recibidas. Afortunadamente. Curso 08/09 Alumno. Su desarrollo fue muy tímido. el LIDAR surge en los años 70 en los laboratorios de la NASA. Proyecto fin de Master. El LIDAR se convierte en una alternativa a la cartografía en torno al año 1988. 2. Curiosamente desde hace unos pocos años. LIDAR. se hace necesario recordar que esto no supone ningún avance nuevo.LIDAR vs. En realidad. si consideramos que en 1996 solamente existía una compañía que comercializaba el LIDAR (Optech). Así. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos Finalmente la ley establece la obligatoriedad de redactar un Plan de Emergencia de Presas para todas aquellas que resulten clasificadas como A o B en función del riesgo potencial en caso de rotura. Ackerman (1998). A nivel técnico. Cuya esencia reside en que es un dispositivo del tipo de sensores activos que permite determinar la distancia desde un emisor a un objeto o superficie. ya que sería entonces cuando el LIDAR se instauró como una alternativa más para la Cartografía. utilizando un haz láser pulsado. un “nuevo” sensor se ha convertido en el mayor protagonista en todos los foros.
y.LIDAR vs. (acorde con lo que establecen las especificaciones de las casas comercializadoras de este sensor). el ángulo de escaneo y se tengan en cuenta todas las demás consideraciones tecnológicas propias del sensor. las cuales se derivan de hacer controles de calidad de los modelos digitales del terreno que han sido obtenidos por estéreo-correlación: • • Existen artefactos que son fruto de una edición generalizada. aspecto que para las técnicas de fotogrametría es imposible. que nos proporciona unos modelos digitales del terreno más precisos que los que obtiene la generación de estos modelos por técnicas de fotogrametría. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 15 de 88 . Master de Geotecnologías Cartográficas. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos Desde el punto de vista del fundamento físico de medición. los sensores LIDAR pueden clasificarse en 2 tipos. • Existe variabilidad en virtud del operador que ha editado el Modelo Digital. aplicando el sistema de posicionamiento y navegación de doble frecuencia y con bases GPS en tierra situadas entre 20 Km. el LIDAR de tiempo de vuelo y el LIDAR de diferencia de fase. que proceden de bloques que han sido orientados fotogramétricamente en procesos distintos. Proyecto fin de Master. se puede obtener una información cuya precisión en la georreferenciación oscila en torno a muy pocos centímetros. permite disponer de información del suelo debajo de la vegetación. para una misma escala de vuelo. naturalmente siempre que se parametrice adecuadamente la altura de vuelo. Este hecho ha puesto de manifiesto que el LIDAR es una tecnología que ofrece mejores capacidades. Curso 08/09 Alumno. la necesidad de obtener un MDE de todo el territorio nacional de alta calidad. Han llevado a la consideración generalizada de que el LIDAR es la alternativa adecuada para la obtención de Modelos Digitales de elevaciones muy precisos. desde sensores LIDAR. Con la tecnología LIDAR. es decir. y 50 Km de distancia. por parte de la Administración General del Estado. Por lo que se está planteando. junto con las siguientes consideraciones empíricas que a continuación se mencionan. Existen diferencias geométricas entre bloques de MDT. Estos hechos antes mencionados. además. En definitiva.
Situación actual. Proyecto fin de Master. donde las curvas están cada 10 metros. dentro de este apartado de antecedentes. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos 2.4. en si.4. obtenido por estéreo-correlación de paso de Malla 5x5 del plan PNOA. se hace necesario constatar cómo y con qué tipos de datos y software se están realizando los distintos análisis para la clasificación de las presas y la realización de los distintos test de riesgo de inundabilidad. Datos En relación al tipo de datos que se están utilizando. he podido comprobar. no conforman ninguna negligencia. sí está siendo utilizado por algún analista de la Administración General del Estado. ya que siguen el planteamiento oficial que se de establece en la Guía Técnica para la Elaboración de los Planes de Emergencia de Presas del Ministerio de Medio Ambiente.1.LIDAR vs. Finalmente. a partir del MTR 10k. ni por los principales organismos con responsabilidad hidrológica e hidráulica: las Confederaciones Hidrográficas. no está apenas siendo utilizado. ni osadía. ni por algunos de los estudios de ingeniería hidráulica. también a partir del MTN 25K. Sin embargo. para Castilla y León. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 16 de 88 . donde las curvas están cada 5 metros. el Modelo Digital más extendido en su uso. ¿Cuál es la información que están utilizando? Se está utilizando un modelo digital del terreno que se obtiene a partir de las curvas de nivel del Mapa Topográfico Nacional o Regional. 2. y finalmente a partir del Mapa Topográfico Regional 10k. Concretamente se puede extraer de una cobertura de curvas de nivel MTN 50k. Master de Geotecnologías Cartográficas. Estas acciones. Curso 08/09 Alumno. donde las curvas están cada 20 metros. Por lo tanto. que el Modelo Digital del Terreno. Concretamente. ha sido la generación de un modelo de paso de malla 20 por 20 metros.
Los datos son más fáciles de editar. Software y Modelo de análisis. la misma base teórica y las mismas técnicas numéricas.2. los bidimensionales. en el Congreso de 2005. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 17 de 88 . MIKE-11. HEC-RAS y DAMBRK. usan el mismo modelo. se hace necesario constatar que lo modelos existentes son: • • • Modelos unidimensionales en régimen variable. Ambos. permiten el cálculo en régimen variable.4. HEC-RAS y SOBEK. Considerando los planteamientos actualmente más aceptados al respecto. la selección del tipo de modelo estará en función de varios factores. Sin embargo. por lo que conducen a los mismos resultados cuando los parámetros introducidos son idénticos. Modelos bidimensionales. los unidimensionales. Proyecto fin de Master. Master de Geotecnologías Cartográficas. La Asociación de Presas de Canadá. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos 2. Las conclusiones fueron: • • El FLDWAV es una evolución del DAMBRK. Los del primer caso. La mayoría de los modelos comerciales son unidimensionales. modificar y visualizar en pantalla.LIDAR vs. y los del segundo. incluyó un estudio que compara HEC-RAS con FLDWAV y DAMBRK. si tenemos zonas con comportamientos claramente bidimensionales. los más extendidos son DAMBRK. Por ello. deberemos recurrir a modelos cuasi-bidimensionales o modelos bidimensionales. • HEC-RAS tiene unas mejores funciones de pre y post procesamiento. Modelos cuasi-bidimensionales. el más adecuado será el modelo unidimensional. En relación a los Software o modelo de análisis para calcular las llanuras de inundación producidas por la posible rotura o funcionamiento incorrecto de una presa o balsas. necesitan de una topografía muy detallada para dar resultados fiables. se hace necesario recordar que este último aspecto es el que será abordado detenidamente a lo largo del proyecto. por ejemplo: si el valle es abrupto. requieren de gran habilidad y experiencia en el análisis para obtener un buen resultado. Curso 08/09 Alumno.
080.N.N.M.195 m2. 4.LIDAR vs.M. que se emplazará en la confluencia de los términos municipales de Herrín de Campos.N. Para lo cual se pretende hacer una balsa con una capacidad de 9. Cota del agua. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 18 de 88 . Curso 08/09 Alumno.0 m.) Superficie de ocupación de la balsa.25 m.53 m3.) Resguardo sobre. el cual se circunscribe a un proyecto de transformación en regadío del sector IV de la Zona regable del Trasvase Esla-Carrión.6 m. 1.600.0 m. 6.N. 772. 1.270 m2. La Balsa Todos los estudios realizados se corresponden con un planteamiento real. 1. 1.239. (N. 9.M. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos 2.) Volumen del desmonte Volumen del terraplén en cuerpo de presa Anchura del camino de coronación Longitud del camino de coronación.M.5. Las caracterizas geométricas y ubicación de la balsa son: Cota de Coronación.795.963. (N. 1. 784. Master de Geotecnologías Cartográficas. Superficie de embalse (N.) Volumen del Embalse (N.000 m3.685.316. 782.00 m.953. Cota de fondo. Villalón de Campos y Boadilla de Rioseco.144. Proyecto fin de Master.562 m3.72 m.43 m3..
respecto a cuando se usan MDTs obtenido mediante un sensor LIDAR. Así pues. de hacer este tipo de análisis de todas las cuencas. Analizar las diferencias que se obtienen a partir de los cálculos de simulación hidrológica. cuando se usan MDT obtenido por fotogrametría.LIDAR vs. Comprobar que las diferencias observadas cuando se usan diferentes MDT son comparables a las diferencias que existen por el uso de los diferentes modelos de simulación empleados por los softwares: HEC-RAS. 4. se hace necesario señalar cuál es el objetivo de este proyecto. este proyecto pretende mostrar las diferencias que existen en los resultados. Master de Geotecnologías Cartográficas. 5. 3. Una vez señalada la situación legal. a partir de datos de librería ya existentes. cuando se utilizan diferentes datos y diferentes modelos de cálculo. Objetivos. además. la obligatoriedad que establece la Directiva sobre Inundaciones. Construir un MDT óptimo para su uso en modelización hidrológica. concretamente: 1. basado en datos de librería de libre distribución. Proyecto fin de Master. si consideramos la obligatoriedad que establece la ley de clasificar las presas y embalses para elaborar un plan de emergencia cuando proceda. Valorar el efecto del uso de datos de alta resolución. 2. Guad_2D y DamBreak. un MDT de malla 5x5. Realizar un análisis descriptivo de los datos procedentes del LIDAR y de la fotogrametría. en relación a cuando se ejecuta ese mismo análisis utilizando datos de densidad media. técnica y tecnológica en torno a la obtención de modelos digitales del elevaciones. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 19 de 88 . Curso 08/09 Alumno. se hace imprescindible elaborar modelos de inundación para detectar los sectores más vulnerables. y. En consecuencia. Efectuar un análisis en torno a la necesidad de realizar un LIDAR para la elaboración de llanuras de inundación. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos 3. un MDT de malla 1x1 m o 2x2 m. un control de calidad de los mismos y construcción de un MDT de fotogrametría adaptado para la modelización hidráulica.
Curso 08/09 Alumno.1. pero si consideramos que el MDT PNOA tiene una densidad de 5x5 y el LIDAR tiene una densidad de 1x1. ya que la características de este proyecto giran en torno a los estudios hidráulicos. que permita comparar ambos tipos de datos. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos 4. 4. El modelo digital de elevaciones obtenido mediante el LIDAR. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 20 de 88 .LIDAR vs. Considerando lo comentado en los antecedentes. El modelo digital del terreno obtenido por técnica de Fotogrametría. En relación a los modelos de cálculo serán • • • Hec-RAS. como colofón del análisis del material y de los métodos utilizados. Dambreak. Finalmente. A lo largo de este apartado se van relacionar las características técnicas de los datos o información con la que se van a llevar a cabo los diferentes cálculos. no se pretenden utilizar datos provenientes de la cartografía vectorial topográfica como única fuente para componer el modelo digital del terreno. y los modelos de cálculo que se van a utilizar para luego hacer las diferentes comparativas de los resultados obtenidos. Master de Geotecnologías Cartográficas. Proyecto fin de Master. En relación al Material o información utilizada serán: • • El modelo digital de elevaciones obtenido por técnica de Fotogrametría. Material y Métodos. Guad Creator. se hace necesario matizar el MDT PNOA con el fin de obtener una información de densidad y precisión similar. se adjuntarán algunas consideraciones técnicas y fundamentos matemáticos de hidráulica.
La fusión de ambos tipos datos. si éste es sistemático. se hace necesario determinar cuál es el desplazamiento a partir de unos puntos de control. y en el caso que de no exista ningún desplazamiento sistemático. ya que el resultado final de la mezcla de esa información sería un MDT muy alejado de la realidad. los cuales serán posteriormente incorporados a el MDT PNOA 5x5. en malla 5x5. dependen del mismo proceso de orientación fotogramétrica. un Modelo Digital del Terreno de 1x1 y un MDT en estado normal de generación. Una vez conocido dicho desalineamiento. puntos y recintos que contengan información altimétrica del terreno y de edificaciones.000. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos Por lo tanto. originalmente. pequeño pero suficiente como para no poder conjugar ambos tipos de datos. la conjugación será imposible.LIDAR vs. Curso 08/09 Alumno. Proyecto fin de Master. ya que. ya que ambos datos proceden del mismo vuelo fotogramétrico y. El planteamiento consiste en obtener dos tipos de datos. En nuestro caso. el planteamiento es el siguiente: se utilizará la cartografía vectorial del Mapa Topográfico Regional 1:5000. y no se pueda determinar ninguna transformación. En el caso de que se produzca un desplazamiento. en consecuencia. simplemente. como líneas de ruptura. pueden presentar un pequeño desplazamiento procedente de la orientación fotogramétrica. se debería proceder a su transformación con el fin de lograr una conjugación lo más real posible. el MDT y la cartografía. podrían estar ambos en datum distintos o. no se produce ninguna discrepancia entre ambos productos. para extraer toda la información de elementos lineales. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 21 de 88 . para realizar una interpolación y obtener así un modelo digital de elevaciones de igual densidad a la del LIDAR. son la base para la obtención de la MTR 1:5. La razón estriba en que los vuelos PNOA de Castilla y León de resolución 25cm. en algunos casos podría suponer un gran problema. Master de Geotecnologías Cartográficas.
de la orientación no debe superar el valor de un g. anteproyectos de infraestructuras (regadíos.). embalses y lagos) la cota del MDT será constante e igual a la de la orilla MDT se adaptará al nivel del suelo Se obtendrá por interpolación a partir de puntos (ignorando los edificios) dados manualmente en las calles y zonas abiertas Se trazarán en aquellos lugares en los que no quede suficientemente definido el relieve con la malla de correlación (principalmente elementos artificiales como presas. Proyecto fin de Master. Si el MDT ha sido obtenido mediante una nube de Todos los puntos de la malla puntos irregular. estudios de nivel del suelo (natural o artificial) erosión.c. redondeado a múltiplos de 10 m. redes de carreteras. En las zonas de agua. Curso 08/09 Alumno. (mar. tales como: Obtener un modelo del terreno a hidrología (escorrentías. El objetivo es obtener un modelo digital del terreno en formato GRID. terraplenes.s. Se obtendrá un Modelo Digital del tejados de edificios y otros objetos artificiales que Terreno por correlación sobresalgan del mismo.5 veces el g. avenidas…). PNOA. El corte de hojas se obtendrá aplicando un rebase de 100 metros con respecto a las cuatro esquinas teóricas.m.d.1. Obtención de un MDT En áreas urbanas Líneas de ruptura "breaklines" Trazado manual estereoscópico Resolución del MDT El paso de malla del MDT de correlación será de 5 m. con un paso de malla de 20 veces el GSD nominal respecto de las imágenes digitales originales del vuelo fotogramétrico. múltiplos del paso de malla. El error medio cuadrático en Z será menor o igual a 1 m. automática y depuración estereoscópica interactiva.) Todos los puntos de la malla deben estar situados sobre el terreno. 5 metros. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 22 de 88 . en altimetría. MDT en formato GRID Precisión de los MDE Precisión de los MDE. ya orientadas. Será menor o igual a 2 m en el 95% de los casos y no podrá haber ninguno con un error superior a 4 m. mediante trazado manual estereoscópico.1.LIDAR vs. donde el e. ignorando las copas de árboles. Especificaciones y consideraciones técnicas de la obtención del MDT. se procederá a obtener un MDT de tendrán coordenadas X. en planimetría y 1. Error máximo Corte de ficheros Por hojas MTN25 Master de Geotecnologías Cartográficas. puntos deberán ser iguales o inferiores a 5 metros. canalizaciones. Este modelo de elevaciones se obtendrá por estéreocorrelación a partir de las imágenes digitales de vuelo. Especificaciones Objetivo Debe ser útil para múltiples fines.d. etc. las distancias entre dé buenos resultados. Y UTM malla regular de 5 x 5 mediante interpolación. etc. Se realizará una edición manual En el caso de que los puntos medidos no se sitúen en zonas donde la correlación no siguiendo una malla regular. enteras.s. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos 4.
tanto. Consideraciones técnicas. mediante procedimientos de restitución fotogramétrica. Este tipo de líneas serán las que determinan una modificación de la pendiente y serán consideradas como tales. hidrografía. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 23 de 88 . Curso 08/09 Alumno.2. comunicación. Proyecto fin de Master. etc. las posiciones “x” e “y” ya son conocidas de antemano. se podrán incluir como tales. las líneas que definen los viales o infraestructuras de taludes. solamente hay que hallar el rallo perspectivo de cada punto a cada una de las imágenes. Master de Geotecnologías Cartográficas. La metodología. o Mientras que otros programas primeramente correlan elementos en la imagen (suelen ser bordes) y sobre ellos se correlan puntos. utilizando las restricciones de epipolaridad para facilitar la búsqueda. es un proceso automático. • El segundo paso. terraplenes. las construcciones y edificaciones. para posteriormente interpolar la malla de puntos a partir de los puntos correlados. presas. aquellas que definen obras artificiales como las que sean parte del terreno.LIDAR vs. pero la materialización de ello es distinta según los programas: o Unos software consideran que si lo que se desea obtener es un grid. utilizando las dos condiciones antes mencionadas.1. aunque según el software que se utilice las estrategias pueden variar. Los condicionamientos matemáticos que se utilizan en todos los programas son los mismos: la condición de colinealidad. y quedarán excluidas de esta consideración. Así mismo. la correlación. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos 4. • El primer hecho será la generación de líneas de ruptura o BreakLines.
para eliminarlos. ajustes de mínimos cuadrados y. son: correlación por entidades. será matizada su posición z. ésta será homogeneizada. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos En relación a las estrategias de correlación que pueden ser regulables por los operadores. Se modificarán los puntos que presenten discrepancias con respecto al terreno. tratando de definir planos más o menos homogéneos. En este proceso se ejecutarán las siguientes labores: o Se eliminarán los puntos que se vean incorrectamente posicionados sobre el terreno. mediante sombreados y tintas hipsométricas. Se eliminarán los puntos que se sitúan sobre las edificaciones. o o o o Se generarán líneas de ruptura donde se vea que puedan faltar. a mayores. Proyecto fin de Master. o En los sectores donde la información presente un alto grado de heterogeneidad. o bien.LIDAR vs. Curso 08/09 Alumno. Con ello se eliminarán todos los puntos que podrían presentar una baja precisión altimétrica. para ello se utilizará el coeficiente de correlación y se eliminarán los puntos que presenten los peores valores de coeficiente de correlación. ya que el paralaje en función de la orografía podría variar mucho. Esto último establece el rango de tolerancia para la búsqueda de los puntos homólogos. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 24 de 88 . Los suavizados y filtrados consisten en lo siguiente: o En los casos en los que la correlación genera puntos muy alejados en z respecto de sus colindantes. • El cuarto paso consiste en la revisión mediante visión estéreo de los puntos. Master de Geotecnologías Cartográficas. éstos serán eliminados. se debe determinar la densidad de la malla a generar y el tipo de orografía. • El tercer paso consiste en aplicar suavizados. si el MDT presenta aspecto de artefactos sobre el terreno. Se tratará se observar.
1. En el caso que nos ocupa. exige que estos productos cumplan unos estándares de calidad. Control de calidad del Modelo digital de elevaciones. La zona de trabajo se Master de Geotecnologías Cartográficas. Con la información de los puntos editados y las líneas de ruptura se genera un TIN (Triangulated Irregular Network).LIDAR vs. tanto en archivos de puntos xyz con paso de malla 5x5. Proyecto fin de Master. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos • El quinto y último paso consiste en la generación de los productos finales. lo llevó a cabo el Instituto Tecnológico Agrario por parte de la Junta de Castilla y León. Curso 08/09 Alumno. a partir de este producto y mediante técnicas de interpolación se generará el Modelo Digital del Terreno en formato grid. La utilización de los productos geomáticos para distintos proyectos ingenieriles. uno a cargo de las Comunidades Autónomas y el otro a cargo de la Administración General del Estado. los Modelos digitales del Terreno del PNOA pasan 2 controles de calidad. el control de calidad del MDT. 4.3. como en archivos ráster de 5 m. En consecuencia. de tamaño de pixel. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 25 de 88 . lo que implica que éstos hayan superado satisfactoriamente los controles de calidad.
Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos encuentra dentro de la hoja del MTN50 0272. Errores máximos son de 1. El control de calidad consiste en 2 actividades: • El control geométrico. que han sido post-procesados utilizando bases cercanas. Las imágenes utilizadas proceden del vuelo fotogramétrico realizado en julio de 2008 con una resolución espacial aproximada de 0. Desviación estándar es de 0.77 m. y corresponde al cuadrante noroeste de Castilla y León. Master de Geotecnologías Cartográficas. con respecto a la altimetría del MDT en esa misma coordenada planimétrica. Los datos obtenidos son: o o o Error Medio Cuadrático es de 0.50 y -1. es un bloque que está compuesto por 7 hojas 50k (es decir. conforme a la distribución de cuadrantes de producción PNOA. Curso 08/09 Alumno. la unidad de control será el bloque de vuelo fotogramétrico. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 26 de 88 .25 m. se contrasta la altimetría del MDT respecto a puntos obtenidos por técnicas GPS.5 x 2 hojas 50k). El proceso de control geométrico consiste en la comparación de la altimetría de 146 puntos de chequeo GPS.46 m.LIDAR vs. como en este caso el bloque de vuelo del cuadrante PNOA_CYL_NW_2008. es un bloque rectangular compuesto por de 3. de tal forma que la precisión de estos puntos oscila los 5 cm en planimetría y los 10 en altimetría. En nuestro caso. Proyecto fin de Master.45 m. se corresponde con el bloque SurOeste.
Óscar Odón Rodríguez Rico Página 27 de 88 . Curso 08/09 Alumno. Concretamente. edición irreal que procede de artefactos o interpolados groseros. Lo cual fue corregido y entregado nuevamente sin ese error. Mediante la revisión visual del MDT desde estos archivos ráster. para ello se hace necesario generar un archivo raster de 32bits a partir de la malla grid xyz. Proyecto fin de Master. La iluminación consiste en aplicar un juego de luces y sombras. el producto fue devuelto a la empresa adjudicataria para que solventara esta situación. A ese archivo imagen se le aplica una coloración de tintas hipsométricas y una iluminación para que la visualización muestre aspecto de relieve. Master de Geotecnologías Cartográficas.LIDAR vs. suponiendo una fuente de luz situada a 45 grados de altura sobre el terreno y con un azimut de 0º. se pueden detectar sectores que presenten edición en bloques. en relación al control visual de este bloque se detectaron interpolados groseros que dan aspecto de escaleras y. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos • El control visual. en consecuencia.
Óscar Odón Rodríguez Rico Página 28 de 88 . trilateración o poligonación). Master de Geotecnologías Cartográficas. Proyecto fin de Master. considerando las latitudes referidas al Ecuador. positivas al Norte. que se obtendrán a partir de una Red Trigonométrica enlazada y apoyada en la Red Geodésica. y las longitudes referidas al Meridiano de Greenwich. Las cámaras para la toma de las imágenes podrán ser cámaras analógicas. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos 4. en este caso se hará mediante el método estático diferencial.4. Se considera imprescindible que la cámara haya sido calibrada dentro de los dos últimos años hasta la ejecución del vuelo.LIDAR vs. mediante técnicas de topografía clásica (triangulación. para ello será necesario establecer unos Puntos de Apoyo. el cual deberá contener un recubrimiento estereoscópico suficiente como para poder cartografiar toda la superficie en 3D. La materialización del sistema de referencia se apoyará en la red regente y se considerará el origen de altitudes referidas el nivel medio del mar que define el mareógrafo fundamental de Alicante. positivas al Este y negativas al Oeste del mismo. permitiéndose el vuelo siempre que la altura solar sea igual o superior a 35º. materializada en los husos 29 y 30. si la focal es superior a 150 milímetros.1. Cartografía 1:1000 La cartografía se realiza en el Datum European Terrestre Reference System 89.. Curso 08/09 Alumno. o mediante técnicas de posicionamiento global (GPS). y las cámaras digitales de gran formato. Para georreferenciar correctamente las imágenes se deberá ejecutar un apoyo. Especificaciones para la obtención de la cartografía. apoyándose en un vértice de la red geodésica. (Pliegos de Cartografía de Castilla y León) La captura de la información se hará desde imágenes digitales obtenidas en vuelo fotogramétrico. El Sistema de Representación será la proyección conforme Universal Transversa de Mercator (UTM). Las imágenes digitales o los fotogramas escaneados se utilizarán en RGB y sin compresión.
donde se espera una precisión de 1 g. en altimetría. teniendo presente un modelo de datos cartográficos ya establecido y las siguientes consideraciones: • Se deberán recoger todos aquellos detalles que sean identificables a partir del vuelo.LIDAR vs.5 %.s. en planimetría y 25 cm. Las precisiones serán de 20 cm. Curso 08/09 Alumno.. en altimetría.s. aunque su dimensión de dibujo sea menor de 1 mm. la Aerotriangulación. y se incluirán puntos de cota en todos los cruces de vías.d. etc. en el plano se representarán mediante símbolos. con una dimensión mínima de 1 milímetro en el dibujo. cambios de pendientes. en planimetría y 1. Así mismo. La captura de la información se realizará mediante una restitución fotogramétrica. también se recogerán los elementos que sean de interés. se restituirán curvas de nivel con una separación de 1 metro y. Master de Geotecnologías Cartográficas. Proyecto fin de Master. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 29 de 88 . cuando la pendiente sea inferior a 12. en su posición exacta y verdadera. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos Con las imágenes digitales o los fotogramas escaneados. se interpolarán curvas de 0. El trabajo de restitución deberá completarse con una revisión de campo y su posterior edición. • En relación a la altimetría.d. junto con las coordenadas de los puntos de apoyo.5 m.5 g. se procederá a la orientación fotogramétrica de las imágenes.
en altimetría. las construcciones.C. Master de Geotecnologías Cartográficas. en planimetría y 75 cm. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 30 de 88 . Proyecto fin de Master. se obtendrá mediante el levantamiento de una muestra de 30 puntos sobre zonas de trabajo elegidas al azar. Se restituirá toda la información hidrográfica.5 %. sobre el 10% de los bloques fotogramétricos. En relación a la precisión se pide que sea igual o inferior a 60 cm.5 metros. cuando la pendiente sea inferior a 12. Por consiguiente las variaciones que deben contemplar son: En Altimetría se restituirán curvas de nivel cada 5 m. se interpolarán curvas de 2. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos Cartografía 1:5000 En relación a la cartografía 1:5000. y. los condicionamientos son muy parecidos. las vías de comunicación y todo tipo de conducciones. El E. ya que se utilizan los datos PNOA.M. salvo que se obvian los procesos de vuelo fotogramétrico.LIDAR vs. Curso 08/09 Alumno. los usos del suelo. apoyo y orientación.
ha sido el siguiente: Sobre el MDT PNOA. • Cartografía 1:1000 de cascos urbanos. curvas de nivel cada 5 metros y todos los elementos que aparecen sobre el terreno. a partir de los datos cartográficos existentes. con información altimétrica. El procedimiento para obtener un MDT de paso de malla 1x1.1. La información de partida es la siguiente: • Un MDT de paso de malla 5x5. como los tendidos eléctricos. muros. Con origen vuelo PNOA. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos 4. Curso 08/09 Alumno. A continuación se va a describir la metodología seguida para la formación del modelo digital del terreno de alta densidad. se han eliminado todos los puntos del MDT que se sitúan planimétricamente dentro de las edificaciones. Sobre las cartografías 5000 y 1000 se ha eliminado la información de todos los elementos que no se posicionen sobre el suelo o que no sean relevantes para la modelización hidrológica. Con origen estéreo correlación del vuelo PNOA. • Cartografía 1:5000 del Mapa Topográfico Regional. Master de Geotecnologías Cartográficas. con información altimétrica cada metro y con todos los elementos que aparecen sobre el terreno. vegetación. puntuales de registros. Proyecto fin de Master. Composición del Modelo digital del terreno procedente de fotogrametría. toponimia.5. Con origen en vuelos específicos para cada casco urbano con GSD de 10 cm. utilizando las construcciones de ambas cartografías. para su aplicación en modelización hidrológica.LIDAR vs. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 31 de 88 . Los tres productos se han unido formando un TIN que representa un Modelo Digital de Superficie adaptado y se ha interpolado una malla regular de un metro de resolución.
LIDAR vs. Curso 08/09 Alumno. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 32 de 88 . Master de Geotecnologías Cartográficas. Escala gráfica. El sector que representa este Modelo Digital del Terreno se corresponde con el municipio de Herrín de Campos. Proyecto fin de Master. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos En la imagen adjunta se muestra una imagen raster del MDT PNOA y cartografía de tamaño de píxel 1 metro.
con el objetivo de proceder a la clasificación de la balsa de riego trasvase Esla-Carrión que se va a construir. El sector en el que se producirá la captura es el que se observa en el grafico que se adjunta a continuación. El Instituto Tecnológico Agrario.2. de 60º.LIDAR vs. Curso 08/09 Alumno. • Pasadas de vuelo LIDAR a varias alturas de vuelo. LIDAR. En relación a las consideraciones ahora mencionadas. contiene una superficie de aproximadamente 8. Proyecto fin de Master. para obtener una densidad de puntos mínima de 1 pto/ m2 y un FOV de 40º máximo. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos 4.000 ha. cuyo objetivo es el análisis de los datos recogidos. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 33 de 88 . decide constatar un vuelo LIDAR. Master de Geotecnologías Cartográficas. con un FOV máx. para obtener un MDT de alta densidad y precisión. se plantea un vuelo LIDAR que debe tener las siguientes características: • Vuelo LIDAR que cubra el contorno de la zona afectada por el proyecto.
50. Autonomía vuelo : 8 horas. Valor 1 puntos / m2. Peso máximo de despegue: 1. Velocidad de pérdida: 56kias y Velocidad de pérdida 62 kias. Proyecto fin de Master.2.2.25 l/h.5 mrad. Master de Geotecnologías Cartográficas. Capacidad de combustible: 197 litros. a nivel del mar: 390. 40º 61.500. 2. 100 Hz.7 Turbo diesel. 728 m. 2. Viento cruzado máximo demostrado: 20 kts. 4. Dimensiones: Longitud: 8. Máxima altitud operativa: 5. Los medios técnicos del vuelo son: • El Avión es un modelo Diamond DA42 Twin Star. 4 120 nudos Características Densidad de puntos Corredor Ángulo de la toma Velocidad de la Aeronave Altitud sobre el terreno Rango de repetición del pulso Eff. 60º ángulo completo 51. Sus características son: o o o o o o o o o o o Motor: Twin Thielert TAE Centurión 1.000 m.200 hasta 1.785. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos 4.49 m.5 m/s.500m / 18000ft.000 Hz.LIDAR vs. 2. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 34 de 88 ..8 m/s. Curso 08/09 Alumno. 1000 m. Hélices: MT 3 palas. 2. Velocidad de crucero 80%: 47. Velocidad de ascenso. anchura: 2.56 m.300. Las características técnicas del vuelo son: Vuelo a 1000 m.49kg.400. Velocidad máxima operativa para aterrizaje: 194 kts. Potencia total: 270hp. Rango de Medición Beam Divergence Ecos Velocidad del terreno Características Densidad de puntos Altitud Corredor Ángulo de la toma Velocidad de la Aeronave Vuelo a diferentes alturas Valor La máxima posible 2.14m/min.2. 0.800m.1.
LIDAR vs. El vuelo alto de 2. la dirección de las pasadas se asemeja en dirección a estos rumbos.3. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 35 de 88 . La descripción del vuelo realizado: El vuelo se realiza a una altura de 1000 m. se compone de 21 pasadas longitudinales y 3 transversales. L1 y L2 con una frecuencia a 2 Hz.500 m se sustituyó por un vuelo descendente gradual. entre los 1. de tal forma que se realizaron 7 pasadas. de la casa Riegl.500 m. con una frecuencia de 256 Hz. 4.800 y los 2. La distribución de las pasadas se realizó tal como se refleja en el grafico adjunto. es un NovAtel OEM 4-G2. tal como se observa en el grafico. Curso 08/09 Alumno. Propiedad de Azimut S. Las líneas en color negro representan las pasadas y el área azulado son los sectores de donde se obtienen datos. • El Sistema de Navegación GPS del Avión.2. de altitud. Proyecto fin de Master. y tiene por objeto el escaneo de las llanuras de inundación del río Sequillo. siguientes: con un FOV de 60º. modelo LMS-Q680. con el objetivo de analizar la densidad en la captura. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos • El LIDAR es un sensor aerotransportado del tipo láser escáner de largo alcance. es el modelo Aerocontrol IID. es el modelo CCNS-4 de IGI.A. • El sistema Inercial para el LIDAR. Los datos que se obtuvieron son los Master de Geotecnologías Cartográficas. Dada la distribución de las llanuras en sentido Norte-Sur. • El receptor GPS del LIDAR.
89 400 1.291 13.2 4.97 0.05 1000 1. Curso 08/09 Alumno. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 36 de 88 .09 0.515.2 Densidad 0.628.05 1.5 33.02 1.94 0.1 3.7 35. En la tabla adjunta se puede apreciar la distribución de la densidad.98 0.4 42.87 1.0 4.356 13.) 3. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos Altura 1.500 Puntos 14.90 0.98 Promedio Master de Geotecnologías Cartográficas.9 3.77 m.900 2.90 0.82 0.06 0.960.96 1. ya que el sensor no está sobre una plataforma de giro estabilizada.20 0.98 1.5 Perímetro aprox.66 0.375 0. dentro de la propia pasada.88 0.011 22.754 14.354.405 0. de este a oeste) 200 0.689 Área 2250.511 7. y la densidad de la información en vuelo de 1000 m.373 0.04 Promedio 1.98 0.11 1.812. la razón es que la toma de los datos nos es completamente nadiral.99 1.768.03 0.4 35. para ello se han tomado datos de densidad en sentido transversal en varios tramos de la misma pasada.754.226.93 500 1.19 0.19 1.01 0.92 0.83 0. Proyecto fin de Master.810.431.97 0.06 1.06 1.338.02 1.LIDAR vs.96 0.7 43. Lecturas Transversales (metros del inicio de pasada) Lecturas Longitudinales (cada 100 m.800 1. (Ha.06 0.868 13.95 1.05 0.01 1.16 1.02 Pas 1 Pas 2 Pas 3 En el análisis de densidades.598.06 0.71 0.066.000 2. En consecuencia.04 800 1. el sensor LIDAR estará orientado en la misma actitud que tiene la aeronave en cada momento. y ésta depende de la fuerza de los vientos laterales y de la maniobras de navegación.84 300 0.8 35.397.84 0.756 14.436 0. (ha.548 Área aprox.361 Podemos observar que el paso de malla aproximado oscila entre 2.300 2.04 0.99 1.100 2.395.01 700 1.802.01 0.2 Densidad 0.03 1.97 600 1.05 900 1. se observa que no decrece hacia los extremos tal como las consideraciones teóricas plantean.06 1.127.402 0.3 3.77 0.99 0.9 2296.) 44.03 0.200 2.374 12.6 726.29 y 2.94 1. de altitud es la siguiente: Puntos 22.91 1.369 0.98 1.94 0.91 0.99 1.8 3.
Master de Geotecnologías Cartográficas. etc. Lo valores de los Offset. se observan los parámetros generales y los aplicados a cada pasada. serán incorporados para el calculo geométrico de georreferenciación de la información. De todas las superficies extraídas se elegirán las superficies más planas y. Para realizar este cálculo se utilizan algoritmos de correspondencia de superficies planas.LIDAR vs. se obtiene información de puntos discretos con todos los datos que pueden recoger este tipo de sensores: número de ecos. éstas se deben a las limitaciones propias del sensor. El cálculo que aparece a continuación fue realizado por Azimut S. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 37 de 88 . El procesado geométrico de los datos. para ello se hizo un vuelo de calibración en un pequeño sector de 3x3 Km. Es los gráficos. las cuales son extraídas de las nubes de puntos en las distintas pasadas. un segundo ajuste para eliminar las discrepancias en los bordes de pasada. se ejecutará un ajuste iterativo por mínimos cuadrados hasta encontrar los parámetros de ajuste.2. Curso 08/09 Alumno. Mediante el vuelo de calibración se calcularon los Offset entre los distintos sensores embarcados en el avión. con ellas. altitud del terreno desde donde irradió el haz de luz pulsada. e incluso imprescindible. Proyecto fin de Master. pero aún es necesario. intensidad de la irradiación recogida. en consecuencia se hace necesario realizar un ajuste para minimizar las desviaciones de los datos entre las diferentes pasadas. que se adjuntan. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos 4. tiempo. Con toda la información obtenida se hace necesaria un corrección geométrica de los datos.. sobre el cual se dieron 3 pasadas en sentido Este-Oeste y otras 3 pasadas en sentido Norte-Sur.A.4. Una vez procesada la información y aplicados los algoritmos para georreferenciar la información.
Óscar Odón Rodríguez Rico Página 38 de 88 . Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos Master de Geotecnologías Cartográficas. Proyecto fin de Master.LIDAR vs. Curso 08/09 Alumno.
Curso 08/09 Alumno. por lo que para poder ser utilizados en los distintos proyectos de ingeniería han de ser transformados en cota ortométrica. es decir asignar un valor añadido a la información. no se tiene a priori. y mediante mínimos cuadrados aplica el valor de dicha malla al punto para el que se desea calcular el valor. La información acerca de. Este proceso consiste en calcular el valor de ondulación del geoide para el sector en el que se localizan los datos y aplicarlo al valor z de los puntos LIDAR. etc. Clasificación de los datos. de construcciones. se calculó la curvatura para este sector y se aplicó posteriormente a todos puntos LIDAR. ya que ésta va a contener información del elemento en el que se posiciona. 4. la cual se obtiene mediante la clasificación.2. y se necesita para los diferentes usos del LIDAR. Obtención de datos en altitud ortométrica.2. Los datos obtenidos se corresponden con información discreta posicionada en todos los elementos que se pueden observar sobre la superficie terrestre. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 39 de 88 . que es una aplicación del Instituto Geográfico Nacional de España. Los datos originalmente se obtienen en cotas elipsoidales debido al uso de posicionamiento por satélite. elaborada en virtud de los análisis ejecutados en este proyecto. La clasificación es un aspecto muy importante. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos 4. a continuación incluiré una guía para la clasificación de la información LIDAR. el cual usa de la malla del geoide IBERGEO95.LIDAR vs.6. en que tipo de elemento ha sido irradiado el haz de luz. por ello hay que asignar esa información a los datos. En consecuencia. será necesario un Modelo de terreno. con esta aplicación y una malla de 100 puntos. Proyecto fin de Master. de superficies. En consecuencia. pues en virtud de los cálculos o estudios que se deseen ejecutar. Master de Geotecnologías Cartográficas. Para el cálculo se utilizó el programa Mincurv.5.
• De igual modo. éstos se corresponden con puntos que por alguna razón han sido mal calculados. Se trata de determinar planos e inclinaciones. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 40 de 88 . Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos Guía de Clasificación de la información LIDAR del campo de calibración. por lo que al aumentar el tiempo de recorrido de la señal se entiende que están más lejos del sensor y se mostrarán como puntos hundidos. Master de Geotecnologías Cartográficas.LIDAR vs. Este proceso se realiza de forma iterativa. bien porque en su procesado había mucha relación de señal-ruido o. En una primera aproximación a los datos. La determinación de la clase de suelo (ground) es la que mejores garantías de éxito presenta. partiendo de los puntos más bajos. debido a la existencia de un abundante número de puntos fugados y hundidos. un valor menor del parámetro establecido y. considerando que estamos sobre un casco urbano. podría ser debido a la siguiente explicación: • En alguno de los casos. Ver imagen adjunta a continuación. los puntos fugados podrían ser aves. respecto de sus vecinos. (las cuales son parametrizables). de manera que al final del proceso el programa clasifica como puntos terreno aquellos que presentan los mejores valores de continuidad de planos y pendientes. de tal forma que cuando un punto. con el objetivo de obtener la información visual necesaria para determinar cuál debe ser el mejor método de trabajo. En esta labor se observa una primera incoherencia. Proyecto fin de Master. existe una continuidad de planos con los demás puntos contiguos. se procede a su visualización desde todos los ángulos. además. dicho punto es desechado. los puntos hundidos en alguno de los casos se podrían haber producido por una reflexión del láser en distintos objetos del casco urbano hasta llegar de vuelta a sensor. Pero cuando dicho punto presenta pendientes lógicas. presenta pendientes imposibles. simplemente. en todos los softwares que se utilicen. dicho punto se clasifica como punto terreno. Guía de clasificación de un LIDAR de alta densidad. Curso 08/09 Alumno.
La clasificación de las edificaciones necesita de los puntos terreno y de parámetros: el tamaño mínimo de las edificaciones. Este proceso consiste en determinar planos inclinados y continuos dentro de la tolerancia dada. Las garantías de éxito, en esta clasificación, son muy elevadas. Ver imagen adjunta a continuación.
Las siguientes clasificaciones no son tan automáticas como las anteriores, existe un amplio abanico de puntos en todo tipo de superficies: fachadas, muros, mobiliario urbano, coches, vegetación, chimeneas, antenas, grúas de construcción, viandantes, animales, etc. El método, que he empleado, consiste en clasificar los distintos elementos, empezando por los más altos y continuando hasta clasificar los más bajos,
Para clasificar la vegetación alta, los software suelen incorporar utilidades que pueden determinar puntos en virtud de la distancia al terreno y su distribución, es decir, los puntos sobre los árboles aparecen elevados y en grupos aislados o grandes agrupaciones. Este tipo de clasificación en las áreas urbanas no es muy exitosa, aunque sí algo más en los sectores rurales. Otra solución consiste en utilizar el valor de intensidad, ya que la intensidad de la vegetación es muy concreta debido a su coloración y a la variabilidad en los planos de reflexión
Determinar muros y cerramientos presenta grandes dificultades ya que los puntos, en las fachadas y en la vegetación media y baja, se sitúan a la misma altura que los muros y cerramientos. Su clasificación en los sectores urbanos requiere de una labor manual y en los sectores rurales se pueden obtener desde las clasificaciones de elementos lineales, aunque con muy pocas garantías de éxito. Actualmente, en la mayoría de los casos, se opta por eliminar esta información, salvo para trabajos concretos y específicos y de muy pequeña escala.
La determinación de fachadas se puede automatizar mediante los siguientes procedimientos:
Los software tienen una herramienta para determinar polígonos, por consiguiente se podrían generar polígonos de las construcciones, de tal forma que todos los puntos sin clasificar que están dentro de los polígonos se van a corresponder con fachadas. Este procedimiento va a presentar algunos errores que deberán ser revisados y reclasificados manualmente.
Considerando que en las fachadas, en la mayoría de los casos, los puntos se corresponden con puntos de los ecos 2 y 3, se podrían clasificar los puntos de estos ecos, que están dentro de las construcciones, como fachadas. Ya que el eco 1, cuando hay varios ecos en las construcciones, suele situarse en los aleros.
En la vista 2 de la siguiente imagen, los puntos verdes, azules y rojos se corresponden con las fachadas, y equivalen a los ecos 1, 2 y 3 cuando hay ecos múltiples. El blanco es eco 1, único. En este caso, también se puede observar que alguno de los ecos únicos está localizado en las fachadas, por lo que la automatización plena es compleja.
Master de Geotecnologías Cartográficas. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos 4.7. Proyecto fin de Master. Generación de superficies y Modelos digitales del terreno. Curso 08/09 Alumno.LIDAR vs. Los datos obtenidos y clasificados se pueden visualizar de distintas formas y pueden generar productos variados para ser utilizados en los distintos proyectos.2. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 44 de 88 .
considerando un flujo en una dimensión. Software. En este apartado se pretenden examinar las características de los modelos de análisis para analizar las llanuras de inundación. Master de Geotecnologías Cartográficas. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos 4. no va a ser objeto de estudio en este proyecto. Se ha decidido por estos dos software porque usan un modelo de análisis distintos: el Guad-2D utiliza un sistema de cálculo bidimensional. El modelo de análisis consiste en la realización de una simulación de rotura de la balsa con su posterior demarcación de las llanuras de inundación. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 45 de 88 . Es un programa gratuito. en movimiento estable. en el centro Davis en California en el año 2003. El Hec-RAS. A priori. Este software fue desarrollado por el Cuerpo de Ingenieros Hidráulicos de la Fuerzas Armadas de los Estados Unidos. y puede trabajar en un entorno GIS.1.3. aunque se mencionará en las comparativas. Hec-Ras son las siglas de Hydrologic Engineering Center River Analysis System. es decir mantener la conservación de la masa y la cantidad de movimiento entre las distintas secciones o perfiles que se le suministran. variado o gradualmente variado. mientras que el HecRas utiliza un sistema unidimensional. lo que le confiere un gran atractivo y facilita enormemente la comparación de los distintos resultados obtenidos. Proyecto fin de Master. El Dambreak también se ha utilizado. o se produce un gran aumento de una avenida. es un software que pretende determinar las llanuras de inundación en un modelo de datos cuando se establece una ruptura de una presa o balsa.LIDAR vs. El modelo de trabajo de Hec-Ras podría resumirse en que es un programa capaz de resolver las ecuaciones de energía de Saint Venant. pero como el modelo numérico que utiliza es idéntico al utilizado por el Hec_RAS. Curso 08/09 Alumno.3. sólo se va ha realizar algún cálculo para observar su funcionamiento. ello se ejecutará mediante dos software distintos el Guad-2D y el HecRas. Por lo tanto. 4.
en nuestro caso ArcGIS 9. la sección 1. • El segundo paso es realizar los cálculos con el Hec-RAS. y B a la sección 2.LIDAR vs. ya que el modelo de Guad_2D no los utiliza. y la energía cinética la cual depende de la masa y la velocidad. así podemos asimilar mejor los resultados de ambos para establecer las comparativas que son objeto del proyecto. hasta 0. Utiliza los condicionamientos físicos de conservación de la energía y los que afectan al movimiento del agua. También permite considerar lo obstáculos que el flujo se encuentre en su paso: puentes. con el objeto de establecer las llanuras de inundación. la gravedad y la fuerza que mayor resistencia ejerce al movimiento. estrechamientos. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos El análisis tiene una serie de premisas.100 para superficies muy rugosas y desiguales.3. el rozamiento. En este estudio no se han considerado los puentes. En otras palabras utiliza las ecuaciones de la energía potencial. así como la asignación de coordenadas 3D a los perfiles. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 46 de 88 . la cual depende de la altura del agua y de la superficie. Ello se realiza desde un GIS. que son: la fuerza que impulsa el movimiento. para poder realizar un cálculo correctamente es imprescindible que las secciones sean perpendiculares al sentido de avance del flujo en lecho menor de la escorrentía. propiamente dicho. calados y caudales mediante la aplicación de los datos calculados con respecto a un TIN. Si consideramos A. • El tercer y último paso. el cual oscila desde 0. serán explotados en un SIG. y la fricción entre la sección mediante el coeficiente de Manning. Curso 08/09 Alumno. Proyecto fin de Master.020 para superficies muy lisas y planas. consiste en que con los resultados obtenidos en Hec-RAS. obtenemos que la fórmula de conservación de la energía a aplicar es la siguiente: E_cinética_A + E_potencial_A + distancia x fricción = E_cinética_B + E_potencial_B El modo de trabajo con este software es el siguiente: • En primer lugar se delimitarán los perfiles y las llanuras de inundación aproximadas. Master de Geotecnologías Cartográficas.
mojado o partiendo de una simulación anterior). La imagen que se adjunta ha sido tomada del catálogo promocional del software. este es un estudio de ingeniería hidráulica y medioambiental con sede en Madrid. Esta herramienta es gratuita. diseñado para el análisis de ondas de avenida provocadas por la lluvia o por la destrucción gradual o espontánea de presas y muros de contención de grandes depósitos de agua. con esta herramienta el usuario podrá preparar los datos de la simulación para su posterior cálculo numérico. El GuadView tiene capacidades GIS que posibilitan la visualización. Es una herramienta de pago. El Guad_2D.LIDAR vs. en colaboración con el Grupo de investigación hidráulica computacional del Área de Mecánica de Fluidos de la Universidad de Zaragoza. Master de Geotecnologías Cartográficas. vectoriales y ortofotos. de los resultados de la simulación. Curso 08/09 Alumno. Esta herramienta incluye todas las condiciones posibles (seco. Guad_Creator es el paso previo al Guad_2d.2.3. mediante capas ráster. los calados. las velocidades y los caudales. desarrollado en la Empresa Inclam Ingenieros del Agua. subcríticos o mixtos. permitiendo obtener resultados reales tanto en regímenes estacionarios supercríticos. Tiene 3 herramientas. este software utiliza el modelo bidimensional de simulación. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos 4. con lo que así se podrán identificar las zonas inundables o las láminas de nivel. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 47 de 88 . Guad|2d simula mediante algoritmos numéricos de volúmenes finitos. Sintetizando. 2 gratuitas y una con derechos de uso mediante el pago de la correspondiente la licencia. Proyecto fin de Master. El Software Guad-2D es un programa Español.
para resolverlo. Los autores. por ello la elección del tipo de malla (rectangular. Así. • En último lugar se analizan los resultados obtenidos mediante la herramienta GuadView. Brufao P. por supuesto. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos En lo que se refiere al modelo matemático que utiliza.LIDAR vs. de los resultados obtenidos en estas variables. para resolver las ecuaciones del modelo matemático..4. El modo de trabajo es el siguiente: • En primer lugar se establece todo el conjunto de parámetros para realizar la simulación. se calcula el valor de las variables en los centros de cada celda del Modelo digital del terreno. con lo mejor de los métodos en diferencias finitas. cuadrada. y Murillo J. Master de Geotecnologías Cartográficas. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 48 de 88 . esto se prepara con la herramienta Guad-Creator. Consideraciones de Matemática Hidráulica Los estudios que se pretenden desarrollar tienen por objeto conocer las variables hidráulicas de calado. hexagonal…) es importante para las simulaciones numéricas. va a depender de que las ecuaciones de partida y el esquema numérico se ajusten lo máximo posible a la realidad física y. se pueden comentar algunas de las consideraciones que M. 4. Proyecto fin de Master. La validez y la adecuación a la realidad. su flexibilidad en la definición del flujo discreto. Rodríguez A. enuncian en su publicación. velocidad y caudal. que los datos o información objeto representen fielmente el espacio de estudio. Curso 08/09 Alumno. ya que pretenden combinar lo mejor de los métodos finitos. su flexibilidad geométrica. durante un episodio de avenida o inundación. usan el método de volúmenes finitos. analizando el modelo bidimensional de este software: El movimiento del flujo depende de los principios fundamentales de conservación de la masa y de la segunda ley de Newton. • En segundo lugar se realiza la simulación numérica mediante la herramienta GuadGUI.
Master de Geotecnologías Cartográficas. Concretamente estas ecuaciones. son las siguientes: Donde A es la sección de área mojada. Régimen variable unidimensional. y en régimen rápidamente variado. en la actualidad se está planteando la necesidad de utilizar modelos bidimensionales o cuasibidimensionales. Proyecto fin de Master.4. ya que se ha demostrado que la hipótesis unidimensional se aleja demasiado de la realizad y ese lejanía es mayor si predomina el flujo horizontal sobre el flujo vertical. que es cuando las variaciones de calado y caudal se producen en tiempos muy prolongados y grandes distancias. A continuación voy ha hacer una pequeña reseña en relación a los tipos de régimen. son las de Saint Venant. el análisis sólo se hacía en modelos unidimensionales. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 49 de 88 . en la lámina libre. Las ecuaciones que describen ambos regímenes. F es el tensor de flujo y H es el término independiente. éstas parten de la premisa de conservación de la masa y de la cantidad de movimiento. de igual modo a como se han ido desarrollando y evolucionando las capacidades de cálculo de los ordenadores. Curso 08/09 Alumno. I la fuerza debida a la presión.LIDAR vs. cuando se trata de un modelado de terreno que genera una masa de agua.1. Q el caudal circundante. 4. así como sus consideraciones matemáticas. que no es en forma de prisma. El régimen de una dimensión se divide en régimen variable. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos Los modelos matemáticos de análisis hidráulico han ido evolucionando especialmente durante los últimos 20 años. que corresponde a cuando las variaciones son lo contrario del caso anterior. Antiguamente.
y si a estas últimas se integran respecto de la profundidad para eliminar la verticalidad llegamos a las ecuaciones de Saint Venant bidimensionales. A partir de las leyes físicas de conservación que rigen el flujo de un fluido (la masa . obtendremos las ecuaciones del Reynolds. Régimen cuasi-bidimensional. la ecuación que lo define es la que se adjunta a continuación. la cantidad de movimiento y las ecuaciones constitutivas). t el tiempo. x la abcisa de la sección. el agua. Es decir.2. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 50 de 88 .4. Estos modelos surgieron con los primeros intentos por modelar la inundación de zonas llanas a partir del desbordamiento de los cauces principales. g la gravedad. mientras que las llanuras de inundación representaban células de almacenaje. Régimen variable en dos dimensiones. Estas serán validas siempre que se cumplan las siguientes premisas: las velocidades verticales deben ser muy pequeñas y las pendientes de fondo del cauce Master de Geotecnologías Cartográficas. se obtienen las ecuaciones de Navier-Strokes para el movimiento instantáneo. y si en estas ecuaciones consideramos variable el tiempo.4. donde Ask es el área superficial de la célula k. Proyecto fin de Master. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos En el caso contrario. donde Q es el Caudal. Curso 08/09 Alumno. I0 la pendiente del fondo e I la pendiente motriz. puede haber un caudal lateral de entrada. zk y zi son las cotas de la lámina de agua en la células k e i y Qki es el caudal de transferencia entre ambas. 4. b el ancho de la superficie.3. si particularizamos en un fluido incomprensible e isótropo. cuando el modelado genera una masa de agua en forma de prisma serán: 4.LIDAR vs. para resolverlo se plantearon las ecuaciones de Saint Venant para el cauce principal. Las llanuras de inundación se esquematizan mediante células de almacenamiento conectadas entre si.
Si utilizamos la notación vectorial las ecuaciones de Saint Venant para dos dimensiones serán Donde U es el vector de variables del flujo. la primera componente del vector independiente es siempre cero. Si llamamos con Uij y Hij. representa la ganancia o pérdida de masa o de cantidad de movimiento por unidad de tiempo. masa y cantidad de movimiento. F es el tensor de flujo y H es el término independiente o término fijo. Si utilizamos la formulación integral de las ecuaciones.4. obtendremos una expresión integral para un volumen V cualquiera de las ecuaciones de Saint Venant bidimensionales. al valor promedio en el volumen finito V de las variables dependientes y del término independiente. actualmente. y el tercero. Además permite discretizar el dominio con mallas irregulares y por lo tanto se adapta a los contornos. también llamado término independiente. la ecuación anterior se puede reescribir como Master de Geotecnologías Cartográficas. lo que confiere un gran predominio de la dimensión horizontal sobre la vertical. Si aplicamos el teorema de Gauss a la segunda integral tendremos.LIDAR vs. el segundo es la variación espacial de flujo. la siguiente ecuación. 4. pero como la variación de masa siempre debe ser nula. La técnica de los volúmenes finitos Este planteamiento. respectivamente. Curso 08/09 Alumno. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos serán muy suaves. Proyecto fin de Master. donde S es la superficie que encierra a V.4. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 51 de 88 . ha demostrado ser muy útil para desarrollar esquemas de alta resolución en 2 dimensiones. Esta ecuación tiene 3 términos: el primero representa la variación temporal local.
continúa por Villacidaler y Boadilla de Rioseco. Gatón. Su dirección es de Norte a Sur. 4. donde recibe por el Este aguas del arroyo los Templarios. Por consiguiente. “Rivo Sico” o “Torrente Sicca".LIDAR vs. El río continúa hacia Villanueva de San Mancio. Nace en la provincia de León. si del análisis de los condicionamientos geográficos se derivará alguna consideración de especial relevancia para episodios de inundación se debería tener en cuenta. Escobar.5. Desemboca en el río Valderaduey. de unos cerros que hay entre San Martín de la Cueza y Villarán de Cea a unos 935 metros de altitud.5.1. El río Sequillo según los textos antiguos se le llamaba "Rivulo Sicco”. Villafrades. ya que el medio en el que se va a desarrollar esta simulación nunca será ajeno e impasible ante un episodio de inundaciones. León. La simulación se va a centrar en torno a río Sequillo ya que. Villabaruz y Tamaríz donde es atravesado en altura por un ramal del Canal de Castilla. Herrín de Campos. La acepción semántica de su nombre hace referencia a su principal característica. climáticas y geológicas del área. después de haber hecho un recorrido total de 123 Km. Como último apartado en el análisis de los datos y de los métodos a utilizar. gracias a los aportes continuos del Canal de Castilla. Palencia. entre Cañizo y Castronuevo. tras la ruptura de la balsa. Consideraciones hidrológicas. En su recorrido pasa por 4 provincias. y atraviesa los términos de: San Nicolás del Real Camino. donde recibe las aguas del río Aguijón y donde su caudal adquiere Master de Geotecnologías Cartográficas. Proyecto fin de Master. Villada. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos 4. Descripción Geográfica del área donde se pretenden realizar el estudio y las simulaciones. se hace necesario hacer un pequeño análisis geográfico de las características hidrológicas. Pero es el único río de esta comarca que no se seca en verano. el agua va a discurrir por el lecho mayor de este río. Curso 08/09 Alumno. su escaso caudal. Valladolid y Zamora. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 52 de 88 .
discurre por un lecho menor encauzado artificialmente 6 metros. en 1793 destruyó completamente 70 casas de las 73 que formaban el pueblo de Villafrades y en 1835. y el interfluvio de la izquierda se corresponde con las cuestas de Tierra de Campos. aunque podemos denotar algún episodio muy esporádico de desbordamientos. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 53 de 88 . Master de Geotecnologías Cartográficas. El interfluvio de la derecha. Villagarcía. Con el color azul intenso está demarcando el lecho mayor de río Sequillo. y en la provincia de Zamora toma dirección Oeste y pasa por Belver de los Montes. Su caudal medio oscila en unos 99 m3 en Medina de Rioseco. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos cierta entidad. Curso 08/09 Alumno. La diferencia de altura entre el nacimiento y la desembocadura es de unos 278 metros. en Herrín de Campos. Sus aguas suelen ser marrones por la abundancia de légamo arcilloso de su cauce. pero es. En la imagen adjunta se puede observar la orografía del valle por donde discurre el río Sequillo. las mieses de las eras. la z está exagerada en valor 1 a 7 Metros y el sector observado se corresponde con una escala 1:50. en Medina de Rioseco recibe un caudal constante del Canal de Castilla. arrasó el ganado lanar.LIDAR vs. se corresponde con los Montes Torozos. Proyecto fin de Master. Tordehumos. según se observa en la imagen aunque en realidad se sitúa en la margen izquierda del río. Villanueva de los Caballeros y San Pedro de Latance. Prosigue por Villabrágima. en torno a su amplio y llano lecho mayor.000. etc. especialmente. para desembocar en el río Valderaduey a 657 metros de altitud.
LIDAR vs. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos En cuanto a los acuíferos: los profundos tienen su origen en el terciario. y los superficiales son restos de paleocauces. Proyecto fin de Master. En la siguiente tabla se adjuntan los datos de caudales del río Sequillo de los últimos 30 años. que es cuando son abundantes. Curso 08/09 Alumno. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 54 de 88 . Master de Geotecnologías Cartográficas. según la estación de aforos de Medina de Rioseco. presentan muy poca profundidad y su colmatación esta asociada a las precipitaciones de primavera y otoño. pero se suelen secar en verano. se les calcula una potencia de 1000 m.
Curso 08/09 Alumno. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 55 de 88 .LIDAR vs. Proyecto fin de Master. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos Master de Geotecnologías Cartográficas.
LIDAR vs. Proyecto fin de Master. Curso 08/09 Alumno. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos Master de Geotecnologías Cartográficas. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 56 de 88 .
Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos 4. la margen norte del río Duero. La media anual de las precipitaciones es la normal de este sector. su ubicación Norte es la que explica una medía de precipitaciones un poco más altas que en el centro de la cuenca del Duero. Proyecto fin de Master. Los datos de las estaciones de medición meteorológica que hay en la zona son: Las temperaturas medias Con los datos expuestos se puede constatar que el clima es un Mediterráneo fresco. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 57 de 88 . Curso 08/09 Alumno.2. Consideraciones climáticas. según la clasificación agroclimática de Papadakis se corresponde con: invierno avena fresca y verano maíz.5.LIDAR vs. Master de Geotecnologías Cartográficas.
Las cuestas. este es un suelo de transición entre los anfisoles y los entisoles. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos 4. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 58 de 88 .LIDAR vs. son residuos de antiguos paramos. • Inceptisoles. formado por depósitos arcillosos. el suelo presenta su aspecto rojizo.. donde las cuestas de laterales recogen el agua de las precipitaciones y las conducen hacia el centro del valle. arcillas. solamente se pueden distinguir los horizontes A y C. es un suelo sin desarrollar. esta coloración se debe a la abundancia de arcillas rojas. Consideraciones edafológicas. muy alomadas. La potencia de este recubrimiento es grande. debido de la oxidación de este hierro. aunque sí se puede explotar en este sentido. hay 3 según la • Anfisoles. • Entisoles. “La facies Tierra de Campos”. está bastante estructurado y tiene vocación agraria.4. superior a los 25 metros en algunos sectores. por ello el recubrimiento del valle se corresponde con depósitos aluviales: arenas. Este terreno presenta alta capacidad agraria en regadío. no tiene horizontes. por donde discurre el río Sequillo. B y C. El suelo tiene una coloración rojiza. es la que da el nombre característico a esta zona. En su perfil se pueden distinguir los horizontes A/B/C.5.3. Master de Geotecnologías Cartográficas.5. Proyecto fin de Master. y gravas. es decir son arcillas con abundante hierro y. y su composición procede del desmantelamiento de las parameras ahora cuestas. arenosos y limosos. su perfil tiene horizontes A. El valle es amplio y llano. este último es muy escaso. El modelado del terreno se corresponde con una pequeña cuenca. Curso 08/09 Alumno. 4. Consideraciones geomorfológicas.. presenta malas capacidades agrarias. Son depósitos generados a lo largo del Cuaternario. clasificación de la USDA 1985: En cuanto a los tipos de suelo.
• Las consideraciones geográficas no son ningún condicionamiento relevante. ni tiene profundos calados. del cauce y lecho mayor del Río Sequillo. • Los modelos de datos que se van a utilizar son dos: análisis unidimensional mediante el Hec-Ras y análisis bidimensional mediante el Guad-Creator. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos 5.. para realizar el análisis.LIDAR vs. Proyecto fin de Master. Master de Geotecnologías Cartográficas. Este punto redunda todo lo expresado anteriormente. en función de dos condicionantes fundamentales: el modelo de los datos y la calidad de la información geográfica y cartográfica. En consecuencia. se ha podido constatar que esos primeros 12 km. lo que supondrá un recorrido de 12 Km. Diseño y explicación del Método empleado. se corresponden con el sector más vulnerable. ya que no es un valle angosto que pudiera inducir velocidad. se realizaron los cálculos desde el punto donde se situará la balsa hasta que la llanura llega al tercer núcleo urbano. el cual procede de una interpolación de la cartografía existente con el PNOA_MDT de 5x5. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 59 de 88 . pero su objetivo es sintetizar todo el planteamiento para facilitar la compresión del lector: • el objetivo fundamental de este proyecto es analizar las diferencias en las simulaciones numéricas en episodios de inundación. además. por lo que se optó por utilizar una parte más pequeña para hacer los cálculos comparativos. • Los datos cartográficos que se van a utilizar son de dos tipos: modelo digital del terreno procedente de un vuelo LIDAR de densidad 1x1 y modelo digital del terreno obtenido por técnicas de fotogrametría de 1x1. el volumen de los datos es grande. Curso 08/09 Alumno. Si tenemos en cuenta todo el tramo antes mencionado. Así mismo y vistas las consecuencias que se derivan de hacer simulaciones en torno a los primeros 70 Km. El vuelo LIDAR recorre 43 Km. se muestra laxo frente a procesos de fricción y el caudal del río y las precipitaciones son muy poco significativos.
aún no existe una cartografía de alta precisión. se van a utilizar 2 colecciones: • La primera. que también serán comentados en las conclusiones finales. Master de Geotecnologías Cartográficas. y considerando lo planteado en el apartado de los datos. Proyecto fin de Master. Por lo que generar MDTs detallados de origen fotogramétrico de cualquier sector del territorio nacional aún no es posible. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos En cuanto a los datos. la de menor calidad y densidad LIDAR_5X5 Y mdt_XPNOA_de_5x5. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 60 de 88 . las cálculos que se van a realizar los son: Procesado Hec-Ras Hec-Ras Hec-Ras Hec-Ras Guad-2D Guad-2D Guad-2D Guad-2D Datos LIDAR de 2x2 LIDAR de 5x5 Mdt de 2x2 Mdt de 5x5 LIDAR de 2x2 LIDAR de 5x5 Mdt de 2x2 Mdt de 5x5 Nombre Hec-Ras_LIDAR_2x2 Hec-Ras_LIDAR_5x5 Hec-Ras_MDT_2x2 Hec-Ras_ MDT_5x5 Guad-2D_LIDAR_2x2 Guad-2D_LIDAR_5x5 Guad-2D_MDT_2x2 Guad-2D_MDT_5x5 Matricula H_LIDAR_2x2 H_LIDAR_5x5 H_MDT_2x2 H_MDT_5x5 G_LIDAR_2x2 G_LIDAR_5x5 G_MDT_2x2 G_MDT_5x5 Se realizaron cálculos de paso de malla 1x1. con Hec-Ras Y Dambreak. que tiene mayor calidad y densidad LIDAR_2x2 y mdt_PNOA+cartografia_de_2x2. se hace imprescindible hacer el cálculo con un producto que sea lo más parecido a los productos existentes. La razón de no incorporar las construcciones. calidad. e incorpora toda la información altimétrica del terreno y las construcciones. estriba en que considerando que ese es el producto existente que podemos obtener de todo el territorio nacional. que sólo incorpora información altimétrica del terreno y no tiene construcciones. gran escala. A partir de ahora llamados (LIDAR_5x5 y MDT_5x). A partir de ahora llamados (LIDAR_2x2 y MDT_2x2).LIDAR vs. • La segunda. y a ser posible del mismo datum de todo el territorio nacional. De lo contrario. Curso 08/09 Alumno. en el de paso de malla 5x5.
) E.000 -0. (m. (m. por consiguiente los resultados obtenidos en promedio y el E.MDT 5x5 Número de valores. La precisión del MDT_5x5 es de 46 cm.M. los datos obtenidos no difieren mucho de los que previamente esperábamos. Comparativas y Resultados 6. (Puntos) Promedio.LIDAR vs..57 LIDAR . Por consiguiente.42 0. confirma que la variación en media cuadrática entre ambos conjuntos de datos está en torno a los 60cm. LIDAR . en el peor de los casos.000 -0. Por lo tanto.46 0. La precisión del LIDAR 2x2 y 5x5 es de 10 cm.C.38 0. y la de la cartografía 1.250. nos llevaría a considerar valores de precisión mejores que los que tiene el MDT origen.57 Tal como se puede comprobar.59 LIDAR . La precisión altimétrica original del MDT.) Desviación estándar.42 0. si promediamos ambos valores podemos establecer que la precisión esperada es: • • • La precisión del MDT_2x2 es de 50 cm.M. las diferencias esperadas serían LIDAR respecto MDT_2x2 sería de 60 cm. ya que la gran precisión que tiene y el poco área que cubre. Comparativas geométricas entre los tipos de datos.MDT 2x2 15.000.) 2. demostrada tras el control de calidad es de 46 cm.MDT 1x1 61. Proyecto fin de Master. son los siguientes. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos 6.38 0.1. (m.440. y LIDAR respecto MDT 5x5 sería de 56 cm.37 0. Curso 08/09 Alumno. Master de Geotecnologías Cartográficas.000 no la tenemos en cuenta. ha sido mediante una operación aritmética ráster entre los distintitos conjuntos de datos.000 -0. la de la cartografía 5.000 es de 60 cm. en cuanto a la diferencia entre los datos.C.. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 61 de 88 . El procedimiento para calcular las diferencias entre los distintos tipos de datos. expresada en Error Medio Cuadrático.
La fecha del vuelo. si hubiera algún Offset o desalineamientos entre los distintos sensores que van embarcados en el avión. pero también se puede explicar por alguna de las siguientes consideraciones: 1. En las construcciones y edificaciones los puntos del LIDAR tienen una alta precisión en altimetría. se puede apuntar que ronda en torno a los 45 cm. Es decir.d. se puede traducir en una variación de la z. el promedio es negativo lo que indica que el valor del MDT es superior al del LIDAR. Proyecto fin de Master.. Las diferencias entre las fechas de vuelo de cada una de las colecciones.LIDAR vs. en consecuencia. pero eso no ocurre así. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 62 de 88 . por lo tanto. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos Curiosamente. En relación a la desviación estándar. será desarrollado más adelante. este hecho podría explicar las diferencias. es bastante alta. Este planteamiento sería correcto si los resultados de la desviación con datos de 5x5 fueran mejores que en las de 2x2. en nuestro caso sería de 37 cm.. en otras palabras. en torno a los 37 cm. pero en realidad es el momento agronómico lo que es significativo. la cual se puede deber a dos hechos: 1. 2. sino todo lo contrario. El post-procesado GPS podría introducir un sesgo en una de las colecciones. ello podría inducir una elevada desviación. En virtud de la fecha de vuelo se podría determinar el estado de los cultivos cerealistas y. lo que indica una elevada dispersión en los datos. En consecuencia hay que buscar otra razón para explicar la desviación. Por lo tanto. este aspecto considero que es vital. Curso 08/09 Alumno. el MDT se ubica altimétricamente por encima. 3.5 veces el valor del g.s. es de 1. mientras que los del MDT son aproximados. La precisión estéreo visual.. 2. este valor podría ser una coincidencia o una cifra caprichosa. en z. Master de Geotecnologías Cartográficas.
si consideramos que la cosecha del año 2008. En la segunda quincena de Junio. y 70 cm.. ya que la gran limitación de la fotogrametría es la obtención de MDT de terreno bajo la vegetación. en la comarca de Tierra de Campos.000 kg. se obtuvieron producciones entre 6.. Grafico 23. además. elevado en los sectores de cultivo cerealista. como tierra de campos./ha. Pero si consideramos que la escasez de lluvias en la primavera de este año fue muy relevante y. Proyecto fin de Master. fue una de las mejores del siglo. se corresponde con una imagen digital de vuelo PNOA_CyL_NW_2008_25cm en torno al casco urbano de Medina de Rioseco. podemos determinar sin lugar a duda que el mdt de fotogrametría se encuentra entre 40 cm.000 y 8. el estado de la vegetación cerealista en este mes podría ser de un amplio desarrollo. Además. Curso 08/09 Alumno. lo que indica una vegetación muy bien desarrollada y muy densa. si no hay lluvias o Master de Geotecnologías Cartográficas. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 63 de 88 . Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos o El vuelo PNOA. Imagen digital PNOA_CyL_NW_25cm área de Medina de Rioseco El vuelo LIDAR se realizó el día 18 de mayo de 2009. ya que los cultivos cerealistas están en proceso de secado. Se adjunta una imagen digital que corrobora lo comentado en cuando al estado del cereal.LIDAR vs. que corresponde a este sector. que en los sectores arcillosos. no se han iniciado aún las labores de siega. se realizó entre los días 16 y 28 de Junio del año 2008.
desde hasta los la planteamientos estadísticos. que son los realizados diferencias. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 64 de 88 . etc. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos en primavera se obtienen cosechas muy deficientes. Por lo tanto. son más pequeñas. sin embargo las diferencias en los sectores urbanos. que contabiliza la diferencia entre los archivos previos en cada una de las celdas.. cabe señalar que por esa falta de lluvias en la primera parte de la primavera la vegetación cerealista presentaba escasa altura y densidad. Proyecto fin de Master. es decir. teniendo en cuenta lo mencionado. barbechos. Curso 08/09 Alumno.LIDAR vs. podemos concluir lo siguiente: • la diferencia de las medias se debe a las diferencias de altura entre los sectores cultivados de cereal. Master de Geotecnologías Cartográficas. se ha restado el valor de “z” entre los archivos raster LIDAR_2X2 menos MDT_2x2 y entre el LIDAR_5X5 menos MDT_5x5. las cuales oscilarán en torno a los 60 cm. junto con que el LIDAR puede obtener datos de terreno cuando la vegetación no es especialmente densa. representación en escala de grises de las En nuestro caso se ha procedido del siguiente modo: se han realizado ráster. Los métodos para analizar las diferencias son muy variados. valdíos. hasta van ahora. de tal forma que lo que se obtiene es otro archivo raster. 2 operaciones aritméticas que consisten en restar dos imágenes del MDT.
000. La imagen de la página anterior es una vista general. a los valores más pequeños se les asigna el negro absoluto. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 65 de 88 . La gradación de grises está en metros y es la siguiente. y la que aparece a continuación es una vista de detalle.LIDAR vs. el blanco absoluto. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos La imagen adjunta muestra en escala de grises las diferencias antes comentadas. en torno al casco urbano de Herrín de Campos. es decir. mientras que a los más altos. a una escala de 1:14. Proyecto fin de Master. Curso 08/09 Alumno. Se obtienen las siguientes imágenes. Master de Geotecnologías Cartográficas. situándose los valores intermedios en la gradación de la escala de grises según corresponda en virtud de los límites establecidos.
LIDAR vs. sin embargo en los sectores verdes se sitúa ligeramente por debajo. Los sectores de coloración roja se corresponden con puntos aislados. Los sectores de amarillo. en los áreas azuladas el MDT-PNOA está ligeramente por encima. Proyecto fin de Master. podemos observar lo siguiente: Analizando la escala de grises se puede comentar lo siguiente: los colores grises oscuros se corresponden con los sectores en los que el MDT-PNOA se sitúa por encima del LIDAR. en consecuencia. obsérvese una vista general mediante la imagen adjunta con la misma graduación de colores de la anterior. suelen ser fundamentalmente las construcciones y edificaciones. Curso 08/09 Alumno. Master de Geotecnologías Cartográficas. son sectores sin vegetación o con vegetación muy aislada del tipo del girasol naciente. la discrepancia entre ambos es muy pequeña debido a que el suelo es un elemento representado en la imagen y en consecuencia la correlación se hace a nivel de suelo. los grises oscuros se corresponden con los áreas marrones de la orto. motivo que anteriormente se ha comentado para explicar porque razón se sitúa más elevado el MDT-PNOA. Así pues. Concluyendo. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos Si analizamos un sector más pequeño a menor escala. las diferencias entre ambos tipos de archivos son muy pequeñas en la mayoría de las superficies. es decir. Sin embargo los colores verdes y azules. con los sectores de cereal en proceso de secado. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 66 de 88 . se corresponden con las áreas donde el LIDAR tiene mayor altitud. que representan errores groseros.
Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos Los sectores que presentan diferencias. entre ambos tipos de datos. al tipo de superficie.LIDAR vs. se corresponden con los áreas donde la fotogrametría presenta sus grandes limitaciones para obtener datos precisos del terreno. Proyecto fin de Master. esto indica que la variabilidad de los datos depende fundamentalmente del tipo de superficie. podemos concluir que la fotogrametría sí que lo es. geométricamente. y no tan especial como el 2008. de hecho se puede fotointerpretar correctamente. serían aún menores y la desviación estándar no sería tan elevada. aunque si la toma de las imágenes se hace en un periodo del año en el que no haya vegetación densa. ese es el motivo por el se requiere de una edición. si estuviésemos considerando un año agronómicamente normal. Un dato bastante curioso es que la imagen de la resta en escala de grises. Curso 08/09 Alumno. Master de Geotecnologías Cartográficas. las diferencias. o bien. Si consideramos que el LIDAR no es muy vulnerable. y de hecho. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 67 de 88 . es similar o muy parecida a una imagen pancromática del mismo sector.
5x5 LIDAR 2x2 LIDAR 5x5 Mdt 2x2 Mdt 5x5 0.) 1106. Diferencias de área de la lámina de agua.1.51 Hallando las diferencias entre los valores obtenemos el siguiente cuadro: Diferencia de Área (ha.5x5 LIDAR 2x2 . Software Hec_Ras Hec_Ras Hec_Ras Hec_Ras Guad_Creator Guad_Creator Guad_Creator Guad_Creator Datos LIDAR 2x2 LIDAR 5x5 Mdt 2x2 Mdt 5x5 LIDAR 2x2 LIDAR 5x5 Mdt 2x2 Mdt 5x5 Área (ha. 6. Con las diferentes simulaciones realizadas se han podido extraer varios resultados.92 -5.Hec_Ras Datos LIDAR 2x2 .70 2.15 992.88 143.) 0. una forma de conocer las diferencias entre los distintos resultados obtenidos.64 Porcentajes Software Hec_Ras Hec_Ras Guad_Creator Guad_Creator Guad_Creator .2.LIDAR vs. Por consiguiente.93 963. Superficie total de la Lámina de agua.Hec_Ras Guad_Creator .50 1157.Hec_Ras Guad_Creator . Curso 08/09 Alumno.53 10. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 68 de 88 .36 957. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos 6.77 15.28 1118.17 1105. Comparación de la lámina de agua.2.57 193.5x5 Mdt 2x2 .53 Master de Geotecnologías Cartográficas.36 18.92 160.96 0.5x5 Mdt 2x2 .89 -38. es comparando las diferencias de esa lámina de agua.Hec_Ras Guad_Creator .89 13.59 113. uno de ellos es el área de las llanuras de inundación o sectores anegados.65 30.09 3. Proyecto fin de Master.29 961.
las mayores diferencias en valor absoluto se obtienen con los datos del MDT cuando se usan los de mayor tamaño de malla.6% respecto del total. Es decir. Si consideramos el mismo tipo de datos. pero lo que no tiene tanta lógica es que los resultados varíen de forma inversa. menos los de 5x5 en LIDAR. por lo tanto. cuando cambian los datos. Master de Geotecnologías Cartográficas. lo que supone una diferencia relativa de 1. Mientras que con datos MDT va de 38 a 1 ha. también es lógico. lo que supone un 7. pero la novedad es que lo hacen en sentido contrario.63% del total.27 ha. los resultados que se obtienen tras hallar las diferencias. a priori. Pero esa variación no es igual en ambos casos.. analizando las diferencias entre las áreas. el MDT_5x5 respecto del MDT_2x2. lo cual es lógico..LIDAR vs.. Tenemos que la diferencia entre el MDT_2x2 respecto al LIDAR_5x5 es muy pequeña. con Hec_Ras y GUAD respectivamente. sólo de 17 ha. en la misma distribución de programas. podemos considerar lo siguiente: Con el mismo modelo numérico. el mismo software. es decir. la cual equivale a 79. pero variamos los modelos numéricos. va de 0 a 30 ha. varían en el mismo sentido en ambos casos. Así pues. Proyecto fin de Master. los resultados varían. es decir. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos Los porcentajes se han calculado suponiendo que el valor de la lámina real es el promedio de todos los valores obtenidos 1. Por lo tanto. en función de los modelos de cálculo utilizados. Pero también podemos considerar que el valor del área es un dato generalista y.. ahora procederé a analizar la lámina por tramos. Las mayores diferencias se corresponden con datos extremos en relación a su calidad métrica. éste no contempla el agua en cada tramo. Curso 08/09 Alumno. Es decir. la diferencia entre los datos de 2x2. ya que son suficientemente significativos.76 ha. el modelo hidráulico que se utilice es determinante ya que sus resultados serán distintos según el modelo usado.045. cambiando los datos. Si comparamos datos de la más alta calidad en el MDT de fotogrametría. con datos de la peor calidad en LIDAR. se podría concluir este proyecto. lo cual. los resultados varían. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 69 de 88 . lo cual es obvio. en consecuencia. Con los datos obtenidos hasta ahora. Por lo tanto.
estos perfiles son los que vamos a utilizar para hacer las mediciones de anchura de la lámina de agua en ambos modelos. Master de Geotecnologías Cartográficas. Croquis de la distribución de los perfiles. los 12. La distribución de los perfiles es la que se puede observar en el croquis adjunto. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos 6. Diferencia de longitud en el perfil transversal de la lámina.2. se va a prescindir de los primeros y de los últimos perfiles. El croquis representa toda el área de estudio. Proyecto fin de Master.2.LIDAR vs. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 70 de 88 . pero teniendo en cuenta que ambos modelos de análisis presentan alguna diferencia en el inicio de la simulación. así mismo. los perfiles a contrastar serán desde el perfil 7 hasta el 29. En consecuencia. también se puede observar el eje del Río Sequillo y las llanuras de inundación.9 Km. Se utilizaron 31 perfiles para realizar los cálculos mediante Hec_Ras. En consecuencia. Curso 08/09 Alumno. Gráfico 30. El Hec_Ras como modelo de análisis unidimensional requiere de unos perfiles para realizar los cálculos numéricos de simulación. las cuales se corresponden con los sectores que conforman el lecho mayor del río.
05 50.21 60.51 -10.26 19.01 198. y en consecuencia la lámina se queda un poco más corta.49 114.33 49. la variación de los resultados va en sentido contrario respecto al modelo de análisis cuando se usan el mismo tipo de datos.84 65.96 39. Dicho de otra forma si este perfil se analizase 3 metros antes o después respecto del lugar donde ahora esta.31 -14.94 -9.09 -65.03 -4.56 89.49 30. HecRas Guad Perfiles LIDAR 5x5 . la pendiente en este sector se acentúa aún más. por ello en el modelo de datos de 2x2.00 -17.00 0.49 12.00 69.90 -400.88 7. estándar -6.66 -19.25 10.48 -109.79 -34.83 -44.00 40.99 0. habría que apuntar lo mismo que se comentaba en el caso de las áreas. concretamente el perfil 22 del Modelo Guad_2D presenta una diferencia de 400 m.25 -11. las variaciones de la lámina entre ambos modelos sería como en el resto de los casos.00 0.88 8.59 -90.00 135.61 -25.14 -32.58 164.94 0.91 -3.54 1.00 -19. la lámina abarca un área determinada.LIDAR vs.66 -12.2x2 MDT 5x5 .2x2 LIDAR 5x5 .36 -6.78 0.00 50. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 71 de 88 .93 En relación al modelo de análisis.59 18.40 3. Aunque.50 -18.50 43.31 14.00 20.00 20.04 40.29 -9. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos Relación de diferencias de la longitud de la lámina de agua en los perfiles (m..68 57.93 -1. al ser datos más generalizados.07 60.98 0.50 40.22 47.07 0.12 -42. Proyecto fin de Master.22 11.76 -126.2x2 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 -35.73 15.19 230. mientras que en el modelo de datos 5x5.00 -24.91 -130.30 -4.00 -20.10 -60.66 -248.00 0. Curso 08/09 Alumno. ello se debe a que corresponde a un sector de cambio de pendiente muy acusado.72 -30.60 26.05 60.45 0.39 68. Master de Geotecnologías Cartográficas.68 44.76 -5.05 0.00 -20.98 0.03 0. además la lámina aumenta en sentido longitudinal respecto al perfil.23 66.75 126.80 -6.31 -27.2x2 MDT 5x5 .03 -29.).20 20.33 104.95 54.72 108.14 25.96 0.40 4.48 -43.27 Promedio Desv. aparecen algunas anomalías puntuales que necesitan ser comentadas.29 13.97 -36.
Óscar Odón Rodríguez Rico Página 72 de 88 .85 3.61 132.99 276.LIDAR vs.83 171.A.41 321.53 -237.24 27.88 722.20 467.66 437.94 687.81 621.00 -326. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos Relación de diferencias entre Modelos de cálculo (m. ya que en función de cómo éste se prevea.19 -1017.01 108. M.18 557. oscilan entre 15 y 23 metros.M.85 181.47 112.58 -853.42 127.12 194.27 148.38 -374.64 237. en una inundación el calado es una característica de gran importancia.).05 127.73 652. cuando se utilizan distintos datos pero el mismo software las diferencias son muy pequeñas.98 210. HecRas – Guad Perfiles LIDAR 2x2 LIDAR 5x5 Mdt 2x2 Mdt 5x5 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 22 23 24 25 26 27 28 29 570.98 -606. Pues la velocidad y el calado están relacionados. en consecuencia podríamos apuntar lo mismo en torno a la conclusión del proyecto.81 -382.45 89.54 637.74 279.38 431.72 -722.62 576.84 208.76 446. así habrá que plantear el plan de emergencia.81 604.39 330.35 514.55 167.34 119.32 -540. Curso 08/09 Alumno.17 336.82 -961. (7) Master de Geotecnologías Cartográficas.30 661.69 770.51 548.15 667.47 510.42 Observando los promedios de las diferencias.78 353.74 134. Proyecto fin de Master.26 -772.76 -391. Lo comentado en el párrafo anterior es el mismo que se mencionó en el apartado de las áreas.52 -385.08 363.29 -431.02 10.10 -299.22 21.14 -991.27 373.15 -215.85 -228.57 395.24 108.77 194.79 536.93 297.33 344.51 126.24 -423.79 -34. las diferencias oscilan entre 54 y 62 metros. Sin embargo entre los distintos modelos de análisis.39 637.71 -654.03 188. No obstante.72 692.54 -822.05 238.43 7.00 576.17 Promedio 117.02 636.
79 0.57 0.) LIDAR-MDT (5x5) LIDAR-MDT 2x2 MDT_5x5-2x2 LIDAR_5x5-2x2 0.55 0.M.55 0. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos 6. mayores son las consecuencias.C. y el resto han sido elegidos aleatoria y uniformemente por toda la superficie de la lámina. y los puntos rojos representan los sectores donde se ha medido el calado. Ya que cuanto mayor es el calado. Para analizar los calados se han elegido 100 puntos al azar. respecto de sus diferentes densidades oscila en torno a los 60 cm. Análisis de los calados. de los cuales.M. o R.36 RMS Promedio Desviación Estándar RMS Promedio Desviación Estándar El E.87 0.15 0.55 0. para los 31 primeros se ha tomado como referencia el centro del eje del río a la altura de cada uno de los perfiles.10 0. con ello se pretenden analizar las diferencias de calado.12 0. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 73 de 88 . no como un error.65 0. dando un mayor valor a las grandes diferencias sobre las pequeñas.51 Guad_2D (m. pues también es mayor la velocidad durante una inundación.36 0.) 0. HecRas (m. Curso 08/09 Alumno.39 0. Proyecto fin de Master. Master de Geotecnologías Cartográficas. está considerado como valor estadístico.37 0.68 0. es 90 cm.57 0. la media cuadrática de las diferencias entre LIDAR respecto del MDT y entre el LIDAR entre si. Mientras que con el MDT respecto de sus diferentes densidades.LIDAR vs.13 0. Los promedios y la desviación estándar se comportan de igual forma.53 -0.S.08 -0.02 0.36 0. Con Hec_Ras.3.56 0.22 0. En el gráfico adjunto se puede observar la lámina de agua coloreada en función del calado.
Este último.56 cm para Hec_RAS y en torno a los 60 cm para Guad_2D.38 0. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 74 de 88 . Lo que indica que las diferencias dependen de la tipología de los datos. es un valor muy alto para ser calados. cifra que recuerda el valor de la diferencia entre el LIDAR y el MDT respecto a la comparación geométrica entre ambos. Proyecto fin de Master. da unos 0. pero de diferente densidad las diferencias se sitúan en torno a los 35 cm.31 1. aquí hay dos consideraciones que se deben tener en cuenta: 1. mientras que cuando se comparan MDT ó LIDAR entre si. lo que son diferencias insignificantes. Curso 08/09 Alumno. La media cuadrática de las diferencias cuando se compara LIDAR respecto del MDT oscila en torno a los 60 cm. Es decir. llegando hasta 1.20 Las mayores variaciones de la media se observan con los datos de baja densidad. la calidad de los datos del MDT es determinante para el cálculo del calado. nos lleva a considerar que la tónica de funcionamiento se está repitiendo. Las diferencias de calado más insignificantes aparecen cuando se comparan datos de diferente densidad que han sido calculados con HEC_RAS. Todo ello.) RMS Promedio Desviación Estándar MDT (5x5) 0. 2. la menor variabilidad corresponde al MDT de baja densidad.73 LIDAR_2x2 1. No ocurre lo mismo es esa comparación con datos de GUAD_2D.70 MDT 2x2 1. En la desviación estándar.LIDAR vs. tenemos lo siguiente: HecRas . Master de Geotecnologías Cartográficas. Pero si hacemos esa misma comparación con los diferentes softwares.69 0. Si profundizamos en las diferencias entre los distintos programas. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos Con Guad_Ceator se obtienen unos resultados un poco distintos a los anteriores y también distintos respecto de los de anteriores epígrafes..01 0.94 LIDAR_5x5 0. con los mismos datos.98 0.46 0.20 metros.Guad_2D (m.86 0. Por consiguiente. Pero la media cuadrática oscila en torno a 1 metro.23 0. igual que ocurría en las estadísticas de los epígrafes anteriores.20 metros con datos LIDAR de alta densidad. aunque la variabilidad es muy alta en todos los casos. La media oscila en torno a los 37 cm. un software respecto del otro arroja diferencias de 1.
La desviación estándar de las diferencias de resultados entre los 2 modelos de cálculo es muy alta. la media cuadrática de las diferencias de calado es de 1. valor que es muy alto. no sistemáticos. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 75 de 88 . 6. 6. Proyecto fin de Master. pues la muestra superaba los 12 millones de puntos. Dado que el modelo de análisis que utiliza este software es el mismo del Hec_Ras.1. Software Datos Área (ha.. Curso 08/09 Alumno. Análisis con datos de alta densidad Con el software DamBreak se realizó una simulación con los datos LIDAR de densidad 1x1. por todo ello se consideró innecesario realizar toda la serie de cálculos. No obstante los resultados que se obtuvieron en torno al área de la lámina son: Superficie Total de la Lámina de agua.) Dambreak LIDAR 1x1 1. sin embargo con Guad_2D no se pudo.270 Con Hec_RAS se realizaron cálculos con datos de densidad 1x1.LIDAR vs. lo que indica que la variabilidad depende en gran medida del modelo de cálculo y no del tipo de dato.4. 2.20 m. Otros análisis. y considerando que su procesado es manual en todas sus fases. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos De todas las estadísticas vistas hasta ahora. Master de Geotecnologías Cartográficas. estos dos últimos resultados son determinantes: 1. se puede plantear que este software es muy vulnerable a los posibles errores por factor humano.4. considerando que en la simulación el calado máximo es de 6 metros.
) 1095. dijo que utilizaban el mismo modelo numérico de cálculo. por lo sus resultados siempre eran similares. para así evitar hacer conclusiones con poco rigor.96 % 0.LIDAR vs.33 -51.48 -1.2x2 MDT 1x1 .59 % 0. es decir.65 -60.09 % 3. Diferencias de área (ha.18 % 4.98 La diferencia de área entre el modelo Dambreak y el modelo Hec_RAS. podemos concluir que las diferencias que ahora se obtienen dependen exclusivamente de las operaciones manuales para dibujar la llanura de inundación. Master de Geotecnologías Cartográficas.92 -10. En consecuencia. Curso 08/09 Alumno. 2x2 y 5x5 de LIDAR y de MDT). ya que equivalen a 180 ha. Además si consideramos lo que “Canadian Dam Association” apuntaba en torno a las diferencias entre DamBreak y Hec_RAS. pero si consideramos que la demarcación de la llanura de inundación se realiza manualmente a partir de los resultados que se obtienen de los perfiles.17 -38.89 37.03 0. lo que supone un 10% del total.25 1155.70 % 5.11 % 3. pero solamente varían en torno al 5. nada relevante.) -10. se observa que las variaciones son muy pequeñas dentro del mismo tipo de dato y un poco mayores cuando se combinan distintos tipos de datos.73 -12.87 % 1.81 % 1.) Colecciones LIDAR 1x1 – 2x2 LIDAR 1x1 – 5x5 LIDAR 2x2 – 5x5 MDT 1x1 . Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos Los resultados que se obtuvieron con los datos de 1x1 con el Software Hec_Ras son: Datos LIDAR 1x1 Mdt 1x1 Área (ha. habría que profundar en el análisis de esa diferencia. Proyecto fin de Master. es muy alta.96 % En relación a las diferencias de superficie de la lámina de inundación entre los distintos tipos de datos (1x1. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 76 de 88 . es preferible no usar este dato.8%. cuando se utiliza la misma información.5x5 MDT 2x2 – 5x5 LIDAR –MDT (1x1) LIDAR –MDT (2x2) LIDAR –MDT (5x5) Diferencia (ha. por consiguiente no son significativas. por lo tanto.04 % 0.
las mayores diferencias deben situarse entre datos que presentan mayores discrepancias. Curso 08/09 Alumno. como era de esperar. las diferencia entre datos LIDAR y MDT para la máxima densidad son muy pequeñas.LIDAR vs.17 1. entre datos de densidad 1x1 y los de 5x5.54 0. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos En relación a las diferencias de calados cuando se utilizan datos de 1x1 de densidad. Master de Geotecnologías Cartográficas. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 77 de 88 . Las diferencias entre datos LIDAR de 1x1 y 2x2 son muy pequeñas y. Proyecto fin de Master. obtenemos lo siguiente: HecRas LIDAR-MDT 1x1 LIDAR 1x1 -2x2 LIDAR 1x1 -5x5 Desviación Estándar 0. considerando todo lo que se viene apuntando a lo largo de este proyecto.13 Los resultados que se obtienen son los esperados. Como prólogo de las conclusiones finales voy a adjuntar gráficamente las distintas láminas de inundación calculadas. del orden de 10 cm de media.
las láminas son similares y las variaciones se centran en la periferia de cada lámina por lo que se corresponden a sectores de calados en torno a los 20 cm. Proyecto fin de Master. Master de Geotecnologías Cartográficas. Hec_Ras _ LIDAR _ 1x1 Hec_Ras _ MDT-PNOA+Carto _ 1x1 En estos dos gráficos se puede observar que la diferencia de calado máximo son 20cm. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 78 de 88 . Curso 08/09 Alumno. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos 7..LIDAR vs. Las láminas de inundación.
Proyecto fin de Master. Aquí se puede observar gráficamente lo que se comentaba en las comparativas. hay mayores diferencias por el modelo de cálculo que por el modelo de datos. Master de Geotecnologías Cartográficas.LIDAR vs. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos Hec_Ras _ LIDAR _ 2x2 Guad 2D _ LIDAR _ 2x2 En estos dos gráficos son muy evidentes las variaciones de calado dentro de las propias láminas. Curso 08/09 Alumno. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 79 de 88 .
Óscar Odón Rodríguez Rico Página 80 de 88 . se puede constatar lo mismo que en el caso anterior: las mayores diferencias son entre modelos de cálculo y no entre tipos de datos. Proyecto fin de Master.LIDAR vs. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos HecRas_LIDAR_5x5 HecRas_MDT_5x5 Guad_LIDAR_5x5 Guad _MDT_5x5 En relación a este conjunto de gráficos donde se muestran las láminas calculadas con los dos programas y con las 2 colecciones de datos en baja densidad. Curso 08/09 Alumno. Master de Geotecnologías Cartográficas.
malla de 5x5.LIDAR vs. HecRas_LIDAR_5x5 HecRas_MDT_5x5 HecRas_LIDAR_2x2 HecRas_MDT_2x2 Guad_LIDAR_5x5 Guad _MDT_5x5 Guad _LIDAR_2x2 Guad _MDT_2x2 Cuando se utilizan datos de baja densidad. En cualquier caso. Sin embargo. Proyecto fin de Master. ya que hay algunos sectores del casco urbano que se inundarán hasta un calado de 4 metros. el LIDAR 2x2 no aporta ninguna información relevante frente al MDT_2x2. donde las edificaciones no son generalizadas. con datos de mayor precisión. quedando al margen las manzanas del casco urbano. La gran diferencia entre datos MDT respecto a datos LIDAR. aspecto que no se observa tan nítido con los otros datos. se observa que se inundan las calles y no las construcciones. la diferencia estriba en el calado en función de tipo de datos con los que se realice la simulación. Master de Geotecnologías Cartográficas. Curso 08/09 Alumno. es que en los últimos se observa nítidamente como se inundan las calles. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 81 de 88 . tanto en LIDAR como en el MDT. el casco urbano se muestra prácticamente inundado en su totalidad. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos El núcleo urbano de Villabrágima en todas las simulaciones aparece dentro de la llanura de inundación.
Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos Modelo de cálculo Guad_Creator Datos: LIDAR de malla 2x2 Modelo de cálculo Guad_Creator Datos: MDT_PNOA+Cartografia de malla 2x2 Master de Geotecnologías Cartográficas. Proyecto fin de Master. Curso 08/09 Alumno.LIDAR vs. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 82 de 88 .
o En relación a los calados. Proyecto fin de Master. Es decir. cuando éstos cumplen unos mínimos de calidad. en el peor de los casos. son del orden de más de 100 ha. Curso 08/09 Alumno. lo que es lógico y normal. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos 8. Conclusión 1 • Los resultados que se obtienen cuando se utilizan datos de partida distintos o modelos de cálculos distintos son diferentes.1. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 83 de 88 .LIDAR vs. mientras que cuando se utilizan distinto tipo de datos oscilan en torno a los 60 cm. concretamente: o en relación a las variaciones del área inundada. en el peor de los casos.. o En relación a los perfiles. la mayor variabilidad depende en gran medida del modelo de cálculo y no del tipo de datos. las diferencias en la media cuadrática cuando se utilizan distintos modelos de cálculos oscilan en torno al metro. Una vez realizados todos los cálculos y analizadas las estadísticas podemos determinar lo siguiente: 8. Conclusiones finales. mientras que cuando se utilizan distintos tipo de datos oscilan en torno a los 80 m. pero el matiz más importante es que las variaciones que se obtienen cuando se utilizan distintos modelos de calculo son bastante importantes. la media cuadrática de las diferencias cuando se utilizan distintos modelos de cálculos oscilan en torno a los 400 m. en el peor de los casos. Master de Geotecnologías Cartográficas. mientras que cuando se utiliza el mismo modelo de cálculo y se cambia el tipo de datos las variaciones que se obtienen son del orden de 30 ha.
mientras que con el modelo de Guad_Creator oscilan entorno a 40 cm.5 metro mientras que el promedio oscila en torno a los 10 cm. cuanto menor es la densidad de malla en el MDT. frente a la utilización de un Modelo digital del terreno obtenido por fotogrametría. En consecuencia se puede apuntar que las diferencias en torno al tipo de datos son muy pequeñas. Este hecho me permite plantear otra conclusión. En los modelos de cálculo bidimensionales la densidad de la malla no es crítica para obtener resultados con poca variabilidad.2.90 cm. o Respecto al calado. Master de Geotecnologías Cartográficas. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos 8.3. oscilan en todos los casos en torno a los 0.LIDAR vs.50 y 0. Proyecto fin de Master. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 84 de 88 . por consiguiente no aporta ninguna diferencia significativa la utilización del LIDAR. las variaciones con el modelo Hec_RAS oscilan entre los 0. sin embargo en los modelos unidimensionales o cuasi-bidimensionales. Conclusión 2 • En relación a las diferencias entre datos de origen LIDAR o datos de origen fotogramétrico se puede apuntar lo siguiente: o Las diferencias de área oscilan en torno a las 50 ha. 8. o La diferencias en calado. mayor es variabilidad en los resultados obtenidos. Conclusión 3 • En relación a la densidad de la malla se puede apuntar lo siguiente: o Las variaciones de área cuando se utilizan datos de diferente densidad pero dentro del mismo modelo de cálculo oscilan en torno a las 30 ha. en media cuadrática. Curso 08/09 Alumno.
Conclusión 5 • El análisis de calados en sectores urbanos es muy importante para poder determinar los impactos y catástrofes. debería ser revisada.5. obtenidos por fotogrametría para el PNOA. Proyecto fin de Master. respecto a los temas cartográficos y topográficos. Conclusión 6 • Con los Modelos digitales del terreno. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 85 de 88 . se puede concluir que: la utilización de las construcciones y edificaciones es determinante para esclarecer las llanuras de inundación y evaluar los posibles planes de emergencia.4. Conclusión 4 Los modelos bidimensionales precisan de modelos de terreno de alta calidad. 8. La Guía Técnica para la Elaboración de los Planes de Emergencia de Presas. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos 8. las velocidades y los caudales. sería conveniente revisar algunos de los planteamientos en torno a los conceptos topográficos. pero sí consideramos el hecho de que el calado con la presencia de obstáculos es superior que sin ellos y que existe una relación entre los calados. del Ministerio de Medio Ambiente. no se trata de determinar con mayor o menor exactitud cuantas edificaciones van ser cubiertas totalmente o en parte por la inundación. Curso 08/09 Alumno. pero no es tan crítica la densidad de la malla como algunos autores apuntan.6.LIDAR vs. 8. Master de Geotecnologías Cartográficas.
sería obtener un LIDAR con una precisión de 5 cm. La utilización de los datos MDT del PNOA es perfectamente válida y cumple unos criterios de calidad. y en torno al control de calidad. y teniendo en cuenta que con un vuelo combinado se pueden reducir los costes. cuando los resultados obtenidos dependen más del modelo de cálculo que del tipo de dato. se podría obtener un LIDAR “gratis” de toda España. con edificaciones. Master de Geotecnologías Cartográficas. las empresas de vuelo han planteado que la adquisición de datos no es gratuita. estaríamos obteniendo prácticamente los mismo resultados con ambos tipos de datos. si estas diferencias se eliminaran. por ser un vuelo combinado. Conclusión 7. El Instituto Geográfico Nacional ha proyectado la realización de un LIDAR de todo el territorio nacional. justifica la necesidad de abordar este proyecto por la obligatoriedad de elaborar estudios de inundaciones en todas las cuencas hidrográficas. Conclusión 8. ya que los valores de las diferencias en calados oscilaban en torno a esos mismos valores. ya que se ha podido determinar que la calidad de MDT es determinante en el análisis de calados para modelos bidimensionales en las áreas urbanas. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 86 de 88 .8. • Si recordamos que las diferencias geométricas entre el MDT y el LIDAR oscilan en torno a los 37 cm de promedio y 50 cm.G.N. En torno al último comentario. tiene un costo de procesado que se debe contabilizar. Otro escenario muy distinto.7. junto con el vuelo fotogramétrico del PNOA. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos 8. y alta densidad. El I. realizando las consideraciones antes mencionadas en torno a las fechas de vuelo. de media cuadrática.LIDAR vs. Proyecto fin de Master. para obtener un MDT de similar precisión al MDT que ya se tiene. Es decir. Curso 08/09 Alumno. Dadas las características técnicas. No se puede justificar la ejecución de un LIDAR de estas características. 8. la precisión geométrica en z de del MDT_LIDAR será de 30 cm. ese MDT_LIDAR no va a aportar ninguna mejora sustancial.
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y TerraSolid. Ávila 2009. • Mapa generalista de las llanuras de inundación en los 70 primeros Km. he procedido a realizar unos mapas que ilustran la situación en torno al estudio realizado. Ackermann. Apuntes sobre LIDAR del Master en Geotecnologías cartográficas. Alemancia. ISBN 84-9705-210-2. J.. XXXI. L. 16. 2006 17. University of Hannover. Brenner C. 10. Hec_Ras. En: International Archives of Photogrammetry and Remote Sensing 1996. Con las llanuras de inundación calculadas. Proyecto fin de Master. 18. Ávila 2009. 15. 1997: Fundamentals of Digital Photogrammetry v. Lerma. Óscar Odón Rodríguez Rico Página 88 de 88 . Curso 08/09 Alumno. Apuntes de Fotogrametría del Master en Geotecnologías cartográficas. • Mapa de detalle de las llanuras de inundación. 2. Institute of Cartografy and geoinformatics. F. • Mapa de localización • Mapa de la cuenca hidrográfica del Río Sequillo. 20. Master de Geotecnologías Cartográficas. Universidad Politécnica de Valencia. a partir de la balsa. ISM. 1996: Experimental Tests on Fast Ambiguity Solutions for Airborne Kinematic GPS Positioning. Mapas de las llanuras inundación. Manuales: Guad_2D. 2002: Fotogrametría Moderna: Analítica y Digital. Master en Geotecnologías cartográficas. Aereal laser Scanning. Gomez Lahoz J. Ed. Fotogrametría en la obtención de modelos digitales de elevación para estudios hidrológicos 14. Aguilera D. 19.. Vol.LIDAR vs.0. [Cuadernillo no publicado].
± 300000 Rio Sequillo 320000 340000 4680000 4660000 4640000 4620000 Leyenda Balsa Cuenca y drenajes Arroyos Rio Sequillo 0500 1.000 Metros Llanura de inundación 300000 320000 340000 4620000 4640000 4660000 4680000 .500 250 1.
8054283 0 1.935.000 6.436721 .000 4.4409575 843.725.6193094 725.8900146 .780.7113097 762.4409576 .822.1663687 780.± 4670000 Llanuras de Inudación de la Balsa Esla-Carrión. Cuenca Hidrográfica del Rio Sequillo 310000 320000 330000 340000 Boadilla de Rioseco 4670000 Herrín de Campos 4660000 Villafrades de Campos Gatón de Campos Villabaruz de Campos 4650000 Tamariz de Campos Aguilar de Campos Belmonte de Campos Villanueva de San Mancio 4640000 Medina de Rioseco Villabrágima Tordehumos 4630000 Leyenda Balsa Cuenca y drenajes Villanueva de los Caballeros Villagarcía de Campos Arroyos Rio Sequillo Llanura de inundación Cuenca_Minima_20x20.2562508 .800.2562507 745.7130749 San Pedro de Latarce 4620000 822.0800171 310000 320000 330000 340000 4620000 4630000 4640000 4650000 4660000 .4367209 699.745.7113098 .699.8942512 800.000 Metros 871.843.8054284 .1663688 .000 2.8942513 .tif <VALUE> 656.762.6193095 .871.713075 .
± 4670000 Llanuras de Inudación de la Balsa Esla-Carrión.000 6.000 2. Cuenca Hidrográfica del Rio Sequillo 310000 320000 330000 340000 Boadilla de Rioseco 4670000 Herrín de Campos 4660000 Villafrades de Campos Gatón de Campos Villabaruz de Campos 4650000 Tamariz de Campos Aguilar de Campos Belmonte de Campos Villanueva de San Mancio 4640000 Medina de Rioseco Villabrágima Tordehumos 4630000 4630000 Villanueva de los Caballeros Villagarcía de Campos San Pedro de Latarce Leyenda Balsa Cuenca y drenajes 4620000 Arroyos Rio Sequillo 0 1.000 4.000 Metros Llanura de inundación 310000 320000 330000 340000 4620000 4640000 4650000 4660000 .
800.7113098 .871.8942513 .2562508 .6193095 .935.500 5.4409575 0 2.1663688 .843.745.1663687 780.8900146 .762.8054284 .8942512 800.4409576 .725.2562507 4610000 745.822.000 15.7113097 762.4367209 699.436721 .713075 .699.0800171 290000 300000 310000 320000 330000 340000 350000 4650000 4660000 4670000 Boadilla de Rioseco 4680000 4690000 4700000 . Value High : 6 metros Low : 0 metros Cuenca y drenajes Arroyos Rio Sequillo Bustillo del Oro Cuenca_Minima_20x20.780.± 290000 4700000 4690000 Cuenca Hidrográfica del Rio Sequillo 300000 310000 320000 330000 340000 350000 Sahagún 4680000 4670000 Herrín de Campos 4660000 Villafrades de Campos Gatón de Campos Villabaruz de Campos 4650000 Aguilar de Campos Tamariz de Campos Belmonte de Campos Villanueva de San Mancio 4640000 4640000 4610000 4620000 4630000 Ampudia Medina de Rioseco Tordehumos 4630000 Villabrágima Villanueva de los Caballeros Villagarcía de Campos San Pedro de Latarce 4620000 Leyenda Balsa LLanura de Inundación.6193094 725.000 10.7130749 822.000 Metros 843.8054283 871.tif <VALUE> 656.
Value High : 6 Metros 0 500 1.000 Gatón de Campos 336000 338000 2. Cuenca Hidrográfica del Rio Sequillo 336000 338000 340000 Boadilla de Rioseco Boadilla de Rioseco 4668000 4666000 Herrín de Campos 4664000 4662000 Villafrades de Campos 4660000 Leyenda Balsa LLanura de Inundación.000 Metros Low : 0 Metros 340000 4660000 4662000 4664000 4666000 .± 4668000 Llanuras de Inudación de la Balsa Esla-Carrión.
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