Generación de Modelos del Terreno aplicados a estudios de riesgo de inundaciones. Raquel Gastesi Barasoain

Transcripción

1 Generación de Modelos del Terreno aplicados a estudios de riesgo de inundaciones Raquel Gastesi Barasoain

2 TRACASA Más de 30 años de historia Técnicos cualificados y amplia experiencia Especializados en: Cartografía, Ortofoto, Teledetección, GIS, Captura de Información: Cámara Fotogrametrica, LiDAR, (centrándonos) Trabajos Relacionados: Vuelos Fotogramétricos: (Navarra, Aragón, Almería, Murcia, Castilla y León,..) Captura de Datos LiDAR: (Navarra, Aragón Norte, Zonas especificas) Clasificación Manual:(Galicia Este, Santiago, Navarra (Urbasa), Generación de modelos para estudios de Inundabilidad: (Arga, Bidasoa, Arakil, Ega, Arga-Aragón) Estudios de Inundabilidad y plan de gestión de la inundación: (Arga, Ega)

3 Antecedentes El 23 de Octubre de 2007 se publica la Directiva 2007/60 sobre evaluación y gestión de riesgos de inundación, Con el objetivo de crear un marco común permitiendo evaluar y reducir en la Unión Europea los riesgos de las inundaciones para la salud humana, el medio ambiente, los bienes y las actividades económicas.

4 Métodos de obtención del MDT: Otras metodologías: - Correlación automática - Restitución Fotogramétrica - Levantamientos topográficos Actualmente se obtiene el MDT con: - Tecnología LiDAR Modelo Digital del Terreno 1D-secciones, curvas nivel 1D-2D-LiDAR

5 Medios técnicos Partenavia P68 TC OBSERVER Sensor LiDAR ALS60 Ortofoto de Navarra de los últimos 3 años Cámara Fotogramétrica Digital ADS80

6 Especificaciones para el proyecto del Arga (Comarca de Pamplona) Datos LiDAR Solape entre pasadas (%) 15% FOV (º) 30º Frecuencia de barrido (Hz) 43.8 Frecuencia de los pulsos (Hz) Altitud sobre terreno (m) Velocidad máxima avión (nudos) 100 Distancia entre ejes de pasada (m) 584 Anchura de pasada a altitud media (m) 876 Densidad media (puntos/m 2 ) 3.15 Diámetro de huella (m) 0.36 Precisión (cm) H/XY 5-7/15

7 Planificación de la Captura de datos: Datos LiDAR - Cobertura de la zona (recomendable más de lo inicialmente propuesto porque es habitual que sea necesario ampliar la zona 2D o prolongar el modelo hidráulico para mejorar condiciones de contorno ) - Solapes Conectividad (importante que la zona de solape incluya la zona del cauce para disponer de más información) - Parámetros: - Densidad: Variable.En las zonas delicadas en el cauce si que es recomendable una densidad de 3 puntos/m 2 o más, pero esto es función de la zona geográfica y de la fecha de vuelo. IGN cobertura nacional a 0.5 puntos/m 2, Navarra se ha volado a 1 punto/m 2 - Precisión - Planimetría: 15 cm - Altimetría: 7 5 cm - Fecha de vuelo: Vegetación/Nivel agua

8 Datos LiDAR -Ajuste de los datos: - Vuelo de calibración - Medición de puntos en zonas llanas -Clasificación de la nube de puntos LiDAR: - Automática (para el ajuste) - Manual (importante)

9 Modelo Digital de Superficie Generación de modelos

10 Modelo Digital del Terreno Generación de modelos

11 Modelo Digital del Terreno con puentes Generación de modelos

12 Modelo Digital del Terreno con edificios Generación de modelos

13 Modelo Digital del Terreno con vegetación Generación de modelos

14 Datos LiDAR - Definición de nuevas clases: - Suelo - Vegetación - Edificios - Lámina de agua - Talud - Puentes - Azudes - Presas - Muros 14

15 Líneas de rotura cauce Proceso de construcción del MDT para la simulación hidráulica. Extracción de líneas de rotura: pie de talud (lámina de agua), cabeza de talud

16 Líneas de rotura cauce Datos bajo vegetación.extracción de líneas de rotura. Secciones

17 Líneas de rotura cauce Extracción de líneas de rotura. Sombreado

18 Líneas de rotura obras de fábrica Proceso de construcción del MDT para la simulación hidráulica. Extracción de líneas de rotura de las infraestructuras Levantamiento taquimétrico Ortofoto + taquimétrico LiDAR 3D Ortofoto + taquimétrico + LiDAR

19 Extracción de líneas de rotura de las infraestructuras (ej. sección aguas abajo de un puente) Líneas de rotura obras de fábrica TIN a partir de datos LiDAR TIN a partir de datos LiDAR + Líneas de rotura TIN a partir de datos LiDAR + Líneas de rotura modificadas

20 Estudio de Inundabilidad A continuación se enumeran y se exponen de manera breve las distintas fases que componen un estudio de inundabilidad como el realizado por TRACASA en la Comarca de Pamplona para el Servicio del Agua del Gobierno de Navarra. Para el mismo se han utilizado datos LiDAR convenientemente tratados y filtrados de acuerdo a la obtención de las líneas de rotura que definen el cauce y las obras de fábrica, con una edición bastante manual de las mismas que ha requerido mucho tiempo y esfuerzo. Con esta idea de proyecto se pretende agilizar y mejorar esta necesidad inherente a la generación de muchos MDTs para modelos hidráulicos con los que se alimenta el SNZI

21 Estudio Pluviométrico Curvas isomáximas de precipitaciones en 24 h para los distintos periodos de retorno Estudio Hidrológico Hec-HMS Caudales de diseño para los distintos periodos de retorno Estudio Histórico/Geomorfológico División en subcuencas MDT 1:5000 Estudio Hidráulico (1D/2D) Mapa de Número de curva: Tipo suelos Uso de suelos Cartografía de Riesgos Plan de gestión de Inundaciones

22 Estudio hidráulico Se realiza para obtener la extensión, calado y velocidades que alcanzan los caudales de diseño Modelo hidráulico híbrido (1D-2D) bajo el software Infoworks RS Modelo digital de elevación: TIN basado en datos batimétricos y líneas de rotura en fondo de cauce y márgenes RASTER 1x1 m procedente del LiDAR en la llanura de inundación

23 Modelo 1D (verde) incluye: Estudio hidráulico Cauce, márgenes 1D y el conjunto de estructuras en cauce Puentes, Pasarelas y Azudes con representación explicita de su geometría En zona modelada en 2D (mallado de triángulos negros): Líneas de edificación (prismas) Líneas de rotura (defensas longitudinales: motas, muros; caminos en terraplén )

24 Mapas de Peligrosidad Estudio hidráulico

25 Mapa de riesgos Vulnerabilidad Cartografía de riesgos Capa con Vulnerabilidad (cualitativa y numérica) Capa de Peligrosidad (función de T) T50 T100 T500 T1000 Vbaja Vmedia Valta

26 Conclusiones Factor condicionante del vuelo es la fecha de ejecución. Otoño seco: Nivel del cauce bajo y árboles sin hojas. La precisión de los datos es importante pero es más importante el ajuste entre pasadas. Ajuste global de los datos. Densidad elevada en la zona del cauce y vegetación de ribera. Generación de modelos del terreno mixtos: TIN zona del cauce Malla regular en la llanura de inundación. Información muy pesada - Software propio generación de modelos (Geobide). Alcanzar el equilibrio entre la mayor densidad de puntos LiDAR para definir el terreno con el nivel de detalle necesario y que no sea muy caro computacionalmente e imposibilite la utilización ágil de un modelo híbrido 1D-2D de toda la zona. Clasificación manual muy exhaustiva. Extracción de elementos a partir del modelo obtenido: Líneas de pie y cabeza de talud. Generación de productos derivados para los estudios geomorfológico (mapa de pendientes), hidrológico. Disponibilidad de los datos LiDAR PNOA.

27 Obras de fábrica como ajuste y control de calidad. Integración de los datos, aun siendo de fuentes/precisiones diferentes. Tratamiento específico de las mismas al editar las líneas de rotura en las infraestructuras y sus inmediaciones. Se reduce el número de visitas y técnicos a campo, pero no se eliminan. Problemas en zonas de arbolado para la captura de datos GNSS. Conclusiones Necesidad de batimetrías. Perfiles batimétricos en las secciones aguas arriba y aguas abajo de cada Obra de Fábrica. El estudio depende de la calidad del Modelo del Terreno. Importancia de la ejecución del proceso completo. Generación de modelos a medida del estudio.

28 Gracias por vuestra atención.