Generacin de Modelos del Terreno aplicados a estudios de riesgo de

inundaciones

Raquel Gastesi Barasoain

TRACASA

Ms de 30 aos de historia Tcnicos cualificados y amplia experiencia Especializados en: Cartografa, Ortofoto, Teledeteccin, GIS, Captura de Informacin: Cmara Fotogrametrica, LiDAR, (centrndonos) Trabajos Relacionados: Vuelos Fotogramtricos: (Navarra, Aragn, Almera, Murcia, Castilla y Len,..) Captura de Datos LiDAR: (Navarra, Aragn Norte, Zonas especificas) Clasificacin Manual:(Galicia Este, Santiago, Navarra (Urbasa), Generacin de modelos para estudios de Inundabilidad: (Arga, Bidasoa, Arakil, Ega, Arga-Aragn) Estudios de Inundabilidad y plan de gestin de la inundacin: (Arga, Ega)

Antecedentes El 23 de Octubre de 2007 se publica la Directiva 2007/60 sobre evaluacin y gestin de riesgos de inundacin,

Con el objetivo de crear un marco comn permitiendo evaluar y reducir en la Unin Europea los riesgos de las inundaciones para la salud humana, el medio ambiente, los bienes y las actividades econmicas.

Modelo Digital del Terreno Mtodos de obtencin del MDT:

Otras metodologas:

- Correlacin automtica

- Restitucin Fotogramtrica

- Levantamientos topogrficos

Actualmente se obtiene el MDT con:

- Tecnologa LiDAR

1D-secciones, curvas nivel 1D-2D-LiDAR

Medios tcnicos Partenavia P68 TC OBSERVER

Sensor LiDAR ALS60

Cmara Fotogramtrica Digital ADS80

Ortofoto de Navarra de los ltimos 3 aos

Especificaciones para el proyecto del Arga (Comarca de Pamplona)

Datos LiDAR

Solape entre pasadas (%) 15%

FOV () 30

Frecuencia de barrido (Hz) 43.8

Frecuencia de los pulsos (Hz) 122500

Altitud sobre terreno (m) 1300 - 1580

Velocidad mxima avin (nudos) 100

Distancia entre ejes de pasada (m) 584

Anchura de pasada a altitud media (m) 876

Densidad media (puntos/m2) 3.15

Dimetro de huella (m) 0.36

Precisin (cm) H/XY 5-7/15

Datos LiDAR Planificacin de la Captura de datos:

- Cobertura de la zona (recomendable ms de lo inicialmente propuesto porque es habitual que sea necesario ampliar la zona 2D o prolongar el modelo hidrulico para mejorar condiciones de contorno )

- Solapes Conectividad (importante que la zona de solape incluya la zona del cauce para disponer de ms informacin)

- Parmetros:

- Densidad: Variable .En las zonas delicadas en el cauce si que es recomendable una densidad de 3 puntos/m2 o ms, pero esto es funcin de la zona geogrfica y de la fecha de vuelo. IGN cobertura nacional a 0.5 puntos/m2, Navarra se ha volado a 1 punto/m2

- Precisin - Planimetra: 15 cm - Altimetra: 7 5 cm

- Fecha de vuelo: Vegetacin/Nivel agua

Datos LiDAR

-Ajuste de los datos:

- Vuelo de calibracin - Medicin de puntos en zonas llanas

-Clasificacin de la nube de puntos LiDAR:

- Automtica (para el ajuste)

- Manual (importante)

Modelo Digital de Superficie

Generacin de modelos

Modelo Digital del Terreno

Generacin de modelos

Modelo Digital del Terreno con puentes

Generacin de modelos

Modelo Digital del Terreno con edificios

Generacin de modelos

Modelo Digital del Terreno con vegetacin

Generacin de modelos

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Datos LiDAR

- Definicin de nuevas clases:

- Suelo

- Vegetacin

- Edificios

- Lmina de agua

- Talud

- Puentes

- Azudes

- Presas

- Muros

Lneas de rotura cauce Proceso de construccin del MDT para la simulacin hidrulica. Extraccin de lneas de rotura: pie de talud (lmina de agua), cabeza de talud

Lneas de rotura cauce Datos bajo vegetacin.Extraccin de lneas de rotura. Secciones

Lneas de rotura cauce Extraccin de lneas de rotura. Sombreado

Lneas de rotura obras de fbrica Proceso de construccin del MDT para la simulacin hidrulica. Extraccin de lneas de rotura de las infraestructuras

Levantamiento taquimtrico

LiDAR 3D

Ortofoto + taquimtrico

Ortofoto + taquimtrico + LiDAR

Extraccin de lneas de rotura de las infraestructuras (ej. seccin aguas abajo de un puente)

TIN a partir de datos LiDAR

Lneas de rotura obras de fbrica

TIN a partir de datos LiDAR + Lneas de rotura modificadas

TIN a partir de datos LiDAR + Lneas de rotura

Estudio de Inundabilidad

A continuacin 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 obtencin de las lneas de rotura que definen el cauce y las obras de fbrica, con una edicin 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 generacin de muchos MDTs para modelos hidrulicos con los que se alimenta el SNZI

Curvas isomximas de precipitaciones en 24 h para los distintos periodos de retorno

Hec-HMS Caudales de diseo para los distintos periodos de retorno

Divisin en subcuencas MDT 1:5000

Mapa de Nmero de curva: Tipo suelos Uso de suelos

Estudio Pluviomtrico

Estudio Hidrolgico

Estudio Histrico/Geomorfolgico

Estudio Hidrulico (1D/2D)

Cartografa de Riesgos

Plan de gestin de Inundaciones

Estudio hidrulico Se realiza para obtener la extensin, calado y velocidades que alcanzan los caudales de diseo

Modelo hidrulico hbrido (1D-2D) bajo el software Infoworks RS

Modelo digital de elevacin:

TIN basado en datos batimtricos y lneas de rotura en fondo de cauce y mrgenes

RASTER 1x1 m procedente del LiDAR en la llanura de inundacin

Estudio hidrulico Modelo 1D (verde) incluye:

Cauce, mrgenes 1D y el conjunto de estructuras en cauce

Puentes, Pasarelas y Azudes con representacin explicita de su geometra

En zona modelada en 2D (mallado de tringulos negros):

Lneas de edificacin (prismas)

Lneas de rotura (defensas longitudinales: motas, muros; caminos en terrapln)

Estudio hidrulico Mapas de Peligrosidad

Cartografa de riesgos Mapa de riesgos Vulnerabilidad

Capa con Vulnerabilidad (cualitativa y numrica) Capa de Peligrosidad (funcin de T)

T50 T100 T500 T1000

Vbaja 4 3 2 1

Vmedia 8 6 4 2

Valta 12 9 6 3

Factor condicionante del vuelo es la fecha de ejecucin. Otoo seco: Nivel del cauce bajo y rboles sin hojas.

La precisin de los datos es importante pero es ms importante el ajuste entre pasadas. Ajuste global de los datos.

Densidad elevada en la zona del cauce y vegetacin de ribera.

Generacin de modelos del terreno mixtos: TIN zona del cauce Malla regular en la llanura de inundacin. Informacin muy pesada - Software propio generacin 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 utilizacin gil de un modelo hbrido 1D-2D de toda la zona.

Clasificacin manual muy exhaustiva. Extraccin de elementos a partir del modelo obtenido: Lneas de pie y cabeza de talud.

Generacin de productos derivados para los estudios geomorfolgico (mapa de pendientes), hidrolgico.

Disponibilidad de los datos LiDAR PNOA.

Conclusiones

Obras de fbrica como ajuste y control de calidad. Integracin de los datos,

aun siendo de fuentes/precisiones diferentes. Tratamiento especfico de las

mismas al editar las lneas de rotura en las infraestructuras y sus

inmediaciones.

Se reduce el nmero de visitas y tcnicos a campo, pero no se eliminan.

Problemas en zonas de arbolado para la captura de datos GNSS.

Necesidad de batimetras. Perfiles batimtricos en las secciones aguas arriba y aguas abajo de cada Obra de Fbrica.

El estudio depende de la calidad del Modelo del Terreno. Importancia de la ejecucin del proceso completo. Generacin de modelos a medida del estudio.

Conclusiones

Gracias por vuestra atencin.

rgastesi@tracasa.es