Universidad de Cantabria
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SISTEMA DE MONITOREO COSTERO HORUS: APLICACIÓN EN LA GESTIÓN DEL RIESGO POR
EROSIÓN E INUNDACIÓN EN CARTAGENA
Andrés Osorio Ph.D.1 , Raúl Medina 2, Cristian Ortiz1, Sebastian Múnera1, César Cartagena1, Juan Camilo Pérez1, Alejandro Henao1 Maira Romero1 Juan Osorio1
Natalia Mesones1
1. Grupo de Investigación en Oceanografía e Ingeniería Costera (OCEANICOS).Escuela de Geociencias y Medio Ambiente. UNAL, Sede Medellín.
2. Instituto de Hidráulica Ambiental de la Universidad de Cantabria IH Cantabria. Santander-España
Medellín, Noviembre de 2011
Universidad de Cantabria
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ÍNDICE1. Justificación2. Sistemas HORUS3. HORUS Cartagena4. Procesamiento5. Gestión de la Costa6. Conclusiones
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GRUPO OCEANICOSGrupo de Investigación en Oceanografía e Ingeniería CosteraUNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA
-Oceanografía Física Geológica Operacional (derrames de hidrocarburos)
-Ecosistemas marinos Estuarios Manglares Arrecifes
-Modelamiento matemático Hidrodinámica Calidad de aguas Modelamiento de estuarios
-Gestión costera
-Clima Cambio climático Clima marítimo
-Ingeniería portuaria
-Ingeniería de Costas Procesos Costeros Obras costeras
-Ingeniería portuaria
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GRUPO OCEANICOSGrupo de Investigación en Oceanografía e Ingeniería CosteraUNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA
PhD. Andrés Fernando Osorio Arias – ING. COSTAS Y PUERTOS
PhD. Francisco Mauricio Toro Botero - MODELAMIENTO
PhD. Jaime Ignacio Vélez Upegui – HIDROCLIMA Y GESTIÓN
PhD. Germán Poveda Jaramillo - CLIMA
PhD. Gladys Rocío Bernal Franco - OCEANOGRAFÍA
PhD. Ligia Estela Urrego Giraldo – ECOSISTEMAS
PhD. Jaime Henning Polanía Vorenberg – ECOSISTEMAS
PhD. Evelio Andrés Gómez Giraldo - MODELAMIENTO
PhD. Veronica Botero – TELEDETECCIÓN Y SIG
PhD. Carlos David Hoyos – MODELAMIENTO ATMOSFERICO
PhD. Clara Villegas –VALORACION ECONOMICA
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IGNORANCIA EN LOS PROCESOS COSTEROS
INTRODUCCIÓN
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DEFENSA DE COSTA
NAVEGACION
USO TURISTICO
PROBLEMAS DE GESTIÓN El vídeo permite seguimiento con mayor resolución espacial y temporal
Una adecuada gestión de las zonas costeras requiere contar con herramientas y datos para poder tomar decisiones sobre el territorio, sus recursos y sus usos.
INTRODUCCIÓN
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Turismo: motor económico
INTRODUCCIÓN
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Perfil Playa- 3DPlanta
O(km s)
Escala espacial y tem poral de los procesos en la planta
t(Años)
t (años)
Perfil Playa- 3DPlanta
O(100) m
Escala espacial y temporal de los prcesos en el perfil
t(días - meses)t (dias - meses)
ESCALAS DE TRABAJO
INTRODUCCIÓN
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Sensores de medición de oleaje
GPS y Ecosondas
VS (Teledetección, Fotogrametría, LIDAR)
VÍDEO (alta resolución y economía)
COMPARACIÓNINTRODUCCIÓN
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• Longitud de onda • Celeridad de la onda• Dirección del oleaje• Periodo del oleaje
Playa húmeda
Rotura del oleaje
Línea de costa
Vegetación Dunar
¿Por qué video?INTRODUCCIÓN
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u
vy
x
z
INTRODUCCIÓNCuantificable?
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OBJETIVO: El desarrollo de INDICADORES Y METODOLOGÍAS basadas en imágenes de VIDEO que ayuden a los GESTORES en la PLANIFICACIÓN de los recursos y en la TOMA DE DECISIONES
ENTIDADES EJECUTORAS:
FINANCIADO:
SISTEMA HORUS
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• Convenio de cooperación entre UNAL y UNICAN.
• Plataforma de código abierto.
• Matlab.
• Manejo de bases de Imágenes y datos complementarios.
• Cuatro estaciones de monitoreo.
• Sistema modular basado en toolbox
SISTEMA HORUS
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ESQUEMA GENERAL
SISTEMA HORUS
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SISTEMA CAPTURA
SISTEMA HORUS
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Tipos de imágenesInstantánea
Promedio
Varianza
SISTEMA HORUS
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SISTEMA HORUS
Timestacks
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Rectificación (Modelo Pinhole)
PROCESAMIENTO
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fusión
PROCESAMIENTO
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Fusión y Rectificación
PROCESAMIENTO
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La olas invernales cada vez más frecuentes y los efectos del cambio climático han ocasionado grandes cambios a nivel de la zona costera generando gran perdida de sedimentos en playas y daño a las estructuras de protección.
Los frentes fríos en algunas épocas del año generan también fuertes cambios en estas zonas.
HORUS Cartagena
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Campañas de campo.
•Estación meteorológica instalada.
•Equipos de medición de última tecnología.
•Zona de estudio y ubicación de sensores
HORUS Cartagena
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Información secundaria IDEAM y del CIOH para noviembre y diciembre de 2010
Mareas máximas y mínimas observadas durante Noviembre y diciembre en Cartagena, estación mareográfica del- CIOH. Fuente(http://www.cioh.org.co/meteorologia)
HORUS Cartagena
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Información secundaria IDEAM y del CIOH de Oleaje.
Rosa de Oleaje de Boya virtual para 2010, Fuente CIOH.
Serie de datos para de oleaje 2010, Fuente CIOH.
Oleaje de Boya virtual para 2010, Fuente CIOH.
HORUS Cartagena
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RESULTADOS
Variación de línea de Costa Retroceso
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Línea de costa con el mismo nivel de marea y perfiles de playa
Evolución de las distancias asociadas a un mismo nivel de marea astronómica para las cámaras y los perfiles 1(a), 2(b) y 3(c).
RESULTADOS
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Análisis Espectral de Fourier
Tp=8seg
OndaInfragravitatoriaT=64seg
Boya BarranquillaFuente: CIOH
HIDRODINÁMICATimestack
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HIDRODINÁMICATimestack
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Resultados y Discusión
Oleaje en las playas de Bocagrande
Bocagrande Enero 01 de 2010
Bocagrande Diciembre 5 de 2010
Bocagrande Diciembre 14 de 2010
Bocagrande Marzo 8 de 2010
Bocagrande Abril 6 de 2010
Bocagrande Mayo 13 de 2010
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Variación de la línea de Costa en Bocagarande (vídeo)
Febrero de 2010 a Enero de 2011
RESULTADOS
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OLEAJE: Hs: 3.45 m, Tp: 5.28 s, Dir: NE
Resultados de modelaciones en propagación de oleajes y corrientes, del temporal ocurrido en entre el 6 y el 9 de marzo de 2010 (Dir NE)
RESULTADOS
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Resultados de modelaciones en propagación de oleajes y corrientes, para la dirección NE (izq) y NW (der). Determinación de condiciones caracteristicas del sistema
RESULTADOS
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GESTIÓN DE LA COSTA (morfología y usos)
Objetivo estratégico
3. Intervención 4. Evaluación final
Objetivo operacional
1. Indicador de Costa (CSI)
2. Evaluación del indicador de ref.
“Manterner la línea de costa según sus usos ”
“Asegurar que el ancho de playa se conserva dentro de los límites y que sus densidades de uso no superan su capacidad de carga”
Regenar playas o dragar
Conocimientos previos:
VIDEOPosición de la línea
Distribución de usuarios
CSI de referencia
Límites de la línea de costa
CSI actual
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Los sistemas de monitoreo permiten el apoyo a una mejor decisión en la gestión costera, y aquí se ha demostrado su importancia y utilidad.
La recolección de información en campo es de vital importancia para cualquier estudio, por eso se hace necesario un monitoreo constante y una toma de datos continua.
Es necesario evaluar todos los escenarios posibles para una mejor solución al problema.
Las alternativas de solución deben estar guiadas bajo un concepto que protejan el ecosistema costero, y que su impacto ambiental sea mínimo.
CONCLUSIONES
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El proyecto HORUS Cartagena ha servido como punto de inicio en el diseño de un sistema robusto, amplio y flexible para el estudio de problemáticas ambientales a través de cámaras.
Cartagena es el primero de varios sitios de monitoreo que se implementaran en el portal WEB en el futuro cercano.
Las tecnologías basadas en sistemas de vídeo (y en casi cualquier sensor remoto) son auxiliares al uso de información instrumental para su calibración, validación y complementariedad. A su vez, éstas poseen grandes ventajas como su alta frecuencia de muestreo, capacidad de largas series de datos y sus bajos costos comparados con los sistemas tradicionales.
CONCLUSIONES