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Analisis de terreno empleando DEM: Descripcion de metodos y estudio de caso inundacion ciudad de Bujumbura

Jesus Trujillo Espanhol

Conteúdo do mapa

Estudio de caso: uso metodo DEM para mapa de inundacion en ciudad de Bujumbura (Emmanuel Niyongabire, Rhinane Hassan, Elarabi Elhassan, Mansour Mehdi)
- El riesgo de inundacion es considerada como el de mayor amenaza respecto a otros peligros naturales, según el Plan Nacional de Contingencia de Burundi
- La ciudad de Bujumbura debido a la cercania al Lago Tanganica, al ser llanura de inundacion presenta alto riesgo a esta amenaza natural
- Área de estudio
  - La ciudad de Bujumbura localizada bajo coordenadas 3°22'32'' S - 29°21'33''E, alrededor del NE de Lago Tanganyika
    - Se considera
      - Topografia circundante
        Llanura de inundación
      - Regimen hidrologico
        Ríos que proceden de montañas
      - Elevación de la ciudad inferior a 1000 metros
      - Elevación de áreas circundantes hasta 2500 metros
  - Se emplea modelo de elevacion digital DEM de 2012 de Bureau de Centralization Geomatique BCG
    - Procesamiento
      - Sometido a prueba estereoscopia
      - Rectificacion con software Socet Set de Fit Conseil
      - Descarga elegida por resolucion espacial de 10 metros
      - Recorte del área de estudio empleando ArcGIS
      - Validación de resultados empleando mapa topografico, una ortografia de 50 cm de resolucion
- Metodología
  - Datos del DEM
    - Pendiente
      - Extraccion de pendiente < 10 grados
    - Aspecto
      - Extracción de áreas planas
    - Altura
      - Extracción de altura < 920 metros
    - Corte del raster
      - Extraccion de corte raster <10.0
        Procesamiento de superposición ponderada
        Mapa de suceptibilidad
        Localizacion de eventos de riesgos en febrero 2014 para validación
- Resultados
  - Se realizo ponderado de procesamiento de superposicion para detectar areas propensas a inundaciones
    - Identificacion de noroeste de la ciudad como mas susceptible a inundacion, a causa de áreas planas con pendientes inferiores a 3°
      - El factor raster de caida muestra relacion de cambio de elevacion desde cada celda a lo largo de la direccion del flujo
      - Factor extraido del DEM explica que valor -1 indica áreas planas dominantes en la zona
      - Se aprecia que la suceptibilidad varia de mas alto en el oeste a mas bajo en el este, evidenciando que la suceptibilidad a inundacion disminuye a medida que la elevacion aumenta al este
        Representación
      - Se superpuso una capa de daños reportados de evento de inundacion en 2014 sobre mapa de suceptibilidad, para validacion del mapa
- Conclusión
  - El modelo DEM permitió calcular un analisis morfometrico que resulta en mapeo de suceptibilidad de inundación repentina
    - Limitaciones
      - La nubosidad sobre el area impidió la adquisicion de imagenes utiles
        La falta de datos sobre observacion constituye obstaculo para adecuado monitoreo de desastres
    - Logros
      - El estudio proporcionó información importante para desarrollar adaptación adecuada
        Se pueden establecer estrategias y prediccion de inundaciones a partir del estudio realizado
Metodos empleados para modelos DEM en hidrologia (Tarboton, David; Universidad de Utah)
- Los modelos DEM se emplean cada vez más por la disponibilidad de estos en el USGS, la capacidad de descarga y procesamiento de éstos y por la amplitud de atributos que pueden ser extraidos de los DEM
  - empleados en áreas como
    - Calidad de agua
    - Erosión
    - modelado de estabilidad del terreno
- Múltiples funciones de acumulación de la dirección de flujo
  - Modelo D8: flujo sobre superficie de terreno en malla DEM y Modelo de direccion de flujo multiple Do
    - Basado en
      - Uso de unica direccion de flujo en direccion de pendiente mas pronunciada hacia una de ocho celdas adyacentes para representacion de campo de flujo
        Representacion
        Utilidad
        Calculo de un área de captación especifica donde el flujo se dispersa en una pediente y se extiende facilmente para la inclusion de acumulacion ponderada
        Función del modelo
        Donde
        - A[.] operador funcional - r(x) campo espacial - CA área contributiva - r (i,j) celda de cuadricula - A(ii) valor de acumulacion para celda - Pk proporcion de flujo de vecino k
        Representación: calculo empleando modelo D8 (a) y modelo de direccion de flujo (b)
        Generalizar segun concepto de acumulación de flujo ponderado para evaluacion de cantidades en analisis de calidad de agua y gestion de la tierra
        Función de influencia
        Donde
        - A[] operador de acumulacion - I (x,y) contribucion de puntos en el mapa - i (x,y) funcion de indicador (1,0) - D(x,y) funcion de dependencia de pendiente ascendente
        Representación de función de dependencia
- Delineación de red de canales
  - Fundamentado en
    - Elementos de modelo hidrologicos y calidad de agua que se delinean segun area de drenaje respecto al segmento de canal con pendiente o longitud de flujo terrestre
      - Empleados para
        Cuantificar tiempos de respuesta hidrologica o erosión y suministro de sedimentos
        Los modelos corresponden a
        Tarboton y Ames (2001)
        Delineación objetiva de redes de drenaje a partir de modelos digitales de elevacion (DEM) respetando distincion entre taludes y canales
        emplea
        Cuadricula de curvatura local usada como cuadricula de peso en funcion de acumulación de area de drenaje con umbral de apoyo
        El umbral de soporte es elegido de forma objetiva empleando propiedad de caida constante para secuencia de Strahler
        La secuencia de Strahler se usa para definir el tamaño de una corriente, basándose en la jerarquía de los afluentes.
        Implementado en ARc Hydro
        Se considera que umbral de área de soporte usar, ya que se pueden presentar problemas en representacion de redes de drenaje con dos umbrales diferentes
        Ejemplo
        Uso de umbral
        En área de drenaje poderado usado pata mapear y delimitar canales
        En área de soporte ponderado usado para asignar canales empleando propiedad de caida constante de redes de canal
        Método de Peuker y Douglas (1975)
        Fundamentado en
        Celdas de cuadricula curvadas hacia arriba identificando a partir del uso de algoritmo de Peuker y Douglas
        Algoritmo
        Marcado de pixel de mayor elevacion de cada cuadro posible en cuatro celdas de cuadrícula adyacente
        Posterior al barrido de matriz las celas de la cuadricula representan cursos de drenaje
- Implementacion de modelo
  - Basado en
    - Programacion en C++ como biblioteca de funciones compiladas en biblioteca de enlace dinamico
      - Llamados dentro de sistemas compatibles con
        Visual Basic
        ESRI ArcGis