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