DETERMINACIÓN DE UN MODELO DIGITAL DE ELEVACIÓN MEDIANTE LEVANTAMIENTO GPS Y SU COMPARACIÓN CON MODELOS GLOBALES

DI MARCA; M. V. MACKERN,; BALBARANI, SEBASTIAN

Mendoza

Jornada; Jornadas de Investigación UMaza 2014; 2014

Universidad Juan Agustín Maza

Introducción: Un modelo es un esquema teórico, que representa un conjunto real, con cierto grado de precisión y en la forma más completa posible; sin pretender realizar una copia de lo que existe en la realidad. Los modelos son muy útiles para describir, explicar o comprender mejor la realidad, cuando es imposible trabajar directamente sobre la misma. En el ámbito de las ingenierías no siempre es posible llegar hasta el sitio donde se va a desarrollar un proyecto determinado. Por lo que para conocer la topografía o hechos físicos existentes, es necesario muchas veces recurrir a representaciones digitales o modelos realizados por medio de la Teledetección. Uno de los elementos básicos de cualquier representación digital de la superficie terrestre son los Modelos Digitales de Terreno (MDT), en este trabajo se utiliza una de las variables del MDT, los Modelos Digitales de Elevación (MDE). Éstos constituyen la base para un gran número de aplicaciones en Ciencias de la Tierra, Ambientales e Ingenierías de diverso tipo. En este trabajo se compara un modelo muy preciso realizado en el terreno y modelos globales disponibles en internet de manera gratuita. - Hipótesis: Los MDE disponibles gratuitamente en internet si bien son muy útiles en una variedad de aplicaciones, no pueden utilizarse en aplicaciones que requieran precisiones submétricas o mejores. - Objetivo: Los objetivos propuestos para este trabajo fueron: Profundizar el conocimiento sobre los Modelos Digitales de Elevación (MDE), su obtención y el manejo de la información. Analizar y comparar los MDE libres más conocidos y estimar su precisión en una zona montañosa de la región. Identificar cuál de los MDE utilizados resulta el más adecuado para trabajar en la zona de trabajo. - Metodología: El trabajo estuvo conformado de dos partes. La primera estuvo destinada a la obtención de un MDE mediante levantamiento con equipos GPS de doble frecuencia, realizado en la zona cordillerana de San Juan, en un área de 125ha. Se trabajó durante 12 días aproximadamente y se relevaron aproximadamente 20.000 puntos, utilizando la técnica de medición RTK (Real Time Kinematic) en un 80% y el 20% restante en modo cinemático. Una vez realizada la campaña se procesaron los datos de medición en cinemático y se obtuvieron las coordenadas corregidas de la medición, los puntos medidos mediante RTK no necesitaron procesarse, ya que las correcciones se realizaron a tiempo real. Las coordenadas de todos los puntos medidos en campaña se cargaron en el CAD y con el software TBC (Trimble Business Center) se trazaron las curvas de nivel entre los puntos medidos (Figura 1). La segunda etapa se dedicó a la búsqueda y análisis de los MDE libres, obtenidos de internet. Se utilizaron dos modelos de la Misión Topográfica de Radar en Transbordador Espacial (the Shuttle Radar Topography Mission) realizada por la Administración Nacional Aeronáutica y Espacial (NASA) con la colaboración de NIMA, el Centro Aeroespacial Alemán (DLR) y ASI. El SRTM_BX con resolución espacial de 30m, generado por la NASA y operado por el Jet Propulsion Laboratory (JPL) y el modelo SRTM_BC de 90m de resolución, operado por el DLR. El tercer modelo utilizado fue ASTER GDEM (Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer Global Digital Elevation Model) de 30m de resolución. ASTER es un sensor de imágenes construido por el Ministerio de Economía, Comercio e Industria de Japón ?METI? (Ministry of Economy, Trade and Industry), e instalado en el satélite Terra de la NASA. Descargados los modelos, con el software ARC GIS se realizaron una serie de pasos para ajustar los modelos al área de estudio. Luego los modelos fueron proyectados en el mismo sistema (Gauss Krüger, faja2) y se les ajustó el datum vertical. Se vectorizó la imagen raster y a cada pixel se le asignaron coordenadas planas (X,Y). Con una rutina en Mathlab se realizó la comparación sobre los nodos de los modelos, calculando las diferencias de alturas, entre las del modelo realizado en base a datos relevados en campaña y las de los modelos descargados de internet. - Resultados: Del análisis estadístico de los resultados obtenidos se determinó la media, la varianza y el desvío estándar de las diferencias de alturas, para cada uno de los modelos validados resultó que (Figura 2): La media más baja (0,1119m) la presentó el modelo ASTER y la más desfavorable (2,7544m) resultó la del modelo SRTM_BC_90m. En cuanto al desvío estándar el mejor modelo resultó ser el SRTM_BX_30m, con un valor de 3,658m, y el modelo más débil resultó SRTM_BC_90m con un desvío de 6,2553m. Lo mismo resulto en la varianza, el menor valor lo arrojó SRTM_BX_30m, con un valor de 13,3809m, y el mayor valor lo presentó SRTM_BC_90m arrojando un valor de 39,1286m - Conclusiones: El modelo SRTM_BX_30m es el modelo que mejor comportamiento ha tenido respecto de los restantes, exhibiendo menores diferencias, con un desvió estándar de 3,658m y se ubica 1,13m por encima del terreno, este dato se deduce con el valor de la media. Estos modelos son muy útiles para trabajos en grandes áreas con precisiones entre los cinco y diez metros, como la determinación de zonas inundables, proyección de caminos y diques de contención, emprendimientos inmobiliarios, etc. Por las precisiones obtenidas estos modelos, no se recomiendan para realizar levantamientos de detalle, ya que para este tipo de trabajo sigue siendo más confiable y preciso realizar los clásicos métodos topográficos.