Autómatas celulares sobre grafos de nodos irregulares: aplicación a la simulación de escurrimientos superficiales en zonas de llanura

Abstract

El modelo AQUA-GRAPH [4] de escurrimiento superficial específico para zonas de llanuras se basa en la tecnología de autómatas celulares (AC), de amplia utilización en la simulación de procesos naturales. Este modelo se implementa sobre una estructura de datos grafo. Este diseño da una mayor flexibilidad al modelo de escurrimiento y al simulador permitiendo realizar diferentes tipos de discretizaciones con el objeto de mejorar la performance y dar diferentes niveles de detalle a la simulación. En el presente trabajo se perfeccionó el autómata AQUA-GRAPH para poder trabajar con células de diferente tamaño teniendo en cuenta el área y el volumen de agua acumulado en cada celda. Sobre este esquema se desarrolló un algoritmo para discretizar el terreno agrupando conjuntos de celdas con similares características en celdas de mayor área. Se utilizaron diferentes criterios para fusionar celdas como, diferencia de altura, gradiente acumulado y curvatura acumulada. Se evaluaron estas modificaciones sobre escenarios reales y analizando la sensibilidad a los diferentes parámetros. Los resultados permitieron mejorar notablemente la performance de las simulaciones al reducir la cantidad de elementos a tratar sin perder precisión o nivel de detalle en las zonas más importantes.