Modelos digitales de elevación generados por captura directa e indirecta de datos fuente: evaluación de su calidad

Abstract

La información básica sobre el relieve de una cuenca hidrográfica, mediante metodologías analítico-descriptivas, permite a quienes evalúan proyectos relacionados con el uso de los recursos naturales, tales como el manejo integrado de cuencas, estudios sobre impacto ambiental, de­gradación de suelos, deforestación, conservación de los recursos hídricos, entre otros, contar para su análisis con los parámetros físicos necesarios. Estos procesos mencionados tienen un fuerte componente espacial y el empleo de Sistemas de Información Geográfica (SIG) son de suma utilidad, siendo los Modelos Digitales de Elevación (DEM) y sus derivados un componente relevante de esta base de datos. Los productos derivados de estos modelos, como pendiente, orientación o curvatura, resultarán tan precisos como el DEM usado para derivarlos. Por otra parte, es fundamental maximi­zar la habilidad del modelo para representar las variaciones del terreno; para ello se debe selec­cionar una adecuada resolución (grilla) de acuerdo con los datos disponibles para su generación. En este trabajo se evalúa la calidad altimétrica de seis DEMs generados a partir de dos sistemas diferentes de captura de datos fuente y de distintas resoluciones de grilla. Para determinar la exactitud de los DEMs habitualmente se utiliza un grupo de puntos de control considerados como "verdad de campo" que se comparan con los generados por el modelo en la misma posición geográfica. El área seleccionada para realizar el estudio está ubicada en la localidad de Arrecifes, provincia de Buenos Aires (Argentina) y tiene una superficie de aproxi­madamente 120 ha. Los resultados obtenidos para los dos algoritmos y para los tres tamaños de grilla analizados presentaron los siguientes resultados: el algoritmo DEM from contourn, un RMSE (Root Mean Squared Error) de ± 0,11 m (para grilla de 1 m), ± 0,11 m (para grilla de 5 m) y de ± 0,15 m (para grilla de 10 m). Para el algoritmo DEM from vector/points, un RMSE de ± 0,09 m (para grilla de 1 m), ± 0,11 m (para grilla de 5 m) y de ± 0,11 m (para grilla de 10 m). Los resultados permiten concluir que el DEM generado a partir de puntos acotados del terreno como datos fuente y con el menor tamaño de grilla es el único que satisface los valores enumerados en la bibliografía, tanto nacional como internacional, lo que lo hace apto para proyectos relacionados con recursos na­turales a nivel de ecotopo (predial). El resto de los DEMs generados presentan un RMSE que permite asegurar su aptitud para la evaluación de proyectos relacionados con el uso de los recursos naturales a nivel de unidad de paisaje (conjunto de ecotopos).

Analytical and descriptive methodologies yield basic information on the relief of a watershed, and thereby make it possible to determine the physical parameters needed to analyze projects involving natural resources, such as the comprehensive management of watersheds, environmental impact studies, and studies of soil degradation, deforestation, and the conservation of water resources, among others. All of these have an important spatial component which makes the use of Geographic Information Systems (GIS) extremely helpful. Digital Elevation Models (DEM) and their derivatives constitute a relevant part of this source of data. The products derived from these models, like slope, direction or curvature, will be as precise as the DEM used to derive them. Other way, is fundamental to maximize the ability of the model to represent land variations; for it, is necessary a correct grid size selection, according to the available data for its generation. In this work the topographical quality of six DEMs generated from two different capture systems of source data and different grid size. To determinate the accuracy of DEMs, habitually is used a group of control points considered like "field truth" which are compared with the generated by the model in the same geographic position. The selected area to apply the study, is located at Arrecifes locality, in Buenos Aires province (Argentina), and have a surface of approximately 297 acres. The obtained results for both algorithms and three size grid analyzed, have presented these results: the algorithm DEM from contourn, a RMSE of ± 0.11 m (grid size of 1 m), ± 0.11 m (grid size of 5 m) and ± 0.15 m (grid size of 10 m). The algorithm DEM from vector/points, a RMSE of ± 0.09 m (grid size of 1 m), ± 0.11 m (grid size of 5 m) and of ± 0.11 m (grid size of 10 m). The results allow to conclude that only the DEM generated from field heights points like source data with the small grid size satisfies the standards mentioned in the national and international bibliography. So, it appear as apt for natural resources projects, concerning to the ecotopo (predial scale). The rest of the generated DEMs, display a RMSE that allows to assure their aptitude for the evaluation of natural resources projects, concerning landscape unit (group of ecotopos).