Contribuciones metodológicas para la obtención de información altimétrica requerida en la evaluación local de amenazas por inundaciones a partir de nuevas tecnologías geoespaciales

Escobar Villanueva, Jairo (2020). Contribuciones metodológicas para la obtención de información altimétrica requerida en la evaluación local de amenazas por inundaciones a partir de nuevas tecnologías geoespaciales. Thesis (Doctoral), E.T.S.I. de Minas y Energía (UPM). https://doi.org/10.20868/UPM.thesis.58112.

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Title: Contribuciones metodológicas para la obtención de información altimétrica requerida en la evaluación local de amenazas por inundaciones a partir de nuevas tecnologías geoespaciales
Author/s:
  • Escobar Villanueva, Jairo
Contributor/s:
  • Iglesias Martínez, Luis
  • Pérez Montiel, Jhonny I.
Item Type: Thesis (Doctoral)
Date: 2020
Subjects:
Freetext Keywords: Inundaciones; MDE; LIDAR; Fotogrametría; RPAS; Georreferenciación = Floods; MDE; LIDAR; Photogrammetry; RPAS; Georeferencing
Faculty: E.T.S.I. de Minas y Energía (UPM)
Department: Ingeniería Geológica y Minera
Creative Commons Licenses: Recognition - No derivative works - Non commercial

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Abstract

Se espera un aumento en la amenaza por inundaciones en el futuro, como fruto del aumento de las lluvias extremas y del incremento de la población expuesta, todo ello debido al Cambio Climático Global. La información geoespacial, en particular la altimétrica generalmente constituida por los Modelos Digitales de Elevaciones, son una herramienta indispensable para el análisis de amenazas por inundaciones, aunque no siempre es posible contar con dicha información a escala local de detalle. Por consiguiente, es necesario proponer metodologías de obtención de información altimétrica de utilidad en estudios locales y detallados de inundaciones. El objeto de la presente tesis es el diseño de una metodología para la obtención de productos altimétricos a partir de nuevas tecnologías emergentes de captura de la información, como son los drones o RPAS (Remotely Piloted Aircraft Systems), y de utilidad en los estudios de inundaciones. La investigación desarrollada se centra proponer un método alternativo de georreferenciación por puntos de control derivados de información altimétrica existente para la generación de modelos a partir de fotogrametría de imágenes adquiridas con RPAS. El desarrollo de esta investigación incluye la evaluación de la precisión de los modelos obtenidos mediante fotogrametría SfM (Structure from Motion) y el análisis del potencial de los modelos RPAS obtenidos para la modelación espacial de inundaciones urbanas. Para ello, las inundaciones estimadas con los modelos RPAS generados se compararon con estimadas a partir de un modelo digital del terreno de referencia derivado de datos LiDAR (Airborne - Light Detection and Ranging). El caso de estudio es una ciudad costera ubicada en el caribe colombiano altamente expuesta a amenazas de origen hidrometereológico. El método de georreferenciación propuesto contribuye a obtener modelos con precisiones verticales comparables a las encontradas en la literatura, de aproximadamente dos veces el tamaño de píxel o GSD (Ground Sample Distance) de las imágenes adquiridas con RPAS. El trabajo realizado confirma viabilidad de utilizar los modelos RPAS obtenidos bajo una estrategia de procesamiento fotogramétrico semiautomática; siendo fundamental la intervención del operador en la cadena de procesamiento fotogramétrico SfM para la obtención de modelos precisos y útiles en la estimación de la amenaza. La complementariedad demostrada entre las distintas fuentes de información geoespacial utilizadas (LiDAR y la fotogrametría RPAS) ha llevado a proponer una metodología alternativa de georreferenciación de utilidad para obtener modelos, especialmente útil cuando la georreferenciación por puntos de control físicos en el terreno es desafiante. ----------ABSTRACT---------- Flood hazards are expected to increase in the future, as a result of extreme rainfall and populations increasingly exposed to the effects of global Climate Change (CC). Geospatial information, in particular, the altimetric generally constituted by Digital Elevation Models (DEM), is an indispensable tool for a local flood hazard analysis, although not always available at the level of detail. Therefore, it is necessary to propose methodologies to obtain useful and detailed altimetric information for local flood studies. The main aim of this thesis is designing a methodology for obtaining altimetric products from emerging geospatial technologies, such as drones or RPAS (Remotely Piloted Aircraft Systems), and readily applicable in flood studies. It was focused to present an alternative method for georeferencing using control points derived from existing altimetric information for DEM generation (by photogrammetry with RPAS imaging). More specifically, it aims to assess the accuracy of the DEM obtained by Structure from Motion (SfM) photogrammetry and the analysis of the potential use of generated products for spatial modeling of urban floods. For the above, the estimated floods using the RPAS models obtained were compared with those from LiDAR data used as a reference surface (Airborne - Light Detection and Ranging). A coastal city located in the Colombian Caribbean highly exposed to hydrometeorological hazards is presented as a case study. The proposed georeferencing method contributes to obtaining DEMs with vertical accuracies comparable to those found in the literature, of approximately two times the pixel size or GSD (Ground Sample Distance) of images acquired with RPAS. Our research confirms the advantage of using the RPAS models obtained under a semi-automatic photogrammetric processing strategy. The user intervention in the SfM photogrammetric processing chain is crucial to obtain accurate and useful models for flood hazard estimation. The demonstrated complementarity between the different sources of geospatial information used (LiDAR and RPAS photogrammetry) provide an alternative georeferencing methodology useful to obtain models, especially effective when georeferencing by physical ground control points is a burden.

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Item ID: 58112
DC Identifier: http://oa.upm.es/58112/
OAI Identifier: oai:oa.upm.es:58112
DOI: 10.20868/UPM.thesis.58112
Deposited by: Archivo Digital UPM 2
Deposited on: 25 Feb 2020 07:06
Last Modified: 25 Aug 2020 22:30
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