Validación del modelo digital del terreno generado con Láser Escáner Aerotransportado (LIDAR) en la zona de Matasgordas (N. del P.N. de Doñana)

Abstract

En los últimos años el láser escáner aerotransportado (ALS – LiDAR) ha tomado fuerza como una técnica geomática de alta producción y precisión. Las múltiples aplicaciones en las cuales se ha probado dicha tecnología, junto con su precisión y resolución son su punto fuerte ante la competencia con otras técnicas (fotogrametría o teledetección). Así como los métodos fotogramétricos son una tecnología madura, el LiDAR es aún una tecnología en desarrollo en algunos puntos. Éste se dirige hacia un procesado automatizado y robusto de los datos, minimizando el control manual. La tecnología se basa en el uso de un sensor láser instalado en una plataforma móvil. La planificación del levantamiento es similar a la de otras tecnologías aerotransportadas, aunque varía debido a las fuentes de error específicas. El resultado bruto de un levantamiento es una “nube” de puntos. La clasificación de estos en función del cuerpo en que ha impactado el haz láser es un proceso desarrollado de forma específica para esta tecnología. En cambio la generación de un modelo digital de elevaciones (MDE) no es un procedimiento exclusivo de esta tecnología. Los modelos digitales del terreno (MDT) o de superficie (DSM) son el producto final del levantamiento. La valoración de este producto final es importante para el usuario. La validación de modelos generados con datos ALS es específica para esta tecnología atendiendo a las fuentes de error hasta el producto final. Los actuales algoritmos de clasificación de la nube de puntos láser presentan, entre otros problemas, inconsistencias al clasificar áreas con vegetación densa y de bajo porte. El Parque Nacional de Doñana está situado en el SO de la península Ibérica, en la desembocadura del río Guadalquivir. El Parque y su entorno es una de las áreas de mayor valor medioambiental y ecológico en Europa, pero está sujeta a grandes presiones que obligan a mantener una buena gestión de los recursos hídricos del Parque. Como ayuda a la futura gestión de la Marisma, la UTE GEA-CARTOGRAFÍA y FOTONOR A.S realizó un levantamiento LiDAR para la Confederación Hidrográfica del Guadalquivir (CHG) en septiembre de 2002. El objetivo es conocer con precisión la geometría del área para aplicar modelos hidráulicos como herramientas para la gestión de los recursos hídricos. Cubre la Marisma del Parque Nacional y una parte del Parque Natural (un total de 55455Ha).El MDT final es un modelo tipo raster con un ancho de malla de 2x2m. El marco geodésico sobre el que se apoya el levantamiento fue establecido en gran parte por el proyecto MADRE de la CICYT (HID 97-0321-C02 y MADRE 2 – REN2001-1293-C02-02). Los resultados de dicho proyecto han sido la principal fuente de información para la validación del modelo LiDAR. Las problemáticas que plantea este caso son la presencia de vegetación densa y de bajo porte, además de distintas unidades geomorfológicas que empeoran la calidad del producto final en tratamientos globales. Estas características junto con la extrema planicie de la Marisma hacen de este caso práctico un buen banco de pruebas para la tecnología. El objetivo general de esta tesina ha sido determinar la calidad del modelo ALS generado para la marisma del Parque Nacional de Doñana en el área de Matasgordas. En esta área se dispone de 40000 puntos obtenidos mediante GPS-RTK que han permitido aplicar todo un conjunto de métodos para evaluar la calidad del modelo. Los algoritmos disponibles en la bibliografía, más otros desarrollados para este trabajo, se han aplicado detalladamente a la zona piloto “A” del proyecto MADRE (área Matasgordas). Tras el análisis de los resultados de las comparaciones se han extraído conclusiones sobre la calidad del MDT de la zona, y de manera remarcable sobre la precisión de la técnica LiDAR. Las técnicas de comparación aplicadas se agrupan en cuantitativas y cualitativas. Las primeras se refieren a aquellas que evalúan numéricamente la calidad del modelo digital de elevaciones. Las cualitativas son aquellas que validan subjetivamente la calidad del modelo en términos de correcto o incorrecto. Se ha enfatizado el análisis sobre los cuantitativos debido a la gran cantidad de información disponible para estos métodos. De las comprobaciones realizadas se ha obtenido un error de 18cm (con un 95% de intervalo de confianza) que es un valor aceptable para levantamientos realizados con ALS y suficiente para las aplicaciones que el grupo FLUMEN de la UPC está aplicando sobre el DTM.