Validación y extensión de software abierto para el reconocimiento de redes de drenaje en modelos de terreno

Abstract

En el campo de geomorfología fluvial, para el estudio de un terreno resulta de suma importancia el reconocimiento de sus redes de drenaje, conjunto de cauces y surcos que conducen el flujo hídrico a través de él. Como herramienta de apoyo a la investigación en terreno, así como para la enseñanza en aula, es deseable y un área de investigación activa el poder determinar automáticamente potenciales redes de drenaje en modelos digitales de la región de estudio. Para ello existen programas como Runnel, software abierto desarrollado en la Universidad de Chile y con el cual se busca sustituir el uso del software comercial RiverTools en la enseñanza de este campo. Runnel permite la lectura y visualización tridimensional de modelos de elevación digital de terrenos, así como el reconocimiento de redes de drenaje en éstos en base a algoritmos clásicos del área. Sin embargo, en comparación preliminar con los resultados provistos por la herramienta comercial RiverTools que se busca sustituir, se observa que es muy difícil establecer una correspondencia visual entre los resultados ambos programas. El propósito central de esta tesis consiste en la extensión y validación de Runnel, con la finalidad de determinar la satisfactoriedad de los algoritmos implementados con respecto a RiverTools, y de añadir otras funcionalidades de análisis necesarias para el estudio de terrenos. En materia de extensión, se agrega un algoritmo de publicación reciente para la detección de redes, junto con mecanismos de preprocesamiento del terreno para eliminar zonas planas y depresiones aisladas que dificultan el reconocimiento de redes de drenaje, y una herramienta simple para apoyar al investigador en la identificación de terrazas geológicas. Para fines de validación, se proponen dos casos de estudio en base a terrenos reales, sobre los cuales se realiza una comparación visual de las redes de drenaje construidas por Runnel contra los resultados entregados por RiverTools. El primer caso de estudio involucra un modelo de terreno de baja resolución generado por el proyecto Shuttle Radar Topography Mission que cubre la zona de Chile central entre Valparaíso y Pichilemu. El segundo caso de estudio consiste en un modelo de mayor resolución, construido en el Departamento de Geología, que cubre un sector de la provincia de Petorca en la región de Valparaíso. Estas zonas son escogidas por tratarse de ubicaciones estudiadas con anterioridad en el Departamento de Geología, permitiendo a futuro determinar si los resultados entregados por el software permiten identificar elementos conocidos del terreno en dichas áreas. El principal resultado de este trabajo muestra que el nuevo algoritmo implementado, en conjunto con los mecanismos de preprocesamiento del terreno, provee resultados visualmente similares a los de RiverTools. El aporte central de esta tesis es el de generar, mediante el trabajo interdisciplinario, un software abierto que resulta promisorio como sustituto de una herramienta comercial establecida.