Contabilizar los pasos elevados de puentes en un terreno DEM para permitir el flujo de agua bajo el paso elevado.

Question

Tengo un MDE de tierra desnuda hecho a partir de datos lidar (A).

Funciona bien y ha superado todas las pruebas de precisión. Se utiliza en modelos de mareas de tempestad. El problema lo tenemos en los pasos subterráneos. Necesito permitir que el agua fluya a través de los pasos subterráneos cuando una carretera cruza otra. Mi idea es:

1) Consigue que OSM marque todas las carreteras como puentes.

2) Se seleccionan todas las carreteras que cruzan por debajo (intersección).

3) A continuación, en la nueva selección de nuevos segmentos de carretera (2), conviértalos en raster.

4) Extraer todos los valores DEM (A) bajo estos segmentos de carretera.

5) Seleccione el mínimo de estos valores bajo el nuevo segmento de carretera (2).

6) Grabar este valor mínimo en el DEM que tengo que cortar un canal a través del paso subterráneo.

Abierto a todas las sugerencias, mejoras e ideas sobre cómo conseguirlo, incluidas soluciones totalmente diferentes.

Otras opciones son sólo obtener el punto de intersección y hacer crecer esto o tal vez identificar los sumideros y trabajar hacia atrás a partir de esto.

Answer 1

Martin tiene razón en que, aunque su flujo de trabajo funcionará bien para un caso específico de usuario, no tiene en cuenta muchos de los problemas que crean los terraplenes de carreteras para el modelado de trayectorias de flujo utilizando datos LiDAR de resolución fina, como los problemas con el flujo discontinuo en las cunetas de las carreteras y los efectos de pequeñas alcantarillas no mapeadas (que pueden alterar considerablemente las trayectorias de flujo). Recomiendo dos enfoques para hacer frente a la aparente obstrucción de las vías de flujo resultante de los terraplenes de las carreteras (es decir, la incapacidad de representar adecuadamente las alcantarillas y los puentes en los MDE rasterizados). He implementado ambos enfoques en las herramientas de análisis geoespacial GIS Whitebox, gratuitas y de código abierto. En primer lugar, si se dispone de un buen conjunto de datos sobre carreteras y arroyos, se puede utilizar la herramienta Quemar arroyos en las carreteras herramienta para imponer el flujo de un lado a otro del terraplén mediante la quema restringida de arroyos. (Tenga en cuenta que, por lo general, no soy partidario de la quema completa de arroyos para imponer trayectorias de flujo cuando se utilizan datos LiDAR porque las redes de arroyos cartografiadas rara vez son tan precisas como los arroyos derivados de LiDAR, es decir, el arroyo cartografiado a veces se desviará del arroyo digital derivado del DEM). Ésta sólo es una solución adecuada cuando sus capas de carreteras y arroyos son de alta calidad, y a menudo se da el caso de que los datos LiDAR representan los arroyos mejor que las redes de líneas azules derivadas de datos cartográficos.

El segundo enfoque es más inclusivo y consiste en aplicar la Brecha Depresiones al DEM. La implementación de la brecha de depresión en Whitebox utiliza un enfoque de vía de mínimo coste para determinar la vía de brecha. Este método es especialmente adecuado para reforzar el flujo a lo largo de las cunetas de las carreteras y para identificar los lugares en los que las alcantarillas o los puentes atraviesan los terraplenes de las carreteras (véase la ilustración siguiente). Este método puede proporcionar una solución mucho más adecuada incluso cuando no se dispone de datos auxiliares (por ejemplo, una red de carreteras o arroyos de alta calidad). También resolverá el problema común que causan los terraplenes de carreteras cuando se utiliza el relleno de depresiones para modelar las trayectorias del flujo superficial, es decir, las grandes presas de artefactos que suelen aparecer dentro de los valles fluviales detrás de los terraplenes.

Y aquí tenemos un ejemplo de ese embalsamiento de artefactos que puede producirse detrás de los terraplenes de las carreteras cuando se utilizan rellenos de depresión:

ACTUALIZACIÓN

Acabo de lanzar la última versión del software, que incluye el Quemar arroyos en las carreteras descrita en este post.

Answer 2

Parece un flujo de trabajo válido para esta tarea. Sin embargo, dependiendo del nivel de precisión con el que se trabaje, se pasarán por alto cosas como las tuberías bajo las carreteras que permiten que las zanjas y los pequeños arroyos fluyan más allá de la carretera. Sin embargo, es probable que sea necesario realizar un trabajo de campo para identificarlos.

No mencionas qué software utilizas, pero para el punto (6) de ArcMap asegúrate de utilizar Calcular estadísticas de celdas en lugar de Mosaico de trama ya que no realiza ninguna interpolación innecesaria.

Mucha suerte y, por favor, comparte aquí tu experiencia cuando lo hayas probado.

Answer 3

Ok aquí está la imagen

Azules son los puentes de OSM. El DEM está en escala de grises con edificios (quiero edificios)

He seleccionado las carreteras de intersección que cruzan los puentes.

Buffered the selected roads by the approximate width of a road.

Ejecutó 'Mínimo Zonal' en el buffer.

Ahora tiene el ráster zonal mínimo (rojo) con los valores bajos.

Acabo de usar CON para mezclar los dos rásters (original y zonal min) de modo que tengo el DEM original con los nuevos valores más bajos justo en la zona roja.

Parece que funciona muy bien.

Ahora a hacer en lote.

El lote funcionó y el proceso parece alterar nuestro modelo de inundación de la manera prevista. Los resultados de nuestro nuevo modelo coinciden ahora mucho mejor con las marcas de agua medidas por la FEMA en las zonas de pasos subterráneos.

Supuse que la apertura era total para los puentes, lo cual me parece una suposición segura.