结构从运动算法(SfM)在河流地貌变化历史分析中的应用

IF 0.5 Q4 GEOLOGY
Manel Llena, D. Vericat, J. A. Casasnovas
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摘要

本文介绍了1927年至2015年期间用于分析辛卡河上游(阿拉贡比利牛斯山脉)河流地貌变化的空间信息获取工作流程。应用SFM-MVS方法后的最终产品是正交拼接的,均方根误差(RMSE)在0.5至1 m之间,点云的RMSE在1至2 m之间。结果表明,上Cinca的研究路段的活跃河床宽度急剧减少(52%),切割过程很高(例如,在某些点超过5 m)。此外,还注意到渠道模式明显简化(减少渠道多样性指数,从多渠道模式转向单渠道模式)。自20世纪50年代以来,由于土地利用的变化,这些过程直接受到与干旱开采和筑坝(部分规模)有关的人为影响,以及对沉积物产生和转移(盆地规模)的影响。本文提出的方法对于诊断河流系统的形态-沉积状态非常有用。在上辛卡河的特殊情况下,这些结果对于更好地理解1927-2015年期间观察到的形态-沉积动力学中的因果关系非常感兴趣。这一改进可以通过更全面地了解当代进程来帮助修改昆卡的管理计划。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
Aplicación de algoritmos Structure from Motion (SfM) para el análisis histórico de cambios en la geomorfología fluvial
En el presente artículo se presenta el flujo de trabajo para la obtención de información espacial utilizada para el análisis de cambios geomorfológicos fluviales en el tramo alto del río Cinca (Pirineo Aragonés) durante el periodo comprendido entre el año 1927 y el año 2015. Los productos finales tras la aplicación de la metodología SfM-MVS son ortomosaicos, con un error medio cuadrático (RMSE) entre 0,5 y 1 m, y nubes de puntos con un RMSE entre 1 y 2 m. Los resultados indican que el tramo de estudio del Alto Cinca ha sufrido una fuerte reducción de la anchura activa del cauce (52 %) con un elevado proceso de incisión (e.g. >5 m en algunos puntos). Además, se observa una clara simplificación en el patrón del cauce (reducción del índice de multiplicidad de canales y paso de patrón multicanal a unicanal). Estos procesos están directamente influenciados por los impactos antrópicos asociados a las extracciones de áridos y a la construcción de escolleras (escala de tramo), y por los efectos sobre la producción y trasferencia de sedimentos (escala de cuenca) debido a los cambios en los usos del suelo a partir de la década de 1950 del siglo XX.La metodología que se presenta en este trabajo es de gran utilidad para el diagnóstico del estado morfo-sedimentario de sistemas fluviales. En el caso particular del Alto Cinca, los resultados son de gran interés para la mejora de la comprensión de las relaciones causa-efecto en la dinámica morfo-sedimentaria observada para el período 1927-2015. Esta mejora puede ayudar a modificar los planes de gestión de cuenca mediante una visión más integral de los procesos contemporáneos.
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