Algoritmo iterativo de una entrada y salida múltiple para el cálculo de volumen, área, elevación y forma utilizando modelos topobatimétricos 3D

Resumen

La mayoría de los métodos para estimar los valores morfométricos de cuerpos de agua utilizan ecuaciones derivadas de curvas hipsográficas o modelos digitales del terreno (DTM) que relacionan la profundidad, el volumen (V) y el área (A) los cuales modelan la incertidumbre inherente a la compleja morfología submarina. Este trabajo prueba el desempeño (precisión y tiempo de procesamiento) de un algoritmo para calcular los parámetros morfométricos de un lago utilizando batimetría y topografía del área del cuerpo de agua circundante. La proyección de la altura de la superficie del agua (H) en cada píxel del DTM genera una columna de agua con atributos intrínsecos como V y A. El proceso se replica entre todas las celdas y estima el área total y el volumen del cuerpo de agua. Si V o A son los datos de entrada, se utiliza un algoritmo que itera los valores de altura para generar los nuevos datos que se comparan con el valor introducido que funciona como referencia. Si la diferencia entre el valor de referencia y el valor calculado es menor que un umbral de error, la iteración se detiene y se calculan las profundidades máxima y media. Se crean el ráster y la silueta que representan el cuerpo de agua. La comparación cruzada de H-V-A mostró que hay un error entre 0.0034% y el 0.000039% cuando cualquiera de los parámetros se usa como datos de entrada. Las pruebas de rendimiento determinaron que las dimensiones de los píxeles son directamente proporcionales al tiempo de procesamiento de cada iteración. Los resultados de la implementación de este algoritmo fueron satisfactorios ya que, para el DTM del Lago Bustillos, Chihuahua, México, la simulación tomó menos de 17 segundos en un máximo de 22 iteraciones.