El Litoral catalán es un territorio de gran valor natural y económico, con gran biodiversidad y una relevancia estratégica para diversas actividades humanas. Para garantizar una gestión efectiva de esta área, es fundamental contar con datos precisos de batimetría sobre el fondo marino, que permitan comprender mejor su morfología e identificar los hábitats marinos.

El ICGC, ha generado una serie de productos batimétricos de la costa catalana por encargo de la Dirección General de Políticas Ambientales y Medio Natural, ha elaborado una serie de productos batimétricos para la costa catalana. Este proyecto ha sido cofinanciado por el Fondo Europeo Marítimo y de la Pesca 2014-2020 (FEMP), y se basa en la integración de distintas fuentes de información. Los datos incluyen medidas batimétricas del fondo marino obtenidas mediante sonares, así como datos LIDAR y otras medidas topográficas realizadas durante los años 2022, 2023 y 2024.

El Modelo de elevación topobatimétrico muestra el relieve tanto de la parte emergida de la costa hasta unos 50 m de distancia de la línea de costa, como de la parte sumergida hasta una profundidad de 50 m con una resolución de 1 m.

El modelo topobatimétrico se distribuye como un único archivo ráster en formato Cloud Optimized GeoTIFF de 32 bits con paso de malla de 1 m, georeferencia interna, pirámides y compresión LZW sin pérdida.

Todos los productos derivados de la batimetría de la costa catalana se distribuyen en forma de mosaicos sin subdivisión por hojas. El sistema de coordenadas adoptado es el oficial en Cataluña: sistema de referencia ETRS89 y cotas ortométricas utilizando el modelo de geoide EGM08D595..

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Descripción

El Modelo topobatimétrico es una malla regular de puntos que describen la morfología del terreno tanto emergido como sumergido. Además del terreno, el modelo incluye estructuras rígidas como edificios, espigones, muros de contención, etc. En cambio, la vegetación, vehículos, puentes y otros elementos con menor impacto sobre la dinámica del agua no se han considerado en el modelo. Cada punto contiene la cota ortométrica en metros de una celda de terreno de 1x1 m. Esto significa que los puntos que se encuentran por encima de la superficie del geoide tienen cota positiva y los puntos que quedan por debajo tienen cota negativa. Esta distinción coincide, a grandes rasgos, con puntos emergidos y sumergidos, respectivamente.

De la misma forma que las curvas de nivel de un mapa topográfico unen puntos de la misma altitud, las líneas isóbatas unen puntos de la misma profundidad bajo la superficie del agua. Se trata de una representación gráfica que permite identificar visualmente zonas del fondo marino con mayor o menor pendiente y la presencia de montañas, depresiones, vaguadas y espolones submarinos.

La mayor parte de la batimetría suma entre 0 y -15 m se intentó capturar el verano de 2022 mediante un LiDAR aerotransportado con capacidades batimétricas. A diferencia del LiDAR terrestre, el batimétrico tiene una longitud de onda que le permite penetrar en aguas poco profundas y obtener datos del fondo marino. Con esta técnica se obtienen resultados excelentes con un coste muy reducido y se ha empleado donde ha sido posible. Las dos excepciones principales son la zona de influencia del control de tráfico aéreo de Barcelona por restricción de vuelo a baja altitud y el Puerto del Fangar del Delta del Ebro, debido a la abundancia de sedimentos en suspensión que interfieren con la señal del LiDAR batimétrico. 

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Distribución geográfica de la captura de datos.

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Captura de datos.

Las extensiones de terreno sumergido que no pudieron capturarse mediante LiDAR batimétrico se han capturado mediante el uso de ecosondas. Las ecosondas son instrumentos similares a los sonares de los barcos que permiten determinar la distancia del barco al fondo marino a partir del tiempo de propagación de una onda acústica dentro del agua. Las zonas de menor profundidad, entre 0 y -3 m, se han capturado mayoritariamente con ecosonda monohaz desde embarcaciones no tripuladas tipo USV (Unmanned Surface Vessel). Las extensiones con mayor profundidad, entre -3 y -50 m, se han capturado mediante ecosonda multifaz desde embarcación tripulada. Para complementar la captura con ecosondas a lo largo de la franja intermareal, entre +1 my -1 m, se han realizado perfiles topográficos para garantizar un enlace suave entre terreno emergido y sumergido. Por último, para obtener información en las zonas emergidas del modelo topobatimétrico a lo largo de la costa central, se han empleado datos de un vuelo LiDAR terrestre. Las características de captura son equivalentes a las del LiDAR territorial.

El resultado de la captura primaria de datos es una nube de puntos irregular y de densidad muy variable. Para generar un modelo topobatimétrico continuo, es necesario refinar la nube de puntos. En primer lugar se elimina el ruido y se clasifican los puntos para distinguir los que participarán en el modelo (fondo marino, terreno, edificios, escolleras, emisarios, etc) de los que no (vegetación, vehículos, sedimentos en suspensión, superficie del agua, barcos, etc). Además, teniendo en cuenta la diversidad de tecnologías de captura utilizadas, es necesario homogeneizar las fuentes de datos para evitar discontinuidades y saltos que no atienden a ninguna característica del terreno. Una vez depurada la nube de puntos, se triangula una superficie continua, se interpolan los agujeros donde ha sido imposible obtener información del fondo marino y se genera el modelo final en formato ráster.

Caratestísticas técnicas principales

Todos los productos derivados de la batimetría de la costa catalana se distribuyen en forma de mosaicos sin subdivisión por hojas. El sistema de coordenadas adoptado es el oficial en Cataluña: sistema de referencia ETRS89 y cotas ortométricas utilizando el modelo de geoide EGM08D595.

Características de la distribución:

• El modelo topobatimétrico se distribuye como un único archivo ráster en formato Cloud Optimized GeoTIFF de 32 bits con paso de malla de 1 m, georeferencia interna, pirámides y compresión LZW sin pérdida.
• Los mapas de isóbatas se distribuyen como un único conjunto de datos vectoriales en diferentes formatos (ESRI Shapefile y OGC GeoPackage). La equidistancia de las isóbatas es de 1 m. Cada elemento de isóbata contiene un atributo “COTA” con la cota asociada a la isóbata en metros. Se incluyen estilos de renderización resaltando curvas maestras con intervalo de 10 m.

Datos de captura y tecnologías de captura:

• La captura con LiDAR batimétrico se realizó durante el verano de 2022 y cubre la mayor parte de la costa catalana, concretamente entre el Delta del Ebro y la Playa de Calafell en el sur y entre Mataró y Portbou en el norte.
• La captura con LiDAR terrestre se realizó entre diciembre de 2022 y enero de 2023 e incluye la parte emergida de la costa central entre Playa de Calafell y Mataró.
• La captura con ecosonda multifaz desde barco tripulado se llevó a cabo entre finales de 2021 y principios de 2023 y cubre todo el tramo entre -10 y -50 m, algunas zonas de la costa central entre -3 y -10 m y en la mayor parte de la bahía de Els Alfacs.
• La captura con ecosonda monofajo desde embarcación no tripulada (USV) se llevó a cabo entre 2022 y 2023. Incluye zonas de poca profundidad (0 a -3 m) de la costa central y del Delta del Ebro.
• Los perfiles topográficos de la zona intermareal de la costa central se realizaron entre 2022 y 2023.

Elaboración del modelo topobatimétrico final

Para elaborar el modelo topobatimétrico final, primero se reduce el ruido asociado a la captura inicial de datos para mejorar su precisión. Después se minimizan las diferencias entre tecnologías de captura para conseguir una textura uniforme y un modelo más homogéneo. También se eliminan los artefactos, identificando los elementos propios del territorio y eliminando otros, como sedimentos en suspensión, posidonia o barcos, que pueden distorsionar el resultado. Por último, se interpolan los agujeros que quedan en las zonas sin datos, aplicando técnicas específicas según el tamaño del agujero para completar el modelo.

Casos de uso destacados

Topobatimétrico

Los modelos topobatimétricos son la base de geoinformación que permite generar productos derivados como mapas de isóbatas con varias equidistancias. También se pueden utilizar como producto final para realizar simulaciones como el análisis del riesgo de inundaciones, efectos de los temporales, transporte de sedimentos, diferencias volumétricas de la arena de las playas entre diferentes fechas, etc.

Isóbatas

Los mapas de isóbatas son la información de base de las cartas marítimas. El mapa de isóbatas que se publica no tiene los elementos necesarios para ser utilizado para la navegación marítima. Se ha obtenido a partir del modelo topobatimétrico y representa la misma información pero expresada utilizando las isóbatas o líneas que unen puntos de igual profundidad para poder analizar esta información en un formato vector.

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