Transcript
La Geomática Aplicada a la Prevención y Mitigación de Desastres en Zonas Urbanas
PhD. Ing. Miguel Estrada Mendoza Director de Investigación
Centro Peruano Japonés de Investigaciones Sísmicas y Mitigación de Desastres
Facultad de Ingeniería Civil Universidad Nacional de Ingeniería
GeoExpo 2012, San Isidro, Lima 22 y 23 de Marzo
Ciclo para el Manejo de Desastres
Ciclo del Disastre
Pre-evento Evento Post-Evento
Hardware
Software
Uso de Geo - Informática
Mecanismo detrás del Nacimiento de un Desastre
Riesgo ante Desastres
= Función (Peligro, Exposición, Vulnerabilidad)
Fuente:Hand Book of Total Disaster Risk Management-Good Practices, ADRC, Japan, 2005
Peligro Exposicion
Vulnerabilidad
Riesgo ante
Desastres
Sismos,
Inundación,
Tsunamis
Personas, Propiedades
Susceptibilidad a peligros naturales
3
Riesgo a
Desastres
Mecanismo para Reducir los Desastres
Peligro Exposición
Vulnerabilidad
Reubicación de Personas y propiedades
Básicamente sin cambio
pero hay “cambios
climáticos”
Incremento de la
resistencia de las
estructuras
4 Fuente:Hand Book of Total Disaster Risk Management-Good Practices, ADRC, Japan, 2005
Enfoque Metodológico para la Evaluación del Riesgo
LA MOLINA
ESTACIONES ACELEROGRAFICAS
CISMID-FIC-UNI
Estación Digital
Espectro de Respuesta de
Aceleraciones Absolutas
Sismo del 15/08/07 Componente EO
0
50
100
150
200
250
300
350
400
0.01 0.1 1 10
Periodo (Seg)
Acele
ració
n (
cm
/s2)
Amortiguamiento = 5%
Amax = 335.91 cm/s2
T = 0.51 seg
Espectro de Respuesta de
Aceleraciones Absolutas
Sismo del 15/08/07 Componente NS
0
50
100
150
200
250
300
350
400
0.01 0.1 1 10
Periodo (Seg)
Acele
ració
n (
cm
/s2)
Amortiguamiento = 5%
Amax = 387.96 cm/s2
T = 0.65 seg
Espectro de Respuesta de
Aceleraciones Absolutas
Sismo del 15/08/07 Componente EO
0
50
100
150
200
250
300
350
400
0.01 0.1 1 10
Periodo (Seg)
Acele
ració
n (
cm
/s2)
Amortiguamiento = 5%
Amax = 374.43 cm/s2
T = 0.13 seg
Espectro de Respuesta de
Aceleraciones Absolutas
Sismo del 15/08/07 Componente NS
0
50
100
150
200
250
300
350
400
0.01 0.1 1 10
Periodo (Seg)
Acele
ració
n (
cm
/s2)
Amortiguamiento = 5%
Amax = 287.64 cm/s2
T = 0.13 seg
Espectro de Respuesta de
Aceleraciones Absolutas
Sismo del 15/08/07 Componente EO
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
0.01 0.1 1 10
Periodo (Seg)
Acele
ració
n (
cm
/s2)
Amortiguamiento = 5%
Amax = 173.04 cm/s2
T = 0.21 seg
Espectro de Respuesta de
Aceleraciones Absolutas
Sismo del 15/08/07 Componente NS
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
0.01 0.1 1 10
Periodo (Seg)
Acele
ració
n (
cm
/s2)
Amortiguamiento = 5%
Amax = 175.42 cm/s2
T = 0.21 seg
CDL-CIP
SAN ISIDRO
Espectro de Respuesta de
Aceleraciones Absolutas
Sismo del 15/08/07 Componente EO
0
50
100
150
200
250
300
0.01 0.1 1 10
Periodo (Seg)
Acele
ració
n (
cm
/s2)
Amortiguamiento = 5%
Amax = 252 cm/s2
T = 0.26 seg
Espectro de Respuesta de
Aceleraciones Absolutas
Sismo del 15/08/07 Componente NS
0
50
100
150
200
250
300
0.01 0.1 1 10
Periodo (Seg)
Acele
ració
n (
cm
/s2)
Amortiguamiento = 5%
Amax = 160 cm/s2
T = 0.14 seg
CISMID
RIMAC
CALLAO
DHN
Mapa de Microzonificación Geotécnica
Distrito de Chorrillos, Lima
Sectorización del Área
Plantilla de Evaluación
INFORMACIÓN DE LA MANZANA
CÓDIGO DE LA MANZANA:
LEYENDA PARA LA CODIFICACIÓN DEL LOTE
No.Pisos (1) Material (2) Usos (3) Sistema Estructural (4) Conservación (5)
Adobe (A) Vivienda (V) S Mampostería de Arcilla Sin Refuerzo (B) Bueno
Mamposteria (M) Vivienda y Comercio (Y) M Mampostería Armada o Confinada con Diafragmas Rígidos (R) Regular
Concreto(C) Comercio (C) N Mampostería Armada o Confinada con Diafragmas Flexibles (M) Malo
Quincha (Q) Multifamiliar (M) L Construcción Informal en Albañilería
Acero (S) Policia o Bomberos (B) A Adobe y Quincha
Madera(W) Educativo (E ) C Pórticos de Concreto
Otro (O) Hospital (H) W Estructura de Concreto Armado con Placas
Industrial (I) I Pórticos de Concreto con Vanos Rigidizados con Mampostería
Baldio (B) L Estructura Celular de Concreto
Otros (O) F Pórtico de Acero Resistentes a Momento
B Pórtico de Acero Arriostrados con Diagonales
U Estructura de Perfiles Livianos
W Entramados de Madera
T Estructuras Industriales / Comerciales
*Nota:La Información de la manzana irá en plano lotizado adjunto similar al Nota 2: No Evaluado Use (X)
ejemplo de llenado que se muestra. (1) + (2) + (3) + (4) + (5) Caso Valdio Use (V)
1AVSR 1PISOS + ADOBE + USO VIVIENDA + MAMPOSTERIA DE ARCILLA SIN REFUERZO + REGULAR
Foto 5 - Numero
Foto 1 - Numero Foto 2 - Numero
Foto 3 - Numero Foto 4 - Numero
CONVENIO CISMID/FIC/UNI - MINISTERIO DE VIVIENDA COSNTRUCCION Y SANEAMIENTO
ESTUDIO DE RIESGO SISMICO DEL DISTRITO DE VILLA EL SALVADOR
Achurar lote representado
1AVMR
1AVMR
2AVMR
2CYPR
1AVMR
Achurar lote representativo
1AVM1R
1AVM1R1AVM1R
1AVSR2MCMB
2SVSR
1AVSR
3MMMB
Elaboración de la Geodatabase - Muestreo
Integración de datos: Geodatabase
Escenario Sísmico: Mapa de Riesgo
Identificación de Niveles Socio-Económicos Landsat – 1997 (MultiSpectral – 30m)
Japan-Peru Center for Earthquake Engineering and Disaster Mitigation
Uso del suelo estimado a partir de Imágenes Satelitales Ópticas
10km
Imagen Landsat (15m-resolución) Observada en 2002/1/17
Lima, Peru
Mapa del Uso del Suelo Estimado por Clasificación Supervisada
Congested housing area
Built-up area with large buildings
Vegetated area
Mountain (Higher)
Mountain (Lower)
Water
Precisión de la clasificaciónn podría mejorarse usando datos supervisados y un modelo digital de elevación (DEM). Del análisis multitemporal de imágenes Landsat, el crecimiento de áreas urbanas puede ser evaluado. (H. Miura)
IKONOS – 2002 (MultiSpectral – 4m)
Japan-Peru Center for Earthquake Engineering and Disaster Mitigation
8th IWSonRS4DM - 15
IKONOS – 2002 (Panchromatic – 1m)
Japan-Peru Center for Earthquake Engineering and Disaster Mitigation
8th IWSonRS4DM - 16
IKONOS – 2002 (Pansharpened – 1m)
Japan-Peru Center for Earthquake Engineering and Disaster Mitigation
8th IWSonRS4DM - 17
WorldView-2 – 2010 (MultiSpectral – 2m)
Japan-Peru Center for Earthquake Engineering and Disaster Mitigation
8th IWSonRS4DM - 18
WorldView-2 – 2010 (Panchromatic – 0.5m)
Japan-Peru Center for Earthquake Engineering and Disaster Mitigation
8th IWSonRS4DM - 19
WorldView-2 – 2010 (Pansharpened – 0.5m)
Japan-Peru Center for Earthquake Engineering and Disaster Mitigation
8th IWSonRS4DM - 20 Gram-Schmidt Spectral Sharpening Method
Información Espectral IKONOS vs. WorldView-2
Japan-Peru Center for Earthquake Engineering and Disaster Mitigation
4 Bandas Multiespectrales
Información Espectral IKONOS vs. WorldView-2
Japan-Peru Center for Earthquake Engineering and Disaster Mitigation
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
350 450 550 650 750 850 950 1050
Rel
ativ
e R
espo
nse
Wavelength (nm)
Worldview 2 - Relative Spectral Radiance Response
Band 01 (Coastal) Band 02 (Blue) Band 03 (Green) Band 04 (Yellow) Band 05 (Red)
Band 06 (Red edge) Band 07 (NIR 1) Band 08 (NIR 2) Band Panchro
8 Bandas Multiespectrales
Área de Estudio – La Molina, Lima
Japan-Peru Center for Earthquake Engineering and Disaster Mitigation
Diferentes Tipos de Uso de Suelo
Japan-Peru Center for Earthquake Engineering and Disaster Mitigation
8th IWSonRS4DM - 24
Diferentes Tipos de Uso de Suelo
Japan-Peru Center for Earthquake Engineering and Disaster Mitigation
8th IWSonRS4DM - 25
Diferentes Tipos de Uso de Suelo
Japan-Peru Center for Earthquake Engineering and Disaster Mitigation
8th IWSonRS4DM - 26
Clasificación Supervisada
Japan-Peru Center for Earthquake Engineering and Disaster Mitigation
Clasificación Supervisada de Imágenes Digitales: Área de entrenamiento + Método de Clasificación
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
Band 1 Band 2 Band 3 Band 4 Band 5 Band 6 Band 7 Band 8
DN
Bands
Min Max Mean -1 Std +1 Std
Clasificación Supervisada
Método de Clasificación: Mapeador de Ángulo Espectral (Spectral Angle Mapper)
La reflectancia espectral de un píxel puede ser representada por un vector en un espacio n-dimensional.
El ángulo espectral q Es una clase de correlación
n
i
i
n
i
i
n
i
ii
rt
rt
1
2
1
2
11cosq
Donde: n = número de bandas t = valor actual del espectro (DN) r = espectro de referencia (DN)
Resultados
Método de Clasificación: Spectral Angle Mapper Classification
El modelo de clasificación inclusive puede ser usado para delinear las piscinas
Good agreement between classification and real Image data
Transferencia de Datos Raster a vector (GIS)
Japan-Peru Center for Earthquake Engineering and Disaster Mitigation
Mismo Procedimiento para NDVI (De raster a vector)
Japan-Peru Center for Earthquake Engineering and Disaster Mitigation
Verificación en Sitio
Japan-Peru Center for Earthquake Engineering and Disaster Mitigation
On site verification
Japan-Peru Center for Earthquake Engineering and Disaster Mitigation
On site verification
Japan-Peru Center for Earthquake Engineering and Disaster Mitigation
Sensor PRISM (Información Topográfica)
• PRISM: Panchromatic Remote-sensing Instrument for Stereo Mapping.
• Radiómetro Pancromático de 2.5 m de resolución espacial.
• Tiene 3 cámaras independiente, adquiriendo información al mismo tiempo.
• A través del procesamiento se puede obtener modelos 3D de alta presición.
Generación Modelo 3D
Back
Nadir
Forward
3D Model
Data acquisition model
CISMID-FIC-UNI Proyecto MVCS-BID
3D Modeling
Integración RS – GIS – DEM (PRISM) (Ciudad 3d)
Japan-Peru Center for Earthquake Engineering and Disaster Mitigation
Inventario: Uso del Suelo Tambo de Mora - Chincha
Inventario: Material de Construcción Tambo de Mora - Chincha
Inventario: Número de Pisos Tambo de Mora - Chincha
Simulación de Inundación por Tsunami
Levantamiento de Información (Video + GPS)
El Sismo de Pisco del 15 de Agosto de 2007
• El 15 de agosto de 2007 a las 6:40 pm hora local, el sur del Perú fue afectado por un sismo con magnitud de momento de Mw = 8.0 (NEIC).
• El epicentro se localizó a 70 km en dirección oeste nor-oeste de la ciudad de Chincha, estando su foco localizado a una profundidad de 39 km.
• La intensidad máxima evaluada en la escala de Mercalli Modificada (MM) fue de VII.
Zona Afectada por el Sismo
Efectos del Sismo
Efectos del Sismo
Efectos del Sismo
Ventajas del Uso de Imágenes Satelitales
• Cubren una vasta de la superficie terrestre
• Se cuenta con información histórica (imágenes pre-evento)
• Adquisición Periódica (cuarta dimensión)
• Información espectral (quinta dimensión)
• Varios satélites (Landsat, ASTER, Spot, etc.)
• Precio razonable de la información
Flujo del Procesamiento de Imágenes Digitales
Conversión A/D
de fotografías análogasConversión D/D
de imágenes satelitales
Información digital (imágenes)
Corrección radiométrica
Corrección geométrica
Transformación Clasificación
Salida análoga Base de datos digital
Ingreso de la imagen
Pre-procesamiento
Imagen de salida
Procesamiento
Definición
del problema
Imágenes Adquiridas Imagen Pre-Evento 03 de junio 2007
Satélite: Quickbird Resolución espacial: 2.4m multiespectral
0.60m pancromática
Imágenes Adquiridas Imagen Post-Evento 27 de agosto 2007
Satélite: Quickbird Resolución espacial: 2.4m multiespectral
0.60m pancromática
Mejoramiento de Imágenes
Color verdadero ~ 2.4m Bandas 3, 2 y 1 (RGB)
Imagen de color mejorada Imagen Pancromática ~ 0.6m
Comparación Imagen Satelital vs. Fotografía Aérea
Información Satelital + GIS
Información Satelital + GIS (Bases de Datos)
Información multimedia
vinculada a la base de datos
PISCO
Niveles de Daño
Grave o colapso Severo Leve Sin daños
Zonas de Refugio
Zonas de Refugio
Uso de la Información Multiespectral
El Índice de Vegetación de la diferencia normalizada (NDVI) permite localizar lugares donde existe la presencia de vegetación o lugares húmedos. Estos lugares pueden representar niveles freáticos cercanos a la superficie. El NDVI se define por:
redir
redirNDVI
Uso de la Información Multiespectral
Uso de la Información Multiespectral
Mapa de Riesgo Sísmico Escenario: Sismo del 15/08/2007
Mapa de Riesgo Sísmico Escenario: Sismo del 15/08/2007
Dr. Carlos Zavala Dr. Zenón Aguilar
Mapa de Riesgo Sísmico Escenario: Luego de la Reconstrucción
Dr. Carlos Zavala Dr. Zenón Aguilar
Mapa Ubicación de Sondajes
Dr. Zenón Aguilar
Ensayos de Medición de Ondas de Corte – MASW (Análisis Multiespectral de Ondas Superficiales)
EXPLORACIÓN GEOFÍSICA EN LA CIUDAD DE PISCO
Plaza de Armas – San Andres
Av. Las Américas - Pisco
Dr. Zenón Aguilar
Mapa de Microzonificación Geotécnica de Pisco
Dr. Zenón Aguilar
Zonificación para la Gestión del Riesgo
Arq. Victoria Ramos
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