Estimación de batimetría y oleaje mediante percepción remota para la implementación del modelo SWAN en la Bahía de San Jose del Cabo, B.C.S.

Abstract

La información batimétrica y los parámetros del oleaje son fundamentales en la modelación numérica de la zona costera, herramienta esencial para el estudio de su dinámica. En este trabajo se plantea que en la Bahía de San José del Cabo, la batimetría puede ser estimada mediante el tratamiento de datos de sensores remotos pasivos y la implementación de redes neuronales, y los parámetros del oleaje a partir del procesamiento de datos de sensores remotos activos, para evaluar el régimen de oleaje en la zona costera a través de su integración al modelo SWAN. Para estimar la batimetría se utilizó una imagen Landsat 8 y datos in situ colectados con una ecosonda Garmin 431s, para el entrenamiento y validación de los algoritmos. Se aplicó un algoritmo basado en el cociente entre las bandas de 0.452 a 0.512 μm (azul) y de 0.533 a 0.590 μm (verde), así como un modelo difuso basado en redes neuronales (ANFIS), utilizando la banda azul, verde, de 0.640 a 0.670 μm (roja) y el cociente entre las bandas azul y verde. Para obtener los parámetros del oleaje (altura significativa [Hs], período medio [Tmw] y la dirección media [Dirmed]) se utilizaron 132 imágenes SAR Sentinel-1, colectadas al suroeste de la zona de estudio. Para la modelación numérica del oleaje se utilizó la batimetría obtenida aplicando ANFIS y los parámetros de oleaje estimados, utilizando el software Delft3D. El rango de la batimetría estimada fue de 0 a 25 m. Con ANFIS se obtuvo una R2= 0.91 y con el cociente entre bandas una R2= 0.84. El parámetro de oleaje Hs fue de 0.75 m (invierno) y de 0.50 m (verano). El rango del Tmw obtenido (11-18 s) para ambas épocas permite inferir que existe un predominio de oleaje distante al suroeste de la zona de estudio, con dirección predominante del noreste. La modelación del oleaje reflejó los procesos de asomeramiento, refracción y difracción que tienen lugar en la zona de estudio. La metodología desarrollada, apoyada en el uso de datos de fácil acceso, constituye una herramienta de soporte para el proceso de toma de decisiones en la gestión de zonas costeras.