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Assessing the Performance of a Low-Cost Method for Video-Monitoring the Water Surface and Bed Level in the Swash Zone of Natural Beaches

Journal

Remote Sensing

Institución

Universidad Técnica Federico Santa María, Pontificia Universidad Católica de Chile

Disciplina

Ingeniería Civil

afiliacion

Raimundo Ibaceta 1, *, Rafael Almar 2 , Patricio A. Catalán 1,3,4 , Chris E. Blenkinsopp 5, Luis P. Almeida 6 and Rodrigo Cienfuegos 3,7

1 Departamento de Obras Civiles, Universidad Técnica Federico Santa María, Valparaíso, 2390123, Chile; patricio.catalan@usm.cl

2 IRD-LEGOS, Laboratoire d’Études en Géophysique et Océanographie Spatiales, UMR 5566, CNRS/IRD/UPS, Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), 14 Avenue Edouard Belin, Toulouse 31400, France; rafael.almar@ird.fr

3 Centro Nacional de Investigación para la Gestión Integrada de Desastres Naturales,

CONICYT/FONDAP/1511007, Santiago, 7820436,Chile; racienfu@ing.puc.cl

4 CCTVal-Centro Científico Tecnológico de Valparaíso, Valparaíso, 2390123, Chile

5 Research Unit for Water, Environment and Infrastructure Resilience (WEIR), University of Bath, Bath BA2 7AY, UK; c.blenkinsopp@bath.ac.uk

6 CNES-LEGOS, Laboratoire d’Études en Géophysique et Océanographie Spatiales, UMR 5566, CNRS/IRD/UPS, Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), 14 Avenue Edouard Belin, Toulouse 31400, France; luis.pedro.almeida@legos.obs-mip.fr

7 Departamento de Ingeniería Hidráulica y Ambiental, Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, 7820436,Chile

Abstract

Se evalúa un método para medir continuamente los niveles de lecho y agua a lo largo de un transecto transversal de postes verticales. Este método basado en la percepción remota usa imágenes de video de flujos de swash que se propagan a través de una serie de postes verticales enterrados en la superficie de la playa. Usar datasets recolectados en dos playas en Chile, el método se compara con mediciones obtenidas con instrumentos convencionales colocalizados: LiDAR y medidores de distancia ultrasónicos. La técnica actual de video swash pole muestra una buena habilidad para recuperar el nivel del lecho de la zona de swash y los niveles de agua, a la vez que proporciona la posibilidad de medir variaciones morfológicas a escalas de tiempo que varían desde grupos de ondas (decenas de segundos) hasta horas. Las discrepancias entre el video y los medidores de distancia ultrasónicos se encuentran cuando se usan escalas de tiempo cortas, tanto para eventos de deposición como de erosión, pero las tendencias de mayor duración son bien capturados.
Las elevaciones de la superficie del agua en la escala de onda por onda resultaron ser precisas para la fase de retrolavado (error de media cuadrática-error, RMSE de hasta 0,028 m, R2 hasta 0,89), en comparación con LiDAR. Sin embargo, se han encontrado discrepancias durante la fase ascendente (RMSE hasta 0.062 m, R2 hasta 0.71), cuando la influencia del polo en el flujo swash genera una sobreestimación de la superficie del agua. En general, debido a su simplicidad de implementación, bajo costo y precisión razonable, la técnica se considera adecuada para estudios de swash.

Keywords

video swash pole; image processing; swash zone dynamics; shore face; LiDAR; ultrasonic distance meter

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Catalán + Cienfuegos (2018) Assessing the Performance of a Low-Cost Method for Video-Monitoring theWater Surface and Bed Level in the Swash Zone of Natural Beaches