Geodetski Vestnik (Jan 2012)
Digitalni modeli reliefa in matematično modeliranje drobirskih tokov ; Digital terrain models and mathematical modelling of debris flows
Abstract
Matematično modeliranje je pomemben del postopka ocenjevanja nevarnosti in priprave kart nevarnosti zaradi delovanja naravnih pojavov. V raziskavi modeliranja drobirskih tokov smo uporabili licenčni matematični model Flo2D. Kakovostni podatki o topografiji terena so ključnega pomena za natančnost izračunov in torej za zanesljivost in točnost kart nevarnosti. Računska mreža modela se ustvari na podlagi vhodnih topografskih podatkov. Cilj raziskave je bil ugotoviti uporabnost javno dostopnih topografskih podatkov za podrobno modeliranje drobirskih tokov in njihova primerjava s podatki, pridobljenimi z lidarsko tehnologijo. V Sloveniji so javno dostopni podatki DMV5 in MV12,5, ki pa so žal vprašljivi glede morfološke natančnosti. Alternativa so DMR, izdelani iz podatkov aerolaserskega skeniranja, ki zaradi boljše prostorske ločljivosti omogočajo dodatne obdelave in izboljšave. Rezultati z uporabo lidarskih DMR so bolj natančni, struga na vršaju je prikazana bolj izrazito. Z natančnejšimi podatki so bolje prikazani lokalni pojavi na vršaju, ki so za izdelovanje kart nevarnosti zelo pomembni. Težava pri podatkih laserskega skeniranja je še vedno relativno visoka cena, ki pogosto otežuje uporabo bolj natančnih podatkov. Druga slabost so veliko daljši časi za izračun modela, saj kakovostnejši in bolj natančni podatki o terenu pomenijo več geometrijskih nepravilnosti oziroma višinske razgibanosti mreže na vršaju, kar pa se odraža v krajših računskih korakih modela, ki zagotavljajo stabilnost računa. Z metodami, prikazanimi v prispevku, je mogoče lidarske podatke obdelati na način, ki prinese bistveno krajše računske čase in izboljšano kakovost rezultatov modela ; Mathematical modelling is a common approach when assessing debris-flow hazards. In this study on the mathematical modelling of debris flows, we applied the widely used Flo2D model. The high accuracy of the input parameters is essential for obtaining acceptable results. The numerical grid in the area of the debrisflow movement is generated from topographic data. The aim of our research was to assess the usefulness of public data for debris flow-modelling and to compare this data to the LiDAR-derived data. In Slovenia, DEM5 and DEM12.5 are publicly available data. However, the morphological accuracy of these datasets is questionable because of their development methods and their low morphologic resolution. A better solution is LiDAR-derived data with higher resolutions and a multiple options for further improvements with different methods and algorithms. The results with LiDAR data are more accurate; the torrential channel is better expressed. One downside of LiDAR data is its high price, which prevents wider usage of more precise data. Another downside is the much longer computational times of the model. More precise data means a more agitated surface of the computational grid, which results in shorter computational steps to ensure numerical stability. Methods for LiDAR-derived DEMs improvements are proposed in this study. With modified data, computational times are much shorter and results are even more precise than with non-modified DEMs.
