Tesis doctoral de Omar Quetzalcóatl Gutiérrez Gutiérrez
La presente tesis doctoral tiene como objetivo explorar la viabilidad de aplicar mapas auto-organizativos (soms) en el estudio de la morfodinámica de playas a partir de imágenes digitales. Para cumplir estos objetivos, primero, se ha realizado una extensa revisión del estado del arte, tanto, de las imágenes digitales de playa (imdp), de la forma de obtención, características, procesamiento requerido para obtener imágenes que representen las morfología de una playa, así como de los soms, el planteamiento teórico, su aplicación en diferentes áreas, y las aplicaciones a la clasificación de imágenes digitales, entre las que destacan las aplicaciones picsom y aisompic. posteriormente se han diseñado y realizado experimentos para determinar el comportamiento de los parámetros utilizados en la bibliografía en la clasificación de imdp, así como de métricas apropiadas para la clasificación de imágenes. Los experimentos realizados incluyen procesamientos para descartar el efecto de las variaciones del nivel del mar y la restricción de la imdp a la zona de interés. Más adelante se han realizado entrenamientos usando los parámetros utilizados por las aplicaciones antes mencionadas. Estos parámetros, puesto que están basados principalmente en los valores de color, no resultaron adecuados, ya que la clasificación obtenida es debida a los tonos de las imdp que a su vez son controlados por variaciones horarias o meteorológicas principalmente. Las mejores clasificaciones se obtienen utilizando como parámetro de entrenamiento los valores de intensidad (tonos de gris) ecualizados y una vez separados los histogramas de tierra-agua. En cuanto a la métrica se han considerado medidas de similitud de alto y bajo orden de complejidad. Las medidas de alto orden de complejidad se descartaron debido al elevado tiempo de cálculo requerido para realizar cada iteración del entrenamiento. Entre las medidas de bajo orden, la correlación proporcionó ligeras mejoras en cuanto a la clasificación obtenida usando la distancia euclidiana. una vez determinadas las condiciones más adecuadas para realizar la clasificación de las imdp se planteo una metodología de trabajo que puede ser aplicada a cualquier colección de imdp. La metodología incluye tres partes, en la primera las imdp son preparadas para el entrenamiento, esto incluye la selección del área de interés, la eliminación de los efectos de la marea, la transformación de imágenes de color a valores de intensidad, la ecualización y la separación de los histogramas. La segunda parte corresponde al entrenamiento del mapa y finalmente se reconstruye una serie de evolución. la metodología diseñada se utilizó para analizar las colecciones de imágenes de dos playas. La primera, el puntal en santander, que es una playa macromareal en la que se forman barras, y la segunda, la barceloneta en barcelona, que es una playa micromareal para evaluar la variación de la posición de la línea de costa en el caso de la playa del puntal, la clasificación óptima se encontró usando un mapa de 11×11 unidades, con un error medio del 22%, sin embargo este se redujo, hasta un 10%, por medio de una inspección visual solo en los grupos donde el error se localizaba. A los grupos del mapa les fue asigando un estado morfodinámico del modelo de wright y short, 1984 y se reconstruyó la serie de evolución. Se encontró que los estados más frecuentes son los intermedios, rbb con 23%, tbr el 25% y ltt el 21% del tiempo analizado. El estado reflejante se mantiene durante un 15% y los estados energéticos disipativo y lbt se mantienen durante un 8% del tiempo cada uno. se realizó una clasificación visual de las imdp y se encontró una correlación del 88% entre ambas series, con la diferencia que en la serie obtenida de los soms solo se clasificaron 121 imdp mientras que en la visual se analizaron 580 imdp. en la playa de barceloneta, se encontró la clasificación más adecuada usando un mapa de 8×7 unidades. A este mapa, ya que el numero de prototipos es pequeño y para observar pequeñas variaciones, se determinó a cada prototipo una línea de costa. La línea de costa se determinó digitalizando directamente la costa desde el prototipo, aunque cualquier técnica puede ser aplicada aquí. El porcentaje en que la linea de costa del prototipo no representa a las imdp clasificadas es de un 7%, estas, ya que se encuentran distribuidas aleatoriamente y por simplicidad, fueron descartadas de los resultados. Para determinar la precisión de la línea de costa asignada a cada imdp, se seleccionaron aleatoriamente un 10% de las imágenes, a las que se determino nuevamente la línea de costa usando el mismo método y se compararon los resultados. Se encontró que la diferencia promedio entre ambas líneas de costa es menor a 5 mts. Con los resultados de la técnica se encontró que la playa estacionalmente tiene avances y retrocesos del orden de los 10 mts, también se detectaron los rellenos realizados en 2004 y 2006, así como los cambios producidos por la construcción del dique exento al final del periodo analizado.
Datos académicos de la tesis doctoral «Desarrollo de una metodología para el estudio de la morología de playas basado en mapas auto-organizativos de imágenes digitales«
- Título de la tesis: Desarrollo de una metodología para el estudio de la morología de playas basado en mapas auto-organizativos de imágenes digitales
- Autor: Omar Quetzalcóatl Gutiérrez Gutiérrez
- Universidad: Cantabria
- Fecha de lectura de la tesis: 21/10/2011
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Raúl Medina Santamaría
- Tribunal
- Presidente del tribunal: Fernando javier Mendez incera
- Andrés Fernando Osorio arias (vocal)
- Jorge Guillén aranda (vocal)
- enrique Peña gonzalez (vocal)