A multiscale approach to assess geomorphological processes in a semiarid badland area (Ebro Depression, Spain)

Abstract

En este documento, se evaluaron tres métodos (escáner láser terrestre (TLS), estructura terrestre de fotogrametría de movimiento (SfM) y fotogrametría de SfM aérea con un vehículo aéreo no tripulado (UAV)) y se compararon para producir nubes de puntos de alta resolución y modelos digitales de elevación ( DEMs) en un área semiárida y compleja de Badland (Los Aguarales) con actividades turísticas. Los procesos geomorfológicos y la dinámica se estudiaron a diferentes escalas espaciales. Los resultados preliminares mostraron las posibilidades de un enfoque multiescala, utilizando diversas técnicas no invasivas, para evaluar los procesos geomorfológicos. La alta resolución de las nubes de puntos, obtenida con TLS y fotogrametría SfM terrestre, permitió la identificación preliminar de numerosos detalles espaciales, aunque no se detectaron cambios topográficos relevantes durante un corto período de primavera húmeda (con precipitaciones de 200 mm). Las imágenes de UAV permitieron trabajar a escalas más grandes (captación), mapear características de tuberías, y podrían considerarse una herramienta valiosa para la adquisición de datos de áreas más grandes en el tiempo. La aplicación de diferentes tecnologías y un enfoque multiescala para generar DEM de alta resolución es una técnica útil para llevar a cabo estudios geomorfológicos en áreas semiáridas de tierras baldías. Sin embargo, serán necesarios estudios a largo plazo para verificar la idoneidad de estas técnicas en paisajes tan complejos y cuantificar los cambios topográficos y las tasas de erosión. Finalmente, la información obtenida con estas herramientas podría usarse para promover el área de estudio como un geomorfosita interesante con oportunidades para el turismo.

In this paper, three methods (Terrestrial Laser Scanner (TLS), terrestrial Structure from Motion photogrammetry (SfM) and aerial SfM photogrammetry with an Unmanned Aerial Vehicle (UAV)) were evaluated and compared to produce high resolution point clouds and Digital Elevation Models (DEMs) in a semiarid, complex badland area (Los Aguarales) with tourism activities. Geomorphological processes and dynamics were studied at different spatial scales. The preliminary results showed the possibilities of a multiscale approach, using various non-invasive techniques, to assess geomorphological processes. The high resolution of the point clouds, obtained with TLS and terrestrial SfM photogrammetry, allowed preliminary identification of numerous spatial details, although no relevant topographical changes were detected during a short, wet spring period (with rainfall of 200 mm). UAV images allowed work at larger scales (catchment), mapping piping features, and could be seen as a worthwhile tool for time-effective data acquisition from larger areas. The application of different technologies and a multiscale approach to generate high resolution DEMs is a useful technique when carrying out geomorphological studies in semiarid badland areas. However, long term studies will be necessary to verify the suitability of these techniques in such complex landscapes, and quantify topographical changes and erosion rates. Finally, the information obtained with these tools could be used to promote the study area as an interesting geomorphosite with opportunities for tourism.