Casos d'ús: de la dada a la usabilitat, Jordi Marturià i Òscar Mora (ICGC), jornada "De la dada satèl·lit radar a la informació de moviment del terreny" (22/06/2023).

1. De la dada
satèl·lit radar a
la informació
de moviment
del terreny
Casos d'ús: de la dada a la usabilitat
Presentat per Jordi Marturià

2. Disminució del risc a través del coneixement
26/6/2023 Institut Cartogràfic i Geològic de Catalunya 2
El risc dels moviments del terreny
❑ Danys a les propietats i infraestructures: poden causar danys significatius a edificis, carreteres, ponts, línies
elèctriques. Això pot resultar en pèrdues econòmiques importants per a les persones i les comunitats
afectades.
❑ Interrupció de la mobilitat: poden tallar les carreteres, les vies fèrries i altres mitjans de transport, fet que
dificulta la mobilitat i l'accés als serveis.
❑ Interrupció de serveis bàsics.
❑ Pèrdua de vides humanes: poden causar la pèrdua de vides humanes si les persones es troben al lloc on
es produeix. En alguns casos son fenòmens que alliberen gran un quantitat d’energia i que passen a
velocitats molt altes donant poc temps de reacció.

3. 26/6/2023 Institut Cartogràfic i Geològic de Catalunya 3
❑ Caracterització del fenomen
• Ajuda a definir límits de l'àrea afectada
• Mesurant la deformació superficial: magnitud, velocitat, variabilitat espacial i temporal
❑ Integració amb d’altres tècniques de mesura: permet validar i contrastar resultats
❑ Integració amb informació geològica, hidrogeològica, geofísica i geotècnica: identificació de l’origen i
comportament,
determinació dels mecanismes de desencadenament i evolutius.
❑ Modelització: integració en models numèrics per establir l’evolució i perillositat del fenomen
❑ Monitorització de les mesures establertes i establiment de protocols
Disminució del risc a través del coneixement
Tècniques interferomètriques (InSAR)

4. Fenòmens considerats
26/6/2023 Institut Cartogràfic i Geològic de Catalunya 4
Despreniments
Fluxos
Lliscaments
Enfonsaments (subsidència
i col·lapses)
Retrocés d’escarpaments
Erosió i deposició
Problemàtiques geotècniques
(expansivitat)
Problemàtiques geotècniques
(rebliments)
❑ Distribució i taxés del moviment detectat
❑ Evolució temporal del moviment
Geodinàmica interna: deformacions de l’escorça associades a
terratrèmols i vulcanisme
Geodinàmica
externa
+ -

5. Monitoratge del moviment del terreny
26/6/2023 Institut Cartogràfic i Geològic de Catalunya 5
La velocitat del fenomen i les possibilitat d’actuació
Nivell de
Velocitat
Descripció Velocitat (mm/s) Velocitat típica Capacitat de Resposta
7 Extremadament
ràpid
> 5 x 10^3 > 5 m/s Nul·la
6 Molt ràpid > 5 x 10^1 > 3 m / min Nul·la
5 Ràpid > 5 x 10^-1 > 1.8 m/ h Evacuació
4 Moderat > 5 x 10^-3 > 13 m / mes Evacuació
3 Lent > 5 x 10^-5 > 1.6 m / any Planificació / evacuació
2 Molt lent > 5 x 10^-7 > 16 mm/any Planificació / evacuació
1 Extremadament
lent
Seguiment
Fell et all (2005) Landslides risk management

6. Fenòmens considerats
26/6/2023 Institut Cartogràfic i Geològic de Catalunya 6
Subsidència i col·lapses
L’esfondrament és el moviment vertical d’una massa rocosa, de dimensions variables, que baixa respecte el
seu nivell anterior o al de les masses circumdants. Els esfondraments van sovint lligats a l’existència o
formació de cavitats subterrànies.
Subsidència quan la velocitat del fenomen es lenta.
Col·lapse quan la velocitat del fenomen es ràpida
Barbera de la Conca

7. Fenòmens considerats
26/6/2023 Institut Cartogràfic i Geològic de Catalunya 7
Lliscaments
És un moviment massiu de sòl o de roques,
en un vessant o en un desmunt, per l’acció
de la gravetat.
C-17 Centelles

8. Fenòmens considerats
26/6/2023 Institut Cartogràfic i Geològic de Catalunya 8
Despreniments i bolcades
ZONA DE SORTIDA
ZONA DE TRAJECTE I ARRIBADA
Descomposició de la massa rocosa inicial
Fragmentació dels blocs
Un despreniment és la caiguda d’una roca o sòl, principalment per efecte
de la gravetat, a favor de determinades discontinuïtats.
Aquests fenòmens es consideren tant en vessants naturals com en
talussos d’origen antròpic.

9. Monitorització: avantatges i limitacions
26/6/2023 Institut Cartogràfic i Geològic de Catalunya 9
Tècniques interferomètriques (InSAR)
❑ Cada punt actua com un sensor que mesura canvis en la topografia del terreny.
❑ Sèries temporals de moviment per cada punt de mesura.
❑ Gran volum de punts de informació en condicions optimes.
❑ Mesura de la deformació de grans àrees ràpidament i a un baix cost, en comparació amb altres tècniques
de monitoratge in situ.
❑ Possibilitat de recuperar mesures en el passat.

10. 26/6/2023 Institut Cartogràfic i Geològic de Catalunya 10
TerraSAR-X 2010-2011
ENVISAT 2003-2010
ERS 1996-2000
Sentinel 2015-2023

11. Monitorització: avantatges i limitacions
26/6/2023 Institut Cartogràfic i Geològic de Catalunya 11
Tècniques interferomètriques (InSAR)
❑ No es mesuren tots els punts del terreny (decorrelació temporal, ombres)
❑ Diferents nivells de qualitat en els punts de mesura (paràmetres de qualitat disponibles)
❑ Resolució espacial de Sentinel-1 (5 x 20 metres)
❑ Una mesura cada 6/12 dies, insuficient per sistemes d’alerta ràpida
❑ Moviments molt intensos o amb un alt gradient espacial no es poden mesurar (franja de fase 2,8 cm)

12. Monitorització: avantatges i limitacions
26/6/2023 Institut Cartogràfic i Geològic de Catalunya 12
Tècniques interferomètriques (InSAR)
❑ L'anàlisi de les dades de moviment del terreny obtingudes per interferometria radar requereix
coneixement expert per interpretar correctament els seus resultats.
❑ Les dades satel·litals reflecteixen moviments de la superfície del terreny, però no aporten informació del
moviment com a generador de risc: no aporta informació sobre el fenomen que el produeix ni sobre la
seva potencial afectació a béns o persones.
❑ La tècnica InSAR presenta limitacions que no permeten cobrir de manera homogènia el territori, entre
les quals cal destacar les següents: (1) la coherència del senyal, (2) la direcció dels moviments del
terreny i (3) la zona d'ombra del senyal.

13. 26/6/2023 Institut Cartogràfic i Geològic de Catalunya 13
Monitoratge Vall Salada (Cardona) en continu
Monitoratge C-17 (Centelles) en continu
Monitorització: en continu
Seguiment en zones d’especial interès

14. Anàlisi ràpida del risc geològic a escala territorial
26/6/2023 Institut Cartogràfic i Geològic de Catalunya 14
Generació de mapes d’àrees de deformació activa
Característiques:
• Polígons amb moviments significatius
• Similitud temporal del moviment
• Màxima distancia entre punts (50 m)
• Mínim nombre de punts (4)
El processat interferomètric a escala territorial genera milions de punts amb informació de moviment
(punts PSI). Per facilitar la seva interpretació es generen les Àrees de Deformació Activa (ADA) mitjançant
l’agregació de punts amb comportaments similars que permet reduir molt les zones a identificar.

15. 26/6/2023 Institut Cartogràfic i Geològic de Catalunya 15
❑ Estimació del capacitat del dany del moviment (velocitat del moviment per Sentinel-1)
❑ Estimació fenomen causant (Mapa Geològic i Model Digital Elevacions)
❑ Identificació de la vulnerabilitat física (Mapa de cobertes del sòl)
❑ Generació de informes per la presentació de resultats.
Anàlisi ràpida del risc geològic a escala territorial
Identificació del risc potencial per moviments del terreny

16. Anàlisi ràpida del risc geològic a escala territorial
26/6/2023 Institut Cartogràfic i Geològic de Catalunya 16
Identificació del risc potencial per moviments del terreny

17. Anàlisi ràpida del risc geològic a escala territorial
26/6/2023 Institut Cartogràfic i Geològic de Catalunya 17
Clase Pendiente
1 2 3 4 5 6
Geología
Desl
1 N N N S N N
2 N N S S N N
3 N S S S N N
Geología
Desp
1 N N N N N S
2 N N N N S S
Identificació del risc potencial per moviments del terreny
Lliscaments Pendent Classe
3 - Alta 25º-45º 4,5
2 - Mitjana >15º 3
1 - Baixa >5º 2
0 - Per sobre de 45º s'ha de considerar sempre com a
despreniments.
>45º
Despreniments Pendent Classe
2 - Alta >45º 6
1 - Mitjana >35 5
0 - Per sota de 35º s'ha de considerar sempre com a
lliscaments.
<35º
Enfonsaments Pendent Classe
3 - Alta < 5º 1
0 - Per sobre de 5 s'ha de considerar sempre com a
lliscaments
>5º
Propensió Descripció
3 - Alta Dipòsits quaternaris de lliscaments d'unitats lutítiques plàstiques.
2 - Mitjana
Unitats on predominen les lutites plàstiques (silurianes, triàsiques i garumnianes)
i dipòsits de lliscaments en general.
1 - Baixa Unitats on predominen les lutites i les formacions superficials no fonamentades.
0 – No es
considera
Resta Unitats
Propensió Descripció
2 - Alta Unitats de roques massives.
1 - Mitjana Unitats amb alternança de roques massives i toves.
0 – No es considera Resta Unitats
Classe Pendent
< 5º 5º – 15º 15º – 25º 25º – 35º 35º – 45º > 45º
1 2 3 4 5 6
Vulnerabilitat Ús
3 - Alta Zones urbanitzades.
2 - Mitjana Vies de comunicació.
1 - Baixa Zones agrícoles, etc.
0- No es considera Espais naturals.

18. 26/6/2023 Institut Cartogràfic i Geològic de Catalunya 18
Anàlisi ràpida del risc geològic a escala territorial
Identificació del risc potencial per moviments del terreny

19. 26/6/2023 Institut Cartogràfic i Geològic de Catalunya 19
Anàlisi ràpida del risc geològic a escala territorial
Identificació del risc potencial per moviments del terreny

20. 26/6/2023 Institut Cartogràfic i Geològic de Catalunya 20
Característiques:
❑ Estimació Perillositat per deformacions del terreny (Sentinel-1)
❑ Valoració de la Vulnerabilitat física dels elements: corbes de fragilitat
❑ Valoració econòmica: base de dades PostGIS amb edificis del cadastre i
carreteres i vies de ferrocarril del OpenStreetMap.
❑ Integració de tots els processos d'actualització i càlcul en un formulari.
❑ Generació de informes de QRA para la presentació de resultats.
RQRAI es una eina QGIS per la Anàlisi Quantitativa del Risc (QRA) per moviments
del terreny, en base a dades regionals de interferometria radar.
Anàlisi ràpida del risc geològic a escala territorial
Anàlisi quantitativa del risc potencial per moviments del terreny

21. 26/6/2023 Institut Cartogràfic i Geològic de Catalunya 21
El càlcul de l’acció es valora assignant la perillositat com intensitat deformació (v) de las Àrees de Deformació
Activa (ADA) obtingudes amb dades de la interferometria (Sentinel-1).
Càlcul del dany es basa en la combinació entre la intensitat o velocitat de deformació del terreny de las Àrees
de Deformació Activa (ADA) i les corbes de fragilidad
TIPOLOGIA
EDIFICACIO
PERÍODE
(ANY)
ESTRUCTURA DEL EDIFICI
RESISTENCIA
(a partir de Heinimann,
1999)
A ≤1950
Estructures lleugeres
(apuntalament simple) y mixtes
(formigó i apuntalament)
Baixa a mitja
B
1951 –
1970
Formigó i murs de maó Mitja
C >1970
Formigó y murs de totxana /
Formigó armat
Mitja a alta
INTENSITAT ADA VELOCITAT MITJANA (mm / ANY)
I1 - Bixa < 16
I2 – Mitja 16 - 32
I3 – Alta > 32
TIPOLOGIA DE EDIFICACIÓN
A B C
INTENSIDAD
ADA
I1 0,1 (S) 0,05 (S) 0,01 (S)
I2 0,2 (F) 0,1 (S) 0,05 (S)
I3 0,4 (E) 0,2 (F) 0,1 (S)
Edifici tipus A < 1950,
Resistència baixa-mitja
Edifici tipus B 1951-
1970 Resistència mitja
Edifici tipus C >1970
Resistència mitja- alta
Anàlisi ràpida del risc geològic a escala territorial
Anàlisi quantitativa del risc potencial per moviments del terreny

22. 26/6/2023 Institut Cartogràfic i Geològic de Catalunya 22
Anàlisi ràpida del risc geològic a escala territorial

23. Casos en àmbit local
26/6/2023 Institut Cartogràfic i Geològic de Catalunya 23
❑ Barri de l’Estació de Sallent
❑ Estació Depuradora Aigües Residuals de Súria
❑ Nucli de Constantí
❑ Can Boada a Palau-Solità i Plegamans
❑ Delta de l’Ebre
Exemples d’us de la interferometria radar en estudis de subsidència

24. Sallent: barri de l’Estació
26/6/2023 Institut Cartogràfic i Geològic de Catalunya 24
Extensió i avaluació dels moviments
❑ La tècnica DinSAR va permetre determinar la zona de deformació mes enllà de les xarxes de control
clàssiques.
❑ El catàleg imatges històriques ERS-ENVISAT (des del 1992) va permetre identificar l'existència de
deformacions prèvies a la implementació de la xarxa de d'anivellació (1997).
❑ S’ha pogut constatar una bona correlació entre les mesures obtingudes per les tècniques DInSAR i
GBSAR i les xarxes d’anivellació d’alta precisió.
❑ La combinació del coneixement geològic del subsol i les mesures de deformació en models numèrics que
permeten avaluar possibles escenaris evolutius del fenomen que generen els moviments verticals del
terreny.
L'aparició d’esquerdes en els edificis del barri l’Estació als anys 90 es va relacionar amb l’existència d’una
antiga mina i cavitats en el subsòl que va portar a la implementació d’un pla de emergència (PROCICAT
SALLENT) i posterior evacuació i enderrocament dels edificis del barri.

25. Sallent: barri de l'Estació
26/6/2023 Institut Cartogràfic i Geològic de Catalunya 25

26. EDAR Súria
26/6/2023 Institut Cartogràfic i Geològic de Catalunya 26
Evolució dels moviments i localitzar zones sense deformació
❑ Identificar zones sense o amb poca deformació per estendre les xarxes d’anivellació d’alta precisió amb la
finalitat de traslladar estructures sensibles.
❑ Conèixer l'evolució anterior (des del 2015) de la deformació del terreny prèvia a la implementació de la
xarxa de d'anivellació.
❑ Identificar un interval temporal en que es produeix una inflexió, a partir de la qual hi ha un augment
generalitzat de l'enfonsament.
❑ Constatar una bona correlació entre els resultats de les tècniques DInSAR i de les xarxes d’anivellació
d’alta precisió.
Aparició de bòfies properes a l'EDAR i moviments del terreny que han afectat algunes estructures. Se situa
sobre terreny al·luvials del riu Cardener que es troben sobre la unitat de salina de Cardona (18 i 20 m de
profunditat). L'anàlisi interferomètrica ha permès:

27. EDAR Súria
26/6/2023 Institut Cartogràfic i Geològic de Catalunya 27

28. Constantí: Anàlisi distorsió angular
26/6/2023 Institut Cartogràfic i Geològic de Catalunya 28
Les àrees que presenten moviment poden generar distorsions angular, especialment sensible en zones
urbanes. L’aspecte més crític de la distorsió angular és que s’acumula amb el temps i per tant per a analitzar
els danys potencials cal projectar el seu efecte en el temps.
❑ La tècnica DinSAR va permetre establir les taxes de deformació (Sentinel 2015-2017) i establir una mapa
de distorsió angular.
❑ Es va poder correlacionar l’inventari de danys en edificis elaborat per ajuntament amb el mapa de distorsió
angular.
❑ Es va poder generar escenaris a 50 anys de la potencial evolució de la distorsió angular per avaluar el seu
risc.
Danys a edificacions pel comportament expansiu que presenten les argiles
terciàries

29. Constantí: Anàlisi distorsió angular
26/6/2023 Institut Cartogràfic i Geològic de Catalunya 29
Distorsió angular Límits establerts per les diferents situacions
1/150
Esquerdes importants en parets.
Límit de seguretat en parets flexibles de maó (h/l <1/4).
Límit en què es presenten danys estructurals en edificis
convencionals.
Deformacions importants en pòrtics estructurals
1/250
Límit en què els edificis esvelts rígids presenten girs que es
noten a simple vista
1/300
Límit en què s’esperen esquerdes a les parets.
Límit en què els ponts-grua comencen a tenir dificultats per
funcionar.
1/500
Límit de seguretat per a prevenir esquerdes als edificis
convencionals.
1/600 Límit de risc per estructures arriostrades per triangulació
1/750
Límit per començar a tenir dificultats amb maquinària
sensible als assentaments

30. Palau-solità i Plegamans
26/6/2023 Institut Cartogràfic i Geològic de Catalunya 30
Delimitació de la perillositat geològica de les zones afectades per subsidència
❑ Les dades de satèl·lit ERS (període 1996-2000) van confirmar l’absència de moviment associat a la falla i
van mostrar moviments d’ascens del terreny (al SE de la falla), que es podrien associar a una recuperació
dels aqüífers. Les dades de satèl·lit ENVISAT (període 2003-2010) van confirmar l’absència de moviment
associat a la falla (mostren lleugers moviments molt propers a la resolució de la tècnica). Les dades de
satèl·lit d’alta resolució TerrSAR-X (període 2010-2011) van mostrar moviments similars als del ERS.
❑ S’observa que la zona del bloc sud de la falla que correspon al polígon Can Boada Vell, que en el període
analitzat (1996-2012) es produeix un lleu moviment d’ascens, mentre que els moviments detectats al bloc
nord de la falla, es poden considerar imperceptibles.
❑ Els resultats obtinguts amb les imatges del satèl·lits són congruents amb els obtinguts en les campanyes
d’anivellació topogràfica.
❑ Es correspon amb una zona amb on es produeixen moviments del terreny de forma més o menys
continuada en el temps, amb magnituds variables.
L’aparició de nombroses esquerdes tant en habitatges com en naus industrials i carrers entre l’any 1990 i
1991 a la zona de Can Boada, possiblement associat a la presència d’una falla i al descens sobtat del nivell
piezomètric va portar a establir una zonificació de la perillositat a incloure en el POUM.

31. Palau-solità i Plegamans
26/6/2023 Institut Cartogràfic i Geològic de Catalunya 31

32. 26/6/2023 Institut Cartogràfic i Geològic de Catalunya 32
Subsidència Delta de l’Ebre
Avaluació de les zones vulnerables a la subsidència
❑ La tècnica DinSAR va permetre establir les taxes de subsidència històrica (ERS-ENVISAT 1992-2010).
❑ Les imatges Sentinel van permetre incrementar els punts de mesura, i la instal·lació de reflectors artificials
va permetre assegurar punts de mesura de bona qualitat en zones d’alta decorrelació temporal.
❑ Es va poder mesurar i establir una correlació amb els factors que condicionen la subsidència per definir
una zonificació de la subsidència al delta.
Monitorització i anàlisis de subsidència a partir de interferometria radar diferencial per identificar la distribució i
les taxes de subsidència, tant històrica (ERS, ENVISAT, ALOS-1) com actual (SENTINEL-1).

33. 26/6/2023 Institut Cartogràfic i Geològic de Catalunya 33
Subsidència Delta de l’Ebre
ERS-ENVISAT 1992-2010
QH20

34. Moltes Gràcies !
Parc de Montjuïc,
E-08038 Barcelona
41º22’12” N, 2º09’20” E (ETRS89)
www.icgc.cat
icgc@icgc.cat
twitter.com/ICGCat
facebook.com/ICGCat
Tel. (+34) 93 567 15 00
Fax (+34) 93 567 15 67
Institut Cartogràfic i Geològic de Catalunya

35. Institut
Cartogràfic i
Geològic
de Catalunya
Parc de Montjuïc,
E-08038 Barcelona
41º22’12” N, 2º09’20” E (ETRS89)
www.icgc.cat
icgc@icgc.cat
twitter.com/ICGCat
facebook.com/ICGCat
Tel. (+34) 93 567 15 00
Fax (+34) 93 567 15 67