Cuantificación Dinámica de la Erosión por Rill de Arenisca PISHA Utilizando el Método SFM-MVS Bajo Simulación de Lluvia en Laboratorio
Autores: Liu, Yuhang; Zhang, Sui; Wang, Jiwei; Gao, Rongyan; Liu, Jiaxuan; Liu, Siqi; Hu, Xuebing; Liu, Jianrong; Bai, Ruiqiang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Cuantificación Dinámica de la Erosión por Rill de Arenisca PISHA Utilizando el Método SFM-MVS Bajo Simulación de Lluvia en Laboratorio
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Astronomía
Palabras clave
Erosión del suelo
Cuenca del río Amarillo
Erosión en surcos
Sistema de observación estéreo de múltiples vistas
Simulaciones de lluvia
Dinámicas de erosión
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 7
Citaciones: Sin citaciones
La erosión del suelo es un desafío ecológico crítico en las regiones semiáridas de China, particularmente en la cuenca del río Amarillo, donde las pendientes de arenisca Pisha sufren una rápida degradación. La erosión en surcos, impulsada por la lluvia y el flujo superficial, desestabiliza las pendientes y acelera la degradación del ecosistema. Para abordar esto, desarrollamos un sistema de observación estereoscópica de múltiples vistas que integra la Estructura a partir del Movimiento (SFM) y la estereoscopía de múltiples vistas (MVS) para el monitoreo dinámico y de alta precisión de la erosión en surcos. Se realizaron simulaciones de lluvia en laboratorio bajo cuatro tasas de entrada (2-8 L/min), correspondientes a intensidades de lluvia de 30-120 mm/h. El proceso de erosión se dividió en cuatro fases: infiltración y rodamiento de partículas, erosión por salpicaduras y láminas, incisión incipiente de surcos y redes de surcos maduras, con la erosión concentrada en las secciones medias y bajas de la pendiente. El sistema SFM-MVS logró errores planimétricos y verticales de 3.1 mm y 3.7 mm, respectivamente, proporcionando aproximadamente un 25% más de precisión y casi un 50% más rápido en el procesamiento en comparación con LiDAR y fotogrametría UAV. La infiltración se estabilizó en aproximadamente 6.2 mm/h bajo flujos bajos (2 L/min) pero disminuyó a menos de 4 mm/h bajo flujos altos (>=6 L/min), lo que llevó a una intensificación de la incisión de surcos y al transporte de partículas gruesas (hasta el 21.4% de sedimento). Estos resultados demuestran que el sistema SFM-MVS ofrece un método escalable y no invasivo para cuantificar la dinámica de la erosión, con implicaciones directas para el monitoreo en campo, la restauración ecológica y la planificación de la conservación del suelo.
Descripción
La erosión del suelo es un desafío ecológico crítico en las regiones semiáridas de China, particularmente en la cuenca del río Amarillo, donde las pendientes de arenisca Pisha sufren una rápida degradación. La erosión en surcos, impulsada por la lluvia y el flujo superficial, desestabiliza las pendientes y acelera la degradación del ecosistema. Para abordar esto, desarrollamos un sistema de observación estereoscópica de múltiples vistas que integra la Estructura a partir del Movimiento (SFM) y la estereoscopía de múltiples vistas (MVS) para el monitoreo dinámico y de alta precisión de la erosión en surcos. Se realizaron simulaciones de lluvia en laboratorio bajo cuatro tasas de entrada (2-8 L/min), correspondientes a intensidades de lluvia de 30-120 mm/h. El proceso de erosión se dividió en cuatro fases: infiltración y rodamiento de partículas, erosión por salpicaduras y láminas, incisión incipiente de surcos y redes de surcos maduras, con la erosión concentrada en las secciones medias y bajas de la pendiente. El sistema SFM-MVS logró errores planimétricos y verticales de 3.1 mm y 3.7 mm, respectivamente, proporcionando aproximadamente un 25% más de precisión y casi un 50% más rápido en el procesamiento en comparación con LiDAR y fotogrametría UAV. La infiltración se estabilizó en aproximadamente 6.2 mm/h bajo flujos bajos (2 L/min) pero disminuyó a menos de 4 mm/h bajo flujos altos (>=6 L/min), lo que llevó a una intensificación de la incisión de surcos y al transporte de partículas gruesas (hasta el 21.4% de sedimento). Estos resultados demuestran que el sistema SFM-MVS ofrece un método escalable y no invasivo para cuantificar la dinámica de la erosión, con implicaciones directas para el monitoreo en campo, la restauración ecológica y la planificación de la conservación del suelo.