Batimetria
Mesures batimètriques del fons marí a partir de sonars i dades lidar i mesures de la superfície terrestre a partir de topografia, imatges i dades lidar aèries
El Litoral català és un territori de gran valor natural i econòmic, amb una gran biodiversitat i una rellevància estratègica per a diverses activitats humanes. Per garantir una gestió efectiva d’aquesta àrea, és fonamental comptar amb dades precises de batimetria sobre el fons marí, que permetin comprendre millor la seva morfologia i identificar els hàbitats marins.
L’ICGC ha generat una sèrie de productes batimètrics de la costa catalana per encàrrec de la Direcció General de Polítiques Ambientals i Medi Natural i ha estat cofinançat pel Fons Europeu Marítim i de la Pesca 2014-2020 (FEMP). Aquests productes són un model d’elevacions topobatimètric i una ortoimatge batimètrica en format ràster, i un mapa d’isòbates i una línia de costa en format vectorial. Tot plegat s’ha elaborat a partir de diferents fonts d’informació: mesures batimètriques del fons marí a partir de sonars i dades lidar i mesures de la superfície terrestre a partir de topografia, imatges i dades lidar aèries, realitzades durant els anys 2022, 2023 i 2024.
El model d'elevació topobatimètric ens mostra el relleu tant de la part emergida de la costa fins a uns 50 m de distància de la línia de costa, com de la part submergida fins a una profunditat de 50 m, amb una resolució d’1 m.
El mapa d’isòbates ens mostra el relleu amb una equidistància entre corbes d’1 m.
La línia de costa ens mostra fins on arriba la part emergida en el moment de les mesures fetes per realitzar els models, i a més classifica les característiques del terreny que s’hi troba al llarg de la costa.
Finalment, l’ortoimatge batimètrica ens mostra amb gran detall la morfologia submarina, a més dels primers metres de la part emergida.
Totes aquestes dades pretenen servir com a base per a una gestió efectiva de la zona costanera.
Darrera actualització: 06/2025.
Imatge
| Geoinformació subjecta a una llicència de Reconeixement 4.0 Internacional de Creative Commons. Més informació |
Descripció
Model topobatimètric
El Model topobatimètric és una malla regular de punts que descriuen la morfologia del terreny tant emergit com submergit. A més del terreny, el model inclou estructures rígides com edificis, espigons, murs de contenció, etc. En canvi, la vegetació, vehicles, ponts i altres elements amb un impacte menor sobre la dinàmica de l’aigua no s’han considerat al model. Cada punt conté la cota ortomètrica en metres d’una cel·la de terreny de 1x1 m. Això significa que els punts que es troben per sobre de la superfície del geoide tenen cota positiva i els punts que queden per sota tenen cota negativa. Aquesta distinció coincideix, a grans trets, amb punts emergits i submergits, respectivament.
De la mateixa manera que les corbes de nivell d’un mapa topogràfic uneixen punts de la mateixa altitud, les línies isòbates uneixen punts de la mateixa fondària sota la superfície de l’aigua. Es tracta d’una representació gràfica que permet identificar visualment zones del fons marí amb major o menor pendent i la presència de muntanyes, depressions, tàlvegs i esperons submarins.
La major part de la batimetria soma entre 0 i -15 m es va intentar capturar l’estiu de 2022 mitjançant un LiDAR aerotransportat amb capacitats batimètriques. A diferència del LiDAR terrestre, el batimètric té una longitud d’ona que li permet penetrar en aigües poc profundes i obtenir dades del fons marí. Amb aquesta tècnica s’obtenen resultats excel·lents amb un cost molt reduït i s’ha emprat allà on ha estat possible. Les dues excepcions principals són la zona d’influència del control de tràfic aeri de Barcelona per restricció de vol a baixa altitud i el Port del Fangar del Delta de l’Ebre, degut a l’abundància de sediments en suspensió que interfereixen amb el senyal del LiDAR batimètric.
Distribució geogràfica de la captura.
Sistemes de captura de dades.
Les extensions de terreny submergit que no es van poder capturar mitjançant LiDAR batimètric s’han capturat mitjançant l’ús d’ecosondes. Les ecosondes són instruments similars als sonars dels vaixells que permeten determinar la distància del vaixell al fons marí a partir del temps de propagació d’una ona acústica dins de l’aigua. Les zones de menor fondària, entre 0 i -3 m, s’han capturat majoritàriament amb ecosonda monofeix des d’embarcacions no tripulades tipus USV (Unmanned Surface Vessel). Les extensions amb major fondària, entre -3 i -50 m, s’han capturat mitjançant ecosonda multifeix des d’embarcació tripulada. Per complementar la captura amb ecosondes al llarg de la franja intermareal, entre +1 m i -1 m, s’han realitzat perfils topogràfics per tal de garantir un enllaç suau entre terreny emergit i submergit. Per últim, per tal d’obtenir informació a les zones emergides del model topobatimètric al llarg de la costa central, s’han emprat dades d’un vol LiDAR terrestre. Les característiques de captura són equivalents a les del LiDAR territorial.
El resultat de la captura primària de dades és un núvol de punts irregular i de densitat molt variable. Per tal de generar un model topobatimètric continu, cal refinar el núvol de punts. En primer lloc s’elimina el soroll i es classifiquen els punts per distingir els que participaran al model (fons marí, terreny, edificis, esculleres, emissaris, etc) dels que no (vegetació, vehicles, sediments en suspensió, superfície de l’aigua, vaixells, etc). A més, tenint en compte la diversitat de tecnologies de captura emprades, és necessari homogeneïtzar les fonts de dades per evitar discontinuïtats i salts que no atenen a cap característica del terreny. Un cop s’ha depurat el núvol de punts, es triangula una superfície contínua, s’interpolen els forats on ha estat impossible obtenir informació del fons marí i es genera el model final en format ràster.
Ortoimatge
S’ha elaborat una ortoimatge batimètrica d’alta resolució que cobreix una àmplia extensió del litoral català, concretament des del Delta de l’Ebre fins a El Vendrell, i des de Sant Andreu de Llavaneres fins al Cap de Creus. Aquesta ortoimatge ha estat generada mitjançant tecnologia LiDAR batimètrica, que combina sensors làser i càmeres fotogràfiques per obtenir dades precises tant de la superfície terrestre com del fons marí en zones d’aigües clares i poc profundes.
Les ortoimatges batimètriques són representacions visuals georeferenciades que mostren amb gran detall la morfologia submarina. Amb una resolució espacial de 5 centímetres, aquestes imatges a tot color permeten identificar clarament diferents tipus de substrat marí, com ara roques, sorra o vegetació subaquàtica. Aquesta capacitat de discriminació és especialment útil per a estudis ambientals, planificació costanera, gestió d’hàbitats marins i activitats científiques o educatives.
Per tal d’optimitzar la visualització del fons marí, s’ha ajustat l’histograma de les imatges. Aquest procés de correcció d’imatge prioritza la claredat submarina, encara que això pugui comportar una pèrdua de detall o zones sobreexposades en les àrees terrestres adjacents. Aquesta decisió tècnica es pren amb l’objectiu de maximitzar la llegibilitat i la utilitat de la informació batimètrica.
Línia de costa batimètrica
La línia de costa defineix la frontera entre terreny emergit i submergit per una data determinada que aproximadament coincideix amb l’origen del sistema de referència altimètric. L’onatge, les marees i els canvis del terreny al llarg de la mateixa captura de dades, fan que aquesta línia hagi de ser necessàriament una aproximació, especialment en zones de poca fondària i acumulació de sediments com el Delta de l’Ebre.
La línia de costa batimètrica s’ha traçat mitjançant fotointerpretació del límit entre la terra i el mar, utilitzant les ortoimatges batimètriques d’alta resolució (10 o 15 cm) generades per l’ICGC, i allà on no existeix ortoimatge batimètrica, s’ha dibuixat a partir del vol de cobertura de la costa de la tardor del 2022, permetent una representació detallada i precisa del litoral.
El producte "línia de costa" és un arxiu vectorial que representa el contorn de la costa. Cada tram inclou informació sobre el tipus de terreny que es descriu indicant una de les següents tipologies:
- Sorra: sorres en platges independentment de la granulometria.
- Roca: roques naturals.
- Escullera: Construccions artificials de roques.
- Moll: construcció portuària.
- Riu: línia de desembocadura del riu al mar.
A cada tram se li associa també la data en què es va capturar la imatge utilitzada per dibuixar-lo. Això permet a l'usuari conèixer fàcilment la data associada a cada segment de la línia de costa.
Caratestístiques tècniques principals
Tots els productes derivats de la batimetria de la costa catalana es distribueixen en forma de mosaics sense subdivisió per fulls. El sistema de coordenades adoptat és l’oficial a Catalunya: sistema de referència ETRS89 i cotes ortomètriques emprant el model de geoide EGM08D595.
Característiques de la distribució:
- El model topobatimètric es distribueix com un únic arxiu ràster en format Cloud Optimized GeoTIFF (COG) de 32 bits amb pas de malla d’1 m, georeferència interna, piràmides i compressió LZW sense pèrdua.
- Els mapes d’isòbates i la línia de costa es distribueixen com un únic conjunt de dades vectorials en diferents formats (ESRI Shapefile i OGC GeoPackage). En el cas de les isòbates, l’equidistància és d’1 m i cada element conté un atribut “COTA” amb la cota associada a la isòbata en metres; a més, s’inclouen estils de renderització ressaltant corbes mestres amb interval de 10 m. Quant a la línia de costa, conté atributs que indiquen el tipus de terreny de cada tram.
- L’Ortoimatge batimètrica es distribueix en format d’imatge comprimida ECW i també en format Geopackage.
Dates de captura i tecnologies de captura:
- La captura amb LiDAR batimètric es va realitzar durant l’estiu de 2022 i cobreix la major part de la costa catalana, concretament entre el Delta de l’Ebre i la Platja de Calafell al sud i entre Mataró i Portbou al nord.
- La captura amb LiDAR terrestre es va realitzar entre desembre de 2022 i gener de 2023 i inclou la part emergida de la costa central entre Platja de Calafell i Mataró.
- La captura amb ecosonda multifeix des de vaixell tripulat es va dur a terme entre finals de 2021 i principis de 2023 i cobreix tot el tram entre -10 i -50 m, algunes zones de la costa central entre -3 i -10 m i a la major part de la badia dels Alfacs.
- La captura amb ecosonda monofeix des d’embarcació no tripulada (USV) es va dur a terme entre 2022 i 2023. Inclou zones de poca fondària (0 a -3 m) de la costa central i del Delta de l’Ebre.
- Els perfils topogràfics de la zona intermareal de la costa central es van realitzar entre 2022 i 2023.
Elaboració
Model topobatimètric
Per elaborar el model topobatimètric final, primer es redueix el soroll associat a la captura inicial de dades per millorar-ne la precisió. Després, es minimitzen les diferències entre tecnologies de captura per aconseguir una textura uniforme i un model més homogeni. També s’eliminen els artefactes, identificant els elements propis del territori i eliminant-ne d'altres, com sediments en suspensió, posidònia o vaixells, que poden distorsionar el resultat. Finalment, s’interpolen els forats que queden en les zones sense dades, aplicant tècniques específiques segons la mida del forat per completar el model.
Ortoimatge batimètrica
Les ortofotos es generen a partir de la rectificació geomètrica, per orientació directa, de les imatges obtingudes per una càmera aèria fotogramètrica. Per a aquesta rectificació s’utilitza el model d’elevacions del terreny derivat del Referencial Topogràfic Territorial o un altre de precisió similar o millor.
En cas de detectar la presència de cossos estranys que s’hagin pogut originar durant el procés de generació de l’ortofoto o durant l’adquisició de les imatges, si aquests són molt evidents o impedeixen la interpretació d’elements rellevants en la dinàmica de la costa s’hi realitzen tasques de maquillatge digital.
Línia de costa
La línia de costa i la seva classificació s’obtenen mitjançant fotointerpretació, a excepció dels ports, on la delimitació prové del Referencial topogràfic territorial (o de l’antiga Base topogràfica 1:5 000).
Més concretament, la línia es dibuixa amb els criteris següents segons la tipologia del terreny:
- En zones de sorra (independentment de la granulometria): Allà on la sorra seca limita amb la sorra molla en l’instant en què s’ha recollit la fotografia.
- En zones de roca: Allà on les roques limiten amb l’aigua en l’instant en què s’ha recollit la fotografia.
- En esculleres, espigons o defenses: Allà on les roques artificials limiten amb l’aigua en l’instant en què s’ha recollit la fotografia.
- En molls: S’obté la línia corresponent del Referencial topogràfic territorial (o de l’antiga Base topogràfica 1:5 000) i, si es detecta algun moll nou en les fotografies emprades, es digitalitza. No es recullen els molls que no són fixos.
- En desembocadures de rius: S’uneixen les línies adjacents (de sorra, roca, etc.), sense donar-li forma.
No es recullen les illes, illots o pedres que no estan connectades amb la línia de costa. Per contra, sí es recullen les esculleres que no estan enllaçades.
Casos d'ús destacats
Model topobatimètric
Els models topobatimètrics són la base de geoinformació que permet generar productes derivats com mapes d’isòbates amb vàries equidistàncies. També es poden emprar com a producte final de cara a fer simulacions com ara l’anàlisi del risc d’inundacions, efectes dels temporals, transport de sediments, diferències volumètriques de la sorra de les platges entre diferents dates, etc.
Els mapes d’isòbates són la informació de base de les cartes marítimes. El mapa d’isòbates que es publica, no te els elements necessaris per a ser utilitzat per a la navegació marítima. S’ha obtingut a partir del model topobatimètric i representa la mateixa informació però expressada utilitzant les isòbates o línies que uneixen punts de la mateixa profunditat per poder analitzar aquesta informació en un format vector.
Ortoimatge batimètrica
Aquest tipus de producte cartogràfic és un recurs molt valuós per complementar el model digital d’elevacions topobatimètric, ja que aporta una dimensió visual que facilita la interpretació i l’anàlisi del relleu submarí.
Línia de costa
La dinàmica litoral deguda al transport de sediments, l’onatge, els canvis als corrents marins, el vent i les actuacions humanes de transformació de ports i platges entre altres són factors que modifiquen contínuament el traçat real de la línia de costa. Tenir línies de costa de diferents èpoques permet fer estudis del moviment de recreixement i decreixement de la línia de costa deguts a aquesta dinàmica del litoral.
D’altra banda, tenir una línia de costa actualitzada permet una millor gestió del territori. Per exemple, la línia de costa és necessària en cas de fer planificació urbanística o la gestió de platges.
