Un Estudio de Viabilidad sobre el Regresor de Aumento de Gradiente para la Evaluación de Inestabilidad Superficial Basada en Sensores Subsuperficiales
Autores: Rodrigazo, Shanelle Aira; Cho, Junhwi; Godes, Cherry Rose; Kim, Yongseong; Kim, Yongjin; Lee, Seungjoo; Yeon, Jaeheum
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Medioambientales
Subcategoría
Ciencias medioambientales generales
Palabras clave
Expansión urbana
Riesgos de deslizamientos
Datos de sensores subsuperficiales
Desplazamientos de pendientes
Regresor de aumento de gradiente
Precisión predictiva
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 4
Citaciones: Sin citaciones
La expansión urbana en áreas rurales y periurbanas aumenta los riesgos de deslizamientos de tierra, planteando amenazas significativas a la infraestructura y la seguridad pública. Sin embargo, la mayoría de los estudios se centran en el desplazamiento superficial o en los insumos meteorológicos, con menos énfasis en los datos de sensores subsuperficiales que podrían detectar los primeros precursores de inestabilidad. Para abordar estas lagunas, este estudio presenta una validación de prueba de concepto, estableciendo la viabilidad de utilizar datos de sensores subsuperficiales para predecir desplazamientos en pendientes cercanas a la superficie. Un modelo de pendiente a escala de laboratorio (300 cm x 50 cm x 50 cm) con una inclinación de 30 grados fue sometido a lluvia simulada (150 mm/h durante 180 s), midiendo el desplazamiento a profundidades de 5 cm y 25 cm utilizando extensómetros PDP-2000. El Regresor de Aumento de Gradiente (GBR) capturó eficazmente la relación no lineal entre los desplazamientos subsuperficiales y superficiales, logrando una alta precisión predictiva (R2 = 0.939, MSE = 0.470, MAE = 0.320, RMSE = 0.686). Los resultados demuestran que, aunque los sensores subsuperficiales no detectan eventos de fallo súbito, capturan eficazmente la deformación progresiva, ofreciendo insumos valiosos para sistemas de alerta temprana de múltiples sensores en la planificación urbana proactiva. A pesar de demostrar viabilidad, las limitaciones incluyen el entorno controlado del laboratorio y las condiciones simplificadas de la pendiente. El trabajo futuro debería centrarse en la validación a escala de campo y la fusión de múltiples sensores para mejorar la aplicabilidad en el mundo real en diversos entornos geológicos.
Descripción
La expansión urbana en áreas rurales y periurbanas aumenta los riesgos de deslizamientos de tierra, planteando amenazas significativas a la infraestructura y la seguridad pública. Sin embargo, la mayoría de los estudios se centran en el desplazamiento superficial o en los insumos meteorológicos, con menos énfasis en los datos de sensores subsuperficiales que podrían detectar los primeros precursores de inestabilidad. Para abordar estas lagunas, este estudio presenta una validación de prueba de concepto, estableciendo la viabilidad de utilizar datos de sensores subsuperficiales para predecir desplazamientos en pendientes cercanas a la superficie. Un modelo de pendiente a escala de laboratorio (300 cm x 50 cm x 50 cm) con una inclinación de 30 grados fue sometido a lluvia simulada (150 mm/h durante 180 s), midiendo el desplazamiento a profundidades de 5 cm y 25 cm utilizando extensómetros PDP-2000. El Regresor de Aumento de Gradiente (GBR) capturó eficazmente la relación no lineal entre los desplazamientos subsuperficiales y superficiales, logrando una alta precisión predictiva (R2 = 0.939, MSE = 0.470, MAE = 0.320, RMSE = 0.686). Los resultados demuestran que, aunque los sensores subsuperficiales no detectan eventos de fallo súbito, capturan eficazmente la deformación progresiva, ofreciendo insumos valiosos para sistemas de alerta temprana de múltiples sensores en la planificación urbana proactiva. A pesar de demostrar viabilidad, las limitaciones incluyen el entorno controlado del laboratorio y las condiciones simplificadas de la pendiente. El trabajo futuro debería centrarse en la validación a escala de campo y la fusión de múltiples sensores para mejorar la aplicabilidad en el mundo real en diversos entornos geológicos.