Influence of different sources of topographic data on flood mapping : urban area São Vendelino municipality, southern Brazil

Abstract

Generally, the base for any flood mapping is the topography information whose resolution determines the map accuracy. Furthermore, river bathymetry in detail and the type of used model are also relevant. Therefore, the objective of the present study was to evaluate the influence of different sources of topographic data on the flood mapping by using the CAESAR-Lisflood model and three Digital Elevation Model (DEM) configurations, among which two were freely available, and the other was generated with field survey (topography and bathymetry). First, the resolution and precision of each DEM were evaluated, from the comparison of different cross-sections, besides the variation of the wetted area and absolute value of the relative error in mean velocity as a function of depth. Subsequently, after elaborating flood maps with each DEM, the results were compared in terms of flood area, mean flood width and flow depth. It is observed that the more accurate resolution, the smaller the flood area becomes. The flood map elaborated with the DEM through field survey had the best fit to the observed area. However the relation between the topographic resolutions and flow‑depths was not clear in obtained results.

Geralmente, a base para qualquer mapeamento de inundação é informação sobre topográfica cuja resolução determina a precisão do mapa. Além disso, a batimetria detalhada do rio e o tipo de modelo usado também são relevantes. Portanto, o objetivo do presente estudo foi avaliar a influência de diferentes fontes de dados topográficos no mapeamento de inundações utilizando o modelo CAESAR‑Lisflood e três configurações de Modelo Digital de Terreno (MDT), dentro das quais, duas estão disponíveis gratuitamente e outra gerada com levantamento em campo (topografia e batimetria). Primeiramente, foram avaliadas a resolução e a precisão de cada MDT, a partir da comparação de diferentes seções transversais, além da variação da área molhada e do erro relativo da velocidade média em função da profundidade. Posteriormente, após a elaboração dos mapas de inundação com cada MDT, os resultados foram comparados em termos de área inundada, largura média de inundação e profundidade de fluxo. Observa-se que, quanto mais precisa a resolução, menor a área de inundação. O mapa de inundação elaborado com o MDT por meio de levantamento em campo teve o melhor ajuste para a área observada. Entretanto, a relação entre a resolução topográfica e a profundidade do fluxo não foi bem clara nos resultados.