Modelado de cuasigeoide mediante dos metodologías en una región montañosa de Argentina

Abstract

High-precision pure gravimetric quasigeoid models are essential for the realization of the International Height Reference System (IHRS). In this study, two quasigeoid models were computed over a region located along the Andes Mountains (26.5◦S–24.5◦S, 66◦W–64◦W) by means of the remove-compute-restore (RCR) technique and using two integration techniques: least squares collocation (LSC) and 1D fast Fourier transform (1D-FFT). Low-frequency components were derived from the XGM2019e global geopotential model up to degree and order 800. High-frequency components were calculated using the classical residual terrain modeling (RTM) approach with the SRTM v4.1 digital elevation model. Model validation was carried out using 51 GNSS/leveling benchmarks distributed across the study area. The differences between observed and modeled heights were fitted to a four-parameter transformation function, followed by both absolute and relative validation, before and after adjustment. Absolute validation results showed that both models achieved an accuracy of 0.124 m after adjustment, representing a 49 % improvement over the global XGM2019e model. Relative validation revealed no significant differences between the two modeling techniques. In the studied region, the accuracy of the quasigeoid model is not substantially affected by the numerical integration technique employed. This study contributes to the development of a new quasigeoid model covering the entire territory of Argentina.

Los modelos de cuasigeoide gravimétricos puros de alta precisión son muy importantes para la materialización del sistema internacional de referencia de alturas (IHRS). En este trabajo se desarrollaron y evaluaron dos modelos de cuasigeoide en una región montañosa de la cordillera de los Andes (24.5° S - 26.5° S, 64° O - 66° O), mediante la técnica remover-calcular-restaurar (RCR) y utilizando dos enfoques de integración numérica: colocación por cuadrados mínimos (LSC) y la transformada rápida de Fourier unidimensional (FFT-1D). Las bajas frecuencias se extrajeron del modelo geopotencial global XGM2019e hasta grado y orden 800, mientras que las altas frecuencias se modelaron mediante el enfoque clásico de modelado residual del terreno (RTM), utilizando el modelo digital de elevaciones SRTM v4.1. Para la validación absoluta y relativa de los modelos obtenidos, se emplearon 51 puntos GNSS/nivelación distribuidos en el área de estudio. Las diferencias entre los valores observados y modelados fueron ajustadas mediante una función de transformación de cuatro parámetros. Los resultados muestran que ambos modelos alcanzaron una precisión absoluta de 0.124 m tras el ajuste, lo que representa una mejora del 49% respecto al modelo global XGM2019e. En la validación relativa no se observaron diferencias estadísticamente significativas entre las dos metodologías. La validación muestra que, en regiones de topografía compleja como la analizada, la precisión del modelo de cuasigeoide no depende de manera sustancial de la técnica de integración numérica empleada. Este estudio constituye un aporte para la futura generación de un modelo de cuasigeoide gravimétrico de alta precisión para el territorio argentino.