Validación InSAR frente a GNSS y Nivelación

Antes de que un mapa de velocidad InSAR entre en un informe, alguien debe responder una pregunta incómoda: ¿cuánto concuerda con la verdad de campo? Esta herramienta responde esa pregunta con estadística sencilla y honesta. Toma su conjunto de velocidades verticales InSAR (producido por el Conversor LOS) y lo compara punto a punto contra observaciones GNSS o de nivelación: para cada estación de terreno busca el punto InSAR más cercano dentro de un radio, calcula el residual v_InSAR − v_GNSS, y resume la comparación con tres números — el sesgo sistemático medio (si InSAR sobreestima o subestima consistentemente), el RMSE (el error total típico) y la desviación σ del residual tras quitar el sesgo. Los pares cuyos residuales superan una tolerancia de cribado de k·σ se marcan como anomalías para revisión manual. El resultado es un párrafo de conclusión redactado con prudencia que puede pegarse directamente en el informe, con la advertencia obligatoria: las discrepancias requieren verificación de campo antes de su uso en ingeniería.

La comparación se hace siempre sobre la componente vertical: eso significa que su lado InSAR debe venir del Conversor LOS, no directamente del campo de velocidades en línea de visión. Comparar LOS crudo contra GNSS vertical mezcla dos sistemas de referencia y produce un sesgo geométrico que no es culpa de ningún instrumento — es de la proyección, y se corrige en un paso antes de llegar aquí.

Método de comparación

Cada estación GNSS se empareja con el punto InSAR más cercano dentro del radio configurado (por defecto 500 m, ajustable a la densidad de su red). Cuando el punto más cercano está fuera del radio, el par se declara sin pareja y queda excluido de las estadísticas — y esa exclusión es en sí un dato: una red GNSS cuya mayoría de estaciones no encuentra pareja InSAR cercana está comparando cosas incomparables y el informe debe decirlo. Sobre los pares válidos se calculan:

• Sesgo sistemático (Bias) = media de (v_InSAR − v_GNSS). Un sesgo negativo grande significa que InSAR reporta hundimiento más lento que el terreno — típicamente por una conversión LOS incorrecta, co-registro DEM o deriva de órbita residual.
• RMSE = raíz cuadrada de la media de los residuales al cuadrado. Es el número que los revisores le pedirán: engloba sesgo y dispersión en una sola cifra.
• σ del residual = √(RMSE² − Bias²). La dispersión aleatoria tras quitar el sesgo; es lo que queda si usted decide corregir el sesgo y reportar la incertidumbre residual.

El umbral de anomalías usa una versión defensiva de la regla k·σ: un par se marca cuando |residual − bias| > k·σ + |bias|. La suma del valor absoluto del sesgo hace que los pares se marquen con menos ansiedad cuando el sesgo sistemático ya es grande — un sitio con sesgo de 3 mm/año no debe tratar cada punto como anómalo solo porque el conjunto tiene dispersión baja. Con k = 2 se esperan alrededor de un 5% de falsas banderas por azar; revise los marcados a mano antes de citarlos.

Datos de demostración

El botón Cargar demo GNSS importa 10 estaciones de campo con velocidades verticales sintéticas construidas para reproducir un escenario realista: un sesgo pequeño y sistemático, dispersión gaussiana y dos estaciones deliberadamente anómalas. Si la Bandeja de datos está vacía, la demo carga automáticamente el conjunto InSAR de 87 puntos y lo convierte a vertical — de modo que el flujo completo se puede probar de principio a fin en una sola sesión. Compare el resultado con la guía del conjunto de muestra para verificar que la herramienta se comporta como se espera antes de usarla con sus datos.

Interpretación de los resultados

• RMSE ≤ 2–3 mm/año en la componente vertical, con sesgo despreciable, es una concordancia que la práctica publicada considera aceptable para interpretación preliminar en la mayoría de contextos urbanos y de infraestructura.
• Sesgo sistemático grande con σ pequeño sugiere un error común a todo el conjunto: vuelva al Conversor LOS y verifique ángulo de incidencia y convención de signo antes de culpar al instrumento.
• σ grande con sesgo pequeño suele indicar dispersión atmosférica residual o estaciones GNSS con propio ruido. Aumente el período de observación o reporte la incertidumbre combinada.
• Anomalías localizadas — pocos pares malos en un mar de buenos — son exactamente los que merecen inspección de campo: pueden ser asentamiento local real que GNSS no ve por distancia, o un artefacto de fase.

Limitaciones

• El emparejamiento por punto más cercano asume estacionariedad de escala corta: si el gradiente espacial dentro del radio es fuerte (borde de un cono de subsidencia), el par compara valores que no son comparables. Reduzca el radio o compare contra estaciones verdaderamente colocalizadas.
• GNSS y InSAR no observan exactamente el mismo objeto: GNSS ve el monumento (a veces la punta de una varilla anclada), InSAR ve el promedio de fase dentro de la celda de resolución. Diferencias de centímetros en posición horizontal importan en sitios con gradiente.
• El párrafo de conclusión es cribado de nivel preliminar; la verificación final es responsabilidad de los profesionales a cargo del proyecto.

Preguntas frecuentes

¿Puedo validar contra nivelación en lugar de GNSS?

Sí — la herramienta solo necesita latitud, longitud y velocidad vertical. Cualquier fuente con esas tres columnas sirve; la precisión de la nivelación suele ser mejor que la de GNSS vertical, así que espere sesgos menores.

¿Qué radio de emparejamiento debo usar?

El más pequeño que deje suficientes pares. 500 m es un punto de partida razonable para redes GNSS de monitoreo urbano; 100–250 m si su InSAR es denso (PS de alta densidad). Si baja el radio y los pares desaparecen, eso ya es una conclusión.

¿Qué hago si todo el conjunto está fuera de tolerancia?

Verifique primero la cadena de conversión (LOS → vertical, signo, incidencia). Un error sistemático de proyección se parece exactamente a un sesgo grande. Después verifique datums de coordenadas y períodos de observación distintos.

¿Por qué el párrafo de conclusión insiste en la verificación de campo?

Porque la comparación de cribado no puede distinguir un artefacto atmosférico persistente de un hundimiento real en un solo punto. Esa distinción es un juicio de ingeniería que exige evidencia de terreno — cualquier conclusión en contrario sería engañosa.

Herramientas relacionadas

Conversor LOS → vertical (entrada de este flujo) · Clasificador de Peligro (priorización espacial) · Presupuesto de Error · Generador de Informes.