Curso de SURFER en imágenes SP-4027 Sistemas de Información Geográfica

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1 << :: Curso de SURFER en imágenes.- TEMA 1.- Barra de menus >> TEMA 1.- BARRA DE MENUS. 1.- Menú File. 2.- Menú Edit. 3.- Menú View. 4.- Menú Draw 5.- Menú Arrange. 6.- Menú Grid. 7.- Menú Map. 1.- Menú File: Curso de SURFER en imágenes SP-4027 Sistemas de Información Geográfica La opción File-New es utilizada paraabrir una pantalla de edición cartográfica (New Plot), una hoja de cálculo (New Worksheet), o una hoja para edición de texto (New-Editor). En SURFER, a diferencia de muchos otros programas de tratamiento de información espacial, la opción File-Open no suele ser la vía principal de acceso. File-Open se usa cuando ya se ha hecho una composición cartográfica, la cual puede incluir una imagen del terreno (Opción Map- Image, así como una imagen de contornos, creada con Map-Contour, y un mapa de carreteras importado como un DXF con la opción Map-Load-Base-Map. SURFER permite importar y exportar archivos en diversos formatos vectoriales y matriciales (PCX, BMP, JPG, DXF, BNA, BLN). La opción Map-Load-Base-Map hace una importación análoga a la opción File-Import. Los objetos importados pueden editarse por separado con la opción Arrange-Break-Apart, mientras que esto no se puede hacer con los objetos traídos con Map-Load-Base-Map.

2 2.- Menú Edit: El menú de Edición de SURFER ofrece los comandos usuales de revertir la última operación (Edit-Undo), de reejecutar la última operación revertida (Edit-Redo), de copiar en memoria y borrar de la ventana activa un objeto (Edit- Cut), de copiar un objeto en memoria (Edit-Copy), de pegar en la ventana de trabajo un objeto guardado en memoria (Edit-Paste), y de borrar un objeto de la ventana de trabajo (Edit-Delete). Un objeto borrado con Edit-Cut puede ser traído a la ventana de trabajo en cualquier momento, ya que el reside en memoria (claro, siempre que no lo hallamos perdido por hacer una segunda ejecución de Edit-Cut). La opción Select-All es muy importante. Ella debe ser usada cuando se desee hacer una integración de diversas imágenes, por ejemplo mediante el comando Map-Overlay Maps. Edit-Object ID permite poner un identificador ID a un objeto dibujado con Draw (línea, polígono, texto, etc.). Edit- Reshape permite editar los vértices de una figura vectorial dibujada con Draw. 3.- Menú View: El comando View del menú principal de SURFER es muy utilizado. View-Fit to Window permite ver la imagen entera (Plot) utilizando el tamaño total de la ventana de trabajo. View-Page despliega la ventana de trabajo entera. View- Actual Size despliega la imagen seleccionada al tamaño de la ventana de trabajo. View-Full Screen despliega sólo el dibujo, eliminando temporalmente las barras de menu. Con View- Zoom se cambia a gusto el tamaño y sector desplegado en pantalla. View-Redraw o F5 permiten redibujar las imágenes desplegadas sobre la pantalla. Por defecto, SURFER viene programado con Auto-Redraw, lo que a veces hace lentos los procesos.

3 4.- Menú Draw: Draw se usa para escribir y dibujar texto, polígonos, polilíneas, símbolos, rectángulos, rectángulos con esquinas redondeadas, y elipses. Antes de proceder a hacer sus dibujos usted puede definir los atributos correspondientes: color, tamaño, estilo, relleno, etc., usando las cuatro opciones de abajo (Line-Attributes, etc.). Al dibujar polilíneas (Draw-Polyline) usted puede apretar y arrastrar el ratón (mouse), con lo cual puede dibujar una polilínea en trazo contínuo. Tenga presente que esto crea una polilínea muy saturada de vértices. 5.- Menú Arrange: Arrange es el módulo que permite organizar las diversas imágenes desplegadas en la pantalla. En general, SURFER no permite la manipulación de los elementos individuales, sino de las imágenes por entero. La excepción a esta regla son las figuras y textos dibujados con Draw. Las imágenes con relleno sólido, tal como las cradas con Map-Image o Map- Shaded Relief, ocultan a las imágenes de líneas, como un mapa de curvas de nivel creado con Map-Contour. En tal caso, seleccione la imagen sólida (un clic con el mouse) y ejecute Arrange-Move to Back. Arrange- Combine permite combinar dos imágenes en una sola. Esto puede ser desecho con Arrange-Break Apart. La imagen puede ser rotada con Rotate o Free-Rotate, y dos o más imágenes seleccionadas pueden ser alineadas con Align Objects.

4 6.- Menú Grid: SURFER es escencialmente un programa para la interpolación y la cartografía en 2D y 3D, en modo RASTER o IMAGEN. La cartografía y análisis se hacen por lo esencial sobre una matriz o retícula, de ahí que el módulo Grid sea uno de los más importantes. Grid-Data lee un archivo ASCII con formato (X,Y,Z1,Z2,...Zn) e interpola un archivo imagen (*.GRD), utilizando el algoritmo de interpolación especificado (p.e., Inverso de la Distancia, Regresión Polinomial, Mínima Curvatura, etc.). Funtion permite interpolar una imagen a partir de una función matemática de tipo Z=f(X,Y). Math se usa para operacionar dos archivos imagen GRD, o un archivo GRD con una constante. Calculus calcula diversas derivadas espaciales de una imagen en formato GRD (p.e. pendiente, orientación de relieve, curvatura, etc.). Matrix Smooth y Spline Smooth se usan para generalizar una matriz (archivo GRD existente). Blank se usa para "blanquear" los valores de una matriz que se hallen dentro o fuera de las fronteras de una región definida por un archivo BLN. Utility es un grupo de herramientas para covertir entre diversos formatos de una matriz, convertir una matriz en un archivo ASCII, extraer parte de una matriz y hacer inversión de los ejes de una matriz. Volume efectúa cálculos de volumen entre dos matrices, o entre una matriz y un nivel constante. Slice permite crear un archivo ASCII que puede ser usado para hacer un perfil topográfico. Residuals permite calcular los resid uos entre la matriz GRD y los valores ASCII usados para su interpolación. Grid Node Editor permite editar (modificar) el valor Z de cada nodo de la retícula.

5 7.- Menú Map: Map es el módulo destinado a hacer la cartografía en SURFER. Map-Load Base Map permite importar una imagen (TIF,BMP,PCX,etc.) o un archivo ASCII (BNA,DXF,etc.) y desplegarlo como una imagen de fondo. Los archivos DXF pueden ser desplegados en 3D, mientras que los generados por Map-Image y Shaded Relief no pueden ser desplegados en 3D. Contour permite crear una imagen de isopletas a partir de un archivo GRD (esto se hace por interpolación). Post se usa para crear un archivo de objetos puntuales (cuadrados, flechas, etc.) asociado con un archivo ASCII de tipo (X,Y,Z), generalmente con extensión *.DAT. Classed Post hace una función similar a Post pero se usa cuando el valor Z del archivo *.DAT ha sido clasificado. Esto permite, p.e., crear un archivo de simbolos graduados. Image despliega la matriz GRD como una imagen (el nodo de la matriz es usado como el centro del PIXEL). Shaded Relief permite crear una imagen sombreada (pseudo tridimensional) del relieve descrito por una matriz GRD. Surface se usa para crear una imagen 2½D o bloque diagrama. Axis se usa para modificar los atributos de los ejes (tipo letra, etc.). Scale Bar se usa para agregar una escala gráfica al mapa seleccionado. Background permite desplegar una trama o un relleno bajo una imagen 2½D. Digitize es utilizado para crear un archivo ASCII (X,Y) punteando la imagen con el mouse. 3D View permite manipular la rotación en X,Y,Z de un archivo imagen GRD. Scale cambia la escala del mapa seleccionado. Limits permite cambiar los límites del mapa seleccionado. Stack Maps alinea dos o más mapas seleccionados, el uno directamente encima del otro. Overlay Maps permite sobreponer diversos mapas seleccionados (use Edit-Select All). Use esta opción si desea sobreponer un mapa creado con Contour a uno del mismo sitio, creado con Surface. Edit Overlays se usa para editar y modificar por separado cada uno de los mapas combinados con Overlay.

6 << :: Curso de SURFER en Imágenes- Tema 2.- Comandos File, Draw y Grid. >> TEMA 2.- COMANDOS FILE, DRAW Y GRID. 1.- Worksheet. 2.- Draw. 3.- Grid Grid-Data Grid-Function Grid-Math Grid-Calculus Grid_Utility_Extract Grid_Matrix Smooth Grid_Spline Smooth Cálculo de Volúmenes Grid-Volume Grid-Calculus-Differentia and Integral Operators Cálculo de perfiles topográficos Grid-Slice Grid-Node Editor Grid-Utility-Convert (Map-Plot) Grid-Residuals.Utility-Convert (Map-Plot). Curso de SURFER en imágenes SP-4027 Sistemas de Información Geográfica

7 1.- Worksheet Ejemplo de un archivo ASCII con formato (X,Y,Z 1..Z n ). El despliegue se hace aquí en la hoja de cálculo de SURFER (File-Worksheet). 2.- Draw: Uso del módulo Draw para dibujar polígonos y escribir texto sobre una imagen creada con Map-Shaded Relief.

8 3.- Grid: Grid-Data: Uso del comando Grid-Data para interpolar un archivo imagen (*.GRD) a partir de un archivo ASCII (generalmente *.DAT). En este caso se escogió el algoritmo del inverso de la distancia. Se especifica el radio de búsqueda, los límites de interpolación, etc. El comando Grid-Data utilizando el algoritmo de interpolación conocido como Kriging da la posibilidad de introducir los parámetros del variograma, un modelo de la variación espacial de la autocorrelación espacial, lo cual hace de este algoritmo semiprobabilístico uno de los más robustos a la hora de interpolar (imagen inferior).

9 3.2.- Grid-Function: Grid-Function permite crear un archivo imagen GRD a partir de una función Z=f(X,Y), tal como la de la figura Grid-Math: Grid-Math solicita la matriz de entrada, obligatoria, una segunda matriz (no obligatoria), y el nombre de la matriz resultante. Abajo se especifica la función matemática que operacionará ambas matrices.

10 3.4.- Grid-Calculus: Grid-Calculus incluye una serie de algoritmos permitiendo calcular derivadas espaciales (pendiente, curvatura, orientación de relieve, laplaciano, etc.) y hacer transformaciones geométricas, como correlogramas y periodogramas. A la izquierda, mapa de pendietes (Slope), abajo (izquierda, correlograma producido con la función Grid-Calculus, derecha, mapa de orientación de vertientes (Aspect) Grid-Utility-Extract: Grid-Utility-Extract permite extraer una ventana de un archivo imagen GRD para crear un archivo GRD nuevo. Se especifican las coordenadas (fila, columna) de inicio y final de la subimagen, así como la frecuencia de nodos a extraer (frecuencia = 1 extrae todos los nodos comprendidos dentro de la región definida).

11 3.6.- Grid - Matrix Smooth: Grid - Matrix Smooth permite generalizar un archivo GRD existente utilizando el valor promedio (average) o una función de la distancia (weighted), y una ventana móvil (kernel) de tamaño variable (3x3, 4x4,5x5,etc.) Grid-Spline Smooth: Grid-Spline Smooth permite generalizar un archivo GRD insertando nodos, con lo cual se densifica la matriz (se agranda el archivo), o recalculando la grilla, en cuyo caso se especifica el número de filas y columnas deseado para la imagen GRD resultante. Spline es una poderosa función polinomial que intenta reproducir, por medios matemático el ajuste que hacen las curvas francesas, bien conocidas por los cartógrafos Cálculo de Volúmenes: El cálculo de volumen, una importante función disponible en SURFER se hace restanto dos imágenes GRD en su totalidad o bien sus volúmenes acumulados sobre un valor Z especificado para cada matriz. Los resultados en Grid-Volume son únicamente numéricos. Sin embargo, la función Grid-Calculus- Differentia and In-tegral Operators permite crear una imagen de volumen acumulado.

12 3.9.- Perfiles topográficos: SURFER permite crear perfiles topográficos mediante el comando Grid-Slice. Para ello usted debe crear un archivo ASCII, con estructura: n X1,Y1 X2,Y2 m X1,Y1 X2,Y2... Xn,Yn donde, n,m indican el número de vertices que contiene la polilínea, y X i, Y i son las coordenadas Este y Norte respectivamente. En cuestión de segundos se pueden trazar las líneas de perfil en MapInfo y exportarlas como un archivo ASCII (*.MIF), el cual puede ser editado en la hoja de cálculo de SURFER, quitándole el encabezado y guardando únicamente la estructura indicada arriba. Una vez editado, el archivo se salva con extensión BLN. Una vez ejecutado el comando Grid-Slice se crea un archivo ASCII que contiene (CoordX,CoordY,CoordZ, DistAcum y NumPerfil). Esto puede ser usado directamente para crear un perfil topográfico en Excel (abajo a la derecha).

13 Grid-Node Editor: Grid-Node Editor permite desplegar los valores X,Y,Z de una imagen GRD y modificar el valor Z que se considerara conveniente Map-Load Base Mapa permite importar un mapa base (un DXF con curvas de nivel rojas y amarillas, en este caso), al cual se superpone la imagen interpolada y las curvas de nivel interpoladas (en azul). Obsérvense los importantes problemas de interpolación que experimenta esta imagen Grid-Utility-Covert: Grid-Utility-Covert permite convertir un archivo imagen GRD en un archivo ASCII *.DAT de estructura (X,Y,Z). Cada nodo de la retícula es extraido como una triada X,Y,Z. La opción Map-Plot permite desplegar este archivo.dat (cruces y números negros pequeños), así como el archivo ASCII.DAT de los valores Z usados para hacer la interpolación (triángulos y números rojos). Todo esto es desplegado sobre una imagen de las elevaciones (tonos grises) sobreyacida por una capa de contornos (curvas de nivel).

14 Grid-Residuals: Grid-Residuals permite crear una archivo ASCII de las diferencias(dif): Dif = Zdat-Zgrid o residuos de interpolación. Tales residuos pueden ser modelizados a su vez, lo que da una clara imagen espacial de dónde se hallan los mayores problemas de interpolación.

15 TEMA 3.- COMANDOS MAP Y AYUDA. 1.- Map: Map-Load Base Mapa Map-Post Map-Countour Map-Shaded-Relief Map-3D View Map-Overlay Maps 2.- Ayuda. 1.- Map: 1.1- Map-Load Base Mapa: Curso de SURFER en imágenes SP-4027 Sistemas de Información Geográfica Map-Load Base Mapa permite importar un mapa base (un DXF con curvas de nivel rojas y amarillas, en este caso), al cual se superpone la imagen interpolada y las curvas de nivel interpoladas (en azul). Obsérvense los importantes problemas de interpolación que experimenta esta imagen Map-Post: Map-Post permite desplegar las direcciones de flujo mediante una combinación de la orientación de la vertiente (Aspect) y la línea de máxima pendiente (Slope). El dato de orientación y de pendiente deben hallarse en un archivo DAT, junto con la coordenada Este y la coordenada Norte.

16 1.3.- Map-Contour: Map-Contour da varias posibilidades para el despliegue de isolíneas de la variable considerada (isotermas, curvas de nivel, isoyetas, isóbaras) Map-Shaded-Relief Map-Shaded-Relief permite construir imágenes pseudo estereoscópicas de un relieve cualquiera mediante el cálculo del grado de sombra e iluminación que afecta cada PIXEL de la imagen. Para este modelo, el sol se supuso a 35 grados de elevación, y con azimut de 205 grados. Al sombreado plástico se ha adjuntado el mapa de curvas de nivel desplegado con Map- Contours Map-3DView: Map-3D View permite rotar a conveniencia los modelos 2½D y los archivos GRD en general. Haciendo uso de Edit-Copy y Edit-Paste se pueden crear diversas imágenes de un mismo relieve.

17 1.6.- Map-Overlay Maps: Map-Overlay Maps. La imagen superior es el Correlograma asociado con la topografía en cuestión. 2.- Ayuda: SURFER, como casi todos los programas que funcionan en ambiente Windows, es acompañado de un rico menú de ayudas (Help), que es tan bueno como el manual. Refiérase a él siempre que quiera aprender el uso de nuevas funciones.