Definición de Modelo de Elevaciones. Tipos de Estructuras

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Encarnación Belmonte Piñeiro
hace 7 años
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1 Definición de Modelo de Elevaciones Tipos de Estructuras

2 1.1 Definición de Modelo Para poder comprender correctamente que es un Modelo Digital de Elevaciones, primero debemos conocer el concepto de modelo geográfico, definido como una representación simplificada de la realidad en la que se representan algunas de sus propiedades (Joly, 1.988), siendo esta la definición más aceptada en el ambiente de la geografía, pudiendo diferenciarse dos grupos. Modelos Analógicos: Son representaciones a escala del objeto real, almacenados en un soporte físico, como es el ejemplo de una carta topográfica o una maqueta. Modelos Digitales: Son representaciones matemáticas del objeto real, a través de un lenguaje informático, almacenadas en la memoria de una computadora. Los modelos analógicos tienen la ventaja de tener un manejo sencillo y son fáciles de comprender, sin embargo el soporte físico se deteriora fácilmente con el uso en el tiempo o por el mal almacenamiento, ocupan grandes espacios cuando se los guarda, y a la hora de actualizarlos o corregirlos muchas veces se debe realizar una nueva reproducción agregando nueva información o cambiándola. Los modelos digitales, aunque su manejo sea más complejo y se requiera de ciertos conocimientos técnicos para poder interpretarlos adecuadamente, tienen ventaja sobre los primeros, por tener mayor estabilidad, ser fáciles de actualizar y más rápidos de transportar; ocupan menos espacio físico en el almacenamiento y permiten realizar procesos de simulación del funcionamiento de un sistema real. 1.2 Definición de Modelo Digital de Elevaciones 1 Un Modelo Digital de Elevaciones es una estructura de datos numérica que representa la distribución espacial de la altitud de la superficie del terreno. Un terreno real puede describirse de forma genérica como una función bivariable continua z = ξ (x, y), donde z representa la altitud del terreno en el punto de coordenadas (x, y) y ξ (xi) es una función que relaciona la variable con su localización geográfica (Cuartero Suárez, 2.003). Donde z es el valor de la altura que corresponde a un punto ubicado en las coordenadas x e y en un sistema de proyección cartográfica. 1 Análisis de Modelos Digitales de Elevaciones (MDE) generados con imágenes SPOT-HRV y TERRA-ASTER (Aurora Cuartero Suarez), Paginas 15 y 16 5

3 La superficie del terreno está formada por una cantidad infinita de puntos, lo que hace imposible la representación de todos, ya que la capacidad de almacenaje de una computadora es limitada; por lo tanto, se produce una pérdida de información en la modelización, esto da origen a la presencia de errores en el modelo, que se propagaran en los modelos posteriores elaborados a través de este. Un Modelo Digital de Elevaciones puede entenderse como una categoría limitada de Modelo Digital del Terreno, donde la variable representada solo es la altura del suelo, a través de superficies definidas matemáticamente. En cambio un Modelo Digital del Terreno es la representación de cualquier propiedad del terreno. Por esta razón, no deben entenderse como sinónimos. También debemos tener en cuenta que si las elevaciones que representa el modelo incluyen las de objetos adheridos o apoyados en el terreno, por ejemplo, las de un edificio o árboles, estaríamos hablando de un Modelo Digital de Superficies. 1.3 Estructura de Datos de un Modelo Digital de Elevaciones Como ya se mencionó, la unidad básica de información de un Modelo Digital de Elevaciones es un valor de las coordenadas x e y, de los puntos en el terreno, acompañados de un atributo correspondiente a la altura z, expresados en un sistema de proyección cartográfica. La altitud de los puntos se describe mediante un conjunto finito de cotas y el valor de un punto de localización arbitraria será estimado por interpolación, a partir de los datos que se encuentran a su alrededor. Los Modelos Digitales de Elevaciones se dividen en función de la representación o estructura de los datos en vectoriales y raster. Los modelos del tipo vectorial están formados por entidades geométricas (puntos y líneas) definidas por sus coordenadas espaciales. Los modelos raster consisten en una malla o matriz de celdas cuadradas, que cubre la totalidad de la superficie representada, en la que cada celda tiene contenido como atributo la altura. En los modelos vectoriales los atributos del terreno son representados por líneas o vectores y por puntos acotados. Para definir cada punto del terreno, solo es necesario tener los valores de las coordenadas x e y ; mientras que las líneas se definen a través un par de puntos. En lo que respecta a la altura, en el caso de las líneas, esta puede ser la misma a través de la totalidad de la línea o diferente en cada punto que forme parte de esta. Los modelos vectoriales más utilizados son los de isopletas o contornos (contours) y las redes irregulares de triángulos (TIN, triangulated irregular network). 6

puntos acotados, sin asumir necesariamente que el atributo se asigna a una celda cuadrada de altitud uniforme.

4 Modelo Digital de Elevaciones en estructura Vectorial. Rio Suquía - Ciudad de Córdoba En los modelos raster las celdas de la matriz pueden ser consideradas como puntos acotados, sin asumir necesariamente que el atributo se asigna a una celda cuadrada de altitud uniforme. Los más representativos son con matrices regulares (URG, uniform regular grids). Modelo Digital de Elevaciones en estructura Raster. Rio Suquía - Ciudad de Córdoba 7

5 1.3.1 Tipos de Modelos Vectoriales Modelo Vectorial por Contornos: 2 La estructura básica es el vector, compuesto por un conjunto de pares de coordenadas (x, y) que describe la trayectoria de líneas isométricas (coincidiendo, por lo tanto, con las curvas de nivel o isohipsas del mapa topográfico convencional). Una curva de nivel concreta queda definida mediante un vector ordenado de puntos que se sitúan sobre ella a intervalos adecuados para garantizar la exactitud necesaria del modelo (Felicísimo, 1.994). Estructura Vectorial en Contornos. Noroeste de la Ciudad de Córdoba Modelo Vectorial por Redes de Triángulos Irregulares: Es una estructura de datos compuesta por triángulos irregulares adosados, generalmente nombrados con las siglas TIN (Triangulated Irregular Network). Cada triangulo es un plano determinado por tres puntos cercanos, y se aproximan en el terreno formando un mosaico que puede adaptarse a la superficie con diferente grado de detalle, cuanto más densa sea la cantidad de los puntos en una determinada superficie, mejor estará representada. Como resultado final, el terreno quedara representado por el conjunto de las superficies triangulares que se ajustan a una estructura anterior de puntos. 2 Modelos Digitales del Terreno (Ángel M. Felicísimo), Paginas

Estructura Vectorial en Red de Triángulos Irregulares con cinco veces de exageración en alturas. Zona Noroeste de la Ciudad de Córdoba 1.3.

994), la más utilizada es la red regular de malla cuadrada con filas y columnas uniformemente espaciadas, así la localización espacial de los datos están determinados por su posición en la matriz.

6 Estructura Vectorial en Red de Triángulos Irregulares con cinco veces de exageración en alturas. Zona Noroeste de la Ciudad de Córdoba Tipos de Modelos Raster Modelo de Matrices Regulares: 3 Esta estructura es el resultado de superponer una retícula sobre el terreno y extraer la altitud media de cada celda (Felicísimo, 1.994), la más utilizada es la red regular de malla cuadrada con filas y columnas uniformemente espaciadas, así la localización espacial de los datos están determinados por su posición en la matriz. En este caso, el terreno tendrá mejor representación si las celdas son de menor tamaño, en la superficie determinada. Estructura Raster de Matrices Regulares. Modelo de Matrices de Resolución Variable: En este tipo de estructura los datos elementales pueden ser matrices regulares, como submatrices con una resolución 3 Modelos Digitales del Terreno (Ángel M. Felicísimo), Paginas

diferente, dentro de otra matriz más grande, formando una estructura de árbol jerárquico que duplica su resolución espacial en cada nivel. Estructura Raster de Matrices Jerárquicas.

7 diferente, dentro de otra matriz más grande, formando una estructura de árbol jerárquico que duplica su resolución espacial en cada nivel. Estructura Raster de Matrices Jerárquicas. Los contornos indicados en verde y azul muestran cómo se agruparían elementos de igual atributo para ocupar menos espacio en el archivo. Tiene la ventaja sobre las matrices regulares por no tener prefijada su resolución, entonces cuatro elementos, con el mismo valor de atributo, pueden juntarse y formar un solo elemento más grande, lo que genera la menor espacio en un archivo. Sin embargo, este tipo de estructura, no es utilizada con frecuencia. 10

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