MANEJO DE MODELOS DIGITALES DEL TERRENO DEL INSTITUTO GEOGRÁFICO NACIONAL

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1 MANEJO DE MODELOS DIGITALES DEL TERRENO DEL INSTITUTO GEOGRÁFICO NACIONAL JUAN CARLOS OJEDA MANRIQUE UNIDAD DE OBSERVACIÓN DEL TERRITORIO S.G. CARTOGRAFÍA INSTITUTO GEOGRÁFICO NACIONAL

2 En la actualidad existe una gran cantidad de información geográfica a disposición de los ciudadanos, que es susceptible de utilizar para trabajos de ingeniería. Según la Orden FOM/956/2008, de 31 de marzo (BOE de 8 de abril), por la que se aprueba la política de difusión pública de la información geográfica generada por la Dirección General del Instituto Geográfico Nacional, establece los mecanismos para la difusión de estos productos. A raíz de esta orden, se crea el centro de descargas, en el que se puede encontrar la siguiente información: Mosaicos del Plan Nacional de Ortofotografía Aérea (PNOA) de máxima resolución. Mosaicos de PNOA de máxima actualidad. Mapa topográfico Nacional ráster a escala 1/ Mapa topográfico Nacional ráster a escala 1/ Mapa provincial ráster a escala 1/ Mapa topográfico Nacional histórico ráster a escala 1/ Mapa topográfico Nacional histórico ráster a escala 1/ Mapa provincial histórico ráster a escala 1/ Mapa autonómico histórico Mapa de ocupación del suelo correspondientes al Corine Land Cover del 2006 Base Cartográfica Numérica a escala 1/ (BCN25) y Base Topográfica Numérica a escala 1/ (BTN25) Modelo Digital del Terreno con paso de malla de 25 metros (MDT25) Modelo Digital del Terreno con paso de malla de 200 metros (MDT200) Cartociudad El objetivo de este documento, es la utilización y manejo de Modelos Digitales del Terreno, generados en el proyecto PNOA del Instituto Geográfico Nacional. 1. DESCARGA E INSTALACIÓN DE GVSIG En la actualidad la última versión disponible de Gvsig, es la Esta versión no soporta la visualización de datos lidar, por lo que habrá que instalar la versión Los pasos a seguir la para la instalación de la versión y de la extensión DielmoOpenlidar, para visualización de datos lidar es la siguiente. 1. Descargar e instalar la versión Gvsig 1.1., para el sistema operativo correspondiente. 2. Descargar e instalar la actualización Gvsig La única precaución que hay que tener, es indicarle donde se tiene instalada la versión 1.1., en vez de que la busque automáticamente. 3. Descargar e instalar la extensión DielmoOpenlidar 2.0 Manejo de MDTs del IGN Página 1

3 2. DESCARGA DEL MDT 25 DEL CENTRO DE DESCARGAS DEL CNIG El primer paso es la descarga de los modelos digitales del terreno del centro de descargas del CNIG. Para poder realizar la descarga es necesario estar registrado previamente. El MDT25 se caracteriza por tener un paso de malla de 25 metros, siendo obtenido a partir del Modelo Digital del Terreno con paso de malla de 5 metros (MDT05). El modelo con paso de malla de 5 metros se obtiene mediante fotogrametría por correlación automática, y se distribuye por hojas del Mapa Topográfico Nacional a escala 1/ En el caso de necesitar un mayor detalle, se deberá utilizar el MDT05, solicitándolo al CNIG, ya que actualmente no se encuentra a descarga, o bien utilizar ficheros de datos LIDAR Figura 1 Para realizar la descarga se selecciona el producto, y la hoja del MTN50 que se quiere descargar. En el caso de no saber la hoja que le corresponde, pinchando en Ver cuadrícula del MTN50, se podría localizar la zona que es de nuestro interés. Una vez mostrado el producto, se le da a la opción de descargar, se acepta la licencia, y descargamos un fichero comprimido que contiene un fichero ascii con los datos del MDT Manejo de MDTs del IGN Página 2

4 Figura 2 Abriendo el fichero ascii con cualquier editor de texto, se puede observar que el fichero tiene una cabecera en la que indica el número de columnas, número de filas, coordenadas planimétricas de la esquina inferior izquierda, paso de malla, y quévalor se le asigna a las celdas que no tienen valor. El Sistema de Referencia Geodésico utilizado es ETRS89, en el caso de Canarias REGCAN95. La proyección cartográfica es UTM en el huso correspondiente y 30 extendido, excepto Canarias que solo se encuentra en el huso 28. Los códigos EPSG a utilizar son los siguientes: Sistema de referencia ETRS89, proyección UTM huso Sistema de referencia ETRS89, proyección UTM huso Sistema de referencia ETRS89, proyección UTM huso Sistema de referencia ETRS89, proyección UTM huso VISUALIZACIÓN DE UN MDT25 CON GVSIG Se abre GVSIG, y se añade una nueva vista, seleccionando el tipo de documento vista, y haciendo click en nuevo. Una vez realizado tendremos varias opciones para trabajar con la vista: Abrir, con esta acción se abre una nueva ventana Renombrar, podremos renombrar el nombre de la vista, ya que por defecto el nombre es Sin título x. Borrar la vista Cambiar las propiedades de la vista. En este apartado se podría cambiar el sistema de referencia que trae la vista por defecto. Manejo de MDTs del IGN Página 3

5 Figura 3 Una vez creada la vista, para poder abrirla, se tendrá que seleccionar la vista, y dar al botón de abrir, apareciendo una nueva ventana en la que se podrán ir añadiendo los archivos que se quieran visualizar. Figura 4 A continuación se añade el modelo digital que se ha descargado, haciendo click en el icono de añadir fichero, teniendo en cuenta que el sistema de referencia sea el correcto. Manejo de MDTs del IGN Página 4

6 Se debe tener especial cuidado, ya que para que se puede ver el archivo, en tipo de archivo se debe desplegar y elegir Gvsig image driver Figura 5 Figura 6 De esta manera se obtiene un fichero ráster del MDT25. Si se pincha con el botón de información en cada pixel, nos da las coordenadas planimétricas, el color (en este caso el nivel de gris), la altitud, las coordenadas en píxeles de la zona consultada (fila columna). Manejo de MDTs del IGN Página 5

7 Figura 7 Si se pulsa el botón derecho, nos aparece un menú, en el que se podrá hacer zoom a la capa, eliminarla, copiarla, modificar las propiedades, etc. Figura 8 Además de visualizar el MDT se puede superponer una cartografía o una ortofoto para saber situarse. En este caso se ha añadido la ortofoto PNOA de la zona, y la hoja del Mapa Topográfico Nacional a escala 1: Manejo de MDTs del IGN Página 6

8 Figura 9 Figura ANÁLISIS DE MODELOS DIGITALES DEL TERRENO CON SEXTANTE Para empezar a realizar operaciones se abre el programa sextante. Sextante es un programa que maneja datos ráster, enfocado a cálculos hidrológicos con modelos digitales del terreno, que se encuentra integrado actualmente dentro de GVSIG. Manejo de MDTs del IGN Página 7

9 Sextante actualmente cuenta con 242 algoritmos, aunque en las nuevas versiones se van añadiendo otros nuevos. Una vez cargados los datos se abre el módulo de sextante pulsado el icono. Al pulsar en cada algoritmo se abre una ventana nueva para introducir los archivos a procesar, y los parámetros necesarios, encontrándose en todos ellos una ventana de ayuda GENERACION DE CURVAS DE NIVEL Figura 11 Para generar curvas de nivel se abre el módulo de vectorización, y dentro de este Curvas de nivel Figura 12 En la ventana que se abre se deben introducir los siguientes parámetros: Manejo de MDTs del IGN Página 8

10 Capa de entrada es el nombre del archivo MDT que se quiere curvar Equidistancia de las curvas de nivel, que en este caso concreto se ha elegido de 10 metros, para comparar con la cartografía del MTN50, aunque esta será función de la precisión con la que han sido capturados los datos. Valor mínimo y máximo, son los valores dentro de los cuales queremos realizar el curvado. Si se ponen valores dispares, se realizará el curvado de toda la zona. Objeto de salida será el archivo en el que se quieren guardar las curvas. Hay que tener en cuenta que el formato de este archivo será shape, por lo que habrá que ponerle la extensión.shp. Figura 13 Como resultado, la capa se añade automáticamente a la vista Figura 14 Manejo de MDTs del IGN Página 9

11 El siguiente paso sería transformar el fichero de formato shape a dxf, para que pueda ser leído por AUTOCAD. Para ello teniendo seleccionada la capa se va al menú Capa/Exportar a/dxf Figura 15 Al final del proceso de exportación, el programa pide si se quiere insertar el fichero en la vista actual. En este caso se omitirá esta acción.. Se puede realizar un zoom sobre una zona curvada, para compararlo con la cartografía, observando que son sensiblemente iguales. Figura 16 Manejo de MDTs del IGN Página 10

12 4.2. GENERACIÓN DE UN PERFIL LONGITUDINAL Para generar un perfil longitudinal, primeramente se ha de tener el trazado sobre el cual se quiere realizarlo, para ello se añadirá una nueva capa. Se necesita realizar un perfil del refugio de Puente Negro al del Raso. Figura 17 Se creará una nueva capa en el menú Vista/Nueva Capa/Nuevo SHP Figura 18 Manejo de MDTs del IGN Página 11

13 Se introducirá el nombre de la nueva capa, y el tipo de geometría, que en este caso va a ser lineal. No añadiremos ningún campo al fichero shape. Figura 19 Figura 20 Manejo de MDTs del IGN Página 12

14 Y finalmente se introducirá la ruta y el nombre de la nueva capa. Figura 21 Se observará que en el TOC que aparece la nueva capa. Figura 22 Pinchando en la capa, dará todas las opciones de edición como se puede observar en la barra superior. Manejo de MDTs del IGN Página 13

15 Figura 23 Con la herramienta polilínea se dibujará el perfil Digitalizaremos el trazado del camino, y se pulsará la T+intro cuando se finalice, según nos indican en la parte inferior de la pantalla. Manejo de MDTs del IGN Página 14

16 Figura 24 Si se quiere modificar el color y grosor de la línea, pinchando en la capa con el botón derecho, saldrá el menú contextual. Dando a la opción de Propiedades, y a la pestaña de Simbología se podrá modificar el color y grosor de la polilínea que se acaba de crear. Figura 25 Para finalizar y salvar la capa que se acaba de crear, se debe pinchar en el nombre de la capa con el botón derecho, y seleccionar en Terminar edición. Con esta acción desaparecerán de la barra de herramientas todas las opciones que se tenían de edición. Figura 26 Manejo de MDTs del IGN Página 15

17 A continuación se abre el menú de Sextante/Perfiles/Perfiles longitudinales Figura 27 En la ventana que se abre se han de introducir los siguientes parámetros: MDE el fichero sobre el cual se quiere sacar el perfil longitudinal Ruta del perfil, es la capa que define el perfil longitudinal Objeto de salida, es una capa que se creará en formato shape con los puntos del perfil Figura 28 Manejo de MDTs del IGN Página 16

18 Como resultado se abrirá una ventana en la que nos muestra el perfil: Figura 29 Si se abre el archivo shape generado en otra vista, se observará que es un fichero de puntos, en el que si hacemos una consulta nos dará los siguientes valores: Altura Distancia horizontal al origen Coordenada Y Distancia real al origen Coordenada x Figura 30 Manejo de MDTs del IGN Página 17

19 Figura GENERACIÓN DE SECCIONES TRANSVERSALES Sextante también permite realizar perfiles o secciones transversales. En este ejercicio, se van a calcular unas secciones transversales sobre el perfil trazado en el punto anterior. Para ello se abre el menú de Sextante/Perfiles/Secciones transversales. Figura 32 En la ventana que se abre se han de introducir los siguientes parámetros: MDE el fichero sobre el cual se quiere sacar el perfil longitudinal Ruta del perfil, es la capa que define el perfil longitudinal Distancia entre secciones Ancho de la sección a cada lado Número de puntos a tomar a cada lado Objeto de salida, es una capa que se creará en formato shape con los puntos del perfil Manejo de MDTs del IGN Página 18

20 Figura 33 Cambiando el color y el ancho se podrán observar las secciones. Figura 34 Pinchando en cada sección transversal, dará la siguiente información Manejo de MDTs del IGN Página 19

21 Figura GENERACIÓN DE SOMBREADOS Para realizar sombreados con la herramienta Sextante se abre el menú Sextante/Iluminación y visibilidad/relieve sombreado Figura 36 En la ventana que se abre se han de introducir los siguientes parámetros: MDE el fichero sobre el cual se quiere sacar el perfil longitudinal Manejo de MDTs del IGN Página 20

22 Método para realizar el sombreado Declinación es el ángulo de elevación del sol sobre el horizonte Azimut del sol Factor de exageración Objeto de salida, es una capa que se creará en formato tif Figura 37 Figura 38 El sombreado obtenido, únicamente se utiliza para detectar errores en el MDT, o una herramienta para poder interpretar el relieve de una forma sencilla. Manejo de MDTs del IGN Página 21

23 4.5. ANÁLISIS DE VISIBILIDAD Esta herramienta permitirá saber si existe conexión visual entre dos celdas. Para ello se abrirá el módulo de sextante Iluminación y visibilidad/visibilidad. En este ejemplo se va a realizar un análisis de visibilidad desde el Cerro del Retamalón, en un entorno de 2 km. Figura 39 En la ventana que se abre se han de introducir los siguientes parámetros: MDE el fichero sobre el cual se quiere sacar el perfil longitudinal Método para realizar el análisis de visibilidad el que viene por defecto, aunque se tienen más opciones. Coordenadas del centro emisor, se obtendrán del mapa Altura del emisor, supongamos que es una torre de 5 metros de altura Altura del receptor pondremos altura de una persona Radio de alcance sería la distancia para hacer el análisis. En este caso como las unidades son metros, se deberá poner en metros. Objeto de salida, es una capa que se creará en formato tif Manejo de MDTs del IGN Página 22

24 Figura 40 Se obtendrá un fichero binario en el que valor 1 (blanco), quiere decir que hay visibilidad, mientras que el valor 2 (negro), quiere decir que no es visible Figura 41 Como no se puede apreciar nada en la vista, pinchando la capa 508.ecw y arrastrándola se pone la primera, dándole a continuación transparencia. Manejo de MDTs del IGN Página 23

25 Figura CÁLCULO DE PENDIENTES Este algoritmo permite calcular el ángulo que forma la normal a la superficie en un punto, con la dirección de la vertical. Para realizarlo se abres Sextante/Geomorfometría y análisis del relieve/pendiente Figura 43 En la ventana que se abre se han de introducir los siguientes parámetros: MDE el fichero sobre el cual se quiere sacar el perfil longitudinal Manejo de MDTs del IGN Página 24

26 Método para realizar el análisis de pendientes se utilizará alguno de los propuestos en el desplegable Unidades que puede ser en radianes, grados o porcentaje Objeto de salida, es una capa que se creará en formato tif Figura 44 Pinchando en cada pixel dará el valor de la pendiente en % Figura 45 Manejo de MDTs del IGN Página 25

27 4.7. CÁLCULO DE ORIENTACIONES Este algoritmo permite calcular el ángulo que forma el norte con la normal a la superficie en un punto proyectado sobre un plano horizontal. Para realizarlo se abre Sextante/Geomorfometría y análisis del relieve/orientaciones Figura 46 En la ventana que se abre se han de introducir los siguientes parámetros: MDE el fichero sobre el cual se quiere sacar el perfil longitudinal Método para realizar el análisis de pendientes se utilizará alguno de los propuestos en el desplegable Objeto de salida, es una capa que se creará en formato tif Manejo de MDTs del IGN Página 26

28 Figura 47 Pinchando en cada pixel dará el valor de la orientación en radianes Figura VISUALIZACIÓN DE DATOS LIDAR CON GVSIG GVSIG en su versión permite la visualización y una serie de operaciones básicas con datos lidar. En una vista nueva añadimos una capa de datos lidar, teniendo la precaución de seleccionar en la casilla de Archivo tipo gvsig LIDAR driver. Manejo de MDTs del IGN Página 27

29 Figura 49 En un principio dibujará la nube de puntos lidar en un color Figura 50 Si se hace zoom sobre una zona, y se pide información de un punto, dará información sobre los atributos del punto capturado, como el ángulo de escaneado, dirección, altura, intensidad, pasada, tiempo GPS de captura, coordenadas planimétricas y clasificación. Manejo de MDTs del IGN Página 28

30 Figura 51 Se puede realizar una visualización por alturas, dando al botón Z Figura 52 Visualización en función de la intensidad, pulsando el botón I, apareciendo una imagen parecida a una foto en blanco y negro. Manejo de MDTs del IGN Página 29

31 Figura 53 Dando al botón que tiene la apariencia de una línea roja, se podrán realizar seccione transversales Figura 54 Manejo de MDTs del IGN Página 30