MDE y Análisis del terreno. Sistemas de Información Geográfica 2-2013
Análisis del terreno. - El estudio del terreno es un tema muy estudiado por los SIG. - El estudio del terreno tiene un ámbito de utilidad amplísimo, por la cantidad de información que se puede derivar de capas con información del terreno. - Muchas aplicaciones en muchas ramas de interés para la Ingeniería ambiental (Civil). Sistemas de Información Geográfica 2-2013
Aplicación de un MDE (Olaya, 2012). - Toma de datos de elevación (muestreo). - Generación de un modelo de superficie con los datos tomados (Modelos generados). - Corrección de errores. - Cálculo de parámetros y elementos derivados. - Empleo de los parámetros derivados. Sistemas de Información Geográfica 2-2013
Modelo Digital de Elevaciones. - Equivalente informatizado de las curvas de nivel clásicas. - El MDE es un caso específico de los MDT. - MDT (modelo digital del terreno): «estructura numérica de datos que representa la distribución espacial de una variable cuantitativa y continua». - Algunas veces se suele asumir que MDT es un modelo de elevaciones incluyendo elementos de la superficie (casas, árboles ) y MDE es la altura a nivel del suelo. Olaya, 2012. Sistemas de Información Geográfica 2-2013
Modelo Digital de Elevaciones. - Describe la altimetría de una zona mediante un conjunto de cotas. - Permite la construcción de modelos derivados. - Modelos derivados: pendiente, aspecto - Se puede complementar con información auxiliar para elaborar modelos más complejos y simulaciones físicas. Felicísimo, 2012.
- Un MDE es un campo escalar, no es como tal un modelo tridimensional, no puede representar cuevas por ejemplo. - Idealmente es derivable en cada punto por ende permite obtener modelos derivados.
MDE - Usualmente ráster, mayores prestaciones para el análisis. - Tamaño de celda. - Distribución regular. - «Representación matricial regular de la variación continua del relieve en el espacio» Olaya, 2012. Sistemas de Información Geográfica 2-2013
Estructuras de datos. - De forma general la unidad básica de un MDE es un punto acotado. - Se pueden encontrar MDE en los dos formatos: - Vectorial - Raster.
Enfoque vectorial. - Los atributos del terreno se representan con puntos, líneas o polígonos. - Con puntos se define la posición (X, Y) y un atributo de altura (Z).
Líneas y polígonos. - Se representa la altura como una serie de puntos de altura única. - Los polígonos son agrupaciones de líneas.
Problemas del enfoque vectorial. - Problemas de interpretación del relleno. - Cuál es el método de interpolación a emplear? - En el caso de las isolíneas, en zonas planas, tienen una distribución espacial poco realista. - Lo que ocasiona problemas al interpolar y crea superficies que no son reales y que podrían complicar el empleo de modelos derivados en estas zonas.
Artefactos de interpolación en zonas planas.
El modelo TIN. - Se compone de una red de triángulos contiguos. - Triangulated Irregular Network. - Es el principio de la triangulación de Delaunay. - Se trata de una estructura en que se representa el terreno por un conjunto de superficies planas que se ajusta al conjunto de puntos.
Revisado en la clase de Interpolación.
TIN - Esta representación presenta resultados razonables. - Aunque la interpretación del relleno es un poco ambigua. - Al ser de tipo vectorial, respeta accidentes geográficos, fondos de valles, cimas. - Se ajusta a la envolvente geográfica. - Como tal no es un método de interpolación, sino mas bien un modelo de datos.
Desventajas. - Importante consumo de memoria. - Tiempo de cálculo elevado, con muchos puntos de datos (inclusive para hacer un zoom). - Si se derivan Isolíneas a partir de un TIN, las curvas presentan angulosidades. - Las variables derivadas, presentan cambios bruscos.
- Celdas con valores. Modelo raster.
- Captura de datos. - Directos. Cómo se crean? - Altimetría: radar, LIDAR.. - GPS. - Topografía. - Indirectos. - Restitución de fotografía aérea. - Digitalización manual. - Digitalización automática. http://www6.uniovi.es/~feli/cursomdt/tema_ 2.pdf Sistemas de Información Geográfica 2-2013
- Interpolación: Cómo se crean? - IDW: no es adecuado por los artefactos que genera. - Kriging: Es un buen interpolador, pero genera superficies suaves, alta precisión pero no refleja la configuración del relieve. - Kriging es sensible a valores extremos. http://www6.uniovi.es/~feli/cursomdt/tema_ 2.pdf Sistemas de Información Geográfica 2-2013
MDE-Interpolación. - Splines: Se recomienda su aplicación pero con consideraciones respecto a la forma de la zona a la cual se aplica. Como se ha visto se generan superficies suavizadas que podrían en ciertos casos no ser reales. - Métodos globales: No es adecuado. Sistemas de Información Geográfica 2-2013
MDE-Interpolación. - Generación de un MDE a partir de curvas de nivel. - IDW. - V.surf.contour - Generar los modelos de hillshade en cada caso - Visualmente qué modelo presenta mejores resultados? Sistemas de Información Geográfica 2-2013
MDE Interpolación. - Cada método de interpolación tiene características que pueden ser ventajosas o desventajosas en función de la zona en donde se quiera aplicar. - El conocimiento de la zona es imprescindible para la selección del método de interpolación. - Existen métodos específicos para obtener resultados coherentes (ANUDEM). Sistemas de Información Geográfica 2-2013
Preparación del MDE. - Eliminación de errores. - Descripción precisa del relieve. - Descripción de los procesos que se llevan a cabo (hidrológicos, ecológicos). En algunos casos se deben hacer correcciones previa la derivación de modelos a partir del MDE: relleno de vacíos.. Ejemplo: r.fill.dir: crea un MDE nuevo sin depresiones. Sistemas de Información Geográfica 2-2013
Modelos derivados del MDE. - Mapas de pendientes. - Mapas de dirección de la pendiente (aspecto). - Mapas de sombreado. - Mapas de visibilidad (cuencas de visibilidad). - Perfiles topográficos. - Volúmenes. - Modelación SIG. Sistemas de Información Geográfica 2-2013
Modelos derivados. - A partir de los MDE, es posible construir un conjunto de modelos digitales que representen variables derivadas de la topografía, sin la intervención de información externa. - Pendiente, orientación, curvatura, rugosidad.
Pendiente. - Calcula la tasa máxima de variación entre una celda y sus adyacentes. - Cada celda tiene un valor de pendiente. - Valores de pendiente bajos, indican terrenos planos y viceversa. - Se puede expresar la pendiente en grados o en porcentaje.
Pendiente. - Felicísimo define a la pendiente como el ángulo existente entre el vector gradiente en ese punto (P) y eje vertical (z).
- Cuando la inclinación es 45 grados, la pendiente es 100%. - Conforme la pendiente tiende a 90 grados, el porcentaje tiende a infinito. http://webhelp.esri.com/arcgisdesktop/9.2/index.cfm?topicname=c alculating_slope
Pendiente Aplicaciones. - Aplicación de modelos de riesgo de erosión. - Modelos de inundación. - Peligros de deslizamientos. - Análisis de unidades geomorfológicas. - Apoyo a otra cartografía.
Orientación. - Calcula la orientación de una superficie raster. - Puede pensarse como la dirección de la pendiente, expresada en grados, medidos desde el norte, en sentido horario. - Las áreas planas tiene valor de orientación de -1. http://help.arcgis.com/es/arcgisdesktop/10.0/ help/index.html#//009z000000vp000000
Aplicaciones. - Cálculo de la iluminación solar. - Identificar pendientes específicas, para ubicar o zonificar zonas con riesgo de avalanchas o crecidas. - Identificar zonas planas. - Cálculo de la irradiación solar. - Modelos de vegetación.
Herramientas de visualización. - NVIZ. - QGIS2threejs.
- Próxima clase: Aplicaciones: - Aplicaciones: visibilidad. - Aplicaciones: hidrología. - Aplicaciones: Ambientales.