MDT y MDE El término MDT (Modelo Digital del Terreno) alude a

Transcripción

GRADO DE GEOGRAFÍA. ASIGNATURA: SIG DATOS RASTER (II PARTE)
GESTIÓN, VISUALIZACIÓN CONSULTA Y ANÁLISIS DE DATOS RASTER
MDT y MDE
El término MDT (Modelo Digital del Terreno) alude a diferentes conceptos que, en conjunto, se
suelen emplear para denominar la representación digital de la superficie topográfica o, en
palabras de Felicísimo (1988), designan una “estructura numérica de datos que representa la
distribución espacial de una variable cuantitativa y continua”. El término MDE (Modelo Digital
de Elevaciones) hace referencia al modelo digital que represente de forma explícita la
altimetría de la superficie terrestre. Importa destacar que a partir de un MDE suelen ser
generados la mayoría de los MDT.
La fidelidad con la que un MDE modeliza la verdadera superficie depende de la “rugosidad” de
la superficie misma y de la resolución espacial del modelo. Cualquier MDE representa
numéricamente la superficie topográfica a una cierta escala, que depende de su resolución
espacial (Wood, 1996).
La elección de la fuente de información más adecuada para la generación de los MDE es una
labor compleja, ya que los datos altimétricos pueden ser capturados a partir de fuentes muy
variadas, de coste y accesibilidad distintas, y con diferente precisión, densidad y distribución
espacial. La elección de la fuente de información idónea debe ponerse en relación con los
medios materiales y humanos de los que se dispone y, especialmente, con el fin al que se
destine el modelo.
Los datos deben consistir en observaciones sobre la elevación del terreno y, siempre que sea
posible, en información adicional sobre fenómenos que influyan significativamente en la forma
de su superficie: deben ser considerados elementos estructurales tales como red de drenaje,
abruptas divisorias de cuencas, u otras discontinuidades de la superficie (Weibel y Heller,
1991). En todo caso, como afirma Lane (1998), “más información no indica necesariamente
un mejor MDT”.
El modelo de datos de un MDE puede ser tanto raster como vector; el modelo raster está
compuesto por celdillas de igual tamaño y forma, y puede ser generado tanto por medición
directa (lidar), indirecta (estereocorrelación), o por interpolación (empleando funciones como
IDW, Topogrid, Spline, Kriging…). El modelo vectorial está compuesto por triángulos irregulares
que conforman una red; estos triángulos no son exactamente polígonos sino que pertenecen a
una estructura de datos diferente a las utilizadas hasta ahora, el TIN.
LA RED DE TRIÁNGULOS IRREGULARES (TIN)
Los modelos raster se adecuan mejor a variables con distribuciones suaves, pero en el caso de
la superficie topográfica, donde pueden aparecer fuertes discontinuidades (o elementos
antrópicos de diseño lineal), estos métodos pueden no resultar los más satisfactorios. Su
modelación parece dar mejor resultado si se utiliza una estructura vectorial especial, la red de
triángulos irregulares (TIN).
El TIN es un modelo que, básicamente, compartimenta el espacio mediante facetas
triangulares cuyos vértices son los puntos muestrales. Desde el punto de vista de la
Joaquín Márquez Pérez. Dpto. de Geografía Física y AGR. Universidad de Sevilla. 2016
1
interpolación puede considerarse un método local y exacto, ya que asigna a cada punto a
interpolar un valor que depende del que posean los tres puntos muestrales más cercanos, y
estos puntos son los vértices del triángulo que lo contiene. Existen distintos métodos para
elegir los datos que formarán este triángulo. Uno en particular se ha impuesto, el método
“Delaunay”, pues es fácil de calcular y tiene la propiedad de que produce triángulos tan
equiláteros como sea posible.
A diferencia del raster, el TIN posee un valor de altura diferente en cada punto de la faceta
triangular (siempre y cuando no sea un triángulo plano), y cada una de ellas es capaz, además,
de incorporar información acerca de su orientación, pendiente y sombra, ya que son valores
comunes a cada triángulo. Por otra parte, el TIN posibilita la utilización distintos tipos de
información en su creación, altimétrica y no altimétrica; entre la no altimétrica destacan las
líneas de estructura (elementos lineales que pueden ayudar a mejorar el resultado final: la red
fluvial, las líneas de falla...).
Por último, y con objeto de poder realizar más potentes análisis sobre el modelo generado, lo
más usual es transformar la triangulación a formato raster (aunque la elección del tamaño de
celdilla del nuevo raster es una labor compleja).
2
Objetivo: generar un TIN a partir del siguiente conjunto de datos, y pasarlo posteriormente a
raster:



CURVAS_105023_50.SHP
COTAS_105023_50.SHP
RÍOS_105023_50.SHP
Estos datos se encuentran en C:/ DATOS_SIG_RASTER / SUPERF_MDE / EJERCICIO_3.
Al igual que en el ejercicio anterior, y en los siguientes, utilice un nuevo proyecto de ArcMap
de forma que los parámetros de visualización y gestión (coordenadas, extensión y tamaño de
celdillas) tomen valores por defecto.
Metodología:
A) Para generar un modelo por Triangulación y pasarlo a raster, comencemos activando la
extensión 3D ANALYST (CUSTOMIZE / EXTENSION). Posteriormente busque y abra la
herramienta que permite crear la estructura del TIN: 3D ANALYST / TIN CREATION / CREATE
TIN1. Genere así el modelo TIN. Ojo! No indique ningún valor Z para la red fluvial:
Las “hard” y “soft” ” breaklines” se utilizan cuando las líneas representan o no, fuertes cambios
de pendiente, respectivamente: las curvas de nivel no implican el cambio de pendiente que se
supone que acaece en las cercanías de la red fluvial, de ahí la elección realizada en cada caso.
Al modelo resultante, que posee el mismo nombre que el original ya que éste tan solo se ha
actualizado, debe serle indicado que utilice la información altimétrica para su representación.
1
En versiones posteriores de ArcGis, la creación de un TIN se lleva a cabo desde 3D ANALYST/DATA
MANAGEMENT/ TIN/ CREATE TIN.
3
B) Para pasar de Tin (vectorial) a Grid (raster) basta con escoger la herramienta 3D ANALYST /
CONVERSION / FROM TIN / TIN TO RASTER; utilice la opción Bilinear2. Genere por tanto un
raster a partir del Tin, en el que el tamaño de celdilla sea de 10 metros (elija la opción Cellsize
y, a continuación, indique el valor) y denomínelo TIN_GRID_20.
Observaciones: Ojo!, la elección del tamaño de celdilla es una cuestión fundamental. Teniendo
en cuenta la equidistancia de las curvas de nivel se le ha asignado un valor de 20 metros. Este
valor, sin embargo, puede no ser el más adecuado, y de hecho uno de los temas sin resolver en
el tema de los MDE es el criterio a seguir para establecer el tamaño de celdilla en la
transformación de TIN a GRID: si el tamaño es muy grande se pierde una gran parte de la
información, pero si este es muy pequeño, la estructura TIN subyacente comienza a reflejarse,
y se desaprovecha el suavizamiento que la estructura raster supone. Para comprobarlo,
pruebe con otros tres tamaños de celdilla: 10, 50 y 100 metros: ¿observa la diferencia? Esta
se aprecia adecuadamente cuando son generados modelos de sombra.
2
Si se toma la opción “Bilinear”, el programa extrae del Tin el valor que coincide con el centro de cada celdilla. En caso de emplear
la opción “Natural Neighboors”, el resultado, basado en los polígonos de Thiessen, es más suavizado.
4

MDT y MDE El término MDT (Modelo Digital del Terreno) alude a

Transcripción

Documentos relacionados

Novedades Raster de gvSIG.

Diferencia en tiempo grabado Raster y Vectorial ()