Creación de Modelos Digitales de Elevaciones a partir de diferentes métodos de interpolación para la determinación de redes de drenaje

The Digital Elevations Models represent an elemtary space information for the study of the relief forms. The obtaining of models of great resolution implies a greater precision and therefore a greater apporach to the reality of the terrestrial morphology. (...)

Aplicación práctica de los modelos digitales del terreno en el ámbito geográfico de la provincia de León.

Registro con código de documento duplicado y modificado posteriormente

Modelos digitales de elevación generados por captura directa e indirecta de datos fuente : evaluación de su calidad

La información básica sobre el relieve de una cuenca hidrográfica, mediante metodologías analítico-descriptivas, permite a quienes evalúan proyectos relacionados con el uso de los recursos naturales, tales como el manejo integrado de cuencas, estudios sobre impacto ambiental, degradación de suelos, deforestación, conservación de los recursos hídricos, entre otros, contar para su análisis con los parámetros físicos necesarios. Estos procesos mencionados tienen un fuerte componente espacial y el empleo de Sistemas de Información Geográfica (SIG) son de suma utilidad, siendo los Modelos Digitales de Elevación (DEM) y sus derivados un componente relevante de esta base de datos. Los productos derivados de estos modelos, como pendiente, orientación o curvatura, resultarán tan precisos como el DEM usado para derivarlos. Por otra parte, es fundamental maximizar la habilidad del modelo para representar las variaciones del terreno; para ello se debe seleccionar una adecuada resolución (grilla) de acuerdo con los datos disponibles para su generación. En este trabajo se evalúa la calidad altimétrica de seis DEMs generados a partir de dos sistemas diferentes de captura de datos fuente y de distintas resoluciones de grilla. Para determinar la exactitud de los DEMs habitualmente se utiliza un grupo de puntos de control considerados como "verdad de campo" que se comparan con los generados por el modelo en la misma posición geográfica. El área seleccionada para realizar el estudio está ubicada en la localidad de Arrecifes, provincia de Buenos Aires (Argentina) y tiene una superficie de aproximadamente 120 ha. Los resultados obtenidos para los dos algoritmos y para los tres tamaños de grilla analizados presentaron los siguientes resultados: el algoritmo DEM from contourn, un RMSE (Root Mean Squared Error) de ± 0,11 m (para grilla de 1 m), ± 0,11 m (para grilla de 5 m) y de ± 0,15 m (para grilla de 10 m). Para el algoritmo DEM from vector/points, un RMSE de ± 0,09 m (para grilla de 1 m), ± 0,11 m (para grilla de 5 m) y de ± 0,11 m (para grilla de 10 m). Los resultados permiten concluir que el DEM generado a partir de puntos acotados del terreno como datos fuente y con el menor tamaño de grilla es el único que satisface los valores enumerados en la bibliografía, tanto nacional como internacional, lo que lo hace apto para proyectos relacionados con recursos naturales a nivel de ecotopo (predial). El resto de los DEMs generados presentan un RMSE que permite asegurar su aptitud para la evaluación de proyectos relacionados con el uso de los recursos naturales a nivel de unidad de paisaje (conjunto de ecotopos).

Comparativa de aplicaciones informáticas destinadas al procesamiento de datos obtenidos con metodología LIDAR aerotransportado y obtención de modelos digitales de elevación.

El contenido del Proyecto Fin de Carrera está desarrollado para profundizar en el conocimiento de las aplicaciones para el procesado de datos LiDAR, si bien, puede ser utilizado también como guía o consulta por el personal docente y técnico interesado, en el desarrollo o explicación de otros trabajos de comparación de herramientas relacionadas con la topografía. Por último, se pretende con esta comparación que se pueda elegir con facilidad una u otra aplicación según las necesidades de los proyectos y las capacidades con las que se cuentan, teniendo en cuenta las limitaciones a la hora de disponer de todo lo necesario para su realización. Los objetivos que se quieren alcanzar son: • Obtención de datos geoespaciales de unas zonas para su posterior procesado. • Realizar un control de calidad general para comprobar que los datos son aptos para nuestro trabajo. • Elegir las aplicaciones informáticas y establecer unos criterios de comparación. Para después poder realizar la comparativa de las aplicaciones informáticas. La consecución de los objetivos generales es posible a partir del planteamiento de los siguientes objetivos específicos: • Presentar el vuelo de una zona y las características de este. • Realizar un control de calidad específico en altimetría y planimetría. • Justificar la elección de distintas zonas a editar. • Definir los criterios que se van a comparar. • Edición generada con las aplicaciones que se han elegido, las cuales son: FUSION, MDTopX, TerraScan, MARS y SCOP. • Y por último realizar una comparativa entre las aplicaciones según los criterios elegidos.

Distancia de visibilidad en carreteras: Influencia de modelos digitales de elevaciones y elementos de las márgenes

La distancia de visibilidad juega un papel importante en la seguridad vial de las carreteras. Se pueden emplear dos clases de modelos digitales de elevaciones (MDE) en el cálculo de la visibilidad disponible en carreteras: modelos digitales del terreno (MDT) y modelos digitales de superficie (MDS). Los MDT, que representan la superficie del terreno sin vegetación, se suelen utilizar para calcular la distancia de visibilidad disponible en fase de proyecto de la carretera. Por otra parte, el empleo de MDS proporciona información adicional acerca de los elementos de las márgenes, tales como árboles, construcciones, muros o incluso señales de tráfico que pueden reducir la distancia de visibilidad disponible. Este documento analiza la influencia del empleo de tres tipos de MDE en el cálculo de la distancia de visibilidad disponible. Para ello se han estudiado carreteras de distintas características de la Comunidad de Madrid (España) utilizando una aplicación informática basada en sistemas de información geográfica. El estudio realizado pone de manifiesto la influencia del tipo de MDE en los resultados de distancia de visibilidad, así como los pros y contras de la utilización de dichos modelos.

Estudio de visibilidad en carreteras usando modelos digitales de elevación de alta resolución

El estudio de la distancia de visibilidad disponible en carreteras es de gran importancia para la seguridad vial. Los Mobile Mapping Systems (MMS) permiten capturar los elementos de las carreteras existentes y su entorno con alta resolución y rendimiento, obteniendo nubes de puntos 3D (LIDAR) con precisión centimétrica y fotografías panorámicas. El tratamiento de la ingente cantidad de datos que estos equipos proporcionan se ha efectuado con herramientas específicas de tratamiento de datos LIDAR y de ESRI. El cálculo de la distancia de visibilidad disponible se ha realizado mediante una aplicación que funciona sobre ArcGIS. Todo ello permite estimar la distancia de visibilidad disponible con gran precisión, utilizando tanto modelos digitales del terreno como de superficie, de manera que es posible analizar la influencia que tienen la vegetación y otros elementos de las márgenes. Se describen las técnicas utilizadas y su aplicación práctica a una carretera de la Comunidad de Madrid.

Modelos digitales del terreno mediante fotogrametría aérea realizada con un vehículo aéreo no tripulado

En las últimas décadas, el avance tecnológico ha aumentado a una velocidad vertiginosa. Muchos son los campos beneficiados, entre ellos la ingeniería y por consiguiente el desarrollo de maquinaria, técnicas y herramientas que facilitan el trabajo. Los vehículos aéreos no tripulados (UAVs), más conocidos como drones, se presentan como una alternativa muy interesante para llevar a cabo levantamientos topográficos mediante la técnica fotogramétrica. En este proyecto se desarrollan los Modelos Digitales del Terreno (MDT) de una superficie sobrevolada por un UAV en la localidad de Cubillos del Sil (León). Para ello, se han utilizado dos software: Mission Planner y PhotoModeler. En el primero se ha llevado a cabo la programación de la misión de vuelo del drone, siendo el fin la toma de fotografías aéreas. El segundo es el encargado de realizar la reconstrucción digital en 3D del terreno sobrevolado a partir de esas fotografías. El objetivo final es que los MDT obtenidos puedan ser utilizados en un futuro por cualquier equipo de trabajo que quiera desarrollar un proyecto sobre esos terrenos. ABSTRACT The pace of technology innovation is faster now than it has been for the past few decades. Engineering, and consequently machinery and diverse techniques, are the main beneficiaries. A clear example of this is the development of unmanned aerial vehicles (UAVs), more commonly known as drones. They are a very good alternative that can be used to carry out topographic surveys through photogrammetry. In this project the Digital Terrain Models (DTM) of an overflown area in the municipality of Cubillos del Sil (León) are developed. Two main pieces of software have been used for this purpose; Mission Planner and PhotoModeler. Programming of the drone flight mission was done with the former, allowing it to take aerial pictures, whilst the latter was used to digitally rebuild the overflown area in 3D, using the pictures from the first piece of software. The final aim of the project is to make the obtained DTM available for any future project.

Modelos hidráulicos bidimensionales de lluvia directa aplicados al cálculo de eventos hidrológicos

Una de las principales preocupaciones a la hora de realizar cualquier proyecto de ingeniería es la adecuada determinación de los hidrogramas de avenida de los cursos de agua que lo afecten. Hoy en día es posible la simulación de modelos hidrológicos complejos de lluvia directa sobre malla 2D de elementos finitos, empleando los avances en cálculo vectorial que ofrece la tecnología CUDA (Arquitectura Unificada de Dispositivos de Cálculo), sin la necesidad de determinar subcuencas y tránsitos (como en HEC-HMS). Con los datos que ofrecen los Modelos Digitales del Terreno GRID del PNOA español (Plan Nacional de Ortofotografía Aérea) con precisión de 5 x 5 m y las Coberturas del Terreno SIG CORINE (Coordinación de Información del Medio Ambiente), que permite la evaluación de la rugosidad del suelo, se tiene la información necesaria para construir fácilmente este tipo de modelos. En este documento se presenta un procedimiento para delimitar fácilmente los cursos de agua principales y disponer en estas zonas un tamaño más pequeño de los elementos de la malla. El método propuesto permite una mejor definición de estas áreas después de unas pocas iteraciones, acelerando por tanto el proceso de construcción del modelo sin comprometer la calidad de los resultados. Para demostrar el método, se modelizaron dos cuencas completas mediante lluvia directa sobre una malla de elementos 2D. Se ensayaron diferentes niveles de precisión (variando el número de elementos) y se incluyeron dos presas, usando los datos del Modelo Digital del Terreno del PNOA. También se completó el cálculo hidrológico de ambas mediante HEC-HMS. En primer lugar se estudió la cuenca del río Zapardiel (cuenca del Duero, con superficie total de 1.450 km2, no presenta regulación artificial, pero sí algunas áreas de almacenamiento naturales). La segunda cuenca ensayada correspondió al río Zújar (cuenca del Guadiana, con superficie total de 8.500 km2, que incluye dos grandes presas: La Serena, con una capacidad de 3.200 hm3 y el Embalse del Zújar, situado aguas abajo de la primera, con un volumen útil de 300 hm3). Los resultados confirmaron que la forma de modelizar clásica con enfoque de subcuencas y tránsitos (tipo HEC-HMS) puede ser reemplazada por simulaciones de lluvia directa sobre malla 2D, por lo tanto reduciendo la incertidumbre inherente en la estimación de tiempos de concentración de subcuencas y parámetros de tránsito. Gracias a la disponibilidad de datos públicos de GRID PNOA y cobertura del terreno CORINE, actualmente es posible construir modelos de mallas de elementos 2D para simular lluvia directa sobre cuenca sin necesidad de costosos levantamientos topográficos. Con el hardware disponible hoy en día en ordenadores de uso general, se puede establecer un límite superior razonable para mallas 2D de 4 millones de elementos, lo que permite la correcta simulación de la lluvia directa en cuencas de hasta 10.000 km2. Para cuencas más grandes, este proceso se podría aplicar de forma repetida a varias zonas más pequeñas o en sucesivas secciones de la cuenca.

Estudio comparativo de la fiabilidad y reproducibilidad en la medición de los tamaños dentarios y las medidas de las arcadas dentarias entre registros manuales y digitales 3d obtenidos por escaneado intraoral y extraoral

Tradicionalmente, los ortodoncistas han realizado las mediciones dentales en los modelos de yeso, pero los avances tecnológicos permiten ahora a los ortodoncistas realizar esas mediciones en los modelos digitales. El propósito de este estudio fue comparar la fiabilidad y reproducibilidad de las medidas de los tamaños dentarios y las arcadas dentarias entre el método manual y los métodos digitales 3D obtenidos por un escáner intraoral CEREC Omnicam (Sirona Dental Systems) y dos escáneres extraorales: inEos X5 (Sirona Dental Systems) y Dental Scanner SMART (Open Technologies). Un modelo de yeso, un escaneado intraoral y dos modelos digitales con un escáner extraoral fueron realizadas para cada uno de los 20 sujetos. Las medidas de los tamaños dentarios, la distancia intercanina y la distancia intermolar de los modelos digitales se compararon con los correspondientes modelos de yeso (estándar de oro) Se utilizó el test de ANOVA para establecer la fiabilidad entre los cuatro métodos y el coeficiente de correlación intraclase fue calculado para determinar la reproducibilidad intra- e inter-examinador. Los resultados encontrados fueron que no existieron diferencias estadísticamente significativas entre las medidas hechas directamente en los modelos de yeso y los modelos digitales. Los coeficientes de correlación intraclase tanto intra- e inter-examinador fue alto y considerado bueno para los cuatro métodos de medición. CCI> 0.90. Se concluyó que las mediciones en los modelos digitales obtenidos con un escáner extraoral e intraoral son fiables y reproducibles

Viabilitat i rendiment d'un sistema d'informació geogràfica en dispositius mòbils per realitzar càlculs LCP en zona de muntanya sense connexió de xarxa

The aim of this research paper is to present a macroscopic study about the feasibility and the efficiency of mobile devices in computing least-cost path (LCP). This kind of artifact must work in off-line mode and must allow to load data from a mountain zone like digital terrain models and meteorological data.

El Sistema defensivo de Villasviejas de Tamuja (Botija, Cáceres): una aplicación de software libre en el análisis de paisajes arqueológicos

El análisis de cuencas visuales es una de las aplicaciones de los SIG que más repercusión han tenido en Arqueología. El éxito de su uso está condicionado también por la elección del método de elaboración de los modelos digitales del terreno, bien sea a partir de modelos obtenidos por triangulación o por interpolación (splines, etc). Es ésta una consideración de partida que pretendemos incluir en esta comunicación. En este trabajo se ha empleado el software GRASS para tratar de comprender diversos aspectos sobre la función del sistema defensivo de un poblado amurallado de la II Edad del Hierro, especialmente módulos adicionales específicamente desarrollados para Arqueología. Nuestro trabajo se ha centrado esencialmente en las cuencas visuales y en el análisis de prominencia, aunque no hemos querido obviar otras posibilidades como el cálculo de caminos óptimos para comprender los accesos al castro. Con esta aplicación práctica puede ponerse de relieve la versatilidad de este paquete de software libre frente a otras soluciones que se emplean en el mercado

GRASS GIS for the distinction of vegetation from buildings using LiDAR altimetric data

La tecnología LiDAR (Light Detection and Ranging), basada en el escaneado del territorio por un telémetro láser aerotransportado, permite la construcción de Modelos Digitales de Superficie (DSM) mediante una simple interpolación, así como de Modelos Digitales del Terreno (DTM) mediante la identificación y eliminación de los objetos existentes en el terreno (edificios, puentes o árboles). El Laboratorio de Geomática del Politécnico de Milán – Campus de Como- desarrolló un algoritmo de filtrado de datos LiDAR basado en la interpolación con splines bilineares y bicúbicas con una regularización de Tychonov en una aproximación de mínimos cuadrados. Sin embargo, en muchos casos son todavía necesarios modelos más refinados y complejos en los cuales se hace obligatorio la diferenciación entre edificios y vegetación. Este puede ser el caso de algunos modelos de prevención de riesgos hidrológicos, donde la vegetación no es necesaria; o la modelización tridimensional de centros urbanos, donde la vegetación es factor problemático. (...)

DielmoOpenLidar: control de calidad de datos LIDAR y generación de productos finales

Desde hace más de 5 años DIELMO 3D S.L. ha estado trabajando en el desarrollo de software para el procesado de datos LiDAR, usándolo internamente para la producción de Modelos Digitales del Terreno (MDT) en numerosos proyectos. Finalmente, con la ayuda de la CIT hemos decidido tomar la iniciativa de crear un nuevo software libre basado en gvSIG para el manejo de datos LiDAR. En primer lugar haremos una introducción a la tecnología LiDAR, comentando los fundamentos básicos, los datos originales que se obtienen después de un vuelo y las aplicaciones o productos finales que se pueden generar a partir de la tecnología LiDAR. Una vez familiarizados con este tipo de datos, mostraremos el uso del driver desarrollado por DIELMO para el acceso, visualización y análisis de datos LiDAR originales en formato LAS y BIN para grandes volúmenes de datos. Por último comentaremos las herramientas que se están desarrollando para realizar controles de calidad a los datos originales y generar diferentes productos finales a partir de los datos originales: Modelo Digital del Terreno (MDT), Modelo Digital de Superficie (MDS) e imagen de intensidades

La fotogrametría y la cartografía en la docencia de la ingeniería civil.

Resumen tomado de la publicación