Hoy hemos querido recoger este magnífico artículo de Juan Carlos González González sobre el análisis de la topografía del relieve mediante el uso de los sistemas de información geográfica:
"El relieve terrestre se grafía espacialmente con técnicas topográficas, las cuales debido al desarrollo tecnológico han permitido la extensión de los llamados Modelos Digitales del Terreno o MDT´s. A partir de un MDT se pueden extraer las siguientes variables del relieve terrestre: Altitud, Pendiente, Orientación y Curvatura o Rugosidad. La combinación física de estas variables da lugar a las formas del relieve, objeto de estudio de la Geomorfología. Por lo que cada forma del relieve se materializa con un algoritmo espacial de la combinación de las variables anteriormente mencionadas.
Para crear un MDT es necesario poseer información altimétrica de la superficie terrestre. La manera más típica de representar esta información es a través de las curvas de nivel. El principal procedimiento para generar un MDT se basa en la triangulación entre vértices de las curvas de nivel colindantes. Este método se conoce con el nombre de Red Irregular de Triángulos o Triangle Irregular Network (TIN). Los TIN se sustentan en la condición de Delaunay, la cual dice que la circunferencia circunscrita de cada triángulo de la red no debe contener ningún vértice de otro triángulo.
De Análisis Territoriales con SIG
Esta triangulación está relacionada con los polígonos de Thiessen o Diagramas de Voronoi. Estos polígonos delimitan áreas de proximidad a los diferentes puntos. En otras palabras los diagramas de Voronoi se crean a partir de una interpolación basada en la distancia euclidiana que nos informa sobre cuál es el punto más cercano en cada lugar del espacio estudiado. La relación con la condición de Delaunay consiste en que los centroides de cada circunferencia circunscrita conectados dan lugar a los polígonos de Thiessen.
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Las tecnologías de la información geográfica ponen en manos de los técnicos analistas del territorio una herramienta capaz de calcular infinidad de algoritmos necesarios para realizar los modelos digitales del relieve terrestre. A partir de estos modelos se pueden analizar multitud de relaciones espaciales y caracterizar el territorio de manera más precisa, lo que redunda en una mejor planificación y gestión territorial.
Tener modelizado el relieve terrestre permite posteriores aplicaciones que dan lugar a estudios específicos. Algunos estudios derivados de los MDT´s son el cálculo de las zonas de sombra según la altura y el azimut del sol, las zonas visibles desde un punto de observación, la radiación solar que llega a la superficie terrestre o el cálculo de la dirección y la acumulación potencial de un flujo a lo largo del relieve.
Información
Para realizar un MDT y sus posteriores explotaciones es necesario poseer información altimétrica de la superficie terrestre. Para el ejercicio que se expondrá a continuación se usarán las curvas de nivel de la cartografía topográfica 1:5000 para la isla de El Hierro en las Islas Canarias. Además para recortar el MDT con la forma exacta de la isla será necesario tener una capa de polígonos con un único polígono que delimitará el perímetro insular.
Procedimiento técnico
1.Crear un MDT a partir de curvas de nivel: Se usará la extensión 3D Analyst de ArcGis. Desplegar la función Create /Modify TIN y ejecutar Create Tin from Features. Activar las curvas de nivel y la capa de polígonos de la isla que se usará para recortar el MDT. En las curvas de nivel la fuente de altura debe ser la columna que almacena la altitud de cada línea y el método de triangulación será Soft Line. Para la capa de la isla la fuente de altura será None y el método de triangulación Soft Clip
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2.Obtener un raster de altitud a partir del TIN: Ejecutar la herramienta de conversión dentro de 3D Analyst / TIN to Raster. En Atributte poner Elevation y en Cell size un tamaño de pixel adecuado al detalle de los datos fuente (en el caso usado de ejemplo, como se usan las curvas de nivel del topográfico 1:5000, se pone un tamaño de pixel de 10 metros)
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3.Obtener un raster de pendiente a partir del raster de altitud: Ejecutar la herramienta Slope de la extensión Spatial Analyst de ArcGis (dentro de Surface Analysis). Se puede seleccionar la opción Degree para obtener la pendiente en grados o Percent para obtenerla en porcentajes. El tamaño de celdilla debe ser igual al del raster de altitud fuente (10 metros)
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4.Obtener un raster de orientación a partir del raster de altitud: Ejecutar la herramienta Aspect dentro Spatial Analyst / Surface Analysis. El tamaño de celdilla debe ser igual al del raster de altitud fuente (10 metros)
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5.Obtener un raster de rugosidad a partir del raster de pendiente: Ejecutar la herramienta Slope dentro de Spatial Analyst /Surface Analysis. El tamaño de celdilla debe ser igual al del raster de altitud fuente (10 metros)
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6.Obtener un raster de sombras con acimut 315 grados (dirección NorOeste) a partir del raster de altitud: Ejecutar la herramienta Hillshade dentro de Spatial Analyst / Surface Analysis. Poner en Azimuth 315 grados y en Altitude 45 grados. El tamaño de celdilla debe ser igual al del raster de altitud fuente (10 metros)
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7.Obtener un raster de sombras con acimut 135 grados (dirección SurEste) a partir del raster de altitud: Ejecutar la herramienta Hillshade dentro de Spatial Analyst / Surface Analysis. Poner en Azimuth 135 grados y en Altitude 45 grados. El tamaño de celdilla debe ser igual al del raster de altitud fuente (10 metros)
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Interpretación de los resultados
Los productos derivados de los Modelos Digitales del Terreno permiten un acercamiento mucho más preciso espacialmente a las características físicas del relieve terrestre. La pendiente, orientación, altitud, … de cada punto del territorio, al estar modelizadas, permiten a los Sistemas de Información Geográficas, por ejemplo, aplicar ecuaciones hidrológicas de los comportamientos del agua sobre el relieve. Todo esto desde un punto de visto atemporal. La incorporación de la variable tiempo es una de las ramas donde los SIG están centrando sus evoluciones más recientes. Imaginemos las posibilidades que tendrían los SIG si estos modelos espaciales del relieve permitieran avanzar o retroceder en el tiempo aplicando unas condiciones ambientales estándares. Esto daría lugar a unos procesos geomorfológicos específicos, los cuales serían sistematizados en algoritmos que se aplicarían al modelo digital del terreno. El resultado sería el relieve pasado o futuro en cada lugar del territorio".
Fuente: Juan Carlos González González (Análisis Territoriales con SIG)
