Conceptos Clave en Restitución Cartográfica y Modelos Digitales del Terreno

Restitución Vectorial

Por norma general, se sustituye primero la planimetría y luego la altimetría.

Planimetría

  • Deberá contener todos los detalles identificables en los fotogramas en su exacta posición y verdadera forma, siempre que su dimensión mínima a escala sea 1 mm.
  • Se representará con signos convencionales los detalles de menor dimensión.
  • Se hará a nivel del suelo (excepto la edificación).
  • Naturales: vaguada, hidrografía, caminos…
  • Artificiales: cultivos, construcciones…

Altimetría

  • El relieve se representará con puntos acotados y curvas de nivel.
  • Zonas donde las curvas de nivel no representan bien el terreno, se emplearán los signos convencionales (escarpado, desmonte…).
  • Zonas de relieve poco acusado se representarán mediante puntos acotados y curvas auxiliares.
  • En los mapas deben figurar cotas altimétricas de todos aquellos puntos que convenga definir.

Precisiones en las Curvas de Nivel

  • Terreno no enmascarado por vegetación, tendrán una tolerancia del 3,5%.
  • Dibujo de curvas sin edición.

Modelos Digitales

Modelo Digital del Terreno (MDT)

Representación estadística de la superficie continua del terreno mediante un gran número de puntos (x, y, z). Da una descripción general del terreno.

  • Representación numérica de las características topográficas del terreno en (x, y, z).
  • Función del modelo: z = f(x, y).
  • Proporciona herramientas para su explotación:
    • Generación de curvas de nivel.
    • Algoritmos de interpolación que permiten el cálculo de volúmenes.

Representación Simplificada de la Realidad

  • La realidad es compleja (debe hacerse entendible).
  • La simplificación conduce a la pérdida de detalle.
  • Los MDT son digitales.
  • Representan la distribución espacial de una variable (altitud del terreno).
  • Variable cuantitativa y de distribución continua.

Estructura de Datos

  • Vectorial: TIN (Triangulares Irregulares)
  • Raster: DEM (Rejillas Regulares)

Modelos Digitales: MDS, MDT y MDE

  • MDS (Modelo Digital de Superficie): Elementos sobre la superficie de la Tierra. Importante para la generación de ortoimágenes verdaderas.
  • MDT (Modelo Digital del Terreno): Implica altitudes de puntos y otros elementos. Se aplica a terreno descubierto.
  • MDE (Modelo Digital de Elevaciones): Se obtiene a partir de los dos modelos anteriores. Corrige la falta de definición del MDS.

Precisión del MDE

La exactitud de un MDE depende de:

  • Características del terreno.
  • Densidad.
  • Distribución de datos.
  • Tecnología o método de captura.
  • Metodología en la estructura de datos.

La precisión altimétrica de la nube de puntos y, por tanto, del MDT es función de la resolución planimétrica (espaciado).

  • En terreno suave es 1/20 y en terreno rugoso es 1/10 del espaciado horizontal.
  • 5 m de malla: 0,25 m a 0,5 m.
  • En captura automática (alta redundancia, muchos puntos): 0,1 m en Y, Z.

Usos del MDT

El MDT es muy útil para:

  • Producción de ortofotos.
  • Extracción de curvas de nivel.
  • Productos derivados: mapas de pendientes, tintas hipsométricas, sombreados, etc.
  • Evaluación de la calidad de datos cartográficos.
  • Producción de mapas topográficos.
  • Cálculo de volúmenes.
  • Visualización en perspectiva de escenas 3D.

Gran número de aplicaciones directas o indirectas de los MDT: redirección de aludes, inundaciones, otros riesgos naturales.

Métodos de Captura de MDT

Métodos Directos

  • LIDAR (Aerotransportado)
  • Altímetros en Satélites
  • GPS
  • Topografía

Métodos Indirectos

Fotogrametría

  • Captura manual.
  • Captura automática por correlación.

Digitalización

Fotogrametría: Captura Manual

  • Procedimiento lento (2-3 puntos/segundo) y costoso.
  • Pocos puntos, pero bien medidos y seleccionados.
  • Terreno de gran detalle o zonas altamente construidas: resultados muy competitivos y muy comerciales.
  • El operador aporta información semántica.
  • Se realiza el posado siguiendo perfiles a intervalos determinados.

Fotogrametría: Captura Automática

  • Primero, correlación para obtener automáticamente el MDT.
  • Al disponer de (~200 puntos/segundo), aunque no estén en las posiciones idóneas o tengan errores de medida, se aplica un procedimiento estadístico de filtrado de errores y se añade edición posterior del modelo.
  • En terrenos abiertos de relieve moderado, el resultado es similar a la captura manual.
  • En terrenos con más relieve, es recomendable la captura manual de líneas de ruptura u otros elementos.
  • Ralentizan la generación del MDT y aportan la interpretación parcial de un operador.
  • Necesita definir el límite de la zona.
  • Es interesante introducir líneas de ruptura o líneas estructurales.

Proceso de Generación y Explotación del MDT Automático

  • Resolución horizontal o espaciamiento de la malla en un MDE.
  • Generación de la nube de puntos por correlación.
  • El código de visualización depende del factor de correlación.
  • Es preciso revisar los puntos; si están mal, editarlos.
  • Generación de la triangulación que define el terreno.
  • Explotación del MDT.
  • Generación de curvas de nivel.
  • Generación de ortofotos.

Tipos de Salida del MDT Automático

  • DEM (Raster)
  • Terramodel TIN (Red de triángulos)