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gvSIG – Ejercicios prácticos con Sextante

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gvSIG 1.1.2gvSIG 1.1.2

Ejercicios Prácticos conEjercicios Prácticos con Sextante+gvSIGSextante+gvSIG


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© 2007 Conselleria de Infraestructuras y TransporteEste manual se distribuye con la licencia GNU GPL2.

marzo 2008 Página 2 de 27

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Índice de contenido1 EJERCICIOS PŔACTICOS CON SEXTANTE.............................................................4

1.1 El proyecto Sextante...............................................................................................41.2 Objetivos ejercicio práctico.....................................................................................4

1.2.1 Estructura del manual......................................................................................41.3 Requisitos previos..................................................................................................51.4 CREAR UN MDE (Modelo Digital Elevaciones).....................................................51.5 OTROS CASOS DE USO.....................................................................................13

1.5.1 RELIEVE SOMBREADO...............................................................................131.5.2 ÍNDICE DE PROTECCIÓN...........................................................................161.5.3 PERFIL SOBRE LÍNEA DE FLUJO...............................................................181.5.4 EXPOSICIÓN VISUAL..................................................................................211.5.5 VISIBILIDAD.................................................................................................25



1 EJERCICIOS PŔACTICOS CON SEXTANTE

1.1 El proyecto SextanteSextante es un proyecto desarrollado para la Junta de Extremadura por la Universidad de Extremadura, a través de la Titulación de Ingeniería Técnica Forestal del Centro Universitario de Plasencia. El objetivo de Sextante es desarrollar un Sistema de Información Geográfica (SIG) especialmente adaptado para el análisis de datos geográficos, con especial énfasis en las actividades de gestión del medio y disciplinas afines.

Este desarrollo se lleva a cabo no desde cero, sino apoyándose sobre software ya existente e implementando en el mismo las capacidades requeridas. Originalmente, Sextante tuvo como base el SIG alemán SAGA, para el cual se desarrollaron un amplio número de extensiones y modificaciones en su núcleo. Actualmente, gvSIG ha sustituido a SAGA como software base, principalmente por conformar una estructura de apoyo más sólida y con un mayor potencia de futuro.

Para conocer más sobre Sextante, puede visitar la página web del proyecto en :

http://www.sextantegis.com

1.2 Objetivos ejercicio prácticoA continuación se describen algunos procesos que podemos realizar con Sextante utilizando algunos de sus módulos. La idea general de este pequeño manual práctico es la de exponer una serie de ejercicios básicos que permitan familiarizarse con la interfaz del programa e iniciarse en el mundo Sextante+gvSIG. En la web de Sextante podemos encontrar más ejercicios prácticos con los que seguir practicando, así como manuales sobre la aplicación, que explican las particularidades de la herramienta.

1.2.1 Estructura del manual.En primer lugar encontramos un ejercicio en el que se explica como generar un MDE. utilizando algunos módulos de Sextante.


http://www.sextantegis.com/


En el apartado de Otros casos de uso se ha utilizado como soporte para la explicación, la ayuda contextual de Sextante que define los módulos en función de los siguientes apartados:

_Descripción de la funcionalidad del módulo

_Parámetros de entrada necesarios para obtener resultados.

_Salida (tipo de capa resultante)

1.3 Requisitos previosPara seguir este manual debe, en primer lugar, estar familiarizado con la interfaz de gvSIG y tener un manejo básico de la herramienta. Para acceder a las herramientas de Sextante basta con hacer click sobre el botón siguiente:

En la web del proyecto gvSIG (www.gvsig.gva.es) podemos encontrar manuales de usuario, así como tutoriales sobre el programa.

Este manual se ha desarrollado sobre una versión 1.1.2 de gvSIG (Build 1045) con el piloto de ráster (BN7) y la extensión de Sextante (última versión inestable 07/04/2008) instalados.

1.4 CREAR UN MDE (Modelo Digital Elevaciones)A continuación se describen una serie de pasos básicos para crear un MDE o MDT (Modelo Digital del Terreno) a partir de una capa vectorial de líneas de cota.

En primer lugar , una vez abierto gvSIG y creada una vista, añadiremos la capa valle.shp.


http://www.gvsig.gva.es/


Dicha capa contiene líneas de cota de una extensión de terreno. Si abrimos la tabla, podemos comprobar que contiene un campo llamado cota que define la altitud de cada línea.

Este campo es el que utilizaremos para la creación del MDE.

A continuación desplegaremos las herramientas del módulo de Sextante y buscaremos la herramienta: Rasterizar Capa Vectorial dentro de las herramientas de Rasterización e interpolación del menú.



Como capa de entrada vectorial seleccionaremos “valle.shp” y como campo el de “cota”. En el apartado de resultado buscaremos un lugar en el que ubicar la capa de salida.



A continuación vamos a la pestaña de “Salida Raster” y seleccionaremos la opción de Utilizar la extensión de otra capa y dejaremos por defecto el mismo shp que tenemos en la vista. Con ello obtenemos a efectos prácticos y de forma automática un ráster que representará el MDE con la misma extensión. Pero en el tamaño de salida escogeremos un tamaño de 10 como tamaño de celda para evitar que la imagen resultante sea demasiado grande y tarde demasiado.



Una vez finalizado el proceso pulsamos en “Aceptar”. Al terminar el diálogo de progreso, la capa creada se añadirá a la vista con el aspecto siguiente.



Ahora debemos completar esa capa Raster con valores intermedios. Para ello el módulo de Sextante tiene buenas opciones para dar un resultado bastante acorde con la realidad como el kriking, pero en este caso, para acelerar el proceso utilizaremos la opción de rellenar celdas sin datos del módulo Herramientas básicas para capas Raster. En la misma dejaremos una tensión superficial de 0.1 y después de buscar una ubicación para la capa de salida,pulsamos “Aceptar”.

Mientras dure el proceso aparecerá la ventana de progreso siguiente:



Una vez termine el proceso, el MDE tendrá el aspecto de la imagen siguiente.

Para mejorar su visualización hemos aplicado una tabla de color. Para aplicar una tabla , accedemos al menú contextual de la capa que en el ToC aparece con el nombre “valle.shp[rasterizado][rellenado]”y seleccionamos la opción Tablas de color.

Dentro de las opciones disponibles en la ventana de la opción “Tablas de Color” seleccionaremos la opción rainbow.



Al final del proceso hemos debido obtener un MDE con el aspecto siguiente:



1.5 OTROS CASOS DE USOEl ejemplo anterior se ha creado a modo ilustrativo de como conseguir un MDE a partir de Sextante. La calidad de un MDE depende de la calidad de datos de entrada y de su tratamiento posterior. En este caso vamos a realizar un pequeño repaso de algunas de las herramientas de Sextante y para ello pasaremos a utilizar un MDE de la misma zona pero con un mayor número de datos de entrada y de mayor precisión lo que nos pemitirá obtener mejores resultados.

Por tanto, a partir de ahora trabajaremos con otro MDE llamado mde25.asc que pasamos a cargar en una nueva vista de gvSIG.

1.5.1 RELIEVE SOMBREADOA continuación buscaremos la opción “Relieve sombreado” que aparece dentro de los módulos dedicados a Iluminación y Visibilidad de Sextante.

Este módulo nos permite obtener una capa con sensación de relieve que nos puede ayudar en la toma de decisiones.

La extensión Relieve sombreado crea una capa que representa las zonas de luz y sombra derivadas de la incidencia de una fuente luminosa (sol) sobre el área considerada.



PARÁMETROS DE ENTRADA

• MDE [capa raster]: un Modelo Digital de Elevaciones.(mde25.asc en nuestro caso)

• Método: el método a utilizar, a elegir entre los siguientes:• Standard• Standard(max 90º)• Combinado

• Declinación: ángulo de elevación del sol sobre el horizonte.

• Azimut: posición relativa del sol con relación a la tierra.

• Exageración: un valor alto de exageración hará que las pendientes tengan un aspecto más oscuro (valores altos), en contraste con el aspecto claro e iluminado (valores bajos) de las zonas llanas.

Para el ejemplo que nos ocupa dejamos los parámetros por defecto.



CAPA DE SALIDA

• Relieve sombreado [capa raster].

Una vez haya finalizado el proceso la vista aparecerá con el aspecto siguiente.

Una vez obtenida esta nueva capa, podemos apreciar ahora con mayor claridad la morfometría del terreno. La morfometría del terreno condiciona la protección de las distintas zonas del mismo. Lo cual es importante para las cualidades ecológicas de una zona. Un análisis del MDT nos puede dar una idea de dichas características y ser empleado en el estudio ecológico de la zona.

Un ejemplo de un sencillo índice de protección lo encontramos en el módulo Índice de protección dentro del apartado Geomorfología y análisis del relieve.



1.5.2 ÍNDICE DE PROTECCIÓNEl modulo Índice de protección analiza el entorno inmediato de cada celda hasta una distancia establecida y evalúa cómo el relieve "protege" a la misma.


• MDE [capa raster]: un Modelo Digital de Elevaciones.(mde25.asc)• Radio [número decimal]: elegir el valor del radio a analizar, en unidades de la vista.

A mayor radio, mayor tiempo de ejecución del modulo. En este caso pondremos 100.

SALIDA

• Nueva capa raster, denominada Índice de Protección. El valor de cada celda



representa el índice de protección calculado..

Nota:El tamaño de esta capa es distinto al MDT original. En función del radio que utilicemos , las celdas que están a una distancia del borde menor que dicho radio tomarán valor de sin datos, ya que el módulo interpreta que no puede en ellas calcularse correctamente el índice de protección, al no disponer de la información necesaria.

En la imagen se aprecia que las zonas más oscuras son las más protegidas (zonas de vaguada) y las cimas del área montañosa las más expuestas, lo que en un futuro nos puede ayudar en la toma de decisiones ,como por ejemplo, discriminar zonas en las que podemos encontrar una u otra vegetación en función de las condiciones de exposición.



1.5.3 PERFIL SOBRE LÍNEA DE FLUJO.

Calcular un perfil de un terreno puede ser interesante para saber si la ruta que conecta dos lugares de interés en nuestro área de estudio tiene pendientes demasiado elevadas y es conveniente modificar su recorrido.

Sextante nos permite hacer varios tipos de cálculos relacionados con los perfiles. Para el caso que se describe en el párrafo anterior, podemos obtener resultados desde el módulo de perfil longitudinal, pero en este caso, vamos a calcular otro tipo de perfil, calcularemos un perfil sobre línea de flujo dejando asi que sea Sextante quien trabaje.

Esta extensión calcula la ruta del flujo hacia aguas abajo desde el punto de salida definido por el usuario. El proceso se detiene cuando se alcanza una celda sin datos, una depresión (en un MDE sin preprocesar), o bien uno de los límites de la capa.




• MDE [capa raster]: seleccionar una capa.(mde25.asc)

• Capas adicionales de datos [capas raster]: las capas cuyos valores se quieren estudiar a lo largo del perfil según línea de flujo.

Punto de salida: el punto de salida desde donde se quiere crear el perfil según línea de flujo que seleccionaremos directamente sobre la vista con la herramienta situada al lado de las cajas de texto destinadas a X e Y.

SALIDA

• Dos nuevas capas vectoriales: • Perfil [puntos]: una nueva capa de puntos con los siguientes campos en su

tabla de atributos: • X: coordenada X de cada punto • Y: coordenada Y de cada punto • Z: coordenada Z de cada punto • Distancia horizontal: distancia proyectada recorrida desde el origen • Distancia real: distancia real recorrida desde el origen • Valores de las capas adicionales seleccionadas.

Se toma un punto por cada celda que cruza.

● Perfil [líneas]: La ruta del perfil de flujo, como una capa vectorial de líneas

Para este ejercicio escogeremos un punto de salida aguas arriba tal, que nos permita obtener un perfil similar al que aparece en la imagen siguiente.



En este caso hemos obtenido el perfil de un cauce de un río, pero podemos aprovechar los datos obtenidos e imaginar que ese perfil representa, por ejemplo, una ruta verde y queremos realizar un estudio de su exposición visual porque tenemos la necesidad de saber en que lugares queremos ubicar elementos como paneles informativos y queremos que se ubiquen en las zonas de mayor exposición visual de la ruta.



En este caso acudiremos al módulo de exposición visual del apartado de iluminación y visibilidad

1.5.4 EXPOSICIÓN VISUALEl módulo Exposición visual realiza un análisis de visibilidad que permite conocer qué número de celdas es visible desde cada celda de un conjunto dado. Pueden ponderarse las celdas para adjudicar un significado más concreto a estos valores. Por ejemplo, si ponderamos las celdas en función de su valor paisajístico, el número de celdas vistas será un indicador de la belleza escénica de la misma.


• MDE [capa raster]: un Modelo Digital de Elevaciones.(mde25.asc)

• Elementos [capa raster] : Estos elementos deben contener cualquier valor numérico a excepción de cero, mientras que las restantes celdas deben tener cero o bien ser celdas sin datos. El valor en la celda representa la altura del elemento.

Nota:En este caso, el elemento, es el perfil que hemos calculado antes. Pero los datos de salida del perfil que hemos obtenido y que queremos utilizar son dos capas vectoriales y precisamos una capa ráster. Para ello lo que haremos será convertir la capa perfil de tipo línea en una capa ráster.

Para ello acudiremos al apartado de Rasterización e interpolación al módulo de “rasterizar capa vectorial”.

Como capa de entrada escogeremos la capa Perfil y como campo ID.

Atención:En la pestaña de salida ráster seleccionar la opción de: Utilizar la extensión de otra capa y escoger mde25.asc .



• El resultado obtenido será una capa como la que muestra la imagen siguiente.

Nota: Si la imagen aparece en la vista aparentemente negra, acudiremos a la opción del menú contextual de la capa donde se incluyen las propiedades del ráster a la pestaña de realce y desactivaremos la opción de realce lineal directo.



• Ponderacion [capa raster]: una capa que se quiera ponderar para el análisis.(el mismo mde25.asc)

• Método: el método a utilizar, a elegir entre los siguientes:

• Irradiar valores: Las celdas emisoras (las de la capa Elementos) irradian sus valores de ponderación, y suman este a las celdas visibles dentro del radio de alcance.(Nosotros escogeremos este método)

• Colectar valores: Las celdas emisoras colectan los valores de ponderación de las celdas visibles dentro del radio de alcance, sumando estos valores a la propia celda emisora.

• Radio de alcance [valor en unidades del mapa]. En este caso vamos a dejar el valor de 1000 que aparece por defecto aunque el ancho de una ruta suele ser bastante menos, pero así apreciaremos mejor el resultado de lo que queremos obtener.



SALIDA

• Exposición [capa raster]: el valor de cada celda (numero entero) refleja el número de veces que es visible desde cada una de las celdas restantes del elemento considerado [capa raster].

Por tanto las zonas más idóneas para la colocación de los paneles son las más claras de las de la imagen siguiente.



1.5.5 VISIBILIDADOtro concepto muy ligado a los estudios de visibilidad es el cálculo las cuencas visuales de determinados elementos, como por ejemplo, una Torreta de incendios para determinar cuales con aquellas zonas ciegas para la vigilancia y por tanto, donde hay que intensificar la vigilancia terrestre o colocar otra torreta para compensar las zonas invisibles de la primera.

La extensión Visibilidad realiza un análisis de visibilidad que permite conocer si dos celdas tienen conexión visual. El conjunto de celdas relacionadas visualmente con una celda concreta conforman la cuenca visual asociada a ésta.

Para acceder a dicho módulo acudiremos de nuevo al apartado iluminación y visibilidad del menú de extensiones.


• MDE [capa raster]: un Modelo Digital de Elevaciones. (mde25.asc)



• Método: el método a utilizar, a elegir entre los siguientes:• Visibilidad: simplemente asigna valor 1 a las celdas visibles y 0 a las no

visibles que es el que utilizaremos nosotros.• Iluminación: el valor esta expresado en ángulo.Que es el que utilizaremos en

nuesto estudio.• Distancia: el valor de la celda es la distancia entre la fuente de luz y dicha

celda (si ésta es visible). La distancia expresada en las mismas unidades del mapa.

• Tamaño: considera no la distancia horizontal, sino la expresión atan (altura_luz/d) de tal forma que da una indicación del tamaño aparente al que se ve un objeto en la celda desde la fuente de luz.

• Coordenadas emisor/receptor: añade las coordenadas del punto donde quieres realizar la visibilidad, o en su caso, selecciona un punto en el mapa. Ue seleccionaremos aleatoriamente sobre la vista

• Altura receptor/emisor móvil. En este caso se deja el valor por defecto.

• Radio de alcance [en unidades del mapa].

SALIDA

• Visibilidad [capa raster]: capa raster según el método elegido.


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