10ma practica mde 2

U N I V E R S I D A D M A Y O R D E S A N S I M O N FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGÍA

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Cochabamba - Bolivia

PRACTICA Nro. 10


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MODELOS DIGITALES DE ELEVACION

1. OBJETIVO.

Introducir al estudiante, en el uso de software ILWIS para la generación de

Modelos Digitales de Elevación (MDE), con la adquisición de datos desde

imágenes raster digitales y documentos cartográficos por digitalización vectorial

de estos documentos.

2. MATERIAL

a. Software ILWIS v. 3.2, proporcionado en CD

b. Mapa altimétrico de la zona del proyecto (F15_137_Curvas.jpg)

c. Puntos de control para el mapa altimétrico (Puntos Control)

d. Muestreo de puntos por MCR (Ptos_F15_136_137_138.txt)

e. Imagen raster del área del proyecto (F15_137_C.jpg)

f. Guía de trabajo general

3. DESARROLLO

a. Instale el programa ILWIS siguiendo los pasos del procedimiento de

instalación, una vez concluido este proceso introduzca los datos para el

registro del programa con cualquiera de las dos opciones que se acompaña

en el CD.

b. El trabajo debe iniciarse con este archivo llamado “F15Curvas.jpg”, este

archivo está en formato JPG (raster) y debe ser convertido a TIF para poder

ser importado al ILWIS y luego ser referenciado y posteriormente

digitalizado a formato vectorial.

c. Inicialice el programa ILWIS, donde obtendrá la siguiente ventana.


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d. Luego busque la función “Import/Export”

e. Escoja la función “Import General Raster” y obtendrá la siguiente

ventana:

f. En la opción “Input Format”, seleccione “Tagged Image File Format

TIF”, obtendrá las imágenes disponibles en su directorio de trabajo.

Seleccione el archivo “F15_137_Curvas.tif”, y presione la tecla “OK”:


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g. Obtendrá una ventana de “Display Options”, coloque las opciones

respectivas tal cual están en el cuadro de dialogo, presione OK y obtendrá

algo similar al grafico de abajo:


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h. Observe que ha incorporado al ILWIS un archivo con información

altimétrica, en formato raster y sin coordenadas o sea no georeferenciada tal

como se muestra en la parte inferior derecha. Lo que significa que ahora se

debe proceder a la Georeferenciación, para esto en el menú principal del

ILWIS selecciones la opción “FILE”, de esta seleccione “Create” y

finalmente “GeoReference”.


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i. Esta operación debe realizarse con puntos de control (Tie Points), de manera

que seleccione la opción respectiva:

j. Observe que la imagen no tiene un sistema de coordenadas, para lo que

deberá crear, para esto presione el icono con medio sol al lado de la opción

“Coordinate System”, y obtendrá el siguiente cuadro de dialogo:

k. Escoja la opción “CoordSystem Projection” y presione OK, obtendrá:


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l. Presione el botón “Projection” y de la lista escoja UTM, presione OK y

obtendrá:


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m. Del mismo modo, presione “Elipsoid” y elija WGS 84, presione OK y

obtendrá:

n. Presione “Datum” y seleccione WGS 84, presione OK y obtendrá:

o. Al presionar OK, ha creado un sistema de coordenadas para su trabajo, al

que tiene que darle un nombre por ejemplo Country, escoja este archivo en

esta opción, y presione OK, presione también la tecla OK del menú de

“georeference” y obtendrá la ventana para georeferenciar el mapa:


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p. Como podrá observar está trabajando en una interface donde debe ubicar los

puntos de control. Para esto seleccione el icono de la flecha en la parte

superior, Descomprima el archivo “Puntos Control” de coordenadas de los

cuatro puntos de control en la fotografia. En cada uno de los puntos,

presione la tecla izquierda del Mouse, allí le aparecerá una ventana con las

coordenadas de fila y columna y le pide las coordenadas de terreno de ese

punto, introduzca estos valores y presione “OK”. Vera que en la parte

inferior se registran estos datos con residuales de 0.00 hasta el tercer punto,

ya en el cuarto punto el software le calculara los residuos. Verifique que en

la parte superior, el sigma calculado, sea el que usted haya decidido de

acuerdo a su análisis de propagación de errores, caso contrario tendrá que

repetir el proceso hasta lograr un mejor sigma. Para este proceso necesitara

extractar las coordenadas de los cuatro puntos de control dados en la carpeta.

q. Una vez alcanzada la georeferenciación, salga de la ventana de dialogo con

el icono para que todo el proceso sea gravado. Obtendrá la imagen

totalmente georeferenciada con coordenadas cartográficas y geodésicas, tal

como puede verificar en el grafico similar de abajo observando la parte

inferior derecha:


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r. Terminado este proceso se debe iniciar la digitalización de curvas de nivel

sobre la imagen. Para esto en la imagen anterior seleccionar “FILE”, luego

“CREATE” y después “Segment map”, inmediatamente tendrá una

ventana de dialogo, como la que se muestra abajo:


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s. Déle un nombre al archivo, (es conveniente mantener el mismo nombre para

todos los derivados.), luego en la opción “Domain” seleccione de la lista

desplegable “VALUE”. Luego presione la tecla “OK”.

t. En el mapa obtendrá otro layer con la característica de segmentos y todas

sus funciones de digitalización en la parte superior. Como la que se ve en la

figura superior.

u. Ahora está listo para digitalizar las curvas de nivel, seleccione el icono con

un lápiz de la parte superior y empiece a trazar las líneas moviendo el cursor

con el mouse y el botón izquierdo, siguiendo las curvas de nivel. Podrá

observar que a manera de cómo va digitalizando las líneas se van marcando

de color verde. Tome en cuenta al digitalizar la altura al que corresponde la

isolinea que está dibujando y tome en cuenta que la cota con valor esta en

los 2615 metros, y la equidistancia por fines didácticos es de 5 metros, una

vez concluida la curva, haga doble click con el botón izquierdo del mouse y

le aparecerá la ventana de dialogo pidiendo la cota de esa curva de nivel,

introduzca su valor y continúe con la otra curva hasta finalizar el área de

trabajo.


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v. Proceda con esta operación hasta concluir de digitalizar todas las curvas de

nivel. Tenga cuidado de colocar el valor correcto de la curva de nivel, caso

contrario el MDE será truncado. Se recomienda realizar primero una

inspección en toda la imagen antes de digitalizar, a objeto de tener una idea

de cuáles son los lugares altos y cuales los bajos. Tenga presente que la

equidistancia en la imagen es de 5 metros.


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w. Concluida la digitalización, obtendrá un mapa similar al que se muestra de

ejemplo, en la figura de arriba. Si no ha concluido este proceso, cuando

reinicie el programa, deberá llamar el mapa y luego insertar el layer con el

comando “Add Layer…Ins” de la opción “Layers”

x. Una vez alcanzada esta tarea, deberá salir del editor presionando el botón

que contiene una flecha azul sobre un cuadrado para que sus datos sean

gravados.

y. Ahora deberá realizar el proceso de interpolación para generar el MDE

desde curvas de nivel. Para esto posesionar el cursor en el archivo creado de

segmentos que contiene las curvas de nivel digitalizadas y presionar el botón

derecho del Mouse, del menú desplegable seleccionar “Contour

Interpolation”


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z. Obtendrá otra ventana de dialogo. Llene todos los datos que se piden, déle

un nombre de salida y tenga cuidado de seleccionar el archivo de

georeferenciación que ha generado para este propósito.


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aa. Presione el botón “Show” y obtendrá el Modelo Digital de Elevación,

similar al que se muestra abajo. Observe sobre el mapa con el Mouse, botón

izquierdo, las diferentes alturas del MDE en cada posición planimétrica:

bb. Paralelamente obtendrá otro archivo conteniendo las curvas de nivel

digitalizadas en formato vectorial, transformadas a formato raster:


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cc. Antes de generar los productos del MDE, deberá crear un archivo de

georeferenciación contemplando esquinas de la imagen para generar la vista

3D. para esto sitúe el archivo del MDE, botón derecho del Mouse,

seleccione “Propiedades”, obtendrá:

dd. De estas propiedades extracte las coordenadas “Botton left” (mínimas) y

“Top Right” (máximas), además del tamaño de pixel.

ee. Del menú principal del “ILWIS”, seleccione “FILE”, “CREATE”,

“Georeference…..”, obtendrá:


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ff. Déle un nombre como el que se sugiere desde que está referido a otra

georeferenciación contemplando esquinas (Corners), seleccione “GeoRef

Corners”, seleccione el sistema de coordenadas del menú desplegable que

ya ha sido creado y llene las coordenadas mininas y máximas que ha

extractado en el paso anterior de las propiedades del MDE, más el tamaño de

píxel. Luego presione la tecla “OK”

gg. Del menú “Operation Tree”, en el costado izquierdo del panel principal del

ILWIS, seleccione en la opción “image Processing”, la función

“Resample”:


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hh. Seleccione el mapa que se quiere resamplear, para este caso el mapa que

contiene el MDE, seleccione el método de resampling, como “Bilinear”, y

tenga cuidado de seleccionar el archivo de georeferenciación con el que

acaba de generar con las esquinas (Corners), déle un nombre de salida al

archivo que se ha de generar (Output) conteniendo la georeferenciación de

esquinas, así como se muestra en el grafico abajo.

ii. Creado este nuevo archivo se debe crear la visualización 3D, para esto en el

menú “Operation Tree”, seleccione “Visualization”, “Display 3D”


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jj. En la ventana obtenida arriba deberá crear una nueva georeferencia para el

3D, entonces presione en el botón con un sol a la derecha del menú

desplegable y obtendrá:

kk. Déle un nombre acorde a la actividad, como F15_137-3D por ejemplo,

experimente primero con los valores dados en filas y columnas, y seleccione

el archivo creado con la georeferenciación de esquinas (corners), vea que es

lo que produce. Experimente luego incrementando el número de filas y de

columnas (Rows, Columns). Si desea en la opción “Description”, puede

indicar que es lo que está haciendo o que es lo que espera producir, esto es

opcional. Presione la tecla “OK”, y presione la tecla “OK” del “Display

3D”, obtendrá un mensaje de error, acepte este mensaje.

ll. Busque en el área de trabajo del panel principal del “ILWIS”, el archivo que

acaba de generar, haga doble click en el y obtendrá la siguiente ventana:


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mm. Una primera aproximación a la visualización 3D, será realizada

manteniendo los valores predeterminados. Presione la tecla “OK” y

obtendrá la visualización 3D sin editar, similar al ejemplo abajo.


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nn. Antes de continuar con los productos del MDE, descomprima la imagen que

se adjunta en esta práctica con nombre F15_137_C.jpg, tome en cuenta que

esta imagen no está georeferenciada por lo que tendrá que georeferenciar

con la metodología ya explicada en incisos anteriores. Para esto tendrá que

importar previamente la imagen al ILWIS transformando a tif.

oo. Seleccione en el menú del anterior mapa (inciso mm.) la opción “Edit”,

“Georeference”, obtendrá otra ventana donde podrá editar el ángulo de

inclinación horizontal, vertical, la distancia desde donde se observa el

modelo, la exageración vertical etc. Así mismo con el botón “Display

Options”, puede cambiar los layer que cubrirán el MDE, experimente con

cada uno de los layer disponibles: el propio MDE, la fotografía aérea, etc,

también experimente cambiando el fondo del MDE en “Options” y podrá

obtener vistas similares a las que se muestran abajo:

ios


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pp. Realizado el MDE desde documentos existentes digitalizando curvas de

nivel, realice otro MDE con las curvas de nivel que usted ha generado en la

práctica número 7. Estas curvas de nivel están en formato dwg y usted

deberá importar al ILWIS o en su defecto digitalizar nuevamente obteniendo

puntos de control de la práctica mencionada.

qq. Obtenidos los dos modelos digitales de elevación por documentos

existentes, ahora debe obtener otro MDE desde puntos colectados en

cuadricula regular que se adjunta a esta práctica con el nombre de

“Ptos_F15_136_137_138.txt”.

rr. Para esto del menú del ILWIS “Import/Export”, escoja la opción “Import

Table” y obtendrá una ventana de dialogo. De esa ventana seleccione el

archivo mencionado. En las próximas ventanas deje los valores predefinidos


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del programa, no cambie ninguna de ellas presionando en cada una el botón

“Next”. Hecho esto ILWIS creara otra tabla con el mismo nombre del

archivo de ingreso.

ss. En el área de archivos generados del ILWIS, verifique el archivo tabla

recién creado. Con el botón derecho del mouse y sobre este icono despliegue

el menú respectivo. Escoja la opción “Table Operations”, y de esta,

seleccione la opción “Table to Point Map”. Obtendrá otra ventana de

dialogo.

tt. En esta ventana, seleccione para XColumn, la columna 1, para YColumn la

columna 2. En “Coordinate System”, seleccione el sistema de coordenadas

creado en el inciso “h”. habilite la casilla “Use Attribute Column”, y en

Column escoja la columna 3, dele un nombre de salida como por ejemplo

”Puntos_San_Sebastian”, y presione el botón “Show”. Inmediatamente

ILWIS creara un mapa de puntos y se le desplegara la ventana de dialogo

para visualizar mapas. En esta ventana, presione el botón “Symbol” y de la

nueva ventana seleccione en Fill Color cualquiera que no sea transparente,

más abajo en size (pt) coloque el valor de 1 en las dos casillas y presione el

botón “OK”.

uu. Cierre la ventana generada mostrando los puntos en cuadricula regular y del

menú principal “Operation-Tree”, seleccione “Interpolation”, en esta

seleccione “Point Interpolation”, y luego seleccione “Moving Average”,

ILWIS para este propósito posee ocho métodos de interpolación o de

continuidad de superficie, experimente con algunos de ellos. En la nueva

ventana de dialogo, seleccione el archivo de puntos creado, deje los valores

sugeridos por el programa y para la parte de “GeoReference”, presione el

icono con un medio sol, acepte todos los valores desplegados presionando el

botón “OK” y luego presione el botón “Show”. A esta altura ha creado el

MDE en base a puntos colectados por el método de cuadricula regular.

vv. Una vez creado este modelo, proceda con todos los incisos desde el punto

“cc” que le permitirán crear los modelos 3D para este MDE desde puntos

colectados en MCR. Tome en cuenta que estos puntos han sido colectados

de forma automática con procesos de fotogrametría digital. Por lo que se

supone que son los más precisos y que podrán generar MDE de alta

precisión.

ww. Realizada toda esta operación con puntos colectados en cuadricula

regular, proceda hacer exactamente los mismo con sus puntos calculados por

paralaje en la práctica número 3 y 5.


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xx. Una vez concluidos los procesos de generación de los distintos Modelos

Digitales de Elevación y sus respectivos productos, realizar un análisis

exhaustivo sobre los resultados finales, comparando los 4 modelos digitales

de elevación creados.

yy. Los resultados que deben acompañar a este trabajo son los siguientes:

i. MDE creado de curvas de nivel Eq. De 5 metros

ii. MDE creado de curvas de nivel de la practica 7

iii. MDE creado de MCR, archivo “Ptos_F15_136_137_138.txt”

iv. MDE creado de coordenadas calculadas en prácticas 3, 5

v. Visualización 3D malla para inciso i

vi. Visualización 3D malla para inciso ii

vii. Visualización 3D malla para inciso iii

viii. Visualización 3D malla para inciso iv

ix. Visualización 3D MDT con imagen para inciso i

x. Visualización 3D MDT con imagen para inciso ii

xi. Visualización 3D MDT con imagen para inciso iii

xii. Visualización 3D MDT con imagen para inciso iv

4. RECOMENDACIONES GENERALES.

a. Sea metódico en la elaboración de su práctica, lea detenidamente las

instrucciones. Las actividades a realizar son numerosas y si no son

ordenadas y bien entendidas se perderá en el proceso, lo que le conllevara a

rehacer todo el procedimiento de principio a fin.

b. Se recomienda crear un directorio exclusivamente para este trabajo en el que

se guardaran todos los archivos generados, no olvide que ILWIS genera

muchísimos archivos auxiliares, que si falta uno de ellos la operación será

truncada.

c. Se recomienda mantener nombres de los archivos acorde a la actividad que

se está realizando, de tal manera que a simple vista se sepa que es lo que

contiene el archivo sin necesidad de abrirlo.

d. entregue el reporte de la práctica con los puntos y acápites correspondientes

a un proyecto ya comentados en clase, en formato digital (pdf).


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e. Tenga presente al gravar los archivos en formato pdf, gravar con baja

resolución para que su archivo no sea demasiado grande (max 3MB) y pueda

ser transportado por mail sin ninguna dificultad, caso contrario el archivo no

llegara a su destino. Así mismo envíe el archivo pdf sin comprimir, pues esta

opción ha causado deterioro en algunos archivos y no llegaron de forma

óptima.

f. Se fija como día de entrega de esta práctica el día domingo 20 del presente

mes, hasta Hrs. 24:00 vía correo electrónico a la dirección:

[email protected]

g. Todo trabajo que llegue después de la citada fecha y hora será

automáticamente relegado de la lista de la práctica correspondiente.

Cochabamba, 6 de noviembre de 2011

mailto:[email protected]

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