creación de modelo 3dem- eudel

Ingeniería Geológica-U.N.S.A-E.A.M.T.-2007

CREACION DE MODELO DE TERRENO EN FORMATO DEM YSUPERPOSICION DE MAPAS EN 3D

PROGRAMAS UTILIZADOS PARA EL PRESENTE TRABAJO

AutoCAD

AutoCAD es un software de diseño asistido por ordenador (DAO; en inglés, CAD)para dibujo en 2D y 3D. Actualmente es desarrollado y comercializado por la empresaAutodesk.Al igual que otros programas de DAO, AutoCAD gestiona una base de datos deentidades geométricas (puntos, líneas, arcos, etc.) con la que se puede operar a través deuna pantalla gráfica en la que se muestran éstas, el llamado editor de dibujo. Lainteracción del usuario se realiza a través de comandos, de edición o dibujo, desde lalínea de órdenes, a la que el programa está fundamentalmente orientado. Las versionesmodernas del programa permiten la introducción de éstas mediante una interfaz gráficade usuario o en inglés GUI, que automatiza el proceso.Como todos los programas de DAO, procesa imágenes de tipo vectorial, aunqueadmite incorporar archivos de tipo fotográfico o mapa de bits, donde se dibujan figurasbásicas o primitivas (líneas, arcos, rectángulos, textos, etc.), y mediante herramientas deedición se crean gráficos más complejos. El programa permite organizar los objetos pormedio de capas o estratos, ordenando el dibujo en partes independientes con diferentecolor y grafismo.Parte del programa AutoCAD está orientado a la producción de planos, empleandopara ello los recursos tradicionales de grafismo en el dibujo, como color, grosor delíneas y texturas tramadas. AutoCad, a partir de la versión 14, utiliza el concepto deespacio modelo y espacio papel para separar las fases de diseño y dibujo en 2D y 3D,de las específicas para obtener planos trazados en papel a su correspondiente escala. Laextensión del archivo de AutoCAD es .dwg, aunque permite exportar en otros formatos(el más conocido es el .dxf).El formato .dxf permitía compartir dibujos con otras plataformas de dibujo CAD,reservándose AutoCAD el formato .dwg para sí mismo. El formato .dxf puede editarsecon un procesador de texto básico, por lo que se puede decir que es abierto. En cambio,el .dwg sólo podía ser editado con AutoCAD, si bien desde hace poco tiempo se haliberado este formato (DWG), con lo que muchos programas CAD distintos delAutoCAD lo incorporan, y permiten abrir y guardar en esta extensión.La última versión de AutoCAD hasta la fecha es el AutoCAD 2007. Las aplicacionesdel programa son múltiples, desde proyectos y presentaciones de ingeniería

APLICACIONEste programa los utilizaremos para creación de curvas de nivel y edición de curvas denivel formato .dxf, ejemplo edicion.dxf- Se crea las curvas de nivel en 2D (comando: polyline). En el AutoCAD se trabaja en elsistema de coordenadas UTM, datum PSAD56, esto se realiza moviendo con elcomando Move algún punto de la curva a otro punto que coincida con el de lascoordenadas UTM .


- Las curvas en 2D se editan con el comando Pedit, corta (Trim) y mueve (Move)- En 2D no se tiene altitud, se da altitud a las curvas editándolas en propiedades de cadacurva asignándole un valor de altitud, al final se tiene la visualización en 3D en elAutoCAD con 3Orbit.


ArcGIS Desktop

Este programa es utilizado para generar, importar, editar, consultar, cartografiar yanalizar información geográfica.

ArcView

ArcView es la herramienta SIG más extendida en todo el mundo dadas sus avanzadascapacidades de visualización, consulta y análisis de información geográfica, además delas numerosas herramientas de integración de datos desde todo tipo de fuentes yherramientas de edición.ArcView cuenta con tres aplicaciones de permiten acceder a una gran variedad defuncionalidades que abarcan todos los campos de trabajo y procesamientos necesariosen un SIG:ArcMap: Permite visualizar, consultar, editar y realizar análisis sobre nuestros datos.ArcCatalog: Constituye un avanzado explorador de datos geográficos y alfanuméricos,pensado para la visualización, administración y documentación de la información.ArcToolbox: Es la herramienta que permite la realización de conversiones entreformatos, cambios de proyección y ajuste espacial.

ARCMAP

Es una Aplicación del ArcView que permite la visualización y consulta de varias capasde forma simultánea, gracias a herramientas como la ventana de aumento, la ventana desituación o los marcadores espaciales, así como la posibilidad de aplicar porcentajes detransparencia a las capas tanto vectoriales como raster.ArcMap incorpora numerosas herramientas de edición de Geodatabases monousuario yficheros Shapefile. Con estas herramientas se asegura la creación y el mantenimiento dela integridad de la información geográfica de forma rápida y sencilla.Mediante la topología implícita o topología de mapa se controlan las relacionesespaciales existentes entre los elementos elegidos, las cuales se mantienen durante elproceso de edición.Cuenta con una multitud de librerías de simbología especializada, herramientas deetiquetado y plantillas.

ArcGIS – Extensiones

La arquitectura ArcGIS permite integrar una serie de extensiones que incrementannotablemente su funcionalidad a la hora de resolver problemas concretos.Pueden trabajar de forma conjunta y son totalmente funcionales con el ArcView.

ArcGIS 3D Analyst (herramienta de visualización y análisis 3d)ArcGIS 3D Analyst es la extensión que engloba el conjunto de herramientas quepermiten generar y visualizar información tridimensional, así como llevar a caboprocesos de análisis 3D. Generación de superficies tridimensionales (raster y


TIN).Análisis de superficies tridimensionales, incluyendo el cálculo de pendientes,orientación, iluminación, curvas de nivel, líneas de máxima pendiente, área, volumen,cuencas de visibilidad, perfiles longitudinales, erosión, acumulación etc.Conversión de formatos de datos: 2D-3D, raster-vectorial, raster-TIN...).

APLICACIÓN

La aplicación ArcMap del ArcView lo utilizaremos para transformar las curvas denivel a formato Raster del ArcView y este exportarlo a formato .tiff haciendo uso de laextensión: 3D Analyst del ArcMap- Se habré las curvas de nivel (solo polyline) creadas en el AutoCAD en la aplicacionArcMap del ArcGIS.- Crear el TIN a partir de las curvas de nivel creadas en el AutoCAD, esto se realiza enla aplicacion ArcMap del ArcGIS con la extensión: 3D analyst, comando: createTIN/modify TIN, sub-comando: Create TIN From Feature.

- El TIN creado con la aplicacion ArcMap hay convertirlo a Raster del ArcMap con laextensión: 3D Analyst, comando: Convert, sub-comando: TIN to Raster.


- La imagen Raster creada a partir del TIN se exporta a formato .tiff haciendo clicizquierdo en la barra de menú opción Windows, sub-comando: Table of Contents, en laventana que muestra los layers hacer clic derecho en el layer que contiene la imagenRaster creado a partir del TIN, aparece una ventana, hacer clic en la opción: Data, luegoclic en el sub-comando: Export Data, exportar la imagen Raster del ArcGIS a Rastercon formato .tiff.


Global Mapper

Global Mapper es un programa de herramientas GIS y de producción de datos geográficoscapaz de generar o combinar datos en los más variados formatos soportados por la industriacartográfica.Global Mapper efectúa combinaciones de datos de los tipos más variados de archivos dealturas, datos vectoriales y raster o ASCII soporta los más disímiles formatos de archivos,sistemas de coordenadas y de proyección.Digitaliza datos vectoriales a partir de imágenes.Se puede generar curvas y áreas de nivel. Superponer imágenes satelitales raster a los datostopográficos.Global Mapper soporta todos los formatos existentes de archivos de altura (GTOPO30,ASTER DEM, SRTM, DTED, etc.)Los formatos soportados por el Global Mapper son:• USGS Digital Line Graph, Optional Format (DLG-O)• USGS Digital Line Graph, Spatial Data Transfer Standard Format (DLG/SDTS)• USGS Digital Elevation Model (DEM)• USGS Digital Elevation Model, Spatial Data Transfer Standard Format (DEM/SDTS)• USGS Digital Elevation Model, GeoTIFF Format (TIF/TIFF)• USGS Digital Raster Graphic (DRG)• USGS Digital Orthophoto Quads (DOQ), Native USGS Format• USGS Digital Orthophoto Quads (DOQ), GeoTIFF Format• USGS Digital Orthophoto Quads (DOQ), JPG w/ Native Header Format• USGS Geographic Names Information System (GNIS)• USGS Land Use and Land Cover Data (LULC)• USGS National Elevation Dataset (NED) - ArcGrid, BIL, Grid Float Format


• Global 30-arc-second Digital Elevation Data (GTOPO30)(.DEM)• NOAA DSDATA Geodetic Control, SDTS Format• NOAA TerrainBase Elevation Data• Canadian Digital Elevation Data (CDED)• JPEG Image with World File (JPG/JGW)• PNG Image with World File (PNG/PGW)• AutoCAD DXF (Drawing Interchange File) (DXF)• ESRI Shapefiles (SHP)• Surfer Grid (ASCII and Binary) Format Files (GRD)• Canada 3D Files (CAN3D)• International Bathymetric Chart of the Arctic Ocean (IBCAO) Files• Global 2' Elevation Data (ETOPO2) (DOS)• GLOBE (Global Land 1-km Base Elevation) Data (DEM)• Arc/Info ASCII Grid (AGR, GRD, TXT, ASC)• Arc/Info Binary Grid (ADF)• LizardTech MrSID Data• Arc/Info Export Format (E00)• ERMapper Compressed Wavelet Format (ECW)• ERDAS Imagine Image Format (IMG)• DTED (Digital Terrain Elevation Data) Format (DT?)• MapInfo Interchange and TAB/MAP Formats (MIF/MID/TAB)• NIMA GNS (GeoNet Names Server) Format (TXT)• Terragen Terrain Format• MicroStation DGN Format (DGN)• SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) (HGT)• BIL/BSQ/BIP Imagery• ASTER DEM and L1B Imagery• BSB Nautical Charts (KAP/BSB)• TIGER/Line Files (RT1)• ADRG Files (THF)• CADRG and CIB Files• VPF (VMAP0, VMAP1, DNC) Files• S-57 Digital Chart Files (ENC/000)• JPEG2000 Files (JP2/J2K)• Erdas GIS Files (GIS)• GIF Files (GIF)• NOS/GEO Chart Files (GEO)• Garmin PCX5 Format Waypoint and Track Files (WPT/TRK)• OziExplorer Waypoint and Track Files (WPT/PLT)• GPX (GPS eXchange Format) Files (GPX)• Zmap Plus Grid Files• DBF (DBase III+) Files (DBF)• BT (Binary Terrain) Elevation Grid Files (BT)• GXF (Geosoft ASCII Grid) Files (GXF)• Geosoft Binary Grid Files (GGF/GRD)• Prácticamente todos los formatos anteriores, en archivos comprimidosZIP/TAR.GZ/TGZ)


APLICACIONEste programa lo utilizaremos para abrir el la imagen Raster format .tiff creado con laaplicación ArcMap extensión 3D Analyst y exportarlo a formato de terreno de formato.dem, además de cambiarlo de proyección de UTM a proyección de coordenadasGeográficas- Cargar el ejemplo Edicion.tiff en el Global Mapper, aparece al inicio la ventana degeoreferenciacion, llenamos los campos de proyección: UTM, Zona 19, Datum PSA56y las unidades en sistema métrico.

- Una vez abierto la imagen Raster de formato .tiff en el Global Mapper se cambia deproyeccion de UTM a Geografica, datum WGS84, abriendo en la barra de Menu :Tools, comando: Configure, aparece una ventana clic en opción Projection, se cambialos campos de Projection de UTM a Geographic con Datum WGS84.


- Una vez cambiado de proyección y de datum se exporta a formato .dem, opcion barrade menú: File, comando: Export Raster and Elevation Data, sub-comando: Export DEM


3DEM

Este renderizador de mapas 3D produce escenas de terrenos en 3D. Es ideal para tomarun mapa topográfico y realizar las modificaciones.El 3DEM es un programa que te permite producir escenas de terreno en tresdimensiones.Utiliza las librerías OpenGL de Microsoft para renderizado 3D en alta velocidad. Escapaz de renderizar para dispositivos especiales, como retroproyectores o gafas en 3D.Los tipos de archivos soportados por el 3DEM son:• USGS Digital Elevation Model (ASCII DEM).• USGS Spatial Data Transfer Standard (SDTS DEM).• USGS National Elevation Dataset (NED).• USGS Global 30 Arc Second Elevation Data Set (GTOPO30 DEM).• NOAA Global Land One-km Base Elevation (GLOBE DEM).• NASA Shuttle Radar Topography Mission (SRTM).• NASA Mars Orbiter Laser Altimeter (MOLA).• NASA Mars Viking Orbiter Digital Topographic Map (DTM).Se pueden guardar a tipos de archivos:• USGS ASCII Digital Elevation Model (*.dem).• GeoTiff Graphics File (*.tif).• GeoTiff Digital Elevation Model (*.tif).• Binary terrain matrix (*.bin).• VRML world (*.wrl).• Terragen terrain (*.ter).Las escenas del 3DEM pueden guardarse en los siguientes formatos.• Windows Bitmap (*.bmp, *.dib )• Joint Photograhic Experts Group (*.jpg, *.jpeg)• Zsoft Paintbrush (*.pcx)• Portable Network Graphics (*.png)• Portable Image (*.pnm, *.ppm, *.pgm)• Sun Raster Image (*.ras. *.sun)• Silicon Graphics RGB (*.rgb, *.rgba, *.bw, *.sgi)• Truevision Targa (*.tga)• Tagged Image File (*.tif, *.tiff)• X-Pixmap (*.xpm)Las animaciones de exhibición de vuelo de tiempo real pueden ser creadas en lossiguientes formatos• Flyby animation AVI (*.avi)• Flyby animation MPEG (*.mpg, *.mpeg)

APLICACIÓNPrograma los utilizaremos para la visualización del terreno en formato DEM (DigitalElevation Model) para ver el relieve y superponer el plano geológico georreferenciadoo alguna imagen Raster.- Abrir ejemplo: edicion.dem con el 3Dem.exe, menú: file, comando: Load TerrainModels


- Para visualización en 3D del relieve de terreno procedemos; menú: operations,comando: F2 3D scene.


- Se obtiene la visualización del modelo de terreno en 3D.

- Se logra hacer capturas de imagen de terreno en 3D en la ventana de 3D menú: File,comando: Save Scene Image y mover la imagen en 3D con la opcion menú: Operation,comando: F6 Change Position.- Para superponer un Mapa en este caso un plano Geológico que corresponda al mismositio de la zona de relive se procede:• Se crea o edita el mapa geológico, si esta creado en cualquier otro programa seexporta el mapa a imagen con extensión ya sea JPG,TIFF,BMP, etc.• El mapa geológico en formato de imagen se georrefencia utilizando cualquierprograma como el ArcGIS, ENVI, ErMapper, Global Mapper, etc.• Si se georrefenecia en sistema UTM hay que transformarlo a ProyecciónGeográfica con Datum WGS84.• Una vez georrefenciada la imagen se carga al programa 3DEM parasuperponerlo y obtener el mapa geológico superpuesto a la imagen de Terrenoen 3D.- La superposición de la imagen del mapa geológico georreferenciado al relive deterreno en el 3DEM es: barra de menú en el 3DEM menú: Operation; opcion F4Apply/Remove Map Overlay


- Se carga el Mapa Geológico Georrefereciado para superponerlo al relieve de terreno.


- Para la visualización en 3D del mapa geológico superpuesto al modelo de relieve es;menú: Operation, opcion F2 3D Scene.

- Se obtiene una visualización de terreno y mapa geológico superpuesto


- Se hace cambios de movimiento de la imagen en 3D en menú: Operation, opción: F6Change Position

- Para capturar imagen clic en la barra de menú en la ventana de 3D Scene: File,opción: Save Scene Image y para capturar la visualización en video; menú: file,opción: Save Rotation Animation.


- La imagen capturada se visualiza en el 3DEM opcion ventana 3Dscene.

- También se puede visualizar en forma más local, cualquier área de interés del mapageológico con relieve de terreno.

- Se puede superponer cualquier tipo de mapa ya sea Geológico, Geomorfológico,etc. Encima del relieve de terreno de formato DEM (Digital Elevation Model).


APLICACIÓN PARA EL CORTE DEL MODELO DE LEVACION DIGITAL(DEM)Y IMÁGENES RASTER GEOREFERENCIADAS EN SISTEMA DE COORDENADAS GEOGRAFICAS DATUM WGS84

Para el corte del modelo digital de elevación digital(DEM) y imágenes rastergeoreferenciadas podemos hacer uso del OpenEV con su herramienta FWTools110.

OpenEVOpenEV es un software libre para visualizar y analizar ficheros vectoriales y raster dedatos geoespaciales. Funciona en las plataformas Windows y Linux. OpenEV estáconsiderado como uno de los mejores programas para el tratamiento de imágenes deteledetección.

Herramienta FWTools110Una vez instalado la herramienta Fwtools110, copiamos archivo con formato .dem. o.tiff a la carpeta raíz de FWTools . Luego se procede a realizar el llenado de los datosen la línea de comandos en el sistema DOS del FWTools.El gdalwarp.exe: utilidad extremadamente potente de línea de comandos para“format/projection/resampling”Los pasos a seguir son los siguientes- Observe el formato .dem con el visualizador 3DEM para visualizar la zona de corte- Vemos que el mapa contiene ceros en la zona fronteriza, que necesariamente tienenque ser quitados. (anote en un papel) área seleccionada en la que podemos confiar(estamos seguros que los ceros de las fronteras están fuera de este área), digamos: -74,2496, -74,1273, 42,2491, 42,1259.Debemos cortar los bordes de nuestro archivo de formato .dem o .tiff al áreaseleccionada (-74,2496, -74,1273, 42,2491, 42,1259), convertir los datos a WGS84Lat/Long.Esto es un paso de la operación realizado con la gdalwarp.exe de formato .dem aformato.tif:En línea de comandos DOS del FWTools Shell es: gdalwarp.exe -t_srs WGS84 -rcs -ts 512 512 -te -70.7427 -16.7962 -70.6359 -16.6938 GeoCal.dem GC.tif


La descripción de gdalwarp.exe para fijar todos los parámetros. Aquí utilizamos:- t_srs WGS84 (proyección de WGS84 Lat/Long)- rcs (resampling cubic spline, más lento, pero el mejor)- ts 512 512 (anchura, altura (cols/rows))-te -70.7427 -16.7962 -70.6359 -16.6938 xmin ymin xmax ymax- región seleccionada,para cortar los bordes (ceros).GeoCal.dem: nuestros datosGC.tif: fichero de salida en formato GeoTiff (por defecto para el gdalwarp.exe)El formato .tiff recortado se convierte de nuevo con ayuda del programa GlobalMapper a formato .demEs útil para recortar cualquier mapa georreferenciado en formato .tiff de ahí exportarloa cualquier formato de imagen o viceversa, esta es la descripción para el recorte del unmapa en formato .tiff a formato .tiff georeferenciado con salida en coordenadasgeográficas datum WGS84 es:En línea de comandos DOS del FWTools Shell es: gdalwarp.exe -t_srs WGS84 -rcs -te -70.7495 -16.7431 -70.6874 -16.6860 geo.tif ok.tif.

creación de modelo 3dem- eudel

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