Contribución:
Ing. Agrim. Hernán Morales
Infraestructura de Datos Espaciales (IDECOR)

5 de febrero 2020

Un Modelo Digital de Elevaciones (MDE – o DEM por sus siglas en inglés) es una representación matemática y simplificada de la superficie del terreno a través de celdas de un determinado tamaño, que se agrupan en forma de una grilla ordenada. Cada celda tiene una ubicación georreferenciada, y a la misma se le asigna un valor de altura respecto del nivel medio del mar(1).

Los análisis que pueden realizarse a partir de un DEM tienen una base matemática, por ejemplo, conceptos tales como la pendiente o la orientación de una superficie en un punto dado se obtienen por medio de un análisis de derivadas parciales. Las herramientas disponibles en los softwares simplifican los cálculos ya que permiten ejecutar algoritmos definidos previamente. En este sentido, a los fines de realizar una aplicación correcta, mediante una explicación completa, de estos cálculos es necesario obtener conceptos matemáticos previamente (2).

En esta ocasión se presenta el uso de herramientas sencillas del software QGIS para el cálculo de información a partir de un DEM con resolución de 5 m (Figura 1) provisto por el Instituto Geográfico Nacional (IGN) .

Figura 1 (DEM de 5 metros de resolución de la provincia de Córdoba – fuente IGN)

Mapa de Pendientes (Slope)

Este mapa identifica la pendiente descendente más empinada para una ubicación sobre una superficie, es decir que corresponde a la tasa máxima de cambio en elevación sobre cada celda y sus ocho vecinas.

La pendiente puede calcularse en grados o porcentaje (la opción más utilizada es en porcentaje y para este cálculo se recomienda utilizar coordenadas planas).

En QGIS existen varios algoritmos que realizan este cálculo, dependiendo la librería que se utilice.

En este caso se muestra el uso de la librería GDAL (Figura 2), cuya configuración por defecto es sencilla.

Figura 2 (Configuración del algoritmo de la librería GDAL para cálculo de pendiente)

El mapa obtenido se presenta en la Figura 3

Figura 3 (resultado del cálculo de pendiente en diversas escalas del cálculo realizado)

Mapa de Orientación (Aspect)

La Orientación identifica la dirección de la pendiente calculada en el paso anterior, teniendo en cuenta todas las celdas vecinas en cada posición.

Los valores de cada celda del mapa resultante  indican la dirección de brújula a la que apunta la superficie en esa ubicación. Se mide en el sentido de las agujas del reloj en grados de 0 (hacia el norte) a 360 (hacia el norte, nuevamente), formando un círculo completo.

Al igual que en el cálculo de la pendiente, en QGIS existen varios algoritmos que realizan este cálculo.

En este caso se muestra el algoritmo denomina Aspecto de la librería GDAL (Figura 4) y su mapa resultante (Figura 5)

Figura 4 (Configuración del algoritmo de la librería GDAL para cálculo de orientación)
Figura 5 (resultado del cálculo de orientación)

Mapa de Sombras (Hillshade)

Este mapa responde a un efecto de visualización, partiendo de un cálculo de iluminación hipotética para cada celda, dando como resultado una imagen que muestra el “relieve” (el efecto de claroscuro permite una visualización en 3 dimensiones).

El mapa de sombras se genera por medio de la simbología (Figura 6), siendo posible configurar la altura de la inclinación (altitud) y orientación (azimut) a partir de la cual se “ilumina” cada celda. Asimismo es posible agregar un efecto multiplicador sobre la altura (factor Z) que permite exagerar el efecto.

Figura 6 (configuración del efecto del sombreado)

El resultado permite identificar las diferentes formas de la superficie (Figura 7) y adquiere un valor agregado al combinarlo con otras capas mediante la transparencia (Figura 8).

Figura 7 (Mapa de sombras utilizando el DEM de 5 metros de resolución)
Figura 8 Combinación de mapa de sombras con DEM (izquierda) y Pendientes (derecha)

Un avance …

IDECOR se encuentra en un proceso de actualización del mapa de relieve publicado, el cual estará disponible en todos sus formatos (mapa, geoservicios y descarga) durante el mes de febrero.

Los cálculos explicados en esta publicación han producido mapas que abarcan toda la provincia y que serán incorporados en el nuevo producto.


(1) Se recomienda la lectura de la publicación Conociendo los MDE disponibles en Argentina.
(2) Para información conceptual se recomienda la lectura del capítulo Geomorfometría y análisis del terreno del libro Sistemas de información geográfica de Victor Olaya.

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