introduccion sig en la geomorfologia

UNIVERSIDAD DE CONCEPCIÓN

FACULTAD DE CIENCIAS FORESTALES

LABORATORIO DE SUELOS NUTRICIÓN Y PRODUCTIVIDAD FORESTAL

“Introducción al SIG y Creación de DEM”

Introducción Uso de SIG.

Integrantes: Mauricio Concha

Paulina Gutierrez

Diego Aravena

Profesor: Rafael Rubilar

Ayudantes: Loreto Valenzuela

Luis Cortés Cortes

Concepción, lunes 09 de noviembre, 2015

Geomorfología, informe N°1

Índice

Pág.

Introducción 3

Metodología 4-8

Resultados 9-21

Discusiones 22

Bibliografía 22

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Introducción

El presente informe tiene como finalidad introducirnos al área de los SIG y sus diferentes métodos existentes para la creación de modelos digitales de elevaciones (MDE), utilizar y desarrollar modelos de interpolación y finalmente interpretar sus resultados.

Para aquello determinaremos la forma de establecer modelos IDW , Kriging y topo to raster, sus implicancias y posterior desarrollo para la resolución de las distintas preguntas establecidas en este informe, es decir, se pretende entre otras cosas responder las diferencias encontradas entre la aplicación de distintas técnicas para la construcción de modelos digitales de elevaciones.

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Metodología

En primer lugar para la obtención del Modelo de elevación digital se trabajó con los archivos de cotas altimétricas y curvas de nivel entregados en el laboratorio. Realizando primeramente la creación del TIN, para su inmediata transformación en Raster.

Luego se trabajó con tres métodos de interpolación diferentes, en primer lugar fue con el método IDW, donde se crearon tres diferentes salidas de 5m, 30m y 100 m. de output cell size respectivamente, y luego se continuó de la misma manera, pero con el método Kriging. Además, se reclasificaron las alturas en rangos cada 25 m, resultando 11 clases diferentes.

Posteriormente se continuó con la creación del MDT a partir de curvas de nivel con la herramienta Topo to Raster, donde también se hicieron salidas de 5m, 30m y 100 m. de output cell size. Una vez listos se trabajó con el programa ArcScene, para la visualización en 3D del DEM.

Los resultados de estos procedimientos fueron los siguientes:

Creación TIN conversión a Raster.

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Imagen I: creación de raster


IDW30

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Imagen II: valores máximos y mínimos del raster creado

Imagen III: interpolación IDW cellsize30


Topo30.

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Imagen IV: interpolación topo to raster cellsize30

Krigring30.

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Superposición de cada uno de los modelos de elevación digital (IDW30, Topo30, Krigring30) en ArcScene, con las siguientes características, Extrusión de 1:3 y distancia entre mapas de 300 metros. Comparar modelos y presentarlos en el informe.

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Imagen V: interpolación Kriging cellsize30


Resultados

1.- Si se considera un mismo método de interpolación, con tamaño de pixel 30, se reclasifica la altura con rangos cada 25 metros (0-25, 25-50, 50-75, 75-100, 100-125, 125-150, 150-175, 175-200, <200), y luego el mismo método con mismo tamaño de pixel

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Imagen VI: Superposición de modelos digitales


se reclasifica en rangos cada 50 metros ¿qué rango de altura es el que representa mejor los datos? (vea el número de celdas en cada altura y compare). Realizar esta actividad con método IDW, topo to raster y kriging.

Reclasificación cada 25 metros de IDW 30 extracto Zona de protección y Pino.

Reclasificación cada 25 metros de TOPO30 extracto Zona de protección y Pino.

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Imagen VII: reclass 25m. IDW


Reclasificación cada 25 metros de KRI30 extracto Zona de protección y Pino.

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Imagen VIII: reclass 25m. topo to raster


Reclasificación cada 50 metros de IDW 30 extracto Zona de protección y Pino.

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Imagen IX: reclass 25m. Krigring


Reclasificación cada 50 metros de TOPO30 extracto Zona de protección y Pino.

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Imagen X: reclass 50m. IDW


Reclasificación cada 50 metros de KRI30 extracto Zona de protección y Pino.

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Imagen XI: reclass 50m. Topo to raster


Los datos más representativos que entrega la reclasificación cada 50m. son los que se encuentran en el intervalo que va entre los 100-150, cuando se hace aun más exhaustivamente y se reclasifica en intervalos más pequeños, correspondientes a 25m, los que nos mostraran mayor exactitud, el intervalo con mayor representatividad es el que abarca entre 125-150, de forma coincidente con la clasificación anterior, podemos decir que la mayor representatividad esta cercana a los 150m.

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Imagen XII: reclass 50m. Krigring


IDW30 TOPO30 KRI30607

608

609

610

Interpolación

Cada 25m Cada 50m

Modelos

N° p

ixel

*Grafico de los diferentes modelos de interpolación con tamaños de pixel 30m. Cada 25 metros cada modelo presenta 9 clases, mientras que cada 50 metros cada modelo presenta 6 clases.

1 2 3 4 5 6 7 8 90

50

100

150

200

250

300

Interpolación cada 25m

IDW30 TOPO30 KRI30

Clases

N° d

e pi

xel

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1 2 3 4 5 60

50

100

150

200

250

300

350

400

Interpolación cada 50m

IDW30 TOPO30 KRI30

Clases

N° d

e pi

xel

2.- Al considerar distintos métodos de interpolación (IDW, topo to raster y kriging), con un mismo tamaño de pixel (5 m), ¿cuál de ellos a su parecer modela mejor la altura?, ¿qué características usted consideraría en terreno antes de usar cada modelo?

La pregunta que se presenta a continuación tiene como finalidad realizar una comparación entre tres diferentes métodos existentes para la creación de modelos digitales de elevación con especial énfasis en la altura.

En este caso, se comparan únicamente los resultados obtenidos al aplicar un modelo de interpolación en función inversa a la distancia (IDW ,un método de interpolación topo to raster y el modelo también de interpolación kriging.

Dicho de otra manera, se pretende establecer y observar las diferencias más notorias encontradas entre la aplicación de estas 3 diferentes técnicas y así determinar cuál de las 3 posee un mejor nivel de moldeamiento de la variante altura.

Para la comparación entre los 3 modelos interpretamos la zona correspondiente al fundo la cantera y el guindo, específicamente la zona de protección y pino.

A continuación se mostraran los resultados de las 3 modelos de estas respectivas zonas:

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IDW5

KRIGING5

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Imagen XIII: Valores máximos y mínimos con interpolación IDW, pixel 5m.


TOPO5

Es difícil decidir que modelo es mejor para la interpretación realista de esta zona, basados en a bibliografía podemos decir que no existe una gran diferencia en cuanto a errores entre estos 3 métodos dado que son bastante apropiados, pero se recomienda tener un número correcto de puntos que haga más exacto los resultados entregados.Finalmente y basados en el modelo, diremos que el con mejor resultado es el modelo IDW, ya que, como muestra la tabla del resultado obtenido con este modelo, los valores que toma agrupan un rango mayor, lo que indica que toma todos los valores. Lo anterior puede generarse dado que los modelos krigring y topo to raster están diseñados para superficies más robustas y en este caso particular estamos frente a una superficie más plana..

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Imagen XIV: Valores máximos y mínimos con interpolación krigring, pixel 5m.

Imagen XV: Valores máximos y mínimos con interpolación Topo to raster, pixel 5m.


3.- Si considera ahora también el Archivo “dem” (corresponde a modelo digital del radar SRTM de pixel 30m), modele el comportamiento en los mismos rangos de altura antes mencionados. ¿Cómo varía la información dependiendo de donde proviene la información? Comparé gráficamente entre dem, krigring, topo to rastery IDW a 30metros.

*Acá están los DEM, hay que compararlos con los modelos reclasificados de la pregunta 1.

Reclasificación cada 25 metros de DEM30 extracto Zona de protección y Pino.

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Imagen XIV: Reclasificación del DEM cada 25m.


Reclasificación cada 50 metros de DEM30 extracto Zona de protección y Pino.

Para este caso, en primer lugar al comparar la reclasificación cada 25m del dem, con las reclasificaciones a 25m realizadas anteriormente en la pregunta 1 (IDW , Kriging y topo to raster) el dem nos muestra un mayor número de pixeles correspondientes al intervalo entre 100-125m lo que muestra una diferencia con los valores mostrados anteriormente que correspondían más bien a tener mayor representatividad en los intervalos entre 125-150, lo que nos hacía pensar más en valores cercanos a los 150.

En el segundo caso correspondiente a la reclasificación cada 50m se ve un mayor número de pixeles para el caso del intervalo que contiene entre 100-150 lo que es

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Imagen XVI: Reclasificación del DEM cada 50m.


coincidente con lo que se obtuvo anteriormente mediante los métodos de IDW, Kriging y topo to raster con 50m en su reclasificación.

Discusión :

Como se pudo apreciar en el desarrollo del informe, mediante los resultados obtenidos, los diferentes modelos presentan pequeñas variaciones en sus resultados, es por esto que como profesionales hay que conocer las diferencias y correctos usos de cada uno de ellos y adecuarlos al objetivo del proyecto que se quiera realizar.

Con relación a lo anterior es necesario por ejemplo conocer con que trabaja cada modelo, como por ejemplo en el caso de IDW interpola a partir de puntos ponderando la distancia inversa; Kigring utiliza la función del mismo nombre para interpolar los puntos y finalmente topo to raster interpola la superficie a partir de puntos; líneas y polígonos.

Además es necesario tener en cuenta como el aumentar la toma de puntos puede contribuir o no en la realización del proyecto.

Bibliografía:

J. Morillo Barragán, J. Pozo Baselga, Et al. 2002, Análisis de calidad de un medelo digital de elevaciones generado con distintas técnicas de interpolación.

G. Ortiz, 2005. Construir un modelo del terreno TIN exacto.

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introduccion sig en la geomorfologia

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