Grado en Ciencias AmbientalesAsignatura: Tecnologías de la Información geográfica

Profesor: Germán Sánchez DíazCorreo: german.sanchez@edu.uah.es

Curso: 2016/2017

PRÁCTICA 3. CARTOGRAFÍA 3D EN UN ENTORNO SIG

INTRODUCCIÓNPara la realización de esta práctica se emplearán datos proporcionados por la Infraestructura de Datos Espaciales de España (IDEE) del Centro Nacional de Información Geográfica (CNIG) del Ministerio de Fomento (http://centrodedescargas.cnig.es/CentroDescargas/). Se utilizará el software QGIS que puede descargarse de forma gratuita en el siguiente enlace: http://qgis.org/es/site/forusers/download.html La versión más actualizada hasta el momento es la 2.18 Las Palmas (a fecha de febrero 2017).

OBJETIVOSe trata de poner en práctica algunos conceptos básicos referentes a la representación tridimensional de datos geográficos así como aprender a utilizar complementos con herramientas adicionales en el software QGIS.

FECHA Y FORMATO DE ENTREGA DE LA PRÁCTICALa fecha de entrega será de una semana después de realizar la práctica en clase (el retraso en la entrega conllevará una penalización en la nota). Debe enviarse un email al profesor (german.sanchez@edu.uah.es) incluyendo el nombre del autor o autores de la práctica (máximo dos personas). El email debe contener:

1. Fichero ZIP/RAR que contenga los archivos que permitan visualizar el mapa de relieve y edificios extrusionados.

2. Otro fichero ZIP/RAR que contenga la visualización 3D de una de las variables de nueve municipios de la Comunidad de Madrid.

QUÉ DEBE INCLUIR CADA PRÁCTICA Y COMO SE EVALÚAHTML Modelo Digital del Terreno

(6 puntos)

HTML representación en 3D de variables cuantitativas (4 puntos)

- Proyección correcta de todos los elementos

- Elección correcta de los intervalos de simbolización de las variables

- Sombreado y transparencia del MDT

- Capa de Open Layer como fondo de mapa (Google Maps, Open Street Map…)

- Elección de gamas de color para el relieve

- Extrusión de la variable a representar en 3D

- Exageración del relieve- Exageración de las

construcciones

CAPAS PROPORCIONADASLas capas proporcionadas son:

1. “MDT25-0560-H30”: Una capa en formato raster que contiene una Modelo Digital del Terreno con paso de malla de 25 metros de la hoja 560 (Alcalá de Henares).

Parte 1 y 2 a escala 1:25.000 de la hoja 560 del MTN.2. “Rios_560”: Capa de líneas con los principales ríos.

3. “Edificios_560”: Capa de polígonos con los edificios existentes.4. “Industria_560”: Capa de polígonos con las industrias

existentes.5. “Calles_560”: Capa de líneas con las calles.6. “Municipios_560”: Contiene información de 9 municipios de la

hoja 560 sobre Nacimientos, defunciones y tasa de extranjeros por 1000 habitantes (datos año 2014).

PARTE 1. MODELO DIGITAL DEL TERRENOEn primer lugar abre un fichero de proyecto de QGIS llamado “Practica_3_3D”. Lo puedes abrir bien haciendo doble clic sobre el ese icono o desde dentro de QGIS pinchando en Proyecto -> Abrir.Deberías ver en tu pantalla algo así:

Como ves, en este caso el MDT contiene información sobre las altitudes del suelo a lo largo de la superficie de la hoja 560 del MTN escala 1:50000. De hecho, se muestran la altitud máxima y mínima que podemos encontrar (879 y 576 metros).Fíjate en la esquina inferior derecha del interfaz del programa donde se indica el sistema de referencia de coordenadas que estamos usando, debe aparecer el ETRS89 / UTM zone 30N (EPSG: 25830).

Los complementos de QGISEl software QGIS está en constante proceso de actualización, ya que los desarrolladores del programa van añadiendo cada vez nuevas funcionalidades y herramientas. Por defecto, no todos estas

herramientas están disponibles automáticamente sino que hay que instalarlas dentro del propio programa.Para el desarrollo de esta práctica vamos a necesitar los complementos para QGIS “OpenLayers Plugin” y “Qgis2threejs”. El primero de ellos nos servirá para añadir mapas desde páginas web como Google Maps, Bing Maps… El segundo nos permite visualizar representaciones en 3 dimensiones en un navegador web.Para instalarlos, pincha en la barra superior de herramientas en Complementos -> Administrar e instalar complementos.Se abrirá una ventana nueva con un buscador en la parte superior. Escribe el nombre de la primera extensión y cuando te aparezca como resultado de búsqueda, clica en Instalar Complemento.

Añadiendo las capas al proyectoClica en Añadir capa vectorial y agrega al proyecto las capas “Rios_560”, “Edificios_560”, “Calles_560” e “Industria_560”. ATENCIÓN: ¡¡Es probable que estas capas vengan con un sistema de coordenadas diferente!! Deben tener el mismo sistema para poder visualizarlas correctamente.Cuando agregues CADA UNA de las capas al proyecto, clica con el botón derecho y abre Propiedades -> General -> Sistema de Referencia de Coordenadas y selecciona el SRC del proyecto.

Efectúa la misma operación con el resto de las capas que acabas de añadir.Deberías visualizar las capas que has añadido sobre la imagen raster del MDT de esta forma:

Crear un sombreado del terreno a partir de la capa raster MDTEl sombreado nos permite obtener una visión más clara del relieve del terreno mediante un juego de luces y sombras que aparenta ser 3D. Para realizarlo, clica en la barra superior de herramientas en Raster -> Análisis del Terreno -> Mapa de sombras (Hillshade)Se abrirá una ventana con unos parámetros a definir. Dejamos por defecto todo lo que aparece ya indicado, solo hay que clicar en el recuadro para escribir el nombre que tendrá la capa nueva que se creará y donde quieres guardarla. Guárdala en la carpeta donde tengas el resto de capas.

Cuando ejecutes el proceso, se añadirá una nueva capa raster al panel de capas con esta apariencia:

No olvides establecer a esta capa las mismas coordenadas que las del resto del proyecto.

Modificando la rampa de colores del MDT originalEn las propiedades de la capa “MDT25-0560-H30” voy a modificar el estilo para ver las altitudes a color. En Estilo, establezco como tipo de renderizador el de Unibanda pseudocolor y elijo una gama de color ACORDE con las representaciones de relieve (puedes invertir la paleta de color si quieres que los colores se clasifiquen en sentido contrario). Establece el modo de división de las altitudes (puedes también ajustar tú los intervalos) y haz clic en aceptar. Si alguno quiere ser creativo puede escoger de forma manual los colores haciendo doble clic sobre cada uno de los intervalos.

El resultado tendrá esta apariencia:

NOTA: Asegúrate que la capa “MDT25_0560_H30” está por encima de la que hemos creado para el sombreado. Puedes modificar la jerarquía de las capas arrastrándolas hacia arriba o bajo en el panel de capas.Como se puede observar, la capa del “sombreado” permanece oculta porque la de “MDT25_0560_H30” está por encima. Vamos a añadirle transparencia a esta última clicando con el botón derecho en Propiedades -> Transparencia. En transparencia global, prueba con diferentes porcentajes hasta que des con uno que muestre tanto la gama de colores del relieve como el sombreado.

Establecer estilo de las capas de Calles, Edificios, Ríos e IndustriaEstablece en las propiedades de cada una de estas capas un color adecuado para su representación: Vamos a darle color azul a los ríos con un grosor de línea de 0.4, gris a las calles con un grosor de 0.3, color rojo a los edificios y amarillo a las industrias.Establece después una escala de 1:25000 y centra la vista del mapa en alguna zona donde se vea Alcalá de Henares, el río y el relieve de su alrededor.

Mostrando los datos del terreno en 3DPara poder visualizar nuestro relieve así como edificios en tres dimensiones vamos a hacer uso del complemento “Qgis2threejs”. Para localizarlo, en la barra de herramientas superior haz clic en Web y después en Qgis2threejs, tras la cual se abrirá una ventana nueva para ajustar parámetros.Así en los parámetros para World ajustamos:

- En scale and shift establece la exageración vertical. Prueba con varios valores, hasta dar con un acorde que exagere el relieve, pero tampoco demasiado!

- Elige en el Background de qué color quieres que se vea el fondo.

En la izquierda en Polygon, vamos a extrusionar los edificios y viviendas para que tengan forma, por tanto, un aspecto tridimensional. Clica primero en “Edificios_560” y establecer el valor de la altura (Height) y haz después lo mismo con “Industria_560”.

ATENCIÓN: Antes de ejecutar el modelo, hay que establecer un nombre y guardar los ficheros que se van a generar, en Output HTML file path. Mi consejo es que creéis una nueva carpeta dentro de la que estéis trabajando para que se guarden dentro todos ficheros que se crearán y que después de ejecutar quedará de este modo:

TODOS ESOS FICHEROS deben ser comprimidos y adjuntados al profesor para poder ver correctamente el modelo 3D. Si falta alguno de ellos, probablemente NO se verá el modelo.

Al pinchar en Run (Aceptar) se ejecutará el modelo, se nos abrirá una ventana/pestaña en el navegador con este aspecto:

El profesor solo podrá valorar el modelo 3D si se adjuntan al correo todos los ficheros creados.

PARTE 2. REPRESENTACIÓN 3D DE UNA VARIABLE CUANTITATIVAPara esta parte de la práctica añade como archivo vectorial la capa “Municipios_560”. Si abres la tabla de atributos puedes comprobar que, entre otros, hay información sobre 4 variables: DESBDT (nombre del municipio), Defuncion (número de defunciones en el año 2014), Nacimiento (número de nacimientos en 2014) y Extranjero (número de extranjeros por cada 1000 habitantes en 2014)Recuerda que debe tener el mismo sistema de coordenadas que el resto del proyecto.

Para esta parte de la práctica, puedes ocultar todas las capas que se han usado en la primera parte, no nos van a hacer falta (Ríos, Calle, Edificios, MDT25-05630-H30…).

Simbolización de una variableElige una de las variables (Defuncion, Nacimiento y Extranjero) y simbolízala (recuerda que el estilo debe ser graduado).

Añadir capa de OpenLayerVamos a añadir como fondo para estas capas un mapa web, por ejemplo Google Maps. Clica en Web -> OpenLayers plugin y añade el mapa de fondo que quieras. Recuerda que OpenLayer es un complemento que debes tener instalado en el programa (explicado en la parte 1 de la práctica). Cuando haya elegido uno de los OpenLayer disponibles, el resultado se mostrará de esta forma:

Mostrando los datos de la variable escogida en 3DPara poder visualizar la variable simbolizada en tres dimensiones vamos a hacer uso otra vez del complemento “Qgis2threejs”. Esta vez del apartado World no modificamos nada. En la izquierda, en Polygon, vamos a tener activada solamente la capa “Municipios_560”. Solo hay que seleccionar en Height la variable que queremos representar en 3D y elegir la exageración en el apartado de Multipler.

ATENCIÓN: Recuerda que antes de ejecutar el modelo, en Output HTML file path hay que establecer un nombre y guardar los ficheros que se van a generar. Crea otra nueva carpeta dentro de la que estés trabajando para que se guarden dentro todos ficheros que se crearán.Al igual que en la primera parte de la práctica, TODO EL CONJUNTO DE FICHEROS debe ser comprimido y adjuntado al profesor para poder ver correctamente el modelo 3D. Si falta alguno de ellos, probablemente NO se verá el modelo.

Al pinchar en Run (Aceptar) se ejecutará el modelo, se nos abrirá una ventana/pestaña en el navegador con este aspecto:

La práctica se concluye cuando clico en el icono HTML creado y me lleva al navegador web para visualizar el modelo 3D.