MDS02, nuevo modelo de superficies.

Si ya hablamos en su día del Modelo Digital de Superficies con una resolución de 5 metros, se publica ahora el Modelo Digital de Superficies de 2 m de España (MDS02), realizado a partir de las nubes de puntos LIDAR de la segunda cobertura (2015-2022) y con paso de malla de 2 metros.

Al igual que en su predecesor, se han empleado las clases suelo (2), vegetación baja, media y alta (3, 4 y 5) y edificación (6) de nubes de puntos clasificadas correspondientes, en este caso, a la segunda cobertura del proyecto PNOA-LiDAR y posteriormente técnicas de rasterización e interpolación para la obtención del modelo digital de superficies. Sobre las superficies de agua el LIDAR proporciona muy pocos puntos debido a que el haz de energía retorna al sensor de manera parcial, dando lugar a vacíos de información. Estas zonas son interpoladas y editadas para asignar una cota constante, por lo tanto, la fiabilidad de estas zonas es baja.

El Sistema de Referencia de Coordenadas es ETRS89 en la Península, Islas Baleares, Ceuta y Melilla, y REGCAN95 en las Islas Canarias (ambos sistemas compatibles con WGS84). Proyección UTM en el huso correspondiente y alturas ortométricas.

La unidad de descarga son ahora las hojas del MTN25 (4132 archivos a fecha de este artículo) y el formato de archivo ha pasado a ser el libre COG (Cloud Optimized GeoTIFF) como viene siendo habitual últimamente para cumplir con la directiva INSPIRE respecto de la distribución de información geográfica. La descarga de los archivos puede realizarse a través de la sección Modelos Digitales de Elevaciones del Centro de Descargas del CNIG.

Probamos como ejemplo en Global Mapper el archivo MDS02_ETRS89_H30_PM-2_0105-2.tif

En una vista rápida con sombreado apreciamos claramente las diferencias con su primo el MDT02: presencia de vegetación y edificaciones en esta zona montañosa.

Para otros detalles como las diferencias en perfiles topográficos podéis consultar nuestro artículo sobre el MDS05. Saludos.

Nuevos servicios WCS de descarga del MDP y MDS de España.

El Centro Nacional de Información Geográfica (CNIG) ha puesto en marcha dos nuevos servicios de descarga de coberturas (WCS): el Modelo Digital de Pendientes (MDP) y el Modelo Digital de Superficies (MDS). Éste último contiene tres coberturas: el MDS propiamente dicho y dos Modelos Digitales de Superficies Normalizados de las clases Vegetación y Edificación de todos los cuales ya hemos hablado en el blog.

La resoluciones de los modelos son de 5 metros para superficie y pendientes, y 2,5 metros para las coberturas de las clases vegetación y edificación. Gracias a estos nuevos servicios se puede contar con información actualizada del valor de la pendiente en grados sexagesimales y la altura en metros de cada clase. Ambos modelos han sido realizados a partir de las nubes de puntos LIDAR de la primera Cobertura del proyecto PNOA-LiDAR.

Las URL de conexión para dichos servicios WCS son:

• Modelo Digital de Pendientes (MDP): https://wcs-pendientes.idee.es/pendientes?
• Modelo Digital de Superficies (MDS): https://wcs-mds.idee.es/mds?

Estructura de las capas de cada servicio en el asistente de QGIS.

Los servicios WCS nos permiten tanto conseguir una imagen como extraer datos de ella. Por tanto, cargada la capa de cobertura tendremos la información numérica correspondiente de cada punto.

Cargado el MDS05 en QGIS (y con simbología de Mapa de sombras para una mejor visualización) solamente debemos clickar
en un punto con la herramienta Info para obtener la altura en metros.

Y lo mismo con la cobertura de Vegetación.

Usando estos servicios web cualquier operación que requiera extraer el dato que proporciona el WCS es muy sencilla de realizar, como por ejemplo la asignación de alturas a una capa de puntos. Y ello sin necesidad de cargar pesados archivos físicos o de importar una buena colección de ellos para cubrir la misma zona. Es más, si necesitamos extraer a archivo una zona podemos hacerlo sin problema.

Y lo mismo para cualquier tipo de análisis ráster.

La descarga de la imagen desde el servicio se puede realizar en varias proyecciones y formatos, por lo que deberemos elegir el formato más apropiado a nuestra tarea, ya que parece que hay formatos que cargan como simple imagen RGB -la herramienta info nos dará la combinación RGB del pixel pinchado pero no el dato de altitud o pendiente-.

Unos servicios que se antojan imprescindibles por rapidez de uso, accesibilidad y la multitud de utilidades que todo lo relacionado con los archivos de relieve generan en el mundo cartográfico. En un ordenador potente y buena conexión de internet su manejo es toda una gozada, aunque no conviene abusar con la carga de zonas demasiado amplias. Saludos.

Modelo Digital de Superficies normalizado de Vegetación

Si hace pocos meses hablamos del Modelo Digital de Superficies normalizado de Edificaciones, ahora le llega el turno al Modelo Digital de Superficies normalizado de Vegetación (MDSnV2,5) correspondiente a los vuelos de la primera cobertura del proyecto PNOA-LiDAR, y con un paso de malla de 2,5 metros. A diferencia de los tradicionales MDT y MDS en los que se almacenan altitudes ortométricas, en este producto se rasterizan las alturas relativas al suelo (considerando el suelo aquellos puntos de la nube clasificados como clase 2) de las clases que contienen información relativa a la vegetación (clases 3, 4 y 5) de los archivos LAS correspondientes a la primera cobertura del proyecto PNOA-LiDAR. El producto se ofrece en formato ASCII matriz ESRI (.asc).

Publicados en el SGR ETRS89 en la Península y en las Islas Baleares, y REGCAN95 en las Islas Canarias (ambos sistemas compatibles con WGS84) y en proyección UTM (en el huso correspondiente), la unidad de descarga son las hojas del MTN50 (a excepción de las hojas de Ceuta, Melilla e Isla de Alborán (1110, 1111, 1078B)).

Son necesarios para conocer las alturas de la vegetación y las masas forestales respecto del suelo y para tener un modelo digital de elevaciones normalizadas homogéneo y preciso para todo el territorio español. De utilidad, por ejemplo, para estudios en los que se requieran las altitudes de la vegetación, para analizar la evolución de las masas forestales, estudio de impacto de incendios forestales o el análisis de zonas verdes en entornos urbanos. 

La descarga puede hacerse a través de la agrupación Modelos Digitales de Elevaciones y se acompaña de información auxiliar con conversor entre formatos ASC y XYZ, descripción del formato ASC y archivo Excel con fechas y resoluciones de cada hoja MTN50 del producto. Abrimos en QGIS una hoja para mostrar su contenido, concretamente la hoja 105 del MTN50 cuyo archivo descargado lleva por nombre NDSM-Vegetacion-ETRS89-H30-0105-COB1.asc

El tamaño del ASC de esta hoja 105 son 376 megas.

Como hemos contado el ráster muestra información solamente en aquellas zonas que los puntos LIDAR clasifican como vegetación, quedando el resto en blanco. A partir de aquí podemos interactuar con el archivo como con cualquier otro modelo de relieve, teniendo siempre en cuenta que las alturas que nos ofrece cada pixel son las relativas al suelo, nunca las absolutas.

Obviamente suponemos que estos datos no presentan una exactitud impecable ni exenta de errores en todos los casos. Por ejemplo, en nuestra hoja de prueba para este artículo, estamos casi seguros que no existe ningún punto de vegetación con una altura de 100 metros respecto al suelo, tal como nos "canta" el archivo. Igualmente ciertos puntos del ráster arrojan una altitud negativa.

Comparativa sobre ortofoto de las zonas captadas como vegetación por la nube de puntos.

Pero en su conjunto se trata de un gran producto normalizado, de extensión nacional y de enorme validez y utilidad. Y es que las opciones de generar productos derivados de la información obtenida en un vuelo LIDAR multiplican las posibilidades de generar estudios geográficos en muy diversos ámbitos. Y lo mejor: al alcance de todos. Gracias de nuevo al IGN por hacerlo posible.

Modelo Digital de Superficies normalizado de Edificaciones

El Instituto Geográfico Nacional (IGN) continúa publicando nuevos productos a buen ritmo, a cual más interesante. Hoy hablamos del Modelo Digital de Superficies normalizado de Edificaciones (MDSn2,5). ¿Qué es esto?

A diferencia de otros modelos digitales de elevaciones en los que se almacenan altitudes ortométricas, en este producto se rasterizan las alturas relativas al suelo de la clase edificación (clase 6) de los archivos LAS correspondientes a la primera cobertura del proyecto PNOA-LiDAR con un paso de malla de 2,5 metros.

Publicados en el SGR ETRS89 en la Península y en las Islas Baleares, y REGCAN95 en las Islas Canarias (ambos sistemas compatibles con WGS84) y en proyección UTM (en el huso correspondiente).

La unidad de descarga son las hojas MTN50 (a excepción de las hojas de Ceuta, Melilla e Isla de Alborán (1110, 1111, 1078B)) y el formato ASC (ASCII matriz ESRI).

Estos archivos, necesarios para conocer las alturas de las edificaciones respecto del suelo y para tener un modelo digital de elevaciones normalizadas homogéneo y preciso para todo el territorio español, pueden tener diversas aplicaciones entre las que destacan estudios en los que se requieran las altitudes de edificaciones, para determinación de obstáculos en las rutas de aproximación de los aeropuertos, para análisis y estudios de cuencas visuales e instalación de antenas de comunicación, etc... La descarga puede hacerse a través de la agrupación Modelos Digitales de Elevaciones.

Tras la introducción con los datos y definiciones básicas, nada mejor que ojear el archivo en QGIS. Usamos para ello una hoja MTN50 eminentemente urbana que tenga una buena cantidad de edificaciones, la 559.

Archivo NDSM-Edificacion-ETRS89-H30-0559-COB1.asc abierto en QGIS.

El ráster nos muestra solamente información en aquellas zonas en las que el archivo LIDAR clasificaba como edificación, quedando el resto en blanco y dándonos para esta hoja un rango de alturas en los edificios de 0,1 a 114,9 metros. Hacemos zoom y aplicamos una rampa de color topográfica con seis clases e intervalos iguales en la zona de Castellana para una visión más clara de las medidas.

Duplicamos la capa para hacerle hillshade y darle con ese sombreado sensación 3D a los edificios.

Ejemplo de análisis de visibilidad desde un punto dado.

Vista 3D con ortofoto PNOA superpuesta.

Imaginamos que la intención del IGN será actualizar este producto con relativa frecuencia dada la fuerte temporalidad en la vigencia de estos datos (construcciones que desaparecen y construcciones que se crean), lo que podría convertirlo en bastante desfasado -sobre todo en zonas urbanas- de hacerse solamente a partir de cada cobertura LIDAR completa.

La propia información auxiliar que se ofrece con las fechas de los datos de cada hoja....

... hacen sospechar que muchas de esas edificaciones ya no serán las que eran y otras muchas nuevas no aparecerán. Seis, ocho, diez años... es mucho tiempo en el inventario de edificaciones de cualquier gran área urbana (no tanto probablemente en entorno rural).

Ejemplo de MDSn 2,5 en zona de pequeños núcleos rurales.

MDS05, nuevo modelo de superficies.

Si hace poco más de tres meses el Instituto Geográfico Nacional anunciaba la puesta en marcha de un nuevo Modelo Digital del Terreno de 2 metros de resolución, en esta ocasión la noticia se trata de la publicación de un nuevo Modelo Digital de Superficies con paso de malla de 5 metros que, siguiendo la nomenclatura habitual, se presenta con la abreviatura de MDS05.

Inaugura de esta forma el IGN un nuevo capítulo en los productos dedicados a Modelos Digitales de Elevaciones, nacido de la necesidad de disponer de un modelo digital de superficies -LIDAR aparte- homogéneo y preciso para todo el territorio español.

Y como siempre los metadatos son un excelente primer resumen de sus características principales: Modelo digital de superficies con paso de malla de 5 m. Formato de archivo ASCII matriz ESRI (asc). Sistema geodésico de referencia ETRS89 (en Canarias REGCAN95, compatible con ETRS89) y proyección UTM en el huso correspondiente a cada hoja del MTN50. En Canarias el huso UTM es el 28. El MDS se ha obtenido mediante la rasterización, con paso de malla de 5 metros, de las clases suelo (2), vegetación (3, 4 y 5) y edificación (6) de las nubes de puntos debidamente clasificadas correspondientes a la primera cobertura del proyecto PNOA-LiDAR. En el proceso de rasterización a cada celda del fichero asc se le asigna la cota del punto más elevado de todos los puntos de la nube contenidos en dicha celda. No se dispone de MDS de Ceuta, Melilla ni Gibraltar, ya que no existen datos LiDAR en estas zonas. Disponible en Centro de Descargas (formato ASCII).

Características muchas de ellas presentes en la propia nomenclatura de los archivos. Ejemplo:

En la información y documentación auxiliar del producto encontramos sendos archivos Excel y SHP que nos informan de las hojas disponibles (toda España salvo Ceuta, Melilla y Gibraltar como ya se ha mencionado) y su año de vuelo.

También encontramos una breve descripción técnica del formato ASC en PDF y una pequeña utilidad que nos permite convertir dichos archivos ASC al formato de texto XYZ. Como ya comentamos al hablar del MDT02 los archivos convertidos de esta guisa aumentan considerablemente su tamaño.

La unidad de descarga del MDS05 son las hojas MTN50.

A pesar de cierta confusión en los términos, no queremos dejar de recordar la diferencia entre Modelo Digital del Terreno (MDT, que representa la superficie de la tierra libre de elementos adyacentes) y Modelo Digital de Superficies (MDS, que representa la superficie de la tierra con algunos de esos elementos). En este caso y como se ha indicado, una representación por interpolación a partir de las clases terreno (2), vegetación (3 baja, 4 media y 5 alta) y edificación (6) de vuelos LIDAR de la primera cobertura del Plan Nacional de Ortofotografía Aérea (PNOA).

Clases de puntos en las nubes LIDAR (imagen de la web de ArcGIS).

¿El resultado? Veámoslo de manera práctica como siempre nos gusta
La mejor forma de apreciar de un vistazo rápido las características de los archivos MDS05 será sin duda con una imagen global comparada con su "primo" el MDT05. Para el ejemplo hoja 105 del MTN50.

La inclusión de los elementos superficiales edificios y vegetación resulta evidente a primera vista: edificaciones de los núcleos de población en los valles, vegetación media en riberas de ríos, alta vegetación en los bosques de las laderas de la montaña, etc...

Incluso una sensación de mejor luminosidad al disminuir las zonas de sombra por la presencia de vegetación y, por tanto, un rango de medición más elevado que rebaja los terrenos más escondidos. Especialmente significativo resultan casos como el de los viaductos que, destacados además sobre una superficie plana como la de las aguas de un embalse, son fácil objetivo de clasificación.

Detalle mostrando como la presencia de elementos superficiales como un viaducto se recogen perfectamente
 a la hora de elaborar por ejemplo un perfil topográfico que los atraviese.

Dichos perfiles topográficos arrojan también datos significativamente diferentes debido a que, como se dijo arriba, para el MDS se asigna la cota del punto más elevado de la celda como altitud de la propia celda. Es por ello que efectuado un corte topográfico se nos muestran estas tablas de valores para cada caso:

El perfil nos muestra nítidamente la mayor altura del MDS en zona de densa vegetación (corroborado por la tabla de datos al comienzo del perfil)
 y la igualdad de cotas con el MDT en la zona del claro del bosque.

En definitiva, un nuevo producto de calidad en el marco de los modelos digitales de elevación que amplia la oferta ya muy extensa de material de trabajo en este campo. Enhorabuena una vez más al IGN por su trabajo y por facilitarnos el acceso a la información geográfica. El producto está disponible en el Centro de Descargas del CNIG. Saludos.