Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura

TRABAJO FIN DE MASTER EN SISTEMAS
DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA
Curso 2010-2011...
Resumen
El presente trabajo consiste en una investigación sobre los criterios que afectan
al relieve en el marco de la tra...
Abstract
This work involves research on the criteria that affect the relief in the context of
transit as well as an analys...
Índice general
Parte 1. Introducción a la Investigación .....................................................................
3.1.5.1.

Matriz de grados de transitabilidad ................................................... 42

3.1.5.2.

Justificac...
Lista de Tablas
2.1. Cuadro resumen utilidades. .............................................................................
Lista de Figuras
1.1. Imágenes de Convoys Humanitarios ......................................................................
3.16. Resultado de la importación de la capa límites ..................................................... 57
3.17. Selecc...
3.47. Detalle del contenido alfanumérico de la capa BCN200_0301L_RIO ................. 77
3.48. Secuencia de comandos de c...
3.77. Salida gráfica resultado del geoprocesamiento Mosaic to New Raster ................. 96
3.78. Salida gráfica resulta...
Parte 1. Introducción a la Investigación

1
1. Introducción
En este apartado se ofrece una definición del concepto transitabilidad del
terreno, se introduce al lector...
1.1.

Planteamiento y justificación del trabajo

Unestudio de transitabilidad tiene como objetivo detectar la facilidad pa...
1.2. Imágenes de buscadoresViaMichelín y Google Maps.

…pero ampliando el ámbito de tránsito, el espacio por el que se pue...
Por tanto, en esta línea se han seleccionado los elementos (capas y criterios)
que pueden afectar en el tránsito entre dos...
Parte 2: Estado del Arte

9
2. Estado del Arte
Este capítulo es fundamental para explicar las aportaciones al conocimiento
que realiza la tesis al est...
2.1.

Introducción al Estado del Arte

Dentro de un escrito académico técnico, se denomina Estado del Arte a la base
teóri...
2.2.

Usos del estudio de Transitabilidad

En este apartado, se plasman las principales utilidades del estudio, se definen...
que no permite sostener a sus propios habitantes y les obliga a abandonarlas (refugiados
ambientales o ecológicos, como en...
En la imagen inferior, se puede contemplar dónde se intensifican los
desplazamientos a nivel mundial.

2.2. Imagen localiz...
Tal y como ha sido concebido el estudio, a nivel generalista (se recuerda que el
planteamiento del análisis es crear un ma...
2.4. Captura del visor de mapas de conflictos del site Nobelprixe.org8.

Como se puede apreciar en el mapa, fundamentalmen...
Sería ideal especialmente para cuerpos de retenes forestales, unidades que al
igual que sucede en el caso de desplazamient...
2.7. Captura del visor meteorológico del portal eltiempo.es11.

Esta información sería de vital importancia para llevar a ...
Junto a la Universidad estadounidense de Maryland, se ha desarrollado la
aplicación en línea Web FireMapper, para geolocal...
dificultad de las rutas existentes, modificar éstas para reducir su dificultad, o bien
apoyarse en el estudio para la gene...
2.2.5. Cuadro resumen Utilidades:
Resumen por
Utilidad

A quién está
dirigido

Método de
Desplazamiento

Equipamiento

Des...
A la hora de buscar documentación y referencias del fenómeno estudiado llama
la atención la falta de fuentes de informació...
problemáticas con los datos (aspectos que el Software seleccionado tendrá que
resolver):
La información de partida se encu...
Autocad Map + Raster Design; por no contar con la posibilidad de realizar
análisis de superposición ráster (Exclusivamente...
2.5.

Análisis de Superposición. Concepto

En este capítulo se introduce al lector en la teoría básica que está detrás de ...
2.6.

Análisis de Superposición disponibles en ArcGIS

Una vez aclarada la cuestión de qué tipo de superposición se va a r...
introducidos en el modelo. La Suma ponderada presupone que los factores más
favorables tienen como resultado los valores m...
en las capas de entrada de la superposición, cada píxel contiene el valor de
transitabilidad.
Es el caso de superposición ...
Parte 3: Desarrollo de la Investigación

31
3.1. Metodología
En este capítulo se detalla la metodología utilizada en el trabajo, software,
hardware, datos y fuentes, ...
3.1.1. Capas consideradas en el estudio
Se facilita en este punto, una primera tabla con el resumen de las capas
empleadas...
Capas de Análisis
Criterio

Breve descripción

Pendientes

Capa que expresa en % la pendiente del terreno

Vegetación
Carr...
El dimensionamiento de la zona de estudio a tratar (Comunidad de Madrid,
8.021,80 km²15),el hardware-software empleado par...
Se ha optado por el empleo del área de la Comunidad de Madrid, por la
facilidad de accesoa la cartografía necesaria para e...
de Transitabilidad”, se vio su aplicación a nivel global, en este capítulo se plasma su
uso y aprovechamiento en el territ...
3.2. Visor del MARM con estadísticas de incendios forestales 19

3.1.4.3.

Movimientos de tropas

Como ya indicó en el apa...
El turismo, es una importante fuente de ingresos para la Comunidad de Madrid y
la creación de más rutas, o bien la adecuac...
3.1.5. Matriz de grados de transitabilidad (por criterio) y Justificación
de los rangos establecidos
3.1.5.1.

Matriz de g...
3.1.5.2.

Justificación criterio pendientes

Uno de los principales ingredientes de la composición final, de hecho es el ú...
Corine Land Cover.

3.4. Imagen superior, Mapa de Cultivos y Aprovechamientos. Inferior, Mapa de Series de
Vegetación

Per...
herbáceos/arbustivos. Además, esta información se encuentra sin completar en un buen
número de casos de los estudiados de ...
movimientos de tropas (e incluso en desplazamientos de refugiados), hay que entender
que los viales son los principales el...
Además, no cruzan ni son cruzadas al mismo nivel por otra vía de comunicación
o servidumbre de paso, pasos de peatones, ví...
Todas estas masas de aguason consideradas con carácter permanente y con
profundidad y anchura suficiente que eviten el pas...
agua. La gran mayoría tienen mal drenaje. Esto se transforma en un serio problema en
las zonas bajas, que es donde se acum...
sobre la composición del suelo de los mapas a nivel europeo del European Soil Data
Center.

3.6. Captura de parte de las c...
3.8. Detalle de los rangos contemplados para el criterio pedregoso

Se ha considerado como espacios en los que las piedras...
Almacenar unacolección dedatos espacialesen una ubicación centralizada.
Aplicarreglas sofisticadasy relacionar los datos.
...
3.11. Imágenes creación Geodatabase, asignación sistema coordenadas y establecimiento por defecto

Una vez ejecutadas esta...
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El presente trabajo consiste en una investigación sobre los criterios que afectan al relieve en el marco de la transitabilidad así como un planteamiento de análisis a realizar con estos parámetros con una aplicación GIS en un área concreta.
Los parámetros considerados en el estudio de transitabilidad fueron: pendiente, suelo, vegetación, viales e hidrología. La herramienta seleccionada para el análisis de la información es ESRI ArcGIS 10.0. La zona de estudio, la Comunidad de Madrid.
La metodología empleada para llevar a cabo el estudio, es un álgebra de mapas a partir de capas ráster. El álgebra de mapas permite un amplio número de operaciones que se ejecutan sobre una o varias capas raster de entrada para producir una o varias capas raster de salida. En este estudio, cada capa raster es preparada con su grado de transitabilidad (individual, para ese factor en concreto) y posteriormente es superpuesta sobre el resto del conjunto, para acabar obteniendo un valor total del transitabilidad que es la suma de todos los factores.
Los resultados del análisis permiten detectar de una forma clara, expresado en un mapa temático de grados de transitabilidad, los espacios con mayor o menor traficabilidad en la zona de estudio, permitiendo de este modo, establecer rutas en el terreno en función de la dificultad del mismo.

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  1. 1. Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura TRABAJO FIN DE MASTER EN SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA Curso 2010-2011 Transitabilidad del Terreno Zona de estudio: Provincia de Madrid Autor: José Antonio Morán Director: Wenceslao Lorenzo
  2. 2. Resumen El presente trabajo consiste en una investigación sobre los criterios que afectan al relieve en el marco de la transitabilidad así como un planteamiento de análisis a realizar con estos parámetros con una aplicación GIS en un área concreta. Los parámetros considerados en el estudio de transitabilidad fueron: pendiente, suelo, vegetación, viales e hidrología. La herramienta seleccionada para el análisis de la información es ESRI ArcGIS 10.0. La zona de estudio, la Comunidad de Madrid. La metodología empleada para llevar a cabo el estudio, es un álgebra de mapas a partir de capas ráster. El álgebra de mapas permite un amplio número de operaciones que se ejecutan sobre una o varias capas raster de entrada para producir una o varias capas raster de salida. En este estudio, cada capa raster es preparada con su grado de transitabilidad (individual, para ese factor en concreto) y posteriormente es superpuesta sobre el resto del conjunto, para acabar obteniendo un valor total del transitabilidad que es la suma de todos los factores. Los resultados del análisis permiten detectar de una forma clara, expresado en un mapa temático de grados de transitabilidad, los espacios con mayor o menor traficabilidad en la zona de estudio, permitiendo de este modo, establecer rutas en el terreno en función de la dificultad del mismo. Palabras Clave Transitabilidad, Terreno, Traficabilidad, Álgebra de mapas, Superposición de capas, Desplazamiento de refugiados, Movimientos de Tropas, Incendios Forestales, Rutas Turísticas, ArcGIS, Tratamiento raster.
  3. 3. Abstract This work involves research on the criteria that affect the relief in the context of transit as well as an analysis approach to be taken on these parameters with a GIS application in a particular area. The parameters considered in the traffic study were: slope, soil, vegetation, roads, and hydrology. The selected tool for the analysis of information is ESRI ArcGIS 10.0. The study area, the Community of Madrid. The methodology used in the study, is an algebra of maps from raster layers. The algebra of maps allows a large number of operations executed on one or more input raster layers to produce one or more output raster layers. In this study, each raster layer is prepared with the degree of walkability (individual, for that particular factor) and is then superimposed on the rest of the set, to obtain a total value of the traffic that is the sum of all factors. The results of the analysis detects in a clear way, expressed as a thematic map of degrees of transitivity, the spaces more or less traffic in the area of study. Allowing to establish routes in the area depending on the difficulty of it. Keywords Transitivity, Trafficability, Terrain, Traffic, mapalgebra, overlay layers,refugee movements, troop movements, forest fires, tourist routes, ArcGIS, rasterTreatmen
  4. 4. Índice general Parte 1. Introducción a la Investigación ........................................................................... 1 1. Introducción ............................................................................................................3 1.1. Planteamiento y justificación del trabajo ....................................................... 5 1.1. Hipótesis y Objetivos ..................................................................................... 5 1.2. Metodología adoptada durante la investigación ............................................. 6 1.3. Organización del Trabajo ............................................................................... 7 Parte 2: Estado del Arte .................................................................................................... 9 2. Estado del Arte .....................................................................................................11 2.1. Introducción al Estado del Arte .................................................................... 13 2.2. Usos del estudio de Transitabilidad ............................................................. 14 2.2.1. Desplazamientos de Personas ............................................................... 14 2.2.2. Movimientos de tropas.......................................................................... 16 2.2.3. Incendios forestales ............................................................................... 18 2.2.4. Rutas turísticas ...................................................................................... 21 2.2.5. Cuadro resumen Utilidades: .................................................................. 23 2.3. Las fuentes de información .......................................................................... 23 2.4. Software empleado en el proyecto. .............................................................. 24 2.5. Análisis de Superposición. Concepto ........................................................... 27 2.6. Análisis de Superposición disponibles en ArcGIS ....................................... 28 2.7. Justificación y Explicación de Empleo de Suma Ponderada en el Proyecto 29 Parte 3: Desarrollo de la Investigación ........................................................................... 31 3.1. Metodología ..........................................................................................................33 3.1.1. Capas consideradas en el estudio.............................................................. 35 3.1.2. La escala de trabajo del Proyecto ............................................................. 36 3.1.3. Justificación del área de Estudio de Transitabilidad ................................ 37 3.1.4. Utilidad del Estudio en el Área de la Comunidad de Madrid ................... 38 3.1.4.1. Desplazamiento Masivo de Personas ................................................ 39 3.1.4.2. Incendios Forestales .......................................................................... 39 3.1.4.3. Movimientos de tropas ...................................................................... 40 3.1.4.4. Rutas turísticas .................................................................................. 40 3.1.5. Matriz de grados de transitabilidad (por criterio) y Justificación de los rangos establecidos .................................................................................................. 42 1
  5. 5. 3.1.5.1. Matriz de grados de transitabilidad ................................................... 42 3.1.5.2. Justificación criterio pendientes ........................................................ 43 3.1.5.3. Justificación criterio vegetación ........................................................ 43 3.1.5.4. Justificación criterio carreteras.......................................................... 45 3.1.5.5. Justificación criterio hidrología ......................................................... 47 3.1.5.6. Justificación criterio suelos ............................................................... 48 3.1.6. Repositorio de datos de la Información (Almacén de los Datos) ............. 51 3.1.7. Tratamiento de las Capas de Información ................................................ 53 3.1.7.1. Límite de la zona de estudio (C.A. de Madrid) ................................. 54 3.1.7.2. Mapa de Pendientes ........................................................................... 59 3.1.7.3. Mapa de Vegetación .......................................................................... 68 3.1.7.4. Mapa de Hidrología ........................................................................... 74 3.1.7.5. Mapa de Carreteras............................................................................ 87 3.1.7.6. Mapa de Suelos ................................................................................. 97 3.1.8. Álgebra de mapas ................................................................................... 106 3.2. Resultados ...........................................................................................................111 3.2.1. Resultado del Estudio .................................................................................. 113 Parte 4: Conclusiones ................................................................................................... 115 4. Conclusiones.......................................................................................................117 4.1. El análisis de los Datos................................................................................... 119 4.2. Futuras líneas de Investigación ...................................................................... 119 4.2.1. Generación de Modelos ........................................................................... 119 4.2.2. Creación de Proceso de Ruta Óptima ...................................................... 120 4.2.3. Puesta en Marcha bajo Servidor de Mapas .............................................. 121 4.2.4. Aplicación para móviles .......................................................................... 121 5. Bibliografía: .............................................................................................................. 123 2
  6. 6. Lista de Tablas 2.1. Cuadro resumen utilidades. ..................................................................................... 23 3.1. Tabla capas de análisis ............................................................................................ 36 3.2. Tabla capas informativas ......................................................................................... 36 3.3. Tabla resumen matriz maestra grados transitabilidad ............................................. 42 3.4. Tabla descripción capa límites ................................................................................ 55 3.5. Tabla descripción capa pendientes .......................................................................... 60 3.6. Tabla criterio pendiente ........................................................................................... 64 3.7. Tabla descripción capa vegetación .......................................................................... 69 3.8. Tabla criterio vegetación ......................................................................................... 71 3.9. Tabla criterio hidrología .......................................................................................... 75 3.10. Tabla descripción capa hidrología ......................................................................... 75 3.11. Tabla de anchura de buffers con la capa hidrología .............................................. 78 3.12. Tabla criterio carreteras ......................................................................................... 87 3.13. Tabla descripción capa carreteras .......................................................................... 88 3.14. Tabla descripción capa Suelos ............................................................................... 98 3.15. Tabla esquema matriz criterios ............................................................................ 107
  7. 7. Lista de Figuras 1.1. Imágenes de Convoys Humanitarios ......................................................................... 5 1.2. Imágenes de buscadores ViaMichelín y Google Maps. ............................................. 6 2.1. Imagen de desplazamiento de refugiados ................................................................ 14 2.2. Imagen localización desplazamientos en el mundo ................................................. 16 2.3. Imagen de maniobras militares. ............................................................................... 16 2.4. Captura del visor de mapas de conflictos del site Nobelprixe.org .......................... 18 2.5. Imagen de retén forestal en acción .......................................................................... 18 2.6. Captura del visor meteorológico Windfinder .......................................................... 19 2.7. Captura del visor meteorológico del portal eltiempo.es .......................................... 20 2.8. Captura del visor Web Fire Mapper de geolocalización de incendios .................... 21 2.9. Imagen de un hito en una ruta turística.................................................................... 21 2.10. Ventana de presentación de ArcGIS 10 ................................................................. 24 2.11. Imagen: Diagrama de Venn mostrando la intersección de dos conjuntos ............. 27 2.12. Imagen de proceso de superposición de capas raster por álgebra de mapas ......... 30 3.1. Imagen de mina a cielo abierto ................................................................................ 35 3.2. Visor del MARM con estadísticas de incendios forestales ..................................... 40 3.3. Zonificación de la Comunidad de Madrid del portal excursionesysenderimo.com 41 3.4. Imagen superior, Mapa de Cultivos y Aprovechamientos. Inferior, Mapa de Series de Vegetación ................................................................................................................. 44 3.5. Imagen de la izda, guardarrail, imagen de la derecha, detalle de un New Jersey. ... 46 3.6. Captura de parte de las capas proporcionadas en KMZ por el European Soil Data Center. ............................................................................................................................ 50 3.7. Detalle de los rangos contemplados para el criterio textura .................................... 50 3.8. Detalle de los rangos contemplados para el criterio pedregoso ............................... 51 3.9. Entidades que es capaz de soportar una geodatabase de ESRI................................ 51 3.10. Esquema Geodatabase ESRI ................................................................................. 52 3.11. Imágenes creación Geodatabase, asignación sistema coordenadas y establecimiento por defecto ............................................................................................ 53 3.12. Imagen de la geodatabase creada........................................................................... 53 3.13. Secuencia de acciones para la asignación de un sistema de coordenadas en ArcCatalog ...................................................................................................................... 55 3.14. Opción de importación de entidades en ArcGIS 10 .............................................. 56 3.15. Cuadro de diálogo de importación de entidad ....................................................... 57
  8. 8. 3.16. Resultado de la importación de la capa límites ..................................................... 57 3.17. Selección por atributos en ArcGIS 10 ................................................................... 58 3.18. Opción creación de capas a partir de selección del dibujo .................................... 58 3.19. Opción exportación de datos a geodatabase .......................................................... 59 3.20. Cuadro de diálogo de exportación de datos en ArcGIS 10.................................... 59 3.21. Imagen de la salida gráfica obtenida tras el tratamiento de la capa límites.......... 59 3.22. Explicación proceso raster de obtención de imágenes de pendientes con ArcGIS 10 .................................................................................................................................... 60 3.23. Cuadro de diálogo de conversión de archivos ascii a grid de Esri ........................ 61 3.24. Resultado de importación de imagen ráster ........................................................... 61 3.25. Cuadro de diálogo de remuestreo de imágenes ráster en ArcGIS 10 .................... 62 3.26. Secuencias de comandos para ejecución del geoprocesamiento Slope (Pendientes) ........................................................................................................................................ 63 3.27. Resultado de creación de mapa de pendientes con la orden Slope ........................ 63 3.28. Cuadro de diálogo de reclasificación en ArcGIS 10 ............................................. 64 3.29. Resultado de la reclasificación del mapa de pendientes ........................................ 65 3.30. Secuencia de comandos para la estilización de la capa pendientes ....................... 65 3.31. Paleta de colores en ArcGIS 10 ............................................................................. 66 3.32. Resultado de la nueva estilización ajustada a los rangos de colores planteados ... 66 3.33. Cuadro de diálogo de conversión vector (polígonos) a ráster ............................... 67 3.34. Cuadro de diálogo de extracción por máscara ....................................................... 67 3.35. Mapa de pendientes tras la aplicación de la máscara con los límites de la provincia ........................................................................................................................................ 68 3.36. Relieve con abundante vegetación que dificulta el tránsito .................................. 68 3.37. Proceso de Adición de entidad en ArcGIS 10 ....................................................... 70 3.38. Detalle de la tabla de atributos de la capa vegetación ........................................... 70 3.39. Detalle de la hoja de cálculo con la descripción de los usos ................................. 71 3.40. Cuadro de diálogo de reparación de la geometría en ArcGIS 10 .......................... 72 3.41. Cuadro de diálogo de conversión vector - raster .................................................. 72 3.42. Imagen rasterizada del mapa de vegetación .......................................................... 73 3.43. Cuadro de diálogo de reclasificación en ArcGIS 10 ............................................. 73 3.44. Resultado de la reclasificación del mapa de vegetación a los rangos planteados . 74 3.45. Secuencia de comandos para la importación múltiple de entidades en ArcGIS ... 76 3.46. Capas incorporadas a través de la importación múltiple en el grupo hidrología ... 77 2
  9. 9. 3.47. Detalle del contenido alfanumérico de la capa BCN200_0301L_RIO ................. 77 3.48. Secuencia de comandos de creación de campo en ArcGIS 10 .............................. 78 3.49. Código empleado para la reclasificación del campo categoría.............................. 79 3.50. Captura del nuevo campo creado (ANCHO) con los valores insertados .............. 79 3.51. Cuadro de diálogo de creación de buffer en ArcGIS 10........................................ 80 3.52. Salida grafica con el área de influencia generada.................................................. 80 3.53. Descripción gráfica del proceso de unión.............................................................. 81 3.54. Cuadro de diálogo del geoprocesamiento de unión de capas en ArcGIS .............. 81 3.55. Secuencia de comandos de creación de campo en ArcGIS 10 .............................. 82 3.56. Método de asignación directa de valores en la calculadora de campos ................. 83 3.57. Detalle de la tabla de atributos de BCN200_0301L_RIO con el nuevo campo VALOR .......................................................................................................................... 83 3.58. Imágenes con solapamientos erróneos de la información en las capas de masas de agua................................................................................................................................. 84 3.59. Cuadro de diálogo del geoprocesamiento Dissolve en ArcGIS 10 ........................ 84 3.60. Detalle de los errores resueltos gracias al proceso de disolución .......................... 85 3.61. Cuadro de diálogo de conversión vector – raster de ArcGIS 10 ........................... 85 3.62. Cuadro de diálogo Mosaic to New Raster ............................................................. 86 3.63. Salida gráfica resultado del geoprocesamiento Mosaic to New Raster. Se han completado todos los píxeles con valore para toda la provincia de Madrid ................... 86 3.64. Fotografía de una autopista convencional ............................................................. 87 3.65. Resultado de la adición al proyecto de los viales en el grupo CARRETERAS .... 88 3.66. Gráfico explicativo del geoprocesamiento Merge (Fusión) de ArcGIS 10 ........... 90 3.67. Cuadro de diálogo del comando Merge................................................................. 90 3.68. Detalle de la generación de la nueva capa unión de autopistas y autovías ............ 90 3.69. Secuencia de comandos de creación de campo en ArcGIS 10 .............................. 91 3.70. Método de asignación directa de valores en la calculadora de campos ................. 92 3.71. Detalle de la tabla de atributos de la capa fusionada con el nuevo campo VALOR ........................................................................................................................................ 92 3.72. Cuadro de diálogo del geoprocesamiento Dissolve de ArcGIS 10 ........................ 93 3.73. Cuadro de diálogo conversión vector (polilíneas) a raster .................................... 93 3.74. Salida gráfica resultado de la rasterización y detalle de la misma ........................ 94 3.75. Detalle de áreas sin píxeles con información ........................................................ 94 3.76. Cuadro de diálogo Mosaic to New Raster ............................................................. 95
  10. 10. 3.77. Salida gráfica resultado del geoprocesamiento Mosaic to New Raster ................. 96 3.78. Salida gráfica resultado del tratamiento de las capas con carreteras nacionales y autonómicas .................................................................................................................... 97 3.79. Detalle de un suelo arcilloso .................................................................................. 97 3.80. Cuadro de diálogo de importación de archivos KML en ArcGIS 10 .................... 99 3.81. Resultado de la importación del archivo KML con la información de texturas del suelo ................................................................................................................................ 99 3.82. Visualización de la capa vectorial empleada para la consulta espacial ............... 100 3.83. Esquema del Proceso de Superposición .............................................................. 101 3.84. Cuadro de diálogo de reparación de geometría ................................................... 101 3.85. Cuadro de diálogo del geoprocesamiento de intersección en ArcGIS 10 ........... 101 3.86. Resultado del geoprocesamiento de intersección entre la capa con la texturas y los límites de la zona de estudio ......................................................................................... 102 3.87. Detalle del filtro empleado para la obtención de espacios arcillosos .................. 102 3.88. Salida gráfica con las áreas arcillosas en la zona de estudio. .............................. 103 3.89. Cuadro de diálogo conversión vector - raster ...................................................... 103 3.90. Imagen con las zonas arcillosas rasterizadas ....................................................... 104 3.91. Cuadro de diálogo Mosaic to New Raster ........................................................... 105 3.92. Salida gráfica resultado del geoprocesamiento Mosaic to New Raster ............... 105 3.93. Salida gráfica resultado del tratamiento sobre la capa del criterio pedregosidad 106 3.94. Cuadro de diálogo de Suma Ponderada para capas raster en ArcGIS 10 ............ 107 3.95. Salida gráfica resultado de la suma ponderada con todas las capas involucradas en el análisis ...................................................................................................................... 108 3.96. Cuadro de diálogo de Reclasificación en ArcGIS 10 .......................................... 108 3.97. Resultado final del Análisis en 2D ...................................................................... 109 3.98. Detalle de la barra de herramientas 3D Analyst .................................................. 109 3.99. Detalle de la barra de herramientas Standard ...................................................... 109 3.100. Cuadro de diálogo propiedades, pestaña Base Heights ..................................... 110 3.101. Resultado final del Análisis en 3D .................................................................... 110 4.1. Cuadro de Diálogo del Model Builder de ESRI .................................................... 120 4.2. Imagen Ruta óptima. Elaboración Propia .............................................................. 121 4
  11. 11. Parte 1. Introducción a la Investigación 1
  12. 12. 1. Introducción En este apartado se ofrece una definición del concepto transitabilidad del terreno, se introduce al lector en la finalidad buscada con el análisis y se establece el perfil de consumidor de la Aplicación. 3
  13. 13. 1.1. Planteamiento y justificación del trabajo Unestudio de transitabilidad tiene como objetivo detectar la facilidad para movilizar personal y equipos desde un punto a otro. Bajo este planteamiento inicial se pretende crear una herramienta que sea capaz de detectar aquellos espacios más transitables para las diferentes finalidades o usos planteados. La selección de los criterios que afectan a la transitabilidad (pendientes, Vegetación…), así como las capas concretas que los representan, ha sido realizada pensando en un perfil de consumidor de la aplicación conformado por un grupo de personas que se desplazan a pie y/o en vehículo a motor 4X4.Se plantea dentro de este perfil, situaciones como las de desplazamientos de refugiados, movimientos de tropas, retenes forestales o más sencillo aún, grupos de excursionistas por una ruta turística. 1.1. Imágenes de Convoys Humanitarios1. Sin lugar a dudas, en este tipo de perfil genérico que se plantea caben miles de combinaciones y situaciones. Está claro que no afectarán en la misma medida los obstáculos al tránsito para un destacamento militar con vehículos oruga, que un convoy humanitario con vehículos 4X4 convencionales, o tampoco serán necesarias ciertas capas como, por ejemplo, las de abastecimiento de agua para un grupo mal preparado que en relación a un grupo bien provisto de provisiones… pero si hay una máxima en este estudio es la de pretender ser transversal y útil para todos que no muy útil para unos pocos. En resumen, toda la selección de capas está articulada pensando en el perfil de un grupo de personas respaldadas por vehículos todoterrenos. 1.1. Hipótesis y Objetivos El objetivo de este proyecto es, por tanto, crear una herramienta que facilite el desplazamientoentre dos puntos cualesquiera. En cierta manera, lo que se pretende es ofrecer un servicio similar al que proporcionan aplicaciones como Víamichelin.es, Maps.google.es… 1 Fuente:http://www.unmultimedia.org 5
  14. 14. 1.2. Imágenes de buscadoresViaMichelín y Google Maps. …pero ampliando el ámbito de tránsito, el espacio por el que se puede producir el desplazamiento(las carreteras y callesexclusivamente en el caso de los productos señalados) a todo el terreno y, por supuesto, analizando más factores de los que estas herramientas consideran. Sopesandofactores entre los que se encuentran los suelos, las pendienteso el tipo de vegetación entre otros. Resumiendo, la finalidad es la generación de un mapa temático que ayude en la toma de decisión de qué camino tomar cuando se tenga que producir un desplazamiento por el terreno, porque la situación así lo requiera. Se busca, por tanto, la transitabilidad o la ―traficabilidad‖ del terreno. 1.2. Metodología adoptada durante la investigación Todo ello se va realizar, mediante la superposición de capas de los factores que se consideran imprescindibles en cuanto en tanto al estudio de la transitabilidad, que son: Pendiente del Terreno. Vegetación. Suelos. Viales. Hidrología. Se ha pretendido generar un mapa ―base‖ que sirva para los múltiples usos considerados sin concretar en ninguno de los casos en particular para los que se considera apropiado esta herramienta (desplazamientos de refugiados, movimientos de tropas, etc.). Posteriormente, si se optara por alguno de los mismos, sería conveniente completar el estudio, al menos con la información de las capas denominadas ―extra‖ que se pueden ver en el cuadro resumen de la página 23. 6
  15. 15. Por tanto, en esta línea se han seleccionado los elementos (capas y criterios) que pueden afectar en el tránsito entre dos puntos cualesquiera. 1.3. Organización del Trabajo El trabajo se organiza fundamentalmente en 4 partes: Un primer epígrafe denominado Introducción, que pretende sumergir al lector en la problemática de la transitabilidad del terreno. Un segundo apartado de revisión del Estado del Arte, donde se presentan las ideas mayores en este aspecto. En tercer punto, en el que se desarrollan todos los procesos ejecutados hasta la obtención del resultado final, en relación a software empleado, procesos realizados, criterios considerados… Y por último, y más importante, las conclusiones acerca de los resultados obtenidos. 7
  16. 16. Parte 2: Estado del Arte 9
  17. 17. 2. Estado del Arte Este capítulo es fundamental para explicar las aportaciones al conocimiento que realiza la tesis al estado del arte actual. 11
  18. 18. 2.1. Introducción al Estado del Arte Dentro de un escrito académico técnico, se denomina Estado del Arte a la base teórica sobre la que se sustenta el escrito, o la cual se rebate en el desarrollo posterior en el escrito y que forma parte introductoria del mismo. Es frecuente que el segundo capítulo de una tesis doctoral en ingenierías se denomine "Estado del arte" donde se hace un repaso de las técnicas relacionadas con dicha tesis doctoral. Este capítulo es fundamental para explicar las aportaciones al conocimiento que realiza la tesis al estado del conocimiento actual2. El estudio realizado para este proyecto realmente no supone una innovación en cuanto en tanto a los procesos llevados a cabo con la información, ni tampoco en relación a la tecnología en él empleado. Realmente lo plasmado en el estudio no es más que uno de los cientos de miles de análisis de superposición que se realizan para otros tantos sistemas de información geográfica. La verdadera innovación que aporta este estudio, y donde radica el mayor de los esfuerzos, es en la adecuada selección de las diferentes capas empleadas así como la matriz de transitabilidad otorgada a cada una de ellas. Esta tarea es la que realmente aporta al conocimiento, ya que facilita una transparente descripción de los criterios a tener en cuenta, una matriz orientativa a otorgar a cada pauta así como una clara orientación del procedimiento a llevar a cabo en cada caso con cada uno de los datos. En la aclaración de la aportación al conocimiento está el uso que se le puede dar al análisis en cuestión, por tanto en los siguientes capítulos se pretende expresar el beneficio que se puede obtener del estudio de transitabilidad. A continuación se plasma la utilidad de este estudio en los diversos usos para los que ha sido enfocado. 2 Fuente: http://wikipedia.es 13
  19. 19. 2.2. Usos del estudio de Transitabilidad En este apartado, se plasman las principales utilidades del estudio, se definen las características de las mismas, y se detallan las cifras de los fenómenos en cuestión. Se pretende con ello, realizar un primer acercamiento a la utilidad del análisis y que el lector comprenda el alcance y las bondades del mismo, para acabar plasmando ya no sólo para qué es útil éste análisis sino también dónde lo es en mayor o menor medida. Se plantean cuatro utilidades fundamentales para el análisis de transitabilidad: Desplazamientos de personas. Movimientos de tropas. Incendios forestales. Confección de rutas turísticas. 2.2.1. Desplazamientos de Personas 2.1. Imagen de desplazamiento de refugiados3. Se trata del principal uso que se le puede dar al estudio de transitabilidad y para lo que se ha focalizado de un modo más pormenorizado el empleo de las capas en el análisis. Una persona desplazada (DP) es una persona que se ha visto obligada a abandonar su residencia habitual bajo un fenómeno conocido como la migración forzada4. Cuando se habla de desplazamientos de personas, muchas veces se tiende a pensar exclusivamente en desplazamientos de refugiados, protagonizados por personas que se han visto obligadas a abandonar su lugar de origen debido al peligro que corrían por causas raciales, religiosas o guerras civiles. Actualmente, los motivos de desplazamiento se han ampliado considerablemente por otro tipo de causas como el progresivo deterioro de las tierras 3 4 Fuente: http://www.ecoven.blogspot.com/ Fuente: http://wikipedia.es 14
  20. 20. que no permite sostener a sus propios habitantes y les obliga a abandonarlas (refugiados ambientales o ecológicos, como en el caso de la actual hambruna del cuerno de África) o bien por catástrofes naturales (como en el caso de las inundaciones de New Orleans o más recientemente, el caso de Japón, mezcla de catástrofe natural y nuclear). Los desplazamientos de personas, debidos a diferentes crisis humanitarias, son fenómenos que atendiendo a los estudios existentes, se dan con más frecuencia de las que se debiera y suponen el principal foco en el que aplicar este estudio. Una capa de interés de cara al desplazamiento de personas, sería la de suministros de agua potable. Si el número de desplazados es muy elevado o no se dispone en el convoy humanitario de recursos suficientes, habría que considerar este estrato como imprescindible para poder abastecer a la población adecuadamente. No se ha incorporado en el estudio para no atender a casos concretos. Otro aspecto a considerar es que la mayoría de los desplazamientos están compuestos por personas que huyen de algo, bien son víctimas de ataques o escapan de algún tipo de desastre natural, que además suelen estar compuestos por personas de todas las edades (con especial hincapié en el hecho de que también participan de los mismos, ancianos y niños, incluso recién nacidos), que la mayoría de las veces no cuentan con el material apropiado para realizar grandes rutas (calzado, ropa, alimento, bebida,…) y que incluso suelen estar compuestos por personas heridas en mayor o menor gravedad De ahí, que la elección adecuada de la ruta de ―escape‖ sea crítica. Puede salvar las vidas de cientos de personas la elección de un camino u otro. Además, que puede hacer viable o no, la consecución del éxito del desplazamiento. Algunas cifras El 80 por ciento de los refugiados de todo el mundo se encuentra en países en vías de desarrollo, al igual que la mayoría de los desplazados internos5. En la actualidad, hay 42 millones de personas (que equivalen aproximadamente a la población total de Canadá o Polonia) que han sido desplazadas como consecuencia de conflictos, violencia o violaciones de los derechos humanos. De estos, 15 millones se han refugiado fuera de su país y 27 millones han sido desplazados internamente dentro de su propio país6. De estas cifras, se puede desprender que las migraciones de personas es un fenómeno muy extendido y el cual supone un importante problema a nivel global en países en desarrollo fundamentalmente (mayoritariamente en África) 5 Fuente: http://www.lukor.com/not-soc/cuestiones/portada/09061639.htm Fuente: http://www.infolatam.com/2011/04/11/world-development-report-2011-conflict-security-anddevelopment-hechos-y-cifras/ 6 15
  21. 21. En la imagen inferior, se puede contemplar dónde se intensifican los desplazamientos a nivel mundial. 2.2. Imagen localización desplazamientos en el mundo 7. Los desplazamientos de refugiados suelen estar compuestos por personas que se desplazan a pie así como por vehículos a motor 4X4. Para un mayor aprovechamiento de este recurso sería adecuado poder disponer de él en dispositivos móviles para conocer en todo momento la posición real del contingente así como para reconocer y obtener información de los diversos elementos del relieve que hay que considerar en el tránsito 2.2.2. Movimientos de tropas 2.3. Imagen de maniobras militares. La transitabilidad del terreno resulta fundamental en un movimiento de tropas principalmente para el éxito de la maniobra y, en segundo lugar, para la seguridad de la misma. 7 Fuente: UNCHR. Año 2007 16
  22. 22. Tal y como ha sido concebido el estudio, a nivel generalista (se recuerda que el planteamiento del análisis es crear un mapa ―base‖), para el caso de movimiento de tropas, la aplicación se encuentra incompleta para un uso final (sobre todo refiriéndose a los componentes que otorgarían seguridad a la maniobra), ya que no se han considerado multitud de capas, de intereses estratégicos-defensivos, que si bien, para el resto de usos, carecen de interés, para el caso concreto de movimientos de tropas, resultan fundamentales. Podría decirse que resulta 100% operativo para casos en los que se trate de maniobras de entrenamiento, pero nada recomendable para incursiones en territorio hostil. El movimiento de tropas demanda mucha información a nivel de aspectos militares del terreno, tales como: Detectar espacios seguros e inseguros. Campos de minas o munición sin explotar. Espacios de frentes enemigos. Zonas de Conflicto. Instalaciones del enemigo, etc. Capas que por otro lado, resultan difíciles de obtener, ya que habitualmente son información secreta o confidencial de cada país, en el caso de que exista, y de no existir datos, hay que obtenerla mediante complejos análisis, en la mayoría de los casos recurriendo a imágenes de satélite o directamente a trabajos de campo ―in situ‖. Y esto se complica más aún en función de la misión del operativo, si la misión es meramente de observación, de invasión,… Además, con objeto de no violar ningún espacio transfronterizo en el que pudiera provocarseun conflicto con países vecinos habría que delimitar muy claramente los límites de espacios transfronterizos. En el caso de los movimientos de tropas, no sucede como en el desplazamiento de personas, los efectivos que componen las unidades están bien equipados, suelen contar con material apropiado y adecuado para realizar las travesías, además que la mayoría de las ocasiones cuentan con vehículos a motor 4X4 que están bien preparados para sortear todo tipo de obstáculos que ofrezca el relieve. Algunas estadísticas Como se ha comentado con anterioridad, la aplicación es operativa a nivel de realizar maniobras de entrenamiento, ya que las variantes relacionadas con la seguridad no han sido incorporadas al estudio. Estas maniobras las realizan los ejércitos de cada país en su propio territorio, pero en el caso de las maniobras en territorio hostil, ¿dónde se producen? Pues, evidentemente en países en conflicto. El siguiente mapa mundial pretende plasmar donde se producen estos fenómenos: 17
  23. 23. 2.4. Captura del visor de mapas de conflictos del site Nobelprixe.org8. Como se puede apreciar en el mapa, fundamentalmente son fenómenos que se producen en países subdesarrollados, concentrándose principalmente en el continente africano y en el sur de Asia. Por tanto, el campo de aplicación de esta herramienta sería más aprovechable en estos entornos citados. En un ámbito hostil, es de vital importancia realizar los desplazamientos de tropas fuera de las vías de comunicación, ya que son los principales objetivos militares. 2.2.3. Incendios forestales 2.5. Imagen de retén forestal en acción9. La aplicación de este análisis para la prevención y lucha contra los incendios es total, ya que además de ayudar a acceder con mayor facilidad al lugar donde se produce el incendio también puede ayudar a escapar de las llamas y no ser atrapado si la situación estuviera fuera de control, más si cabe cuando hay un desconocimiento del relieve del área de actuación. 8 9 Fuente: http://nobelprize.org/educational/peace/conflictmap/conflictmap.html. Fuente: http://www.xornal.com/media/images//galicia/20090719/2009071901191651097.jpg 18
  24. 24. Sería ideal especialmente para cuerpos de retenes forestales, unidades que al igual que sucede en el caso de desplazamientos de personas, se desplazan tanto a pie como en vehículos, por lo general 4X4 (bien preparados). Otra capa a añadir y de importante consideración si se aplicara este análisis de cara a la prevención de incendios es la información relativa a la meteorología en tiempo real. Estos datos podrían ser cruciales en el desempeño de las tareas de extinción ya que afectan directamente al comportamiento del fuego, intensificándolo o ayudando en su extinción. En relación al mapa de vientos en tiempo real, se podría incorporar una capa WMS (Web Map Service) con información de tipo a la que se puede encontrar en portales como Windfinder (información precisa de la fuerza y dirección de los vientos dominantes). 2.6. Captura del visor meteorológico Windfinder 10. Y por otro lado, también la información relativa a las precipitaciones, que podría ser cargada de una forma simple, tal y como se puede obtener en portales como eltiempo.es 10 Fuente: http://es.windfinder.com/windreports/windkarte_es.htm 19
  25. 25. 2.7. Captura del visor meteorológico del portal eltiempo.es11. Esta información sería de vital importancia para llevar a cabo las acciones de extinción. Los fenómenos meteorológicos, especialmente los relacionados con las precipitaciones afectan en gran medida a la transitabilidad del terreno. Pueden convertir un terreno en impracticable, o de elevado riesgo para la integridad de las personas, cuando se trata por ejemplo de terrenos arcillosos o especialmente pedregosos. En el análisis final no se encontrarán estas capas a nivel informativo, primero por no ser servicios puestos a disposición del gran público a día de hoy mediante tecnologías de servicios de mapas, y por no estar dirigido el estudio a un caso u organismo concreto, sino más bien centrando exclusivamente en la transitabilidad del terreno para su uso general, pero se recomienda enfáticamente el uso de estas capas para el caso concreto de la lucha contra el fuego. En relación a la localización de incendios, la NASA puso hace algunos años en funcionamiento un interesante proyecto denominado FIRMS (TheFireInformation for Resource Management System). Se trata de un sistema creado para detectar los incendios que se generan en el mundo. 11 Fuente: http://www.eltiempo.es/lluvia/ 20
  26. 26. Junto a la Universidad estadounidense de Maryland, se ha desarrollado la aplicación en línea Web FireMapper, para geolocalizar todos los incendios en tiempo real. Web FireMappermuestra el mapa político del mundo, dividido por países y estados, posicionando cada uno de los fuegos mediante llamativos puntos rojos. 2.8. Captura del visor Web FireMapper de geolocalización de incendios12. 2.2.4. Rutas turísticas 2.9. Imagen de un hito en una ruta turística. Otra utilidad de este mapa temático, es servir como base para la confección de rutas que unan diferentes elementos de interés turístico. A la hora de establecer una ruta, y gracias a esta aplicación, sería posible indicar la dificultad de la misma. En la actualidad, únicamente se consideran los valores de pendiente de las diferentes sendas por las que discurren los itinerarios para indicar la dificultad del trazado. Este software, como ya se ha indicado, considera muchos más factores que el solo desnivel del terreno, con lo que se podría establecer, con mayor nivel de detalle, la 12 Fuente: Web FireMapper 21
  27. 27. dificultad de las rutas existentes, modificar éstas para reducir su dificultad, o bien apoyarse en el estudio para la generación de nuevas vías de interés turístico. Sin pensar en la generación de nuevas vías, también puede ser empleada por cualquier persona que le guste hacer turismo y quiera llevar un plan claro de esfuerzoy dificultad para un trazado. El mapa temáticole ayudará a crear itinerarios a su medida para visitar los diferentes lugares de interés que quiera visitar. La idea es elegir qué quiere ver, y el usuario podrá establecer una ruta. En este caso, quizás sea el más práctico para incorporar la variable ―tiempo‖ al análisis, es decir, que mediante el mapa el usuario pueda averiguar el tiempo que podría llevarle realizar el trazado en cuestión, al estilo de los que los portales como http://viamichelín.es ofrecen, pero claro está, contemplando un mayor número de factores más allá de las carreteras y la longitud de las mismas. Esto se conseguiría mediante una estimación en tiempo de lo que se tarda en atravesar cada uno de los píxeles en función de su transitabilidad 22
  28. 28. 2.2.5. Cuadro resumen Utilidades: Resumen por Utilidad A quién está dirigido Método de Desplazamiento Equipamiento Desplazamientos de Personas ONG´s Ejército Población A pie, en ocasiones asistido por vehículos a motor Generalmente, mal equipados Movimientos de Tropas Ejército En vehículo motorizado 4X4 Bien equipados Incendios Forestales Bomberos Retenes Forestales Brigadistas Ejército A pie, asistidos generalmente por vehículos 4X4 Bien equipados Rutas Turísticas Ayuntamient os Particulares A pie / Bicicletas Bien equipados Capas “Extra” Animales Salvajes Campos de minas o munición sin explotar Fuentes de Agua Potable Campamentos de desplazados preexistentes Concentraciones de ―Bandidos‖ Zonas de Conflicto Espacios seguros e inseguros (Visibilidad) Campos de minas o munición sin explotar, Espacios de frentes enemigos Zonas de Conflicto, Instalaciones del enemigo Precipitaciones Dirección e Intensidad de Vientos Fuentes de captación de Agua Rutas preexistentes Lugares de Interés Fuentes de Agua Potable Incorporación de la variable ―tiempo‖. 2.1. Cuadro resumen utilidades. 2.3. Las fuentes de información 23
  29. 29. A la hora de buscar documentación y referencias del fenómeno estudiado llama la atención la falta de fuentes de información previas. La transitabilidad es un territorio inexplorado a pesar de tener una utilidad directa en multitud de campos. Otro hecho que llama la atención es la falta de adecuación de la información preexistente para el estudio de este fenómeno. Por poner un ejemplo, las capas de vegetación, que incluyen en algunas ocasiones, hasta cientos de campos de atributos (entre su información alfanumérica), en su toma de datos nadie se ha preocupado de incorporar un campo ―clave‖ que hable de la dificultad de paso o acceso. Este dato sería muy útil ya no solo de cara a la transitabilidad sino de cara a cualquier proyecto que haya que acometer en un espacio natural (Por ejemplo, para establecer con precisión los costes de desmonte de un terreno, tan empleado comúnmente en la Ingeniería Civil) Tal vez, la falta de información se deba a lo subjetivo que resulta en ocasiones determinar la transitabilidad de un espacio. Si bien, es un adjetivo que se suele establecer bajo una apreciación humana, hay métodos y procedimientos que se podrían disponer para que no llegue a ser un atributo establecido por una percepción, sino más bien un valor obtenido en función de fórmulas matemáticas. Por ejemplo, considerando el suelo, se podría establecer un valor claro en función del valor de hundimiento que se produce de un cuerpo determinado apoyándolo sobre la superficie, o bien, sobre la vegetación, hallar valores de transitabilidad, en función de las distancias medias entre los distintos troncos de árboles que componen el área de estudio o el % de ocupación por parte de elementos arbustivos sobre el total… 2.4. Software empleado en el proyecto. En este apartado se indican los principales motivos por los que se ha determinado emplear ArcGIS en detrimento de otro software, justificándolo en función de las necesidades previas planteadas por el estudio, y sus principales características. 2.10. Ventana de presentación de ArcGIS 10 Tras un breve repaso de la información de partida, explorando las diferentes capas que se emplearán en el análisis, se llega a determinar que existen las siguientes 24
  30. 30. problemáticas con los datos (aspectos que el Software seleccionado tendrá que resolver): La información de partida se encuentra en múltiples formatos. La información de partida se encuentra sin georreferenciación o mal georreferenciada. La información de partida se encuentra bajo múltiples Sistemas de Coordenadas. Los datos de partida contienen demasiada información o el tamaño de los archivos es excesivo. La información contiene errores en la geometría. La información no contiene algunos campos vitales para el análisis. Con lo que se determina que el producto con el que se trabajará el proyecto ha de contar con las siguientes herramientas (capacidades): Capacidad de importación de formatos ASC, GML, SHP, WMS, DWG y formatos de imagen ECW y TIFF, entre otros. Capacidad de Asiganación de Sistema de Coordenadas y Georreferenciación para cartografías con errores. Capacidad de Transformación entre múltiples Sistemas de Coordenadas. Capacidad de Realización de Consultas sobre los datos (Filtros). Capacidad de Edición de la Geometría sobre los formatos de trabajo. Capacidad de Edición de la Información Alfanumérica sobre los formatos de Trabajo. Además, se prevé que en el proyecto también resultará necesario que el software empleado pueda realizar las siguientes tareas básicas: Hallar áreas de influencia de uno o varios elementos. Reclasificar datos ráster. Relacionar datos entre una fuente y otra (uniones). Mostrar gráficamente el resultado. Y lo que es más importante, que sea capaz de realizar Análisis de Superposición con las capas una vez tratadas. Ante estos planteamientos previos se contemplaron las siguientes posibilidades de cara a la realización del Estudio entre las que se encuentran: Autocad Map + Raster Design. Idrisi Kilimanjaro. Geomedia Professional + Geomedia Grid. GVSig + Sextante. Todas ellas fueron descartadas por los siguientes motivos: 25
  31. 31. Autocad Map + Raster Design; por no contar con la posibilidad de realizar análisis de superposición ráster (Exclusivamente realiza análisis de superposición de tipo vectorial). Idrisi Kilimanjaro, por la complejidad del entorno de trabajo y la falta de compatibilidad con algunos formatos vectoriales. Geomedia Professional + Geomedia Grid. Ante la imposibilidad de adquirir el producto Geomedia Grid que le añade las funcionalidades ráster a Geomedia. GVSig + Sextante. Esta combinación fue la última en descartarse ya que GVSig integrado con Sextante no cabe duda que podría haber realizado este proyecto al 100%. Los únicos motivos por los que fue descartado es por la mayor variedad de procesos de análisis de superposición, exclusivamente suma ponderada y por el mayor conocimiento por parte del autor del entorno de ESRI, en detrimento del Software de la Universidad Valenciana. Por tanto, finalmente se optó por ESRI ArcGIS, al resolver este software todos los planteamientos previos, disponer de licencia completa (incluido el módulo SpatialAnalyst, imprescindible para la realización de los trabajos) de la aplicación (suministrada por la UPSAM) y conocer el autor de este estudio profundamente la aplicación. ArcGIS está formado por un conjunto de aplicaciones integradas compuesto porArcMap, ArcCatalog y ArcToolbox. Al tener la necesidad de combinar multitud de formatos de información vectorial, servicios de mapas o archivos CAD , se hacía necesario el contar con un software que pudiera acceder a los mismos, y que además, tuviera capacidades de análisis sin limitaciones (especialmente aquellas relacionadas con la superposición de las mismas) Es éste el principal motivo por el cual se ha optado por este software. Si bien, hay muy buenos software GIS, que tratan y analizan por un lado información ráster o por otro, información vectorial, son pocos los que tengan la virtud de entremezclar ambos mundos y permitan operar de forma indistinta unos u otros formatos, y ahí entra en acción ArcGIS, el producto GIS más completo del mercado al poder realizar con él cualquier tipo de análisis vectorial o ráster. Con ArcGIS, se puede desarrollar cualquier actividad o tarea SIG, desde una muy simple hasta una muy avanzada, incluyendo mapeo, administración de datos, análisis geográfico, edición de datos y geoprocesamiento. 26
  32. 32. 2.5. Análisis de Superposición. Concepto En este capítulo se introduce al lector en la teoría básica que está detrás de los análisis de superposición que incorporan el diferente software GIS y se justifica el empleo de un análisis de tipo ráster en detrimento de los análisis vectoriales. La combinación de varios conjuntos de datos espaciales puede crear otro nuevo conjunto de datos. Visualmente sería similar al apilamiento de varios mapas de una misma región. Estas superposiciones son similares a las superposiciones matemáticas del diagrama de Venn13. 2.11. Imagen: Diagrama de Venn mostrando la intersección de dos conjuntos En el análisis de datos ráster, la superposición de conjunto de datos se lleva a cabo mediante un proceso conocido como "álgebra de mapas", a través de una función que combina los valores de cada matriz ráster. Gracias al álgebra de mapas es posible ponderar en mayor o menor medida determinadas coberturas mediante un "modelo índice" que refleja el grado de influencia de diversos factores en un fenómeno geográfico. Conviene señalar que las ventajas se presentan, primeramente, en que el espacio es definido de una manera uniforme y muy visual. Como resultado, los sistemas ráster tienen mayor poder analítico que el vectorial en el análisis del espacio continuo, y por tanto, es idóneo para el estudio de fenómenos cambiantes en el espacio como las variables de los suelos, elevación del terreno, los índices de vegetación, precipitaciones etc. Este hecho es el que justifica que se haya optado por realizar un análisis de superposición de tipo ráster. Las superposiciones de tipo vectorial no resultan fácilmente ponderables, es decir, no es posible otorgar mayor o menor peso específico a cada uno de los elementos superpuestos, al menos con las aplicaciones disponibles para el gran público en general. 13 Los diagramas de Venn son ilustraciones usadas en la rama de la Matemática y Lógica de clases conocida como teoría de conjuntos. 27
  33. 33. 2.6. Análisis de Superposición disponibles en ArcGIS Una vez aclarada la cuestión de qué tipo de superposición se va a realizar de cara al proyecto, se destacan los diferentes análisis de tipo ráster que se incorporan en el software ESRI ArcGIS. ArcGIS incorpora tres tipos de análisis de superposición de tipo ráster: Superposición ponderada. Suma ponderada. Superposición difusa. Cada enfoque tiene diferentes premisas y suposiciones básicas. La elección del enfoque más adecuado depende del problema de superposición que se intenta resolver. A continuación, se detalla un resumen de cada enfoque. Superposición ponderada En el análisis de Superposición ponderada, la herramienta Superposición ponderada puede ser complementada por una serie de herramientas para seguir los pasos del análisis de superposición general que se describen anteriormente. La herramienta Superposición ponderada coloca los datos de entrada en una escala definida (la escala predeterminada es de 1 a 9), pesa los ráster de entrada y los agrupa. Las ubicaciones más favorables para cada criterio de entrada se reclasificarán y se colocarán en los valores más altos, como el 9. En la herramienta Superposición ponderada, los pesos asignados a los ráster de entrada deben ser igual al 100 por ciento. Las capas se multiplican por el multiplicador correcto y, para cada celda, se agrupan los valores resultantes. La Superposición ponderada presupone que los factores más favorables tienen como resultado los valores más altos en el ráster de salida; por lo tanto, identifica estas ubicaciones como las mejores. Suma ponderada Se trata del método de superposición empleado en el proyecto. El análisis de superposición de Suma ponderada sigue los mismos pasos generales del análisis de superposición descrito anteriormente. Al utilizar la herramienta Suma ponderada, complementada con otras herramientas de SpatialAnalyst, se puede realizar un análisis de superposición extra. Se deben reclasificar los valores de las capas de entrada antes de utilizar la herramienta Suma ponderada. A diferencia de los pesos de la herramienta Superposición ponderada, los pesos asignados a los ráster de entrada pueden tener cualquier valor y no es necesario que se agreguen a una suma específica. Al sumar los ráster de entrada, los valores de salida de la herramienta Suma ponderada son el resultado directo de la suma de la multiplicación de cada valor por los pesos. A diferencia de la Superposición ponderada, los valores no se vuelven a colocar en una escala definida; por lo tanto, mantiene la resolución de los atributos de los valores 28
  34. 34. introducidos en el modelo. La Suma ponderada presupone que los factores más favorables tienen como resultado los valores más altos en el ráster de salida final; por lo tanto, identifica estas ubicaciones como las mejores. Superposición difusa El análisis de Superposición difusa está basado en la teoría de conjuntos. La teoría de conjuntos es una disciplina matemática que cuantifica la relación de pertenencia de fenómenos a conjuntos específicos. Por lo general, en la Superposición difusa, un conjunto corresponde a una clase. La Superposición difusa no sigue estrictamente los pasos del análisis de superposición general detallados anteriormente, sino que se diferencia de ellos en cuanto al significado de los valores reclasificados y a los resultados de la combinación de los diversos criterios. Los tres primeros pasos son iguales: defina el problema, divida el problema en submodelos y determine las capas significativas. Al igual que lo hace la Superposición ponderada y la Suma ponderada, el análisis de Superposición difusa reclasifica o transforma los valores de los datos en una escala común, pero los valores transformados definen si la posibilidad de pertenecer a un conjunto especificado, como el de los valores de pendiente, se transforma en la posibilidad de pertenecer al conjunto de adecuación favorable (de 0 a 1, donde 1 pertenece definitivamente al conjunto). En la Superposición ponderada y la Suma ponderada, los valores se encuentran en una escala de relación de preferencia, donde los valores más altos son más favorables, a diferencia de las posibilidades de pertenencia que tienen en la Superposición difusa. Debido a que los valores transformados representan las posibilidades de pertenencia a los conjuntos, en el análisis de Superposición difusa, no se pesan los ráster de entrada. En el paso Agregue y combine del análisis de superposición general, la Superposición difusa difiere de la Superposición ponderada y de la Suma ponderada. El paso de combinación en el análisis de Superposición difusa cuantifica la posibilidad que tiene cada ubicación de pertenecer a conjuntos especificados de diversos ráster de entrada.14 2.7. Justificación y Explicación de Empleo de Suma Ponderada en el Proyecto El empleo de la Superposición mediante Suma Ponderada se fundamenta en el hecho en sí de la preparación de la información de los atributos de cara al análisis. Durante todo el proceso de trabajo con los datos de entrada se trabaja con la información alfanumérica de tal modo que no es necesario recurrir a métodos más complejos ya que los datos que necesita el programa ya vienen dados en los atributos (que han sido trabajados en la preparación de la capa para el álgebra de mapas) Es decir, 14 Fuente: Ayuda de ArcGIS 10.0 (http://help.arcgis.com/es/arcgisdesktop/10.0/help) 29
  35. 35. en las capas de entrada de la superposición, cada píxel contiene el valor de transitabilidad. Es el caso de superposición que más trabajo requiere con la información pero también resulta el más sencillo y que menos cálculos repercute en el cálculo del geoprocesamiento. La superposición es muy sencilla, cada píxel de cada capa aporta un nivel de transitabilidad en cada una de sus celdas que van desde el 0 al 3, o lo que es lo mismo de la total transitabilidad a la nula transitabilidad. Se superponen cada uno de estos píxeles, y el programa lo que hace es obtener una capa resultado en el que para cada celda se ha producido la suma de todas las superpuestas. El valor resultante de la superposición no es más que la suma de todas ellas De cara al estudio, en el momento en el que un valor de cada celda sume más de 3, se considerará intransitable y así será estilizado el mapa de salida. En la imagen inferior, se resume el funcionamiento de la Suma Ponderada: 2.12. Imagen de proceso de superposición de capas raster por álgebra de mapas 30
  36. 36. Parte 3: Desarrollo de la Investigación 31
  37. 37. 3.1. Metodología En este capítulo se detalla la metodología utilizada en el trabajo, software, hardware, datos y fuentes, así como los procedimientos de tratamiento de los mismos. 33
  38. 38. 3.1.1. Capas consideradas en el estudio Se facilita en este punto, una primera tabla con el resumen de las capas empleadas en el estudio analítico y otra segunda tabla, de las capas que han sido incorporadas en el proyecto a título informativo. Capas estas últimas, que si bien no han participado del análisis de superposición, es importante tenerlas en cuenta, con carácter consultivo en cualquier tipo de tránsito por el territorio. En el estudio se han considerado multitud de capas para el análisis, las cuales han sido divididas en dos grandes grupos: Capas de Análisis Capas Informativas. Las capas de análisis son aquellas que participan del análisis de superposición, es decir, las que han sido empleadas en última instancia en el proceso de interpolación de capas (álgebra de mapas) con ArcGIS. Las capas informativas, son capas que han quedado fuera del análisis por la imposibilidad de hacer que participen en el mismo, o bien porque no se han considerado de importancia crítica, pero que aportan una valiosa información al usuario del mapa de cara a realizar un hipotético itinerario de tránsito. 3.1. Imagen de mina a cielo abierto Por último, hay capas que han quedado fuera del estudio, por no resultar fundamentales o por carecer de una fuente cartográfica preexistente que permita su incorporación en el proyecto. Elementos, como por ejemplo, las canteras al aire libre, han quedado fuera de las capas contempladas de cara a la transitabilidad, pero resultan prácticamente intransitables y son únicamente detectables mediante el empleo de una ortofoto de la zona. 35
  39. 39. Capas de Análisis Criterio Breve descripción Pendientes Capa que expresa en % la pendiente del terreno Vegetación Carreteras Hidrografía Suelos Niveles de Transitabilidad Desde 0 (Completamente transitable) a 3 (Intransitable) Desde 0 (Completamente transitable) a 3 (Intransitable) Nivel 1: Dificultad moderada Nivel 3: Intransitable Capa que representa la vegetación del terreno en relación a su transitabilidad Capa con el trazado de las principales carreteras en el territorio Capas con el trazado de las principales masas de Nivel 3: Intransitable agua del territorio Desde 0 (Completamente Capas que describen la ―arcillosidad‖ y Transitable) a 1 (Dificultad ―pedregosidad‖ del territorio moderada) 3.1.Tabla capas de análisis Capas informativas Criterio Curvas de Nivel Núcleos de Población Presas Pistas Forestales Puentes Pozos Mapas de Tiempo Breve descripción Las curvas de nivel, expresan en un mapa con gran claridad los desniveles del terreno. Es relevante la información relacionada con los núcleos de población ya que puede ser importante evitarlos o interesante emplearlos como puntos de abastecimiento de alimentos u otros. Es interesante su representación ya que pueden suponer el entorno ideal para atravesar un río o masa de agua En un entorno arbolado o con un arbustivo concentrado representan un espacio cómodo de tránsito al ser superficies despejadas. Resultan fundamentales para atravesar masas de agua, carreteras, líneas de ferrocarril… Es interesante en el caso de desplazamientos largos o que no cuenten con el equipamiento necesario, la representación de fuentes de abastecimiento de agua como los pozos. Su inclusión ha de hacerse en tiempo real. Lo más apropiado es la integración de un WMS que facilite sobre todo las probabilidades de lluvia y la fuerza de los vientos dominantes, ya que son estos factores que puede resultar letal sobre todo en combinación con los suelos y en la extinción de incendios. 3.2.Tabla capas informativas 3.1.2. La escala de trabajo del Proyecto En este punto, se justifica la escala seleccionada para las fuentes de información así como la empleada internamente en el proyecto para la generación de ráster de cara al proceso de superposición mediante álgebra de mapas. 36
  40. 40. El dimensionamiento de la zona de estudio a tratar (Comunidad de Madrid, 8.021,80 km²15),el hardware-software empleado para la realización de los trabajos, así como el empleo de información ―libre‖, han condicionado en gran medida la escala de las fuentes de información empleadas para el proyecto. Para el proyecto se han empleado fuentes que van desde la escala 1:200.000 a la escala 1.000.000 en el peor de los casos. Esto es así por los tres motivos enunciados. El tamaño de la zona de estudio condiciona a la búsqueda de orígenes de datos que cubran semejantes dimensiones (recordemos, más de ocho mil kilómetros cuadrados) siendo estas escalas a partir de las cuales se puede obtener el área de estudio de una pieza. En caso contrario, el usuario se ve obligado a realizar mosaicos de las fuentes, lo cual no parece un problema a priori hasta que se trabajan los solapamientos de las diversas partes. Estos solapamientos de las zonas de unión son un verdadero quebradero de cabeza con los que se podrían realizar más de una tesis doctoral. La apertura, edición y geoprocesamientos realizados con las fuentes condicionan en gran medida también la escala de la información de partida. A menor escala de trabajo, mayor dimensionamiento de las fuentes en tamaño, y para los equipos domésticos (entre los que se encuentra la máquina que ha realizado los trabajos) resulta imposible mover cientos de megabytes de información con soltura. De tal forma, que se han buscado archivos con los que resulte cómodo trabajar sin que la mayor parte del ―timing” dedicado al proyecto se vaya en largas esperas en los procesamientos realizados por la máquina. En este sentido, se ajuntan perfectamente los archivos obtenidos a estas escalas. También hay que destacar el hecho de que los organismos oficiales ofrecen la documentación gratuita al público en general, en la mayoría de los casos a escalas de gran tamaño (como las empleadas en este trabajo), proporcionando las fuentes a menor escala ya en una modalidad de pago. Por último, internamente los orígenes de datos vectoriales provenientes de estas grandes escalas, se han convertido a ráster (en los diversos procedimientos de rasterización), en todos los casos a celdas de 20 x 20 m, principalmente ya que se ha considerado la escala ideal para representar los elementos lineales como carreteras y masas de agua así como para no perder excesiva información en el paso de los archivos vectoriales de tipo polígono. 3.1.3. Justificación del área de Estudio de Transitabilidad En este apartado se pretende explicar y justificar al lector la elección realizada de la zona de estudio. Por qué se optado por Madrid como cartografía base para la realización del proyecto. 15 Fuente: http://www.wikipedia.es 37
  41. 41. Se ha optado por el empleo del área de la Comunidad de Madrid, por la facilidad de accesoa la cartografía necesaria para ejecutar el estudio, por encima del hecho de qué espacio tiene una mayor necesidad o aplicación este tipo de análisis. De cara a este trabajo, resulta mucho más relevante el flujo de trabajo llevado a cabo, que se puede replicar en cualquier parte del mundo, (siempre que se cuente con las fuentes de información necesarias, evidentemente) que la zona de estudio empleada en cuestión. Se podría contemplar incluso la posibilidad de generar un flujo de trabajo que automatice el tratamiento de las capas para mayor facilidad de generación de todo el proceso. Es evidente que en función de los datos y cifras facilitadas en apartados anteriores el campo de acción de este mapa temático tiene mayor uso en países en desarrollo (especialmente para su empleo en desplazamientos de personas y movimiento de tropas; Incendios y rutas tiene un campo de acción más transversal), pero la dificultad de acceso a información, así como el hecho de que se encuentren en otros idiomas y sistemas de coordenadas (poco empleados por los software comerciales de mayor difusión, entre ellos ARCGIS, utilizado para este análisis),llevan a optar por el empleo de cartografías más accesibles y muchas veces púbicas, como las que se dan en el mundo desarrollado, y en este caso en la Comunidad de Madrid. El auge de las IDE’s (Infraestructura de Datos Espaciales), que tienen como objetivo integrar a través de Internet los datos, metadatos, servicios e información de tipo geográfico16que se producen en cada país ha facilitado en gran medida la obtención de la cartografía necesaria para llevar a cabo este proyecto. Se ha empleado, la IDE española (IDEE) como principal fuente de información geográfica, especialmente los geoportales incorporados en ella. 3.1.4. Utilidad del Estudio en el Área de la Comunidad de Madrid En este apartado, se pretende explicar al lector la utilidad del estudio en el marco del área de la Comunidad de Madrid. Si bien, en el apartado “Usos del estudio 16 http://www.idee.es 38
  42. 42. de Transitabilidad”, se vio su aplicación a nivel global, en este capítulo se plasma su uso y aprovechamiento en el territorio de la capital de España. 3.1.4.1. Desplazamiento Masivo de Personas Si bieneste tipo de desplazamientos,son los que protagonizan la mayoría de las migraciones forzadas, teniendo principalmente como escenario el continente africano, no hay que descartar que este tipo de fenómenos puedan ocurrir en territorio español. Evidentemente, el estudio tiene un mayor aprovechamiento en países del tercer mundo, donde las vías de comunicación son muy escasas y además sus ciudadanos carecen de vehículos a motor, pero no hay que descartar su empleo para contingencias en un espacio más civilizado como por ejemplo,la capital de España. Aunque el entorno de Madrid goza de una amplia estructura de vías comunicación y un elevadísimo porcentaje de población con vehículo propio 17 se podrían dar circunstancias como las que a continuación se detallan que forzarían la situación obligando a la población a realizar su desplazamiento campo a través como se plantea en el estudio. Escasez de combustible. Corte de las vías de comunicación por bombardeos, deslizamientos de laderas, terremotos,… Inseguridad de las vías de comunicación (entornos hostiles o tomados por ejércitos enemigos). Colapso de las vías de comunicación. Riesgo de contagio (Crisis epidemiológicas donde haya que evitar el contacto con otras personas). Bajo este tipo de circunstancias, el análisis de transitabilidad del terreno tendría un alto grado de utilidad. 3.1.4.2. Incendios Forestales Para el caso español, sirva de referencia las cifras de superficies afectadas por incendios 18 en el año 2010: S. ARBOLADA (ha) 10.824,39 S. FORESTAL (ha) 46.697,94 Entre superficie arbolada y forestal, fueron afectadas un total de 57.522 hectáreas, lo que vienen a ocupar aproximadamente, 37.000 campos de fútbol. Y esto es sólo el caso español, lo que habla de la importancia del fenómeno y de la utilidad que 17 62% (620 por cada 1.000 habitantes con vehículo propio) en Madrid. Fuente: http://www.meneame.net/ Avance Informativo 2010: 1 de enero - 31 de diciembre del MARM (Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural Marino) 18 39
  43. 43. 3.2. Visor del MARM con estadísticas de incendios forestales 19 3.1.4.3. Movimientos de tropas Como ya indicó en el apartado del uso aplicado del estudio sobre movimientos de tropas a nivel global, en el caso de la Comunidad de Madrid, es un ámbito que al no encontrarse en situación de conflicto, la utilidad se reduce a realizar maniobras con finalidad de entrenamiento o con intereses defensivos. Su uso, no se recomendaría por tanto, para planteamientos ofensivos ya que carece de importantes capas que pondrían en peligro a los contingentes empleados. En Madrid, hay multitud de cuarteles que realizan maniobras de este tipo y a cuyos organizadores podrían resultarles de gran interés el temático final. En relación al movimiento de tropas existe un documento concreto publicado por el Centro Geográfico del Ejército que puede ser de gran ayuda y complemento a este estudio denominado ―INTEGRACIÓN TERRENO ENEMIGO Y OTROS FACTORES‖ (ver Bibliografía para más detalles). 3.1.4.4. Rutas turísticas La provincia de Madrid ofrece infinidad de atractivos turísticos para los amantes del turismo rural, de montaña, y gastronómico. 19 Fuente: http://www.marm.es/es/biodiversidad/temas/defensa-contra-incendios-forestales/estadisticasde-incendios-forestales/ 40
  44. 44. El turismo, es una importante fuente de ingresos para la Comunidad de Madrid y la creación de más rutas, o bien la adecuación de las existentes puede suponer un importante empuje para las economías locales. Para ello, es importante que la señalización de las mismas, y el establecimiento del esfuerzo (obtenible a partir del mapa de transitabilidad) que suponen para el usuario de la ruta sea el mejor de los posibles. Por tanto, su grado de utilidad en la provincia es máximo y tal vez no salve vidas, como con los usos anteriores, pero sí que genera pingues beneficios, que puede resultar aún más importante para el ámbito de la Comunidad. En relación a las rutas existentes, hay multitud de portales en Internet que permiten visualizar y descargar los principales itinerarios por toda la comunidad como por ejemplo la web http://www.excursionesysenderismo.com/ 3.3. Zonificación de la Comunidad de Madrid del portal excursionesysenderimo.com 20 El principal problema que se le encuentra a todos estos portales es la simplificación del grado de dificultad al valor de pendiente del trazado, omitiendo o no considerando más factores como los contemplados en el estudio: suelos, hidrografía,redes de transportes, o vegetación, entre otros. 20 Fuente: http://www.excursionesysenderismo.com/ 41
  45. 45. 3.1.5. Matriz de grados de transitabilidad (por criterio) y Justificación de los rangos establecidos 3.1.5.1. Matriz de grados de transitabilidad Rangos Color Descripción Reclasificación Entre 0 y 10 % Transitable 0 Entre 10 y 25 % Dificultad moderada 1 Entre 25 y 40 % Dificultad Elevada 2 Mayor del 40 % Intransitable 3 Transitable 0 Dificultad moderada 1 Dificultad Elevada 2 Intransitable 3 Dificultad moderada 1 Intransitable 3 Intransitable 3 Dificultad moderada 1 Criterio Pendiente Criterio Vegetación Cultivo (5) Improductivo Artificial (6) Improductivo Natural (8) Otro Uso (9) Forestal Desarbolado (3) Forestal Desarbolado pastizal (4) Forestal Arbolado (1) Forestal Arbolado ralo (2) Improductivo aguas (7) Criterio Carreteras Autopista Autovía Nacional Autonómica Criterio Masas de Agua Ríos (Lineales y Superficiales) Lagunas Embalses Humedales Criterio Suelos Superficies Arcillosas Superficies Pedregosas 3.3.Tabla resumen matriz maestra grados transitabilidad 42
  46. 46. 3.1.5.2. Justificación criterio pendientes Uno de los principales ingredientes de la composición final, de hecho es el único componente al que se recurre en la mayoría de los estudios de cara a analizar la transitabilidad del terreno (ya que está muy relacionado con el esfuerzo que supone atravesarlo). Comenzando por el rango que se considera intransitable (40 %) se ha establecido este baremo en función de la documentación encontrada en la red del máximo de pendiente que puede soportar un vehículo estándar según especificaciones técnicas. Evidentemente, este dato varía en función del tipo de vehículo, la carga que lleve, la longitud del mismo, la potencia, las modificaciones realizadas… pero es una constante encontrar la cifra indicada del 40 %. El resto de los rangos establecidos han sido determinados en función de la propia experiencia personal sobre el esfuerzo realizado en actividades de montaña. Es evidente que las cifras arrojadas también variarían mucho en función de cómo se desplace o por dónde lo haga el individuo. Si lo hace arrastrando algún tipo de remolque o carretilla o el terreno es propicio a desprendimientos, lógicamente se considerarían otros intervalos. Pero en todo caso, se barajan rangos más que aceptables para un tránsito a pie en la que la valoración de los esfuerzos sea los facilitados. 3.1.5.3. Justificación criterio vegetación No necesariamente hay que tener árboles de treinta metros de altura y una selva de miles de kilómetros cuadrados para enfrentar dificultades de paso o tránsito cuando no hay senderos o caminos. La vegetación de escasa altura también puede dificultar bastante las cosas, especialmente cuando se trata de pequeños árboles o vegetación leñosa. Hay multitud de fuentes de información que estudian la vegetación a nivel nacional (en el caso de España), como por ejemplo: Mapa de Series Agrológicas. Mapa de Cultivos y Aprovechamientos. Mapa Agronómico Nacional. Mapa Forestal de España. Mapas de Series de Vegetación. Inventario Forestal. Mapas de Índice de Vegetación21. 21 El Índice de vegetación de diferencia normalizada, también conocido como NDVI por sus siglas en inglés, es un índice usado para estimar la cantidad, calidad y desarrollo de la vegetación con base a la medición, por medio de sensores remotos instalados comúnmente desde una plataforma espacial, de la 43
  47. 47. Corine Land Cover. 3.4. Imagen superior, Mapa de Cultivos y Aprovechamientos. Inferior, Mapa de Series de Vegetación Pero a pesar de la cantidad ingente de datos, no plasman ninguno de ellos, de una forma clara, la transitabilidad que permitiría a través del terreno el tipo de vegetación reflejada. El principal problema de los estudios es que priorizan reflejar las especies existentes (o potenciales, en el caso de las series de vegetación) que componen cada área en lugar de analizar la vegetación en su conjunto. Es decir, todos los estudios se han realizado priorizando el objetivo de organizar las especies existentes o en jerarquizar de alguna manera los tamaños de las mismas (Arbolado / Arbustivo / Pastizal…). Pero no se han considerado aspectos importantes como pueda ser el incorporar un atributo del tipo ACCESIBLE / INACCESIBLE, que recoja la vegetación en su conjunto independientemente de la especie o el tamaño de la misma. El que más se aproxima a las necesidades de este estudio es el mapa forestal de España, que contempla como atributos(dentro de la información alfanumérica asociada a las diferentes parcelas), el campo KG, o lo que es lo mismo, ―Cubierta global en porcentaje de las especies arbóreas presentes en la tesela‖ o bien el INDICE K, ―Cubierta total de vegetación en porcentaje de la superficie de la tesela‖, pero el primero no considera más que la proyección de las copas de los árboles, dejando de lado los elementos arbustivos y el segundo no diferencia entre elementos intensidad de la radiación de ciertas bandas del espectro electromagnético que la vegetación emite o refleja. Fuente: http://wikipedia.es 44
  48. 48. herbáceos/arbustivos. Además, esta información se encuentra sin completar en un buen número de casos de los estudiados de cara a este proyecto. De cara a la realización de un estudio de transitabilidad con rigor, el interés radicaría en dividir las diferentes zonas en las que se divide el terreno desde un punto de vista de las alturas e intensidad de la vegetación, independientemente de si se trata de un PinusPinaster o un PinusSylvestris o de si esta u otra vegetación supera los 7 metros, por ejemplo. Más cerca de estos razonamientos también se encuentran los valores que se pueden obtener a través de tratamientos empleados en teledetección como bien pueden ser los índices de vegetación, pero no se pueden estimas alturas de los distintos elementos vegetales. Con la proliferación de los estudios LIDAR (y de los análisis-tratamientos realizados con estos datos), podrían deparar un mapa claro en este sentido. Actualmente el IGN cuenta con vuelos LIDAR de toda España con lo que podría capitanear esta propuesta. Los vuelos LIDAR pueden obtener el nivel del suelo, así como la cobertura de la superficie vegetal (por supuesto, si cuentan con la suficiente resolución) Para el proyecto, se ha empleado el Inventario Forestal Nacional (IFN): El Inventario Forestal Nacional podría definirse como un proyecto encaminado a obtener el máximo de información posible sobre la situación, régimen de propiedad y protección, naturaleza, estado legal, probable evolución y capacidad productora de todo tipo de bienes de los montes españoles. La unidad básica de trabajo es la provincia y, al ser un inventario continuo, se repiten las mismas mediciones cada 10 años, recorriéndose todo el territorio nacional en cada ciclo decenal. La Justificación de haber empleado esta fuente y no otra, está basada en la clara diferenciación entre zonas arboladas (forestales arbolados, declarados de dificultad elevada) y arbustivas (forestales desarbolados, declarados de dificultas moderada) con las que facilita la información, así como por la facilidad de acceso a esta fuente, puesta a disposición del público general por el MARM (Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural Marino) a través de su geoportal de Biodiversidad. 3.1.5.4. Justificación criterio carreteras En este caso, hay que comenzar explicando la situación de que los viales hayan sido considerados como vías que perjudiquen el tránsito. Esta es una consideración con una primera justificación que viene de la aplicación militar de la herramienta. Si se piensa en términos militares, y su empleo en 45
  49. 49. movimientos de tropas (e incluso en desplazamientos de refugiados), hay que entender que los viales son los principales elementos a evitar en cualquier desplazamiento por su inseguridad. Es donde el enemigo, en la mayoría de las ocasiones, centraliza sus acciones, por tanto, no conviene el tránsito a través de los mismo, al menos de las principales redes de comunicación. En segundo lugar, elestudio del tránsito a través de viales, está más que consolidado y la idea es realizar una propuesta que ofrezca algo nuevo. De este modo, las carreteras constituyen un obstáculo artificial difícil de resolver para la transitabilidad de peatones u otros vehículos. Especialmente a considerar en nuestro proyecto es la clasificación de las diferentes carreteras que discurren por el terreno, especialmente aquellas que están clasificadas como Autopistas y Autovías. Las Autopistas y Autovías, suelen ser vías con una circulación intensa, hecho que por sí mismo supone un grave peligro para todo aquel que pretenda atravesar este tipo de infraestructuras. Un problema añadido es que las propiedades colindantes no tienen acceso directo a las mismas al estar valladas, en ambas márgenes y en toda su longitud. Otro problema añadido, es que las vías destinadas para cada sentido de circulación, suelen venir separadas entre sí por una franja de terreno no destinada a la circulación, (salvo en tramos singulares o con carácter temporal) que suponen también una barrera persé si se pretende atravesarlas a pie o empleando cualquier tipo de vehículo motorizado. En las medianas de las que se habla se emplean guardarrailes, en otras ocasiones bloques de hormigón (New Jersey), como los que se pueden apreciar en las imágenes inferiores. 3.5. Imagen de la izda, guardarrail, imagen de la derecha, detalle de un New Jersey. 46
  50. 50. Además, no cruzan ni son cruzadas al mismo nivel por otra vía de comunicación o servidumbre de paso, pasos de peatones, vías ciclistas, línea de ferrocarril u otra infraestructura22, hecho que determina que atravesarlas sea una ardua tarea. La comunidad de Madrid está atravesada por un amplio número de autovías y autopistas hecho que convierte este territorio en altamente intransitable. Para minimizar el impacto producido por esta capa de cara al estudio, se incorporará posteriormente una nueva clase de entidad que contiene las pasarelas por donde es posible atravesar estos obstáculos artificiales. En resumen, todas las vías clasificadas como autopistas y autovías serán consideradas ámbitos intransitables en toda su extensión. El resto de vías madrileñas, no constituyen tantos problema de cara a la transitabilidad, ya que si bien, pueden tener un tráfico intenso, carecen de un vallado longitudinal, salvo en tramos específicos, además que las medianas (en casos de doble sentido de circulación) salvo en casos muy específicos no están realizadas mediante bloques de hormigón, guardarrailes, etc., sino que directamente carecen de ellos, y lo único que hay es una línea continua o discontinua dibujada en el suelo Además, no hay limitación de acceso desde las propiedades colindantes (en función de lo establecido en la normativa de seguridad vial y de diseño de carreteras) De este modo, para el resto de las vías (aquellas no clasificadas como Autopistas ni Autovías, es decir Carreteras Nacionales y Autonómicas) exclusivamente serán consideradas como un pequeño obstáculo para el tránsito, dándoles el valor 1 (en la información alfanumérica asociada) 3.1.5.5. Justificación criterio hidrología La Hidrología es un criterio fundamental para declarar la transitabilidad del terreno ya que evita el desplazamiento por completo para todo tipo de vehículos y personas en la gran mayoría de los casos. Si bien es cierto, que una persona adulta que sepa nadar puede atravesar estos espacios sin problemas, hay que considerar que en el grupo que se desplaza puede haber individuos que no sepan nadar, que estén imposibilitados, que haya corrientes peligrosas o que tengan que desplazar algún elemento que les inhabilite, por tanto se considerarán obstáculos insalvables. En el caso de los vehículos, salvo que las aguas tengan una mínima profundidad y el suelo sea pedregoso o compuesto por texturas muy gruesas (los fondos de las masas de agua son altamente arcillosos por lo general), siempre les resultará imposible atravesar esta dificultad. 22 Fuente del Texto: http://www.carreteros.org/ccaa/legislacion/carreteras/navarra/ley/articulos/articulo_6.htm 47
  51. 51. Todas estas masas de aguason consideradas con carácter permanente y con profundidad y anchura suficiente que eviten el pasode cara al estudio. Evidentemente, muchos de ellos tienen carácter estacional, carecen de una profundidad o de anchura que perjudique la transitabilidad del terreno, pero la consideración de esta realidad, es decir el estudio de la temporalidad, de la profundidad o de la anchura supondrían por sí mismos un capítulo aparte, que llevaría un estudio pormenorizado de las tablas de atributos y que por otro lado, tendría que venir acompañado de numerosos estudios de campo para el estudio preciso de estos factores.Por ello, se ha optado por descartar este parámetro de las entidades estudiadas. Todas las superficies hidrográficas, son consideradas intransitables 3.1.5.6. Justificación criterio suelos Existen muy pocos estudios documentados o cartografías que analicen el suelo en función de su transitabilidad, de tal manera quelo que se indica a continuación en algunas ocasiones responde a teorías que tendrían que ser contrastadas con minuciosos estudios de campo. Las fuentes de información para el estudio son múltiples y variadas aunque sin duda, la que mayor importancia puede tener de cara a constituir un criterio 100% fiable sería el reconocimiento in situ y siendo éste, siempre realizado en condiciones climáticas similares a las que se vayan a reproducir en el momento del tránsito por la zona en cuestión. Es este un criterio que afecta mucho más al tránsito de vehículos que al de personas. Si bien una persona andando podría sortear con cierta dificultad un terreno arcilloso o altamente pedregoso, simplemente ralentizando su marcha, un vehículo a motor, encontraría insalvable este tipo de composiciones de suelo. Hay que hacer hincapié y recalcar el hecho en sí de que la meteorología juega un papel sumamente importante en combinación con el criterio ―suelo‖. Por ejemplo, una superficie arcillosa, en condiciones de escasa humedad, no supone ningún obstáculo para el tránsito de vehículos o personas, en cambio, con la suficiente cantidad de agua, puede resultar altamente complicada para su circulación. Lo mismo se podría decir de una superficie altamente pedregosa, puede resultar muy peligrosa la circulación de personas en entornos altamente resbaladizos (para la integridad de las personas). Según todo lo dicho, y ante el planteamiento de la influencia del suelo en la transitabilidad, se han consideradodosaspectos fundamentales relacionados con el suelo que van a ser los que se incorporen en el estudio. Suelos Arcillosos. Superficies Pedregosas. Lossuelos arcillosos, son aquellos en los que predominan las arcillas. Son suelo de textura pesada, pegajosos cuando están húmedos y muy duros cuando carecen de 48
  52. 52. agua. La gran mayoría tienen mal drenaje. Esto se transforma en un serio problema en las zonas bajas, que es donde se acumula más agua. Las superficies pedregosas, son aquellas en las que predominan los afloramientos rocosos. En ellas, no existe suelo y es la propia roca la que compone la parte externa del sustrato. Este tipo de superficies resulta muy incómodo para el tránsito tanto de vehículos como de personas. La información a nivel nacional disponible, desde la que se podría obtener la información buscada (superficies arcillosas o pedregosas) resulta imposible adquirir en formato digital de forma gratuita, sólo está a disposición del público mediante el pago de la misma. La única alternativa ―utilizable‖ pasa por la incorporación al proyecto vía WMS, pero esto no permite más que visualizar el contenido, no disponiendo la información para el análisis que es el objetivo fundamental del trabajo (es necesario importar bien en formato vectorial, bien en formato raster las capas, en caso contrario no se puede realizar superposición de capas) De hecho, no son elementos (las arcillas) que se plasmen claramente en ninguno de los mapas estudiados, más bien se encuentran incorporadas dentro de categorías de suelos que mezclan diferentes tipos de sustratos con lo que su identificación resulta ardua. Los mapas en los que se ha buscado esta información son los siguientes: Los datos sobre posibilidades de excavación y aptitud para el movimiento que proporcionan los mapas temáticos editados por el Centro Geográfico del Ejército. Los datos sobre la composición del suelo que se pueden extraer de los mapas geológicos que edita el Instituto Geológico y Minero. Los datos sobre aprovechamiento de cultivos y naturaleza del suelo en los mapas del Ministerio de Agricultura. Los datos obtenidos desde plataformas aéreas mediante el radar de apertura sintético (SAR.) que permiten estudiar el suelo, gracias a la capacidad de penetración en el terreno de las microondas. Pero en ninguna de estas fuentes, el vectorial está dividido o la información alfanumérica está preparada para obtener con facilidad las capas que se requieren para el estudio. Como a nivel nacional no ha sido posible la identificación clara de este tipo de superficies, se optó por acudir a una mayor escala, a nivel europeo, donde tras un peinado de los diferentes geoportales puestos a disposición del público en general se detecta una cartografía gratuita que proporciona la capa necesaria para el proyecto, concretamente l proporcionada por el European Soil Data Center. Por tanto, para la detección de este tipo de suelos, y su posterior incorporación en el álgebra de mapas (con la que completar el estudio) se va a emplear la información 49
  53. 53. sobre la composición del suelo de los mapas a nivel europeo del European Soil Data Center. 3.6. Captura de parte de las capas proporcionadas en KMZ por el European Soil Data Center. Este centro de datos, proporciona en su Portal, multitud de mapas temáticos con información de los suelos europeos (Europa de los 27). Entre todas las capas temáticas de información que proporcionan se han seleccionado dos para su integración dentro del proyecto de superposición, por su aproximación a los fenómenos que se desea observar: Para las superficies arcillosas: o Dominant surface textural class (completed from dominant STU). Para las superficies pedregosas: o Volume of stones El mapa temático ―TEXT‖ empleado para la detección de las arcillas lo que proporciona es una cartografía por colores en la que se especifica la textura dominante superficial en función de la granulación. 3.7. Detalle de los rangos contemplados para el criterio textura Para el estudio se considerarán arcillas, aquellas zonas en las que la granulometría sea Fina o Muy fina. El mapa temático ―VS‖ empleado para la detección de zonas pedregosas lo que proporciona es una cartografía por colores en la que se especifica el % de la superficie ocupado por Piedras. 50
  54. 54. 3.8. Detalle de los rangos contemplados para el criterio pedregoso Se ha considerado como espacios en los que las piedras son un criterio a tener en cuenta exclusivamente aquellos en los que se supera el 20% de la superficie pedregosa. 3.1.6. Repositorio de datos de la Información (Almacén de los Datos) 3.9. Entidades que es capaz de soportar una geodatabase de ESRI En este epígrafe, se detalla y justifica el empleo del almacén de datos que contendrá todo el proyecto (Personal GDB de ESRI) y el tratamiento que se le ha dado para disponerlo para la ejecución de los trabajos. Para almacenar la información que se manejará en el proyecto y su correcta gestión se emplearácomo repositorio de datos unaPersonal Geodatabase (GDB)de ESRI. Esta decisión se argumenta fundamentalmente en el tamaño del proyecto. La Personal Geodatabase no alcanzará el límite de almacenaje de 2 Gb que tiene como ―tope‖. LasPersonal Geodatabases de ESRIcombinandatos espacialesyBBDD alfanuméricas generando un repositorio central de datos para el almacenamiento de datos espaciales y facilitando en gran medida su gestión. Las Personal Geodatabasesson operativasbajo aplicaciones de escritorio, de servidor y en entornos móviles ypermiten almacenardatos GISen una ubicación centralpara facilitar el accesoy la gestión. LaPersonal Geodatabaseofrece la posibilidad de: 51
  55. 55. Almacenar unacolección dedatos espacialesen una ubicación centralizada. Aplicarreglas sofisticadasy relacionar los datos. Definiravanzados modelosrelacionales(por ejemplo, topologías de redes). Mantener la integridadde los datos espacialesconuna base de datosconsistente y precisa. Trabajar en unentornomultiusuario de acceso y edición. Integrar datos espacialesconotrasbases de datos. Escalar fácilmentela solución. Gestionar más cómodamente fuentes con diversos Sistemas de Coordenadas. Aprovecharlos datos espacialesen todo su potencial 23. 3.10. Esquema Geodatabase ESRI Tratamiento de la Geodatabase Desde el módulo de ArcGIS, diseñado para explorar y administrar los datos, ArcCatalog, se crea la Personal Geodatabase. Únicamente se llevan a cabo tres actuaciones sobre esta personal Geodatabase. Incorporar un Feature Dataset, para jerarquizar correctamente los datos, asignarle al mismo el sistema de coordenadas que se empleará en todo el proyecto, ETRS89UTM30 (De este modo, todas las capas se trabajarán bajo el mismo SC) y establecer esta Geodatabase (Personal GDB) por defecto (para que sea más cómodo trabajar los diversos cuadros de diálogo que se manejarán en el futuro. En las imágenes inferiores, se muestran las capturas de las acciones llevadas a cabo: 23 Traducción libre de la página de ESRI: http://www.esri.com/software/arcgis/geodatabase/index.html 52
  56. 56. 3.11. Imágenes creación Geodatabase, asignación sistema coordenadas y establecimiento por defecto Una vez ejecutadas estas acciones, el Feature Dataset, aparecerá de la siguiente manera englobado dentro de la GDB en el Catálogo de ArcGIS: 3.12. Imagen de la geodatabase creada 3.1.7. Tratamiento de las Capas de Información En este apartado se clasifican las capas empleadas en el proyecto, se define las categorías que las conforman, se detallan una a una las características de las mismas y se especifica el tratamiento llevado a cabo para disponerlas de cara al análisis de superposición posterior (álgebra de mapas). Hay que diferenciar entre dos tipos de capas consideradas en este estudio, aquellas que han sido empleadas en el análisis (álgebra de mapas), que aportan información y entran dentro del análisis de superposición final, que se denominarán Capas Primarias y aquellas que son meramente informativas pero que han de ser 53

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