El mapeado topológico en la cartografía

El mapeado topológico o bump mapping (no confundir con el concepto de topología geoespacial) se lleva utilizando desde finales de los años 70 en el ámbito de los gráficos por ordenador y más concretamente en la visualización de objetos 3D. Permite mejorar  el nivel de detalles de los elementos con un relativo bajo coste en computación, ya que no se aumenta la complejidad de la geometría de los objetos. ¿Y cómo se consigue esto? El truco está en almacenar la información necesaria como si fuese una textura, la cual se aplicará a las caras del objeto. Mediante estas texturas y patrones conseguimos perturbar la geometría normalizada del elemento. A fin de cuentas el mapeado topológico no es más que una eficaz ilusión para crear imperfecciones, pero que añade un realismo significativo a la escena en combinación con el uso de luces y sombras.

Dentro de los SIG este método ya fue explicado y desarrollado por Jeffery Nighbert en 2003 en artículos y presentaciones. La propia ESRI lo ha implementado en su software ArcGIS a través de la herramienta Bump Map Model que ayuda a crear mapas de este tipo. Nosotros en Alter Geosistemas hemos usado esta técnica tanto en gvSIG como en QGIS para la representación de vegetación, no obstante también se puede utilizar para representar afloramientos rocosos y otros tipos de superficies.

Bumpmap

ESRI ha introducido en ArcGIS herramientas para crear “bump maps”. Fuente: A concise history of bump mapping.

El primer paso consistiría en asignar a un Modelo Digital del Terreno una rampa de colores lo suficientemente realista para, a continuación, crear un relieve sombreado de este. Ni que decir tiene que la resolución del MDT deberá ser conforme con la escala del mapa que deseamos visualizar.

En el caso concreto del ejemplo de la imagen que viene a continuación a partir de un shapefile del Urban Atlas se ha creado un patrón aleatorio de puntos en función de la densidad de vegetación presente en los polígonos, el cual fue rasterizado.

Mapeado topológico con QGIS

Mapeado topológico con QGIS

Un vez realizado esto se perturba la capa mediante la calculadora ráster. En nuestro ejemplo solo necesitábamos resaltar la presencia de un único tipo de vegetación (encinas sobre calizas) pero si hubiesen más tipos de especies diferentes podemos desequilibrar la capa ráster en función de cada una de ellas. Así, por ejemplo, con la vegetación de coníferas acentuaríamos el porte cónico de los árboles, mientras que en el caso de las frondosas optaríamos por una forma de cúpula.

Cabe decir que en el ejemplo de la imagen, en vez de recurrir a los algoritmos que propone Nighbert en su artículo para crear los patrones de perturbación del ráster, optamos por construir los contornos derivados mediante filtros kernel. Para nuestro caso era más que suficiente, aunque hay que reconocer las limitaciones de formas de este método.

El siguiente paso es crear una nueva capa de sombras a partir del ráster resultante que simule la sombra que proyecta los árboles. A continuación asignamos una simbología a la capa ráster discretizada con una rampa de colores apropiada al tipo de vegetación. La superposición de esta sobre la capa de sombras creada anteriormente, así como el uso de niveles de transparencia, nos dará los matices de colores deseados.

Por último, solo resta sobreponer ambos ráster sobre el MDT sombreado para finalmente añadir un mayor realismo a nuestras presentaciones cartográficas.

Textura topológica

Esta técnica permite generar texturas y dar un mayor realismo a las representaciones cartográficas.

En este ejemplo concreto se partía de una capa de poĺigonos de usos del suelo, pero podríamos construir un modelo en SEXTANTE que nos crease un proceso global para generar texturas de manera automática o semiasistida a partir directamente de un MDT, teniendo en cuenta factores fisiográficos que sabemos condicionan la presencia y tipo de vegetación: altitud, gradiente y orientación de la pendiente, características del suelo, etc.

 

Escrito por Emilio Gómez Fernández

Emilio Gómez Fernández

Geógrafo, apasionado de los mapas y las buenas ideas.

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