Crear capas de elevación

Para crear edificios 3D con formas de tejados detalladas y alturas exactas, primero tendrá que saber cuáles son esas formas y alturas. Una de las mejores maneras de determinar las alturas de un gran número de superficies es utilizando LIDAR, una tecnología de escaneo láser que abarca grandes áreas. Utilizará un proyecto de ArcGIS Pro descargado desde la página de soluciones que contiene las herramientas y flujos de trabajo de soluciones de Mapas base 3D específicos del desarrollo urbanístico del gobierno local. Después de descargar el proyecto y los datos, convertirá los datos LIDAR sin procesar de la vecindad de Portland en un dataset (LAS) de nube de puntos 3D que muestra dónde la luz del escáner marca objetos, incluidos tejados de edificios. A continuación, convertirá la nube de puntos en datasets ráster que muestren la elevación del área. Puede visitar la página de ArcGIS Solutions para obtener más información. Los vínculos cambian con frecuencia, por lo que solo tiene que buscar ArcGIS Solutions en cualquier navegador web.

Descargar los datos e implementar la solución

Antes de empezar, debe descargar los datos suministrados por la ciudad de Portland e implementar ArcGIS Solutions 3D Basemaps. También abrirá una tarea de ArcGIS Pro que le guiará por el flujo de trabajo paso a paso.

  1. Descargue el archivo zip Roof_Form_Extraction.
  2. Extraiga la carpeta comprimida Roof_Form_Extraction.zip a una ubicación accesible de su equipo.

    A continuación, implementará ArcGIS Solutions 3D Basemaps.

  3. Abra ArcGIS Solutions. Si es necesario, inicia sesión en tu cuenta de ArcGIS.
    Nota:

    Si no tiene una cuenta de organización, puede registrarse para obtener una prueba gratuita de ArcGIS.

  4. En la lista de soluciones, haga clic en 3D Basemaps.

    ArcGIS Solutions 3D Basemaps

  5. En la ventana 3D Basemaps que aparece, haga clic en Implementar ahora.

    Ya está implementada la solución 3D Basemaps.

    Nota:

    Consulte ArcGIS Solutions para obtener más información.

  6. En la parte superior de la página, haga clic en su perfil y en Perfil y configuración.

    Perfil y configuración

  7. En la cinta, haga clic en Contenido.

    Contenido en la cinta

  8. En la lista de carpetas, haga clic en la carpeta 3D Basemaps.

    Carpeta 3D Basemaps

  9. Para el elemento Plantilla de aplicación de escritorio de 3D Basemaps, haga clic en el botón Más opciones y seleccione Descargar.

    Descargar la solución 3D Basemaps.

  10. Extraiga el archivo 3DBasemaps.zip a una carpeta a la que se pueda acceder fácilmente, como las carpetas Documentos o Escritorio.
    Nota:

    Asegúrese de que la ruta de archivo a la carpeta 3DBasemaps no contenga ningún archivo con espacios. Más adelante producirá un error en el flujo de trabajo.

  11. Abra la carpeta 3DBasemaps y haga doble clic en el archivo de proyecto 3Dbasemaps para abrir el proyecto en ArcGIS Pro.

    Archivo de proyecto 3Dbasemaps

    Aparece un proyecto en blanco. Con este proyecto descargado para usted desde la página de soluciones, puede utilizar tareas y herramientas creadas previamente que se incluyen en el proyecto y son comunes a los flujos de trabajo del gobierno local.

  12. Si es necesario, inicie sesión en su cuenta de organización de ArcGIS.
    Nota:

    Si no tiene ArcGIS Pro o una cuenta de ArcGIS, puede registrarse para obtener una prueba gratuita de ArcGIS.

Crear un dataset de nube de puntos LAS

Recopilará los cuatro archivos de datos de LIDAR en un solo dataset LAS, que se puede visualizar en ArcGIS Pro como un grupo de puntos 3D llamado nube de puntos. Un escáner de LIDAR dispara una luz de láser a un objetivo y determina su ubicación en el espacio basándose en la distancia que recorre la luz antes de reflejar el objeto. En una nube de puntos se muestran los puntos individuales donde el láser marcó un objeto, lo que le permite visualizar y analizar la ubicación de superficies en 3D. Los archivos de LIDAR individuales también se pueden visualizar en ArcGIS Pro, pero tendría que repetir los mismos pasos para cada uno de los cuatro archivos para visualizarlos todos. Crear un dataset LAS que contenga los datos de los cuatro archivos le ahorrará tiempo.

  1. En el panel Catálogo, haga clic con el botón derecho en Carpetas y elija Agregar conexión a carpetas. En la ventana Agregar conexión a carpetas, vaya a la carpeta Roof_Form_Extraction que descomprimió antes y haga clic en Aceptar.

    La carpeta Roof_Form_Extraction contiene varios archivos LIDAR. Al haber conectado la carpeta, la búsqueda de estos datos será más fácil de encontrar más tarde.

    Nota:

    Para que las herramientas funcionen debidamente en pasos posteriores, debe utilizar la carpeta y la geodatabase predeterminadas del paquete de proyecto. Por ejemplo, al crear los edificios, la tarea busca un paquete de reglas de capa almacenado en la carpeta predeterminada. La geodatabase predeterminada para el proyecto se denomina 3DBasemaps.gdb y las herramientas se predeterminarán automáticamente como la ubicación de salida para todos los datos nuevos.

  2. En el panel Catálogo, expanda la carpeta Tareas. Haga doble clic en Cómo utilizar 3D Basemaps para abrir la tarea.

    Tarea Cómo utilizar 3D Basemaps

    Al hacer doble clic en la tarea, el panel Tareas se abre con una selección de flujos de trabajo específicos para crear mapas base 3D.

    Lista de tareas disponibles para 3D Basemaps
  3. En el panel Tareas, expanda el grupo de tareas Publicar superficie de elevación del suelo.

    Grupo de tareas Publicar superficie de elevación del suelo

    El grupo de tareas contiene varias tareas dispuestas secuencialmente, pero pueden abrirse en cualquier orden. Cada grupo de tareas contiene tareas específicas del encabezado. En este caso, las dos tareas disponibles son para trabajar con superficies de elevación del suelo.

  4. Haga doble clic en la tarea Extraer superficies de elevación a partir de dataset LAS.

    La tarea abre la herramienta de geoprocesamiento Crear dataset LAS en el panel Tareas. Tareas le permite acceder a herramientas y botones como parte de un flujo de trabajo continuo y predefinido, sin tener que buscar y ejecutar las herramientas de forma independiente. Las tareas también contienen información descriptiva sobre el flujo de trabajo y los pasos que está realizando.

  5. En Archivos de entrada, haga clic en el botón Examinar.

    Botón Examinar

    Se abre la ventana Archivos de entrada, que le permite examinar archivos y carpetas tanto en su equipo como en ArcGIS Online.

  6. En la ventana Archivos de entrada, haga clic en Carpetas. Expanda la carpeta Roof_Form_Extraction y haga doble clic en la carpeta Lidar. Pulse Ctrl a la vez que hace clic en los cuatro archivos para seleccionarlos. Haga clic en Aceptar.

    Seleccionar archivos LIDAR (.las).

    Sugerencia:

    También puede hacer clic en el primer archivo y pulsar Mayús mientras hace clic en el último archivo para seleccionar los cuatro archivos.

  7. En Dataset LAS de salida, cambie el nombre de salida a Portland_LAS.lasd. Déjelo en la carpeta p20 que se creó al abrir el paquete de proyecto.

    Parámetros de salida de la herramienta Crear dataset LAS.

    Tiene la opción de agregar restricciones de superficie o una capa con datos de atributos de altura que limiten la extensión del dataset LAS. En este escenario, los datos LIDAR se capturaron en nombre del gobierno municipal de Portland específicamente para el área de estudio, de modo que no son necesarias restricciones.

    A continuación, establecerá el sistema de coordenadas para la salida, si la herramienta no lo establece automáticamente. El sistema de coordenadas debe corresponderse con el que se ha utilizado en los archivos de entada. La forma más sencilla de conocer el sistema de coordenadas de los archivos de entrada es preguntándoselo al compilador original de los datos. Está trabajando en estrecha colaboración con el gobierno municipal de Portland en este escenario, de modo que sabe que los datos LIDAR utilizan el sistema de coordenadas NAD 1983 (2011) StatePlane Oregon North FIPS 3601 (pies internacionales).

    Nota:

    Si la información del sistema de coordenadas para su dataset LIDAR no está disponible, puede determinarlo utilizando las Herramientas de muestras 3D que están disponibles en ArcGIS Online.

  8. En caso necesario, en el panel Tareas, desplácese hacia abajo para ver el resto de parámetros de la herramienta. Verifique que el Sistema de coordenadas sea NAD_1983_(2011)_StatePlane_Oregon_North_FIPS_3601_Intnl_Feet. Este es el sistema de coordenadas de los archivos LAS.
  9. En el panel Tareas, en Crear PRJ para archivos LAS, elija Archivos sin referencias espaciales y haga clic en Ejecutar para crear el dataset LAS.

    Sistema de coordenadas y otros parámetros

    Cuando termine la herramienta, el dataset de nube de puntos LAS se agregará a la escena. El panel Tareas permanece abierto. Continuará con el flujo de trabajo, por tanto, deje abierto el panel Tareas.

  10. Navegue por la escena para explorar el dataset. Arrastre la rueda del ratón para inclinar y girar la escena.

    Dataset de nube de puntos LAS en la vista de escena

    La nube de puntos contiene millones de puntos, simbolizados para que los puntos que tienen elevaciones más altas sean de color rojo y los puntos que tienen elevaciones más bajas sean de color azul. Utilizará este dataset para crear varios rásteres de elevación, pero primero deberá asegurarse de que el dataset no tenga valores atípicos.

Extraer superficies de elevación de datasets LAS

A continuación, creará tres modelos digitales de elevación que se utilizarán como capas de entrada para la herramienta Extraer forma de tejado más adelante en el flujo de trabajo. Los modelos de elevación mostrarán los datos de elevación del dataset LAS en un formato de ráster. El modelo digital de terreno (DTM) muestra solo la elevación del suelo, sin edificios ni otras entidades; el modelo digital de superficie (DSM) muestra la elevación del suelo y las entidades sobre el suelo; y el DSM normalizado (nDSM) muestra la altura de las entidades sobre el suelo (elevación normalizada). La tarea que inició anteriormente ya está abierta y tiene la herramienta Extraer elevación de dataset LAS abierta en ella.

  1. En el panel Tareas, en Dataset LAS de entrada, haga clic en la flecha y elija Portland_LAS.lasd.

    El tamaño de celda del ráster se detecta automáticamente.

  2. En Ráster de salida, escriba Portland.

    Cuando la herramienta calcula las tres capas de elevación, incorpora el nombre del ráster. Acabará con tres capas denominadas Portland_dtm_surface, Portland_dsm_surface y Portland_ndsm_surface para el modelo digital de elevación, el modelo digital de superficie y el modelo digital de superficie normalizado, respectivamente.

  3. Active la casilla Clasificar ruido. Haga clic en Ejecutar.
    Nota:

    La tarea puede tardar unos minutos en completarse.

    En los datos LIDAR, el escáner puede registrar pájaros, aviones u otros objetos aéreos y agregarlos al dataset como parte de la nube de puntos, incluso aunque estos objetos estén bastante por encima del terreno medido. Valores atípicos como estos pueden distorsionar los resultados de los análisis, por lo que deberá comprobarlos y eliminarlos, si los hay. Para clasificar el ruido, como pájaros y aviones, deberá definir el mínimo y máximo previsto de los edificios. Los puntos que estén situados por debajo del valor mínimo o por encima del valor máximo se considerarán valores atípicos. Investigará los datos para determinar los valores apropiados que se deben utilizar.

  4. En la parte inferior del panel Tareas, haga clic en la pestaña Contenido para abrir el panel Contenido.

    Pestaña Contenido

  5. En Orden de dibujo, en el grupo Capas 3D, expanda Portland_LAS.lasd.

    Portland_LAS.lasd en el panel Contenido

    La simbología de la capa muestra los valores más altos y más bajos en el dataset: 253.74 y -69.52. Dado que en su sistema de coordenadas se usa la unidad de longitud pies, estos valores también están expresados en pies. ¿Estos valores representan valores atípicos o están demasiado cerca del resto de datos? Para hacerse una idea, deberá hacer clic en unos cuantos puntos altos y bajos en la escena. Partiendo de una estimación visual aproximada, parece que los valores más altos son los edificios de color rojo vivo al oeste del río, mientras que los valores más bajos parecen ser los puntos de color azul oscuro en el propio río.

  6. Navegue por los edificios altos al oeste del río. Incline y gire la escena (arrastre la rueda del ratón) para comparar las alturas de los edificios.

    Edificios de condominios altos

    Muchos de estos edificios representan condominios residenciales. El más alto parece ser el que hay en el centro, cerca del río.

  7. Haga clic en un punto rojo vivo encima de la cubierta del edificio más alto.

    Ventana emergente del punto

    Se abre una ventana emergente con información sobre el punto en el que ha hecho clic, incluida su elevación. El punto en el que ha hecho clic probablemente tiene una elevación aproximada de 200 pies, casi 50 pies por debajo del valor máximo en el dataset (puede variar ligeramente del valor de la imagen de arriba).

  8. Cierre la ventana emergente. Haga clic en cualquiera de los puntos oscuros del río.

    La elevación del punto probablemente esté cerca de los 10 pies, mientras que el valor mínimo en los datos es de -69 pies. Aunque existen discrepancias entre los puntos máximos y mínimos en los datos, la diferencia es inferior a 100 pies en ambas direcciones. Estos puntos probablemente no sean valores atípicos significativos que sesguen los datos; para sesgar los datos, normalmente los puntos deberían estar a cientos o incluso a miles de pies por encima o por debajo del resto de datos.

  9. Abra el panel Tareas y expanda Detección de altura. En Altura mínima, escriba 0. En Altura máxima, escriba 215.

    Elevaciones mínima y máxima

    Estos valores dan una zona de influencia aproximada de 10 pies a partir de los valores que vio en los datos.

  10. Haga clic en Ejecutar.
    Sugerencia:

    La tarea puede tardar unos minutos en completarse.

    Las tres capas ráster se agregan al panel Contenido y en el panel Catálogo en la geodatabase 3DBasemaps.

    Nuevas superficies agregadas a la geodatabase 3DBasemaps
  11. En el panel Contenido, desactive la capa Portland_LAS.

    Solo están visibles las capas 2D.

    Capa nDSM en el mapa

    El nDSM muestra la altura relativa de las estructuras. La mayoría del área del terreno tiene un valor de 0 o cercano a 0 (las celdas negras). Ahora ha creado las tres capas de elevación que utilizará cuando ejecute la herramienta Extraer formas de tejado. El DSM muestra las elevaciones de los edificios y otras entidades. Las áreas más oscuras tienen elevaciones más bajas y las áreas más claras tienen elevaciones más altas. El DTM muestra solo la elevación del terreno. Las ubicaciones de los edificios siguen mostrándose de forma imperceptible porque la herramienta estima la ubicación del terreno basándose en los puntos circundantes.

    A diferencia de las capas de elevación DTM y DSM, que se crearon a partir del dataset LAS, el nDSM se crea restando los valores del DTM de los valores del DSM. Dado que el DTM muestra la elevación del suelo y el DSM muestra la elevación de las entidades sobre el suelo (la elevación absoluta), un nDSM muestra la altura de las entidades por encima del suelo (la elevación normalizada) para procesar con precisión las áreas donde se espera que estén los tejados.

  12. Desactive todas las capas excepto Portland_dtm_surface y el mapa base.

    Capa Portland_dtm_surface visible

Superficie de elevación del suelo

En las escenas, los datos se encuentran sobre una superficie de elevación que muestra el terreno. En la mayoría de casos, la superficie de elevación global es suficientemente buena para fines de visualización; pero, si desea crear una escena en la que mantener la precisión de la distancia, dirección, escala y área es fundamental, necesita una superficie de elevación personalizada. En el siguiente elemento de tarea, publicará su propia superficie de elevación basándose en rásteres de elevación.

  1. Haga clic en la pestaña Tareas y, en caso necesario, haga clic en Paso siguiente.

    Cuando termine de ejecutar la tarea anterior, el panel avanza a la siguiente tarea, Modificar superficie de elevación del suelo, que es opcional. Para comprobar si debe ejecutar este proceso, inspeccionará la tabla de atributos y la configuración de elevación de la capa Portland_Buildings.

  2. En el panel Catálogo, haga clic con el botón derecho en Carpetas y elija Agregar conexión a carpetas.
  3. En la ventana Agregar conexión a carpetas, vaya a la carpeta Roof_Form_Extraction y selecciónela, después, haga clic en Aceptar.

    La carpeta Roof_Form_Extraction se agrega a Carpetas en el panel Catálogo.

  4. Expanda la carpeta Roof_Form_Extraction y expanda City_Data.gdb. Arrastre Portland_Buildings al mapa.

    Clase de entidad Portland_Buildings

    Fíjese en que algunas huellas de edificios están parcialmente cubiertas por la superficie del suelo, especialmente cerca del río.

  5. En el panel Contenido, haga clic con el botón derecho en Portland_Buildings y seleccione Tabla de atributos.

    La tabla de atributos de los edificios contiene los datos asociados a la clase de entidad. Cada edificio tiene un Id. único, así como un nombre que viene determinado por la dirección. Contiene datos sobre altura y forma de tejado, los cuales utilizará más adelante, pero no tiene ningún campo para la elevación del suelo. Si la capa tuviera un campo con la elevación del suelo, debería modificar el modelo de superficie para que coincidieran; como no lo tiene, puede omitir este paso.

  6. En el panel Tareas, haga clic en Omitir.

    En el paso final de esta tarea, Modificar superficie de elevación de la escena, modificará la superficie de elevación para que coincida con la que acaba de calcular. La superficie de elevación predeterminada utilizada en las escenas es WorldElevation3D/Terrain3D. Para este proyecto, el DTM que calculó es más preciso en el área pequeña y localizada del centro de Portland que en la superficie global. También se proyecta en la misma cuadrícula StatePlane que los datos de huellas de edificios, en lugar de en el Web Mercator predeterminado que utiliza la superficie de elevación mundial.

  7. En el panel Contenido, en caso necesario, expanda la sección Superficies de elevación y haga clic en Suelo para seleccionarlo. En el panel Tareas, haga clic en Ejecutar.

    Grupo de capas Suelo

    Aparece la ventana Agregar fuente de elevación.

  8. En la ventana Agregar fuente de elevación, haga doble clic en la carpeta Bases de datos y vaya a 3DBasemaps.gdb. Haga clic en Portland_dtm y en Aceptar.
    Nota:

    Si no ve los datasets ráster que creó, haga clic en el botón Actualizar situado junto a la barra de direcciones.

  9. En el panel Contenido, confirme que Portland_dtm se ha agregado al grupo de capas Suelo en Superficies de elevación. Desactive WorldElevation3D/Terrain3D.

    Definir la nueva superficie de elevación.

    El mapa base se recorta aproximadamente a la extensión del DTM.

  10. En el panel Tareas, haga clic en Finalizar.

    En la tarea final de este grupo, publicará la superficie de elevación que ha creado. Resulta útil si posteriormente desea publicar los datos de edificios en ArcGIS Online; dado que los mapas web utilizan Web Mercator, para poder visualizar datos 3D proyectados, primero debe publicar una superficie de elevación personalizada.

  11. En el panel Tareas y, en el grupo Publicar superficie de elevación del suelo, haga doble clic en Publicar superficie de elevación del suelo.

    Dado que sus unidades de elevación están en pies, deberá completar el primer paso: convertir el DTM a metros.

  12. En el cuadro Rásteres, haga doble clic en Portland_dtm_surface.

    La capa del DTM se agrega al cuadro de expresión como "Portland_dtm_surface".

  13. En el cuadro Expresión, elimine el texto de marcador de posición "Your DTM". La expresión debería ser "Portland_dtm_surface" * 0,3048.

    Convertir la superficie de elevación a metros.

  14. Deje Ráster de salida como DTM_meters y haga clic en Ejecutar.
  15. En el paso Reproyectar DTM, en Ráster de entrada, elija DTM_meters. En Dataset ráster de salida, escriba Proyecto_DTM.

    Parámetros del panel de la tarea Reproyectar DTM

    Sistema de coordenadas de salida está definido como WGS_1984_Web_Mercator_Auxillary_Sphere. Se trata de la proyección predeterminada para ArcGIS Online y facilitará mucho la publicación de sus formas de tejados.

    Nota:

    Para reproyectar los datos desde el sistema de coordenadas State Plane a Web Mercator, utilizará una transformación geográfica.

  16. En Transformación geográfica, elija WGS_1984_(ITRF08)_To_NAD_1983_2011.
  17. Deje el resto de la configuración predeterminada y haga clic en Ejecutar.

    La capa Proyecto_DTM se agrega al panel Contenido. Para crear los edificios en la proyección Web Mercator, cambiará la superficie de elevación a DTM_project.

    El panel Tareas se actualiza a Agregar la superficie de elevación al suelo.

  18. En el panel Contenido, en Superficies de elevación, haga clic en Suelo para seleccionarlo. Vuelva al panel Tareas y haga clic en Ejecutar.

    Aparece la ventana Agregar fuente de elevación.

  19. En la ventana Agregar fuente de elevación, primero haga clic en el botón Actualizar en la parte superior y, a continuación, elija Proyecto_DTM y haga clic en Aceptar.
  20. En el panel Contenido, expanda Suelo y compruebe que DTM_project se haya agregado a la lista de superficies de elevación. Desactive Portland_dtm.
  21. En el panel Tareas, haga clic en Paso siguiente y en Finalizar.

    Por último, publicará la superficie de elevación en su portal.

  22. En el panel Contenido, haga clic con el botón derecho en Proyecto_DTM y elija Compartir como capa web.

    Compartir la superficie de elevación como capa web.

    Aparece el panel Compartir como capa web.

  23. En la pestaña General, introduzca los siguientes parámetros:

    • En Nombre, escriba WebMercator_DTM_Portland y agregue sus iniciales.
    • En Resumen, escriba Superficie de elevación proyectada de Portland.
    • En Etiquetas, escriba superficie de suelo.

  24. Haga clic en la pestaña Configuración y, en caso necesario, expanda Esquema de ordenamiento en teselas y Opciones e introduzca los siguientes parámetros:

    • En Esquema de ordenamiento en teselas, seleccione Igual que el mapa base.
    • En Niveles de detalle, confirme que Nivel máximo esté definido en 20.
    • En Opciones, en Ubicación de caché temporal, elija o verifique que la carpeta Roof_Form_Extraction esté seleccionada.
    • En Compresión LERC, elija o verifique que esté establecida en 0,05.

  25. Haga clic en Analizar. Asegúrese de que no haya errores y haga clic en Publicar.

    La superficie de elevación se publica en su portal y ahora puede utilizarse en escenas web.

  26. Cuando la capa web se haya terminado de publicar, cierre el panel Compartir como capa web y guarde el proyecto.

Ha descargado y abierto el proyecto que contiene las herramientas de soluciones 3DBasemaps y los datos de proyecto. También ha convertido datos LIDAR sin procesar en un dataset LAS y ha utilizado el dataset LAS para crear tres capas de elevación que muestran distintas facetas de la topografía. A continuación, extraerá las formas de los tejados realistas y comprobará si el dataset resultante tiene errores.


Crear edificios 3D

En la lección anterior, convirtió datos LIDAR en tres capas de elevación: una que muestra la elevación del suelo (DTM), otra que muestra la elevación de las entidades y edificios sobre el suelo (DSM) y otra que muestra la altura de las entidades sobre el suelo (nDSM). En esta lección, utilizará estas capas de elevación y las huellas de los edificios para calcular los datos de atributos para las formas y las alturas de los tejados. A continuación, utilizará estos atributos para simbolizar las huellas de los edificios como entidades 3D. Finalmente, comprobará si existen posibles errores en las entidades.

Extraer formas de los tejados de los edificios

Para extraer las formas de los tejados, deberá utilizar la herramienta Extraer forma de tejado, que es una de las dos herramientas de script que se incluyen en la caja de herramientas Roof_Form_Extraction que descargó con los datos de proyecto. La herramienta Extraer forma de tejado no crea automáticamente edificios 3D, pero agrega datos de atributos a huellas de edificios 2D que describen la forma y otros atributos del tejado. A continuación, estos atributos se utilizan para crear por procedimiento estas entidades en 3D.

  1. En caso necesario, abra su proyecto 3DBasemaps en ArcGIS Pro.

    Muchos edificios no son rectangulares de manera uniforme, pero tienen varios niveles, distintos tejados y otras características arquitectónicas. Para minimizar la cantidad de edición que tendrá que hacer a mano para agregar estas entidades tras extruir los bloques de edificios, preprocesará los datos. Dispone de dos opciones para ello, utilizar huellas de edificios o elevación. Las huellas de edificios son rectángulos sencillos sin segmentación, por lo que usará el DSM para estimar dónde se deben dividir las huellas de edificios para permitir más detalle. Utilizará una herramienta de script que se incluye en la solución 3D Basemaps.

  2. En el panel Catálogo, expanda Cajas de herramientas y, a continuación, expanda CreateBuildings.tbx.

    El proyecto 3DBasemaps incluye tareas, como ha visto, y diversas herramientas que puede utilizar para crear y administrar edificios, plantas, líneas eléctricas y otras entidades en sus mapas base 3D.

    Caja de herramientas CreateBuildings expandida
  3. En la caja de herramientas CreateBuildings, haga doble clic en Segmentar partes de tejado.

    Aparece el panel Segmentar partes de tejado.

  4. En el panel Segmentar partes de tejado, para Huellas de edificios, elija Portland_Buildings. En Superficie de elevación (DSM), elija Portland_dsm_surface.

    Parámetros de la herramienta Segmentar partes de tejado

    Se rellenan los campos de detalles espaciales y espectrales. Los valores oscilan de 1 a 20, donde los números más elevados se corresponden con salidas más detalladas. En una ciudad, donde los edificios y rascacielos pueden tener varias facetas de tejado con grandes diferencias en la altura, se pueden utilizar los valores más pequeños, porque los cambios de elevación son muy fáciles de detectar. Por ejemplo, en un área residencial o viviendas en hilera, los valores tendrán que ser mayores para detectar diferencias más sutiles en la elevación. Puesto que trabaja con rascacielos (junto al río) y viviendas en hileras (al este), utilizará los valores predeterminados, que quedan relativamente en la mitad del rango.

  5. En Edificios segmentados de salida, escriba Portland. Haga clic en Ejecutar.
    Nota:

    La herramienta tardará algunos minutos en ejecutarse.

    Ahora que se han segmentado las huellas de edificios, utilizará la tarea Crear edificios para generar una clase de entidad 3D de edificios.

  6. En el panel Tareas, expanda Publicar edificios para ver las tareas disponibles para trabajar con edificios.

    Tareas disponibles en el grupo Publicar edificios

    Hay dos tareas opcionales en el grupo Publicar edificios que le permiten extraer huellas de edificios y preprocesar huellas de edificios. La primera tarea, Extraer huellas de edificios, solo es necesaria si no tiene huellas de edificios y extraerá las huellas de edificios de un dataset LIDAR. La siguiente tarea, Preprocesar huellas de edificios, le permite segmentar edificios basándose en otra clase de entidad antes de crear la forma del tejado. No tiene otra clase de entidad con la que segmentar y tan solo segmentó con una superficie de elevación, por lo que continuará con la tarea Crear edificios.

  7. En el panel Tareas, haga doble clic en Crear edificios.
  8. En el panel Crear edificios, introduzca lo siguiente:
    • En Edificios, elija Portland_segmented.
    • En Superficie de elevación (DSM), elija Portland_dsm_surface.
    • En Superficie de elevación del terreno (DTM), elija Portland_dtm_surface.
    • En Superficie de elevación normalizada (nDSM), elija Portland_ndsm_surface.

    Parámetros para los datos de entrada

  9. En Polígonos de edificios de salida, escriba Portland. No ejecute todavía la herramienta.

    Los parámetros RoofForm definen lo que se considera una superficie de tejado. De forma predeterminada, un tejado debe tener 250 pies cuadrados (plano) o 75 pies cuadrados (en pendiente) y estar 8 pies sobre el suelo. Estos parámetros mínimos evitan que objetos pequeños, como coches o indicadores de calles, se cuenten como superficies de tejado. Los datos LIDAR que incluyen edificios más grandes o más pequeños necesitan un rango de parámetros distinto. Esta área es una zona residencial y comercial, por lo que los valores predeterminados ni son poco estrictos para contar como objetos que no son edificios ni son demasiado estrictos como para excluir hogares más pequeños. Al crear edificios detallados, también debe considerar el simplificar las entidades eliminando los vértices redundantes o en exceso en las huellas de edificios. Los modelos simplificados parecen más suaves y reducen el tiempo de representación en pantalla, lo que es ideal para compartir sus resultados con el gobierno municipal de Portland.

    Nota:

    Si sus datos están en metros o en otra unidad de medida, tendrá que ajustar estos parámetros. La unidad de medida de estos parámetros será la misma que la de las capas de elevación.

    Por último, puede optar por simplificar los edificios. Al simplificar los edificios se eliminarán los vértices redundantes o sobrantes en las huellas de los edificios. El resultado hará que los modelos de edificios 3D aparezcan más suavizados y se reducirá el tiempo que se tarda en representarlos. Al final, lo que desea es compartir sus edificios 3D con el gobierno municipal de Portland, de modo que desea obtener una salida con un aspecto mejorado.

  10. Expanda la sección Forma de tejado y asegúrese de que la casilla Simplificar edificios esté seleccionada.

    También verificará que el valor de Tolerancia de simplificación esté definido en 0,1, la variación máxima de la distancia entre los vértices del polígono simplificado y el polígono original. Con un valor más bajo se mantendrá la exactitud, mientras que con un valor más alto se simplificará más. Desea mantener la precisión de las huellas de edificios porque se van a utilizar en análisis del gobierno municipal de Portland, de modo que utilizará un valor bajo de 0,1.

  11. En Tolerancia de simplificación, escriba 0,1 o verifique que ya esté establecido en 0,1.

    Parámetros Simplificar edificios y Tolerancia de simplificación

    Nota:

    Para los valores se utiliza la misma unidad de medida que para las capas de elevación.

  12. Haga clic en Ejecutar.

    La herramienta puede tardar algunos minutos en ejecutarse. Cuando termine, se agregará la nueva capa a la escena.

  13. En el panel Contenido, desactive todas las capas excepto la capa Portland_roofform, el mapa base Topográfico y la capa Proyecto_DTM de la sección Superficies de elevación.

    Capa Portland_roofform en el mapa

    La nueva clase de entidad de formas de tejado contiene modelos 3D de la capa de huellas de edificios de Portland; además, se ha agregado información nueva a su tabla de atributos.

  14. Haga clic con el botón derecho en la capa Portland_roofform y elija Tabla de atributos.

    Se abre la tabla de atributos. Junto a atributos estándar de la clase de entidad como, por ejemplo, OBJECTID, Forma, Shape_Length y Shape_Area, existen varios campos relacionados con la altura, la forma y la dirección del tejado.

    Campos de la tabla de atributos

    Estos campos se crearon mediante la herramienta Extraer forma de tejado según las capas de elevación y las huellas de edificios utilizadas como entrada de la herramienta. Los campos y sus significados se explican en la lista siguiente:

    • BLDGHEIGHT (altura del edificio): la altura máxima del edificio.
    • EAVEHEIGHT (altura del alero): la altura mínima del edificio. Los edificios que no tienen altura de alero son edificios con tejados planos.
    • ROOFFORM (forma del tejado): la forma del tejado. La forma del tejado puede ser plana, a dos aguas o a varias aguas. En la imagen siguiente se muestra el aspecto de cada forma de tejado:

      Ejemplos de formas de tejados

    • BASEELEV (elevación base): la altura base del edificio, que suele ser igual a la elevación del suelo donde se encuentra el edificio.
    • ROOFDIR (dirección del tejado): la dirección de la brújula (en grados) hacia la que está orientado el tejado. Solo las formas de tejados a dos aguas tienen valores para este campo.
    • RoofDirAdjust (dirección del tejado ajustada): este campo permite ajustar la dirección del tejado. El valor predeterminado es 0. Un valor de 1 girará el tejado 90 grados en sentido antihorario, mientras que un valor de 2 lo girará 180 grados. Este campo se utiliza para editar manualmente las formas de los tejados que se extrajeron incorrectamente. Por ahora, no tiene que preocuparse por esto.

  15. Cierre la tabla de atributos.
  16. En el panel Tareas, haga clic en Finalizar.
  17. Guarde el proyecto.

Ahora que ha creado los edificios, comprobará lo mucho que coinciden con los datos LIDAR.

Comprobar la precisión de los edificios

Ha creado una capa de huellas de edificios 3D con información sobre las formas de los tejados en los atributos. A continuación, comprobará su precisión.

  1. En el panel Tareas, en Publicar edificios, haga doble clic en Revisar edificios.
  2. En el panel Revisar edificios, para Edificios, seleccione la capa Portland_roofform y, para Superficie de elevación (DSM), elija Portland_dsm_surface. Haga clic en Ejecutar.

    La herramienta Medición de confianza calcula el error cuadrático medio (RMSE), es decir, la diferencia entre los valores de la capa de formas de tejados y los valores del DSM. Un RMSE más alto indica un error mayor en las huellas de edificios generadas. La estadística se agrega a la tabla de atributos.

  3. En el panel Contenido, haga clic con el botón derecho en Portland_roofform y, luego, en Tabla de atributos.
  4. En la tabla de atributos, desplácese hasta llegar a la columna RMSE. Haga clic con el botón derecho en el nombre del atributo y seleccione Orden descendente.

    Orden descendente de los valores de RMSE.

    Por lo general, su objetivo será de un valor de RMSE de unos 3 pies (1 metro), a pesar de que este nivel de precisión depende del caso de uso. Aunque estos valores resultan útiles, la capa Portland_roofform tiene 1.083 entidades, por lo que consultar los errores de todas ellas llevaría mucho tiempo. Para visualizar rápidamente qué edificios tienen errores de nivel alto, deberá simbolizar la capa por RMSE.

  5. Cierre la tabla de atributos.
  6. En el panel Tareas, haga clic en Paso siguiente.

    Aparece un mapa 2D vinculado.

  7. En el panel Contenido del mapa 2D, seleccione la capa Portland_roofform y, en el panel Tareas, haga clic en Ejecutar.

    Aparece el panel Simbología para la capa Portland_roofform.

  8. En el panel Simbología, haga clic en el menú Opciones y seleccione Importar simbología.

    Opción Importar simbología

    Aparece el panel Aplicar simbología de capa.

  9. En el panel Aplicar simbología de capa, introduzca lo siguiente:
    • En Capa de entrada, Portland_roofform se debe seleccionar, ya que se seleccionó al ejecutar el paso de la tarea.
    • En Capa de simbología, haga clic en Examinar y vaya a la carpeta layer_files en la carpeta del proyecto p20. Haga doble clic en LOD2RMSEclassification.lyrx.

    Agregar el archivo .lyrx.

  10. Haga clic en Ejecutar.

    El estilo .lyrx se aplica a la capa Portland_roofform. La simbología muestra edificios con un RMSE bajo en verde y edificios con un RMSE alto en naranja y rojo.

  11. En el panel Contenido del mapa 2D, haga clic en Portland_dsm para seleccionar la capa.
  12. En la cinta, haga clic en la pestaña Apariencia. En el grupo Efectos, en Transparencia, escriba 50 y pulse Intro.

    Control deslizante Transparencia de la capa establecido en el 50.0%

  13. En el panel Tareas, haga clic en Paso siguiente.
  14. Arrastre la pestaña de la vista Mapa y acóplela al lateral de la pestaña de la vista Mapa base 3D.

    Arrastrar y acoplar la pestaña de la vista Mapa.

  15. Haga clic en la pestaña Mapa para activar el mapa 2D.
  16. En la pestaña Mapa, haga clic en Mapa base y seleccione Imágenes.

    La comparación visual revela que la mayoría de edificios con un RMSE alto parecen tener varias partes con alturas diferentes. Para el edificio cuadrado que se muestra en la imagen anterior, una parte parece ser una estructura de aparcamiento, mientras que el edificio solamente tiene la mitad del tamaño de toda la huella. Puede que el RMSE se deba a que la huella del edificio no refleja la extensión real del edificio. Además, parece que la huella está mal alineada con las imágenes. Corregirá estos errores más tarde.

  17. Acerque los edificios con el RMSE alto al oeste del río. Compare las entidades de los edificios con el DSM y las capas de imágenes.

    Edificios con un RMSE alto

  18. En el panel Tareas, haga clic en Paso siguiente.

    En el cuarto paso del panel de tareas Revisar edificios, se le dirige a ver las formas de edificios con los puntos LIDAR activados para ver dónde están los errores en los edificios con un RMSE más alto.

  19. Haga clic en la escena 3DBasemap para activarla. En el panel Contenido, active la capa Portland_LAS.

    Capa Portland_LAS en la vista Escena

    Hay dos motivos principales por los que las huellas pueden ser erróneas: o la forma del tejado se introdujo de manera incorrecta o los LIDAR se malinterpretaron. Al observar las huellas de edificios, parece que hay más vértices y partes segmentadas que las que se muestran en los datos LIDAR; es muy probable que la herramienta seleccionase detalles de entidades de tejado como unidades de climatización. Inspeccionará los atributos para ver si es necesario modificar manualmente las entidades antes de editarlas.

  20. En la pestaña Mapa de la cinta, haga clic en Seleccionar y haga clic en una de las huellas de edificios rojas o amarillas en la vista Mapa.

    Huella de edificio roja seleccionada

  21. Con una de las entidades seleccionadas, haga clic en Atributos.

    Atributos de entidad

    Se mostrará el panel Atributos.

    Al visualizar los atributos, puede ver el tipo de tejado. Muchos de los tipos de tejados son planos, lo cual es correcto. En la siguiente tarea, corregirá los vértices incorrectos.

  22. En la cinta, en el grupo Selección, haga clic en Borrar para borrar la selección.

    Borrar

  23. En el panel Tareas, haga clic en Finalizar y guarde el proyecto.

En esta lección ha extraído formas de tejados para los edificios de Portland y ha simbolizado las entidades de formas de tejados en 3D. Aunque ha creado las entidades 3D, ha observado varios errores en algunas de ellas. Antes de entregar sus datos al gobierno municipal de Portland, deberá corregir algunos errores. En la siguiente sección, editará las entidades de formas de tejados para reflejar mejor los datos antes de exportar la capa de formas de tejados a una clase de entidad multiparche 3D que puede compartir con el gobierno municipal de Portland.


Editar edificios y exportar entidades

Anteriormente, creó edificios 3D con formas de tejados LOD2 e identificó los errores. Ahora, corregirá una entidad que tenía un error cuadrático medio (RMSE) más alto. A continuación, exportará los edificios a una clase de entidad multiparche 3D para que los datos se puedan compartir más fácilmente. Para ahorrar tiempo, solo editará un edificio, aunque hayan sido varios los edificios marcados con un RMSE más alto.

Modificar los vértices de las huellas de los edificios

Uno de los problemas con el edificios que observó fue que la huella del edificio estaba mal alineada con las imágenes y los datos de elevación. Antes de realizar cualquier otro cambio, modificará los vértices para mejorar la alineación.

  1. En caso necesario, abra su proyecto 3DBasemaps en ArcGIS Pro y abra el panel Tareas.
  2. En el panel Tareas, en el grupo de tareas Publicar edificios, haga doble clic en Modificar edificios.

    La tarea Modificar edificios se abre y activa la herramienta Seleccionar solo para el mapa 2D, no para la escena 3D. Seleccionará la huella del edificio que desea editar.

  3. En el mapa, en caso necesario, centre el mapa en el edificio al oeste del río que es naranja.
    Sugerencia:

    Si necesita desplazarse o hacer zoom en el mapa, utilice estas teclas de acceso directo: pulse C para desplazarse, X para alejarse y Z para acercarse.

    Huella de edificio en el mapa

    El edificio está compuesto por varias estructuras. A partir de una inspección visual, la porción inferior del edificio parece bastante precisa, aunque hay una entidad de tejado elevado que no se digitalizó correctamente.

    Las imágenes también parecen bastante oblicuas, o que se han capturado en ángulo en vez de directamente desde arriba. Puede hacer que los cambios varíen entre las formas de edificios 3D; de este modo, antes de empezar a editar, cambiará el mapa base por una imagen mejor.

  4. En el panel Catálogo, haga clic en la pestaña Portal y elija ArcGIS Online.

    ArcGIS Online en el panel Catálogo

  5. En la barra de búsqueda, escriba World Imagery (Wayback 2017-05-31) y pulse Intro. Haga clic con el botón derecho en el elemento World Imagery (Wayback 2017-05-31) y elija Agregar al mapa actual.

    Agregar World Imagery Wayback.

    La capa World Imagery (Wayback 2017-05-31) se agrega a la Vista de mapa. La resolución es mayor, de modo que muestra el edificio con mayor claridad.

  6. Utilice la herramienta Seleccionar y haga clic en la entidad naranja en el centro del edificio para seleccionarla.

    Entidad naranja seleccionada

    Sugerencia:

    Si por error seleccionó la entidad equivocada, haga clic en Cambiar la selección en el panel Tareas.

  7. En el panel Tareas, en la parte superior del panel Modificar edificios, haga clic en Modificar los vértices de las huellas de los edificios.

    Modificar los vértices de las huellas de los edificios

    La herramienta de edición Editar vértices se abre en el panel Tareas y los vértices del edificio aparecen en el mapa. Sin embargo, el DSM transparente dificulta ver dónde deberían ir los vértices exactamente.

  8. En el panel Contenido, desactive la capa Portland_dsm.
  9. En la vista Mapa, arrastre cada uno de los vértices para trazar la entidad de cubierta de la estructura de torre basándose en el mapa base Imágenes.
    Sugerencia:

    Al arrastrar los vértices, pueden alinearse a entidades existentes. Puede deshabilitar temporalmente este comportamiento de alineación pulsando la barra espaciadora mientras edita.

    Vértices alineados con el mapa base Imágenes

    Nota:

    Si bien editar esta entidad solo implica ajustar cuatro vértices, algunas entidades de otros escenarios pueden ser más complicadas. Si había muchos vértices innecesarios, podría seleccionar y eliminar vértices para simplificar su edificio. No necesita la entidad naranja original, por lo que la eliminará eliminando sus vértices.

  10. En el panel Herramientas de modificación de tejados, haga clic en Cambiar selección y, en la vista Mapa, seleccione la forma anterior del tejado (el rectángulo naranja) para acceder a sus vértices.

    Este proceso también puede seleccionar los vértices del edificio más grande, lo cual es adecuado.

  11. Haga clic con el botón derecho únicamente en un vértice del tejado naranja original y elija Eliminar vértice. Haga lo mismo para los tres vértices restantes.

    Eliminar vértice

  12. Cuando esté conforme con la nueva ubicación de los vértices, en el panel Herramientas de modificación de tejados, haga clic en Paso siguiente. En la ventana Guardar cambios que aparece, haga clic en para guardar las ediciones. En la pestaña Mapa, en el grupo Selección, haga clic en Borrar para borrar las entidades seleccionadas.

    Al guardar las ediciones de forma permanente se modifica el dataset que editó, de modo que siempre tendrá que confirmar que las ediciones son precisas antes de guardar. La entidad de tejado original con un RMSE más alto se elimina y la que editó ahora es amarilla, lo que indica un RMSE bajo.

    Entidad de tejado editada en amarillo
  13. En la parte inferior del panel Tareas, haga clic en Omitir dos veces para volver a la lista de tareas principal.

    A continuación, convertirá las entidades para compartirlas con el gobierno municipal de Portland. Después, publicará el dataset.

Publicar edificios editados

El dataset Portland_Roof_Forms es una clase de entidad 2D simbolizada para parecer 3D. Si compartió esta clase de entidad con el gobierno municipal de Portland, deberá simbolizarla de nuevo para que se muestre en 3D. Además, podría mantener solamente su forma en 3D con las especificaciones de simbología exactas del archivo de capa que utilizó. Por lo tanto, convertirá el dataset en una clase de entidad multiparche 3D que mantenga la forma 3D de las entidades. A continuación, publicará los edificios en ArcGIS Online para que se puedan agregar y visualizar en escenas web.

  1. En el panel Tareas, en caso necesario, expanda el grupo de tareas Publicar edificios y haga doble clic en la tarea Publicar capa de edificios.

    Tarea Publicar capa de edificios

    Aparece la tarea Publicar capa de edificios. Como ya publicó antes la escena en Web Mercator, puede omitir este paso. Ahora, convertirá los polígonos de edificios en entidades multiparche.

  2. En el panel Publicar capa de edificios, haga clic en Omitir.
  3. Asegúrese de que la pestaña Mapa base 3D esté activa. En el panel Contenido, seleccione la escena de Mapa base 3D.
    Escena de Mapa base 3D seleccionada
  4. En el panel Publicar capa de edificios, introduzca lo siguiente:
    • En Capa de edificios, elija Portland_roofform.
    • En ObjectID único, elija BuildingFID.
    • En Multiparche de edificio de salida, escriba Formas_de_tejados_de_edificios_de_Portland.

    Convertir edificios en entidades multiparche.

    El Id. de objeto único es un campo que identifica edificios individuales como entidades únicas. Cuando creó la capa Portland_roofform, el campo OBJECTID único de la capa Portland_Buildings se recreó como BuildingFID.

  5. Haga clic en Ejecutar.

    La capa Formas_de_tejados_de_edificios_de_Portland se agrega al panel Contenido.

  6. En el panel Tareas, haga clic en Omitir para omitir la herramienta Enmascarar entidades en una capa.
  7. En el panel Contenido, asegúrese de que la capa Formas_de_tejados_de_edificios_de_Portland esté seleccionada. En el panel Tareas, haga clic en Ejecutar.

    Aparece el panel Compartir como capa web.

  8. En el panel Compartir como capa web, en Nombre, agregue sus iniciales después de Formas_de_tejados_de_edificios_de_Portland.

    Cada capa de la organización debe tener un nombre único; al incorporar sus iniciales, se asegura de que su capa se publique, aunque otro miembro de su organización haya publicado una capa similar.

  9. En Resumen, escriba o copie y pegue Formas de tejados de edificios extraídas de LIDAR; en Etiquetas, escriba 3D, Desarrollo urbanístico e Iniciativa ecológica y pulse Intro.
  10. En Compartir con, elija Todos.
  11. Haga clic en Analizar y confirme que no hay errores.
  12. Haga clic en Publicar.

    Una vez completado el proceso de publicación, aparece una notificación en la parte inferior del panel.

  13. En la parte inferior del panel Compartir como capa web, haga clic en Administrar la capa web para ver el elemento compartido en línea.
  14. En el panel Tarea, haga clic en Finalizar.
  15. Guarde el proyecto.

Los edificios 3D ahora se han publicado como una clase de entidad multiparche que puede compartir con el gobierno municipal de Portland. Ha creado estos edificios con el paquete de proyecto de la solución 3DBasemaps derivando las capas de elevación desde los datos LIDAR y utilizando estas capas de elevación para extraer formas de tejados LOD2 a partir de huellas de edificios. Ha simbolizado las huellas en 3D y ha editado las entidades con errores de nivel alto. Además de la zonificación, el desarrollo y la planificación urbana, existen formas de tejados más realistas que se pueden utilizar en los análisis de solares y sombras en 3D.

Puede usar las tareas, herramientas y archivos de capas de este proyecto con sus propios datos. Siempre que tenga huellas de edificios y datos LIDAR de una ubicación podrá crear formas de tejados LOD2. La tarea de ArcGIS Pro para 3D Basemaps está disponible en la página de ArcGIS Solutions y se ha diseñado para replicar rápidamente el flujo de trabajo descrito en estas lecciones. Puede utilizar el paquete de proyecto que descargó con los datos de la lección en sus propios datos o descargar el paquete de proyecto desde la página de ArcGIS Solutions.

Para ver más lecciones, consulte la Galería de lecciones de Learn ArcGIS.