Modelar una manzana 3D

Muchas escenas 3D son reconstrucciones de elementos del mundo físico, como parques, ciudades y estratos geológicos. Estas escenas dependen en gran medida de la simbología vectorial 3D, en la que los elementos se muestran mediante formas y tamaños realistas.

La simbología vectorial 3D se define mediante unidades de tamaño real, como metros o pies, en lugar de la unidad cartográfica 2D tradicional de puntos. Las entidades pueden obtener sus elevaciones base a partir de una superficie, valores Z de forma almacenados, atributos de entidad o un valor constante.

Aunque los datos vectoriales pueden ser más costosos de representar que los datos desplegados, agregan formas volumétricas 3D a la vista y suelen ser el punto focal de la escena. De forma predeterminada, los puntos, líneas, polígonos, multiparches y capas de escena 3D (compatibles con Z) se agregan a la escena en la sección Capas 3D.

En este tutorial, trabajará con datos SIG de la ciudad de Naperville, Illinois. Esto incluye huellas de edificios, arbolado urbano de gestión municipal, mobiliario y puntos de interés que se usarán para crear una vista 3D. También considerará cómo el público previsto utilizará la escena. Va a extruir huellas de edificios como simbología 3D simple, usar símbolos de procedimiento para simbología 3D avanzada, agregar una capa de árboles predefinida por altura, agregar mobiliario urbano 3D teniendo en cuenta la rotación del mobiliario y crear marcadores para ayudar al público a navegar por la escena.

Este tutorial se probó por última vez el 25 de octubre de 2023 con ArcGIS Pro 3.1. Si está utilizando otra versión de ArcGIS Pro, puede que las funciones y los resultados sean diferentes.

Requisitos

• ArcGIS Pro (consulte las opciones de acceso a software)

Modelar una manzana 3D

Explorar el paquete de mapas

En primer lugar, descargue los datos. A continuación, cree un proyecto en ArcGIS Pro.

1. Descargue la carpeta comprimida napervillen.zip.
2. Localice el archivo descargado en su equipo y extráigalo en una ubicación que pueda encontrar fácilmente, como su carpeta Documentos.

   El municipio de Naperville ha proporcionado los datos. La carpeta contiene un paquete de mapas, un paquete de capas de escena y una geodatabase de archivos.

   A continuación, creará un proyecto de ArcGIS Pro en blanco y comenzará a importar los datos.

3. Inicie ArcGIS Pro. Si se le pide, inicie sesión en su cuenta de organización con licencia de ArcGIS.

   Nota:

   Si no tiene acceso a ArcGIS Pro o una cuenta de organización de ArcGIS, consulte las opciones de acceso a software.

   Al abrir ArcGIS Pro, tendrá la opción de crear un proyecto nuevo o abrir uno existente. Si ya había creado algún proyecto antes, verá una lista de proyectos recientes.

4. En Nuevo, haga clic en Comenzar sin ninguna plantilla.

   

5. En la pestaña Insertar del grupo Proyecto, haga clic en Importar mapa.

   

6. En la ventana Importar, vaya a la carpeta Naperville que extrajo y haga doble clic en Vector_Content_Naperville.mpkx.

   La escena global Vector_Content_Naperville.mpkx del municipio de Naperville se abre en ArcGIS Pro. En el panel Contenido, verá que el paquete de escenas incluye la capa 2D BuildingFootprints y dos capas 3D, StreetFurniture y BuildingShells.

   

7. En la barra de herramientas de acceso rápido, haga clic en el botón Guardar.

   

   Sugerencia:

   También puede pulsar Ctrl+S para guardar su proyecto.

8. En la ventana Guardar proyecto como, vaya a la ubicación de los datos extraídos y asigne a su proyecto el nombre CityofNaperville.

Extruir huellas de edificios 2D

Uno de los métodos más sencillos para agregar objetos volumétricos a una vista 3D es la extrusión. Este método toma una forma 2D y la presiona verticalmente para crear la apariencia de un objeto 3D. Los edificios simples son idóneos para este método porque presentan paredes verticales y sus alturas individuales se pueden capturar (o estimar) en un campo numérico simple.

1. En el panel Contenido, en el grupo Capas 2D, haga clic con el botón derecho en BuildingFootprints y elija Tabla de atributos.

   

2. En la tabla de atributos BuildingFootprints, revise los campos Elevación base, Altura del edificio y Número de plantas.

   

   Estos campos se pueden usar para establecer la elevación base de los edificios y para la extrusión de las entidades de edificios.

3. Cierre la tabla.

   Antes de aplicar la simbología vectorial 3D a la capa BuildingFootprints, moverá la capa al grupo Capas 3D.

4. En el panel Contenido, arrastre la capa BuildingFootprints a la categoría Capas 3D.

   

   La capa aparece fragmentada y desigual porque los vértices de cada polígono se colocan en la superficie desigual y sus interiores se calculan desigualmente a través de la misma.

   

   Si la elevación de cada huella de edificio se establece en un solo valor, aparecerán planas.

5. En el panel Contenido, haga clic con el botón derecho en la capa BuildingFootprints y seleccione Propiedades.

   Aparece la ventana Propiedades de capa.

6. En la ventana Propiedades de capa, haga clic en la pestaña Elevación. En Las entidades están, elija En una altura absoluta.

   

7. En Elevación de entidad adicional mediante, haga clic en Un campo y elija Elevación base en la lista desplegable.

   

8. Haga clic en Aceptar.

   Las huellas de edificios se muestran con interiores planos y se representan en su elevación base correcta.

   

   A continuación, extruirá cada uno de los edificios hasta su altura.

9. En el panel Contenido, asegúrese de que la capa BuildingFootprints está seleccionada y, en la cinta, haga clic en la pestaña Capa de entidades.
10. En el grupo Extrusión, haga clic en Tipo y elija Altura base.

    

11. En el grupo Extrusión, en Campo, elija la Altura del edificio.

    

    La capa BuildingFootprints se extrude en función del valor de Altura de edificio.

    

    Nota:

    Si trabaja con datos que no tienen un campo de altura dedicado, es posible que pueda estimar las alturas de los edificios mediante una expresión, por ejemplo, "Number of Floors * 3.5".

12. Guarde el proyecto.

Agregar simbología 3D a edificios

La extrusión ayuda a visualizar el espacio real consumido por los edificios, pero no muestra ninguna otra información útil, como el número de plantas de cada edificio. Esto podría ser importante para los equipos de emergencias y urbanistas. Puede reemplazar la visualización de color sólido por otro tipo de símbolo, un símbolo de procedimiento, para incorporar información adicional a la visualización.

Un símbolo de procedimiento es una secuencia de comandos que puede construir geometría, colores y texturas adicionales a partir de la geometría de una entidad de origen y aplicarlo como un símbolo dentro de la escena. Más información sobre Simbología de procedimiento.

1. En el panel Contenido, asegúrese de que la capa BuildingFootprints está seleccionada. En la cinta, en la pestaña Capa de entidades, en el grupo Extrusión, haga clic en la flecha desplegable Tipo y elija Ninguno.
2. En el grupo Dibujo, haga clic en Simbología.
3. En el panel Simbología, haga clic en el símbolo de la capa para modificarlo.

   

4. En el panel Dar formato al símbolo de polígono, en la barra de búsqueda, escriba pila y pulse Intro.

   

5. En los resultados, haga clic en el símbolo Bloques apilados para asignarlo a la capa.

   Se actualiza la simbología de la capa BuildingFootprints.

   

   A continuación, configurará el símbolo de procedimiento para conectarse a atributos de entidad individuales.

6. En el panel Dar formato al símbolo de polígono, en la pestaña Propiedades, haga clic en la pestaña Capas.

   

7. En Representación, elija Divisor fino. En Unidades, elija Pies.

   

8. Para TotalHeight, haga clic en el botón Establecer asignación de atributos.

   

   Aparece la ventana Establecer asignación de atributos.

9. En la ventana Definir asignación de atributos, elija BuildingHeight y haga clic en Aceptar.

   

10. En Niveles, haga clic en el botón Establecer asignación de atributos, elija Number of Floors y haga clic en Aceptar.
11. En la parte inferior del panel Simbología, haga clic en Aplicar.

    Sugerencia:

    Las propiedades de símbolo con asignación de atributos tienen un icono de base de datos azul.

    Cada edificio se representa a su altura definida, con división que indica el número de plantas. Estos edificios con tejado plano, a veces denominados edificios de nivel de detalle (LOD) 1, ofrecen contenido compatible con numerosas necesidades de representación cartográfica 3D.

    

    Sin embargo, no todos los edificios presentan tejados planos. Para modelar formas de tejados inclinadas, es necesario alejarse de formas extruidas simples y utilizar una forma más integral de modelar edificios. Existe una variedad de métodos para crear este tipo de datos, algunos de los cuales se tratarán en sesiones posteriores. Para este ejercicio, asumirá que los datos son preexistentes o que los ha compilado un proveedor de datos.

    Nota:

    Dispone de otros tutoriales de Learn ArcGIS, como Extraer formas de tejados para el desarrollo urbanístico y Construir edificios realistas con edición multiparche para un proceso de extracción de tejados centrado en LIDAR.

    A continuación, explorará un edificio con un tejado que no es plano.

12. En la cinta, en la pestaña Mapa, haga clic en Marcadores y haga clic en Tejado inclinado.

    

    La escena aplica el zoom a un edificio rectangular.

    

13. En la pestaña Mapa del grupo Capa, haga clic en Agregar datos. Vaya a la carpeta Naperville y haga doble clic en NapervilleLidar.slpk.

    La capa LIDAR se agrega a la escena.

    

    Actualmente, los puntos LIDAR son demasiado grandes, lo que dificulta ver la forma del edificio.

14. En el panel Contenido, haga clic con el botón derecho en NapervilleLidar y haga clic en Simbología.
15. En el panel Simbología, en Tamaño de símbolo, escriba 30 y pulse Intro.

    

    El tamaño de cada punto LIDAR se reduce, lo que permite que la forma del edificio sea más visible.

16. En el panel Contenido, desactive las capas BuildingFootprints y NapervilleLidar y active la capa BuildingShells.

    

    La capa BuildingFootprints consta de polígonos 2D extruidos en función de un atributo de altura. La capa BuildingShells contiene entidades 3D verdaderas que son entidades multiparche que tienen sus propiedades 3D mantenidas como parte de la geometría y no requieren que los atributos se extruyan y rendericen correctamente en el espacio 3D. Los puntos LIDAR se alinean con la forma del tejado; los edificios de la capa multiparche (LOD 2) se ajustan más fielmente con el mundo real.

17. Guarde el proyecto.

Utilizar textura de edificio de procedimiento

Los modelos 3D se almacenan en la geodatabase como clases de entidad multiparche. Una clase de entidad multiparche es similar a otros tipos de clase de entidad, como puntos y polígonos, ya que contiene geometría por entidad y valores de atributo por entidad. Además, presenta opciones específicas sobre cómo se puede simbolizar.

La envolvente exterior de un multiparche se puede pintar de varias formas. Puede utilizar imágenes, como una foto tomada de la calle, o puede utilizar un color, como su código de zonificación, o generarlo de forma basada en procedimientos y agregarla en tiempo real. La representación exterior de un multiparche suele denominarse genéricamente como su textura. En este ejercicio se utilizará textura basada en procedimientos para convertir edificios blancos planos en algo más útil.

1. En el panel Contenido, expanda la capa BuildingShells y haga clic en el símbolo para abrir el panel Simbología.

   

2. En el panel Simbología, haga clic en la pestaña Galería.
3. Asegúrese de que la búsqueda esté definida como Todos los estilos. En el cuadro de texto de búsqueda, escriba procedimiento y pulse Intro.

   

4. En los resultados, haga clic en Fachadas de multiparche.

   

   Sugerencia:

   Para ver el nombre completo de una textura, apunte a la textura con el puntero.

   El multiparche se dibuja con texturas generadas mediante procedimientos, utilizando la configuración predeterminada del símbolo.

   

5. En el panel Contenido, en la capa BuildingShells, haga clic en el símbolo.
6. En el panel Simbología, haga clic en la pestaña Propiedades y, a continuación, en la pestaña Capas.
7. En Unidades, haga clic en el botón Establecer asignación de atributos y, en la ventana Establecer asignación de atributos que aparece, asegúrese de que está establecido en Unidades y haga clic en Aceptar.

   

8. En el panel Simbología, en Unidades, seleccione Pies.
9. Para EaveHeight, haga clic en el botón Establecer asignación de atributos. En la ventana que aparece, elija el campo EAVEHEIGHT y haga clic en Aceptar.
10. En Niveles, haga clic en el botón Establecer asignación de atributos y, en la ventana que aparece, seleccione Recuento de plantas y haga clic en Aceptar.

    A continuación, definirá los parámetros para la textura de separación de pared vertical.

11. En FacadeTexture, elija Color. En FacadeColor, seleccione Gris 30%.

    Sugerencia:

    Para ver el nombre de un color, señale a un color con el puntero.

    

12. Expanda Opciones y defina SeparatorPercentage en 10%.

    

13. Haga clic en Aplicar.

    La simbología de la capa se actualiza.

    

14. Guarde el proyecto.

A continuación, agregará capas vectoriales adicionales para mejorar la apariencia de su manzana 3D.

Agregar elementos de la calle de tamaño real

Aparte de los edificios, otra entidad administrada habitualmente en una ciudad es el mobiliario urbano, como bancos, postes de luz y paradas de autobús. Se trata de elementos de ubicación importantes que los residentes conocen y consultan en la mayoría de los entornos urbanos. Para este ejercicio, solo tiene un pequeño conjunto de entidades de ejemplo, pero la técnica sigue siendo la misma independientemente del recuento de entidades.

1. En el panel Contenido, active la capa StreetFurniture.
2. Haga clic con el botón derecho en StreetFurniture y haga clic en Acercar a capa.

   La escena aplica el zoom a una parte de la ciudad con mobiliario urbano.

3. Desplace e incline la escena para ver los puntos de StreetFurniture en un ángulo relativo a la calle.

   

4. Acérquese y aléjese de la escena y observe el tamaño de los símbolos de StreetFurniture.

   

   Actualmente, los puntos están configurados con el tamaño de espacio en pantalla, lo que significa que los símbolos se representan con un tamaño basado en los píxeles de la pantalla. Son muy eficaces para puntos de ubicación, ya que se garantiza que se vean en todas las distancias de visualización. Sin embargo, no son útiles para representar objetos del mundo real.

   Los símbolos de tamaño real se representan con un tamaño volumétrico uniforme. Esto es coherente con la interacción con el mundo a tamaño real, donde los objetos que están más lejos parecen más pequeños.

   A continuación, actualizará la simbología de StreetFurniture a tamaño real.

5. En el panel Contenido, haga clic con el botón derecho en la capa StreetFurniture y, a continuación, haga clic en Propiedades.
6. En la ventana Propiedades de capa, haga clic en la pestaña Visualización y active la casilla de verificación Mostrar los símbolos 3D en unidades del mundo real.

   

7. Haga clic en Aceptar.
8. Acérquese y aléjese de la escena y observe el tamaño de los símbolos de StreetFurniture.

   

   A continuación, reemplazará las chinchetas por modelos 3D representativos.

   Los datos StreetFurniture que está utilizando para este ejercicio incluyen valores únicos para identificar postes de luz y bancos de parques. Usará estos valores únicos en los datos para crear dos clases. A continuación, puede aplicar un símbolo de modelo 3D diferente a cada clase. Para sus propios datos, puede utilizar tantas clases como necesite.

9. En el panel Contenido, asegúrese de que la capa StreetFurniture está seleccionada. En la cinta, haga clic en la pestaña Capa de entidades.
10. En el grupo Dibujo, haga clic en la flecha desplegable Simbología y elija Valores únicos.

    

11. En el panel Simbología, en Campo 1, compruebe que TYPE esté seleccionado.

    

12. En la pestaña Clases, haga clic en el botón Agregar todos los valores.

    

13. Haga clic en Más y desactive Mostrar el resto de valores.

    

    A continuación, modificará cada tipo de elemento de calle.

14. Haga clic en el símbolo de Luz.

    

15. Haga clic en la pestaña Galería y busque luz en Todos los estilos.

    

16. En la sección Escena callejera 3D de los resultados, seleccione el símbolo Calle con voladizo - Luz apagada.

    

    Ahora, la escena se actualiza y las luces se muestran con símbolos de farolas de calle con voladizo.

    

17. En la parte superior del panel Simbología, haga clic en la flecha hacia atrás y, en la pestaña Clases, haga clic en el símbolo de Banco de parque.
18. Busque banco en Todos los estilos y elija el símbolo Banco de parque 2.

    

    Los puntos se muestran ahora con modelos con tamaños realistas, pero se dirigen a la dirección equivocada en relación con la calle.

    

    A continuación, definirá la rotación controlada por atributos para los símbolos.

19. En la parte superior del panel Simbología, haga clic en la flecha hacia atrás. Haga clic en la pestaña Variar la simbología por atributo y expanda Rotación.

    

20. En Dirección (Z), elija ROTATION. En Estilo de rotación, seleccione Geográfico.

    

    Los símbolos de farolas rotan para que sobresalgan por encima de la calle, y los bancos de la calle están ahora enfrentados.

    

21. Guarde el proyecto.

Los valores de rotación se calcularon previamente para estos datos. Para su propio contenido, puede introducir manualmente valores para unas cuantas entidades o utilizar herramientas de geoprocesamiento en relación con las calles cercanas para muchas entidades.

Agregar árboles temáticos

Otro elemento principal de la mayoría de las ciudades son la vegetación y los árboles de las calles. Puede utilizar la misma técnica para entidades de puntos de árboles que aplicó para mobiliario urbano, es decir, crear un conjunto de clases únicas y definir los símbolos.

1. En la pestaña Mapa, haga clic en Agregar datos, vaya a la carpeta Naperville que descargó y examine las carpetas NapervilleAdditionalData.gdb y DS y haga doble clic en TreePoints.

   

   La capa TreePoints se agrega al panel Contenido.

2. Haga clic en el símbolo de TreePoints, busque árboles en la galería y, en Vegetación 3D, seleccione Basswood.

   

   Se han añadido árboles al mapa, pero se encuentran en posición horizontal. Debe agregar la altura para que los árboles tengan la altura correcta.

3. En el panel Contenido haga clic con el botón derecho en la capa TreePoints y abra las Propiedades.
4. En Propiedades de la capa, haga clic en la pestaña Elevación y establezca las siguientes opciones:
   • En Las entidades están, elija En una altura absoluta.
   • En Un campo, elija HEIGHT.

   

   La Elevación se ha definido como el campo de altura de cada árbol.

5. Haga clic en Aceptar.
6. Si es necesario, aléjese para ver mejor la capa TreePoints agregada.

   Todos los cambios de simbología para las capas predefinidas se aplican automáticamente y la capa TreePoints, con la altura aplicable definida para cada entidad, se agrega a la escena.

   

Crear marcadores útiles

La escena de la ciudad tiene buen aspecto, pero puede resultar difícil llegar a ubicaciones concretas, especialmente si no está familiarizado con la geografía de Naperville. Los marcadores almacenan puntos de vista importantes en la escena y pueden ayudar a los usuarios a acercarse rápidamente a ubicaciones clave de la escena.

1. En la pestaña de la cinta Mapa, en el grupo Navegar, haga clic en Marcadores y haga clic en Administrar marcadores.

   

   Aparece el panel Marcadores.

2. En la escena, navegue hasta una vista que muestre una vista a nivel del suelo de las entidades de mobiliario urbano.

   

3. En el panel Marcadores, haga clic en Nuevo marcador.

   

4. En la ventana Crear marcador, en Nombre, escriba Mobiliario urbano y haga clic en Aceptar.

   

   Anteriormente en este tutorial, utilizó un marcador para aplicar el zoom a un ejemplo de un tejado inclinado. Ya no necesita este marcador para la escena, por lo que lo eliminará.

5. En el panel Marcadores, pase el cursor por Tejado inclinado y haga clic en el botón Eliminar.

   

   Algunas ciudades tienen hitos conocidos o puntos de interés. Puede resultar útil crear marcadores para estas ubicaciones para que los usuarios puedan llegar a ellas rápidamente. Creará un marcador adicional para la escuela secundaria local.

6. En la pestaña Mapa, en el grupo Consulta, haga clic en Localizar.

   

7. En el panel Localizar, en el cuadro de búsqueda, escriba Naperville Central High y pulse Intro.

   

   La búsqueda localizará la escuela secundaria y aplicará zoom a la vista, de modo que esté centrada en la pantalla.

   

8. Desplácese más cerca de la escuela y desplácese o incline el mapa hasta la vista de escena que desee marcar.

   Sugerencia:

   También puede aplicar zoom haciendo clic con el botón derecho y arrastrando a través de la escena.

   

9. En el panel Marcadores, haga clic en Nuevo marcador. En la ventana Crear marcador, en Nombre, escriba Naperville HS y haga clic en Aceptar.

   Ahora tiene tres marcadores a los que puede acceder su público cuando navega por la escena 3D.

   Nota:

   Puede agregar tantos marcadores adicionales como desee. Si comparte esta escena en la web, los marcadores se incluyen automáticamente como diapositivas en el visor de escenas en línea.

10. Guarde el proyecto y cierre ArcGIS Pro.

Muchas escenas se centran en modelar una representación del mundo con un tamaño realista y formada para flujos de trabajo como impacto visual, planificación de construcción y estudios de impacto ambiental. Estas escenas tienden a usar símbolos de tamaño real vinculados a atributos de entidades individuales, especialmente para propiedades como rotación, ancho y altura.

Aún se recomienda el uso de elementos temáticos, pero principalmente a través de colores y texturas que no afectan a la forma volumétrica de las entidades. En este tutorial, utilizó texturas de procedimiento en los edificios para diferenciar el tejado de los muros e indicar el número de plantas. También ha considerado cómo interactuarían los usuarios con la escena mediante la inclusión de marcadores para mostrar los puntos de vista clave.

Encontrará más tutoriales en la galería de tutoriales.

Agradecimientos

• Todos los datos utilizados en el tutorial proceden del sitio de Open Data de la ciudad de Naperville.
• Mapa de navegación mundial, fuentes: Esri, HERE, Garmin, FAO, NOAA, USGS, colaboradores de © OpenStreetMap y la comunidad de usuarios de SIG.