Visualizar batimetría en 2D
La base de la representación cartográfica del terreno suele ser un modelo digital de elevación (DEM, por sus siglas en inglés). Se trata de datos ráster en los que cada píxel representa una elevación por encima o por debajo del nivel del mar. Partiendo de un DEM del cañón de Norfolk, creará algunos productos derivados para representar el terreno de distintas formas. También hará algunas mediciones del cañón para incluirlas en el informe.
Crear un sombreado
Es habitual representar el terreno, tanto por encima como por debajo del nivel del mar, con sombreado. Empezará la exploración del cañón de Norfolk creando un sombreado. Esto proporcionará una representación más natural de la batimetría.
- Descargue el archivo Visualize Bathymetry.zip y descomprímalo en una ubicación de su equipo, por ejemplo, su unidad C:\.
- Abra la carpeta descomprimida VisualizeBathymetry y haga doble clic en VisualizeBathymetry.aprx para abrir el proyecto en ArcGIS Pro.
- Si se le pide, inicie sesión en su cuenta de ArcGIS.
Nota:
Si no tiene acceso a ArcGIS Pro o una cuenta de organización de ArcGIS, consulte las opciones de acceso a software.
Aparece un mapa que contiene un DEM que cubre una parte de la plataforma continental al este de Virginia. Las áreas poco profundas se muestran en blanco y las áreas profundas en negro.
Nota:
Los datos de este mapa proceden de los Centros Nacionales de Información Medioambiental (NCEI), una división de la Administración Atmosférica y Oceánica Nacional (NOAA). Puede obtener más información sobre el dataset original en el U.S. Coastal Relief Model Vol.2 – Southeast Atlantic y sobre sus modificaciones en su página de elemento.
Estos datos también se exploran en el tutorial Buscar datos de batimetría de océanos.
Los datos del DEM se pueden utilizar para crear una variedad de visualizaciones que representen distintos aspectos del fondo marino. Para comenzar, cree un sombreado.
- En la cinta, haga clic en la pestaña Análisis. En el grupo Ráster, haga clic en Funciones de ráster.
Aparece el panel Funciones ráster. Las funciones ráster son una alternativa más rápida y ligera a las herramientas ráster de geoprocesamiento.
- Desplácese hasta la parte inferior del panel Funciones ráster y expanda el grupo Superficie. Haga clic en Sombreado.
El sombreado es una técnica cartográfica que imita la forma en que la luz solar ilumina algunas colinas mientras proyecta sobras sobre otras. Esto da a los paisajes una apariencia tridimensional similar a la que puede apreciarse desde un avión. Aunque el fondo marino no recibe luz solar suficiente para que este efecto pueda apreciarse en el mundo real, sigue siendo una técnica de visualización útil para ayudar a representar la batimetría en los mapas.
- En el panel Funciones ráster, en Ráster, elija Atlantic_DEM.tif.
- Acepte todos los valores predeterminados para el resto de parámetros y haga clic en Crear capa nueva.
Aparece una nueva capa en el mapa. Ahora la pendiente continental y sus cañones se representan en formato tridimensional.
Esta capa es una vista, no un nuevo dataset. Hace referencia a los datos de la capa Atlantic_DEM.tif. Las funciones ráster crean vistas en la memoria, en lugar de duplicar datos.
- En el panel Contenido, desmarque la casilla situada junto a Hillshade_Atlantic_DEM.tif para desactivar la capa.
- En la cinta, haga clic en la pestaña Mapa. En el grupo Navegar, haga clic en Marcadores y haga clic en el marcador Norfolk Canyon.
La zona del cañón se amplía en el mapa.
El sombreado facilita la visualización de las paredes y el suelo del cañón.
Crear mapas de curvas de nivel y de pendiente
El sombreado no es la única forma de representar el terreno en mapas. Las distintas visualizaciones pueden ofrecer diferentes informaciones. A continuación, creará curvas de nivel y un mapa de pendiente para su área de estudio, y los utilizará para familiarizarse mejor con el cañón de Norfolk.
- Abre el panel Funciones de ráster. En el grupo Superficie, haga clic en Curva de nivel.
Las curvas de nivel son otro método cartográfico para representar el terreno. Son isolíneas que representan áreas de igual elevación. Cuando las curvas de nivel están más juntas, el cambio en la elevación es más acusado. Cuando están separadas, el cambio es gradual.
- En Ráster, elija Atlantic_DEM.tif. Deje todos los demás parámetros con sus valores predeterminados.
- Haga clic en Crear capa nueva.
Las curvas de nivel aparecen en el mapa.
Pregunta 1: ¿Cómo describiría el patrón mostrado por las curvas de nivel? ¿Qué información le proporciona sobre esta zona del océano?
Nota:
Respuestas al final del tutorial.
Las curvas de nivel proporcionan una indicación de la pendiente, pero se puede representar la inclinación del terreno de una forma más directa con la función ráster Pendiente.
- En el panel Funciones de ráster, en el grupo Superficie, haga clic en Pendiente.
- En DEM, elija Atlantic_DEM.tif. Deje los demás parámetros con sus valores predeterminados.
- Haga clic en Crear capa nueva.
La capa de pendiente muestra las áreas planas en blanco y las áreas empinadas en negro.
Las áreas empinadas son difíciles de ver, así que cambiará el esquema de colores.
- Cierre el panel Funciones de ráster.
- En el panel Contenido, en Slope_Atlantic_DEM.tif, haga clic con el botón derecho en el esquema de colores.
- Haga clic en el menú Esquema de colores y elija Cian a morado. (Apunte a los esquemas de color para leer sus nombres).
El mapa cambia. Las áreas más empinadas tienen el color azul más oscuro.
Pregunta 2: ¿Cuáles son las áreas más empinadas de su área de estudio?
Medición del cañón
A continuación, hará algunas mediciones del cañón. Medirá el ancho del cañón de cresta a cresta y el ancho del suelo del cañón.
- En la cinta, haga clic en Mapa y, en el grupo Navegar, haga clic en el marcador Medición.
Se amplía una zona en el mapa que representa un tramo del cañón en la pendiente continental que es relativamente recto.
Las áreas en azul claro representan terreno plano. La línea gruesa curvada de color azul claro en el centro representa el suelo del cañón, mientras que las líneas finas de color azul claro a cada lado representan las crestas del cañón.
- En el panel Contenido, arrastre la capa Hillshade_Atlantic_DEM.tif sobre la capa Slope_Atlantic_DEM.tif.
- Active y desactive la capa de sombreado para compararla con la capa de pendiente.
- Cuando tenga claro dónde se encuentran el suelo y las crestas del cañón, desactive la capa de sombreado.
- Si es necesario, regrese al marcador Medición.
- En la cinta, haga clic en la pestaña Mapa. En el grupo Consulta, haga clic en la mitad inferior de la herramienta Medir y haga clic en Medir distancia.
- En la ventana Medir distancia, asegúrese de que el primer menú esté definido como Geodésico y que el segundo menú sea Metros.
Las mediciones geodésicas tienen en cuenta la curvatura de la Tierra.
- Haga clic en la cresta norte del cañón, a lo largo de su tramo recto. Haga doble clic en la cresta sur para medir la distancia a través del cañón.
El ancho del cañón se indica en la ventana Medir distancia, en Suma. El ancho de esta área oscila entre los 3000 y los 3700 metros.
- En la ventana Medir distancia, haga clic en el botón Borrar los resultados.
- Mida el ancho del suelo de los cañones en la misma zona.
Pregunta 3: ¿Cuál es la anchura del suelo del cañón de Norfolk?
- Cierre la ventana Medir distancia.
- En la cinta, haga clic en la pestaña Mapa. En el grupo Navegar, haga clic en la mitad inferior del botón Explorar. Haga clic en Seleccionado en contenido.
La herramienta Explorar muestra normalmente una ventana emergente para la capa visible superior. Ahora mostrará una ventana emergente para cualquier capa que seleccione.
- En el panel Contenido, seleccione la capa Atlantic_DEM.tif.
- En el mapa, haga clic en la cresta norte del cañón.
Stretch.Pixel Value devuelve un valor entre -1200 y -1100. Dado que esta capa es un DEM, este valor representa la elevación. Sin embargo, todavía no sabe en qué unidad se expresa el valor de elevación. Lo descubrirá en la ventana de propiedades de la capa.
- En el panel Contenido, haga clic con el botón derecho en Atlantic_DEM.tif y haga clic en Propiedades.
- En la ventana Propiedades de capa, haga clic en la pestaña Fuente. En caso necesario, expanda la sección Fuente de datos.
El valor de Unidades verticales es metros.
- Cierre la ventana Propiedades de capa.
La ventana emergente indica que la cresta del cañón de esta área se encuentra a más de 1100 metros por debajo del nivel del mar.
- Encuentre la elevación del suelo del cañón.
Pregunta 4: ¿Cuál es el cambio de elevación (relieve vertical) entre la cresta y el suelo del cañón en esta área?
Las paredes empinadas y las distintas profundidades de los cañones oceánicos crean un paisaje físico variado, y muchos tipos de hábitat se condensan en un área relativamente pequeña. Este y otros factores dan pie a una gran diversidad de la vida oceánica y explican por qué los cañones como el cañón de Norfolk son puntos calientes de la biodiversidad.
- Cierre la ventana emergente. En la Barra de herramientas de acceso rápido, haga clic en el botón Guardar proyecto.
Nota:
Si aparece la ventana Proyecto de ArcGIS. Haga clic en Sí para continuar.
Ha visualizado la batimetría del cañón de Norfolk con varias técnicas y ha recogido algunas mediciones.
Visualizar la batimetría en 3D
El cañón de Norfolk es un punto caliente de la biodiversidad, cuya abundancia y diversidad biológica es muy superior a la del área circundante. Es el hogar de corales de aguas profundas, esponjas, cangrejos, anémonas y muchos tipos de peces. El cañón sirve como paso natural desde las aguas poco profundas de la plataforma continental hasta las aguas profundas del abismo, por lo que la fauna migratoria, las corrientes oceánicas y la materia orgánica se apelotonan para pasar por esta zona relativamente estrecha del mar. El cañón, con sus empinadas laderas rocosas, sus fondos suaves y sus distintas profundidades, también promueve la biodiversidad al proporcionar una amplia variedad de tipos de hábitat condensados en una área relativamente pequeña.
Nota:
Obtenga más información sobre los ecosistemas del cañón en Cañones de aguas profundas del Atlántico Central.
Las fotos y vídeos de los cañones oceánicos solo pueden captar pequeñas áreas de una vez. Bajo las aguas no hay luz suficiente para ver todo el cañón. A continuación, creará una visualización y animación en 3D que pueda mostrar todo el cañón y muestre el terreno que sustenta este importante ecosistema oceánico.
Visualizar el cañón de Norfolk en 3D
En primer lugar, convertirá su mapa 2D en una escena 3D. Ajustará la superficie de elevación y la exageración vertical para mostrar el cañón de Norfolk de la mejor manera posible.
- En la cinta, haga clic en la pestaña Vista. En el grupo Vista, haga clic en Convertir y seleccione Ir a escena global.
Aparece una nueva vista denominada Map_3D. Los mapas 3D se denominan escenas.
- En el panel Contenido, desactive todas las capas excepto Hillshade_Atlantic_DEM.tif, Atlantic_DEM.tif, World Ocean Base y WorldElevation3D/Terrain3D.
- Use el desplazamiento panorámico y el zoom para explorar la escena.
- En la parte inferior de la vista de la escena, haga clic en el botón Mostrar control total para expandir el controlador de la escena. Arrastre el círculo en el centro del control para inclinar la escena.
Sugerencia:
Como alternativa, puede usar el botón central del ratón para inclinar la escena. Más información sobre cómo navegar por escenas 3D en Navegación en 3D.
Aunque la escena se puede explorar en tres dimensiones, los datos todavía no aparecen en 3D.
- En el panel Contenido, pulse la tecla Ctrl mientras hace clic en una de las flechas situadas junto a cualquiera de las capas.
Todas las capas se contraen, lo que facilita la lectura del panel Contenido.
Las escenas tienen tres categorías de capas en el panel Contenido: Capas 3D, Capas 2D y Superficies de elevación. Todas las capas del mapa 2D aparecen en la categoría Capas 2D. Estas capas se dibujan desplegadas sobre la superficie del suelo del mapa. Esto es similar a cómo se vería una película proyectada sobre superficies tridimensionales.
Para observar mejor esto, vamos a explorar otra zona del mundo.
- Vaya al marcador de las Islas Aleutianas.
- Use las funciones de desplazamiento panorámico, zoom e inclinación del mapa para explorar las islas.
Las áreas terrestres son tridimensionales y sobresalen del mar, pero las áreas oceánicas son planas. Cualquier apariencia de profundidad proviene de los colores y texturas del mapa base.
En la categoría de capas Superficies de elevación, la superficie de elevación Suelo determina la topografía que se muestra en la escena. La capa de suelo existente, WorldElevation3D/Terrain3D, es una capa global proporcionada por Esri, pensada para representar cartográficamente áreas de suelo. En ella el océano se representa plano, por lo que no es adecuada para estudiar la batimetría. Sin embargo, su proyecto contiene otros datos de elevación que pueden sustituirla.
- En el panel Contenido, haga clic con el botón derecho en Atlantic_DEM.tif y haga clic en Zoom a capa.
- En el panel Contenido, arrastre la capa Atlantic_DEM.tif a la categoría de capa Superficies de elevación. Colóquelo en Suelo y por encima de WorldElevation3D/Terrain3D.
Ahora el DEM proporciona los valores de elevación necesarios para representar cartográficamente el área de estudio en 3D. Todas las capas de la categoría Capas 2D se despliegan sobre el DEM en lugar de la superficie predeterminada. Parece que estén recortadas en la superficie plana del océano.
- Use las funciones de desplazamiento panorámico, zoom e inclinación para explorar la escena.
A veces, especialmente al visualizar áreas muy grandes, las visualizaciones 3D se presentan algo exageradas.
- En el panel Contenido, en Superficies de elevación, haga clic en Suelo.
- En la cinta, haga clic en la pestaña Capa de superficie de elevación. En el grupo Dibujo, cambie Exageración vertical a 3,00.
Los cañones de la pendiente continental aparecen realzados. De forma similar al efecto de sombreado, la exageración vertical puede hacer que el terreno sea más fácil de interpretar.
- Explore el cañón de Norfolk con el terreno exagerado.
Nota:
Más información sobre la visualización del terreno en escenas 3D en Trabajar con superficies de elevación.
Explorar con perfiles de elevación
Anteriormente, se midieron el cambio del ancho y la elevación del cañón. A continuación, visualizará y explorará aún más esas mediciones con un gráfico de perfil de elevación.
- Acerque el zoom al marcador Medir.
- En la cinta, haga clic en la pestaña Análisis. En el grupo Flujos de trabajo, haga clic en Análisis 3D exploratorio y elija Perfil de elevación.
- En el mapa, dibuje una línea a través del cañón, que vaya de una cresta a la otra. Haga doble clic para completar la línea.
Aparece la ventana Perfil de elevación, con un gráfico del cambio de elevación entre los dos puntos.
Nota:
Puede cambiar las unidades de medición en el panel Análisis exploratorio.
- Pulse la tecla C para desplazarse. Panoramice e incline la escena para ver la línea de elevación desde otro ángulo.
- Apunte al gráfico.
Los valores de elevación de la ubicación concreta aparecen en el gráfico y la ubicación correspondiente se resalta en la escena.
Nota:
Es posible que el marcador que representa la ubicación correspondiente en la escena no aparezca. Este es un error conocido en ArcGIS Pro 3.3 que ocurre cuando se aplica una exageración vertical a una escena. Como solución alternativa, cambie el valor de Exageración vertical a 1 y aparecerá el marcador.
- En el mapa, arrastre los manejadores de la línea para medir el cañón a lo largo del suelo.
- Ajuste los manejadores para ver los perfiles de elevación de otras partes del cañón.
Pregunta 5: ¿Cómo varía la profundidad del cañón de Norfolk de este a oeste?
- Cierre la ventana Perfil de elevación y el panel Análisis exploratorio.
Cambio del color de la escena
Creará una animación 3D del cañón de Norfolk para compartirla con otros usuarios. En primer lugar, cambiará su color a azul para obtener una indicación visual de que el paisaje está sumergido.
- En el panel Contenido, desactive la capa Base de océanos mundiales. Active la capa Slope_Atlantic_DEM.tif.
- Arrastre la capa de pendiente sobre la capa de sombreado.
Utilizará la capa de pendiente para colorear la escena.
- Asegúrese de que la capa Slope_Atlantic_DEM.tif esté seleccionada. En la cinta, haga clic en la pestaña Capa ráster. En el grupo Efectos, en Fusión de capas, seleccione Luz suave.
Los colores de la capa de pendiente ahora se mezclan con el sombreado. Ahora cambiará el esquema de colores a uno que sea más azul y menos verde.
- En el panel Contenido, expanda la capa Slope_Atlantic_DEM.tif y haga clic con el botón derecho del ratón en el esquema de colores. Haga clic en el menú Esquema de colores y marque Mostrar todo.
- Desplácese a la parte inferior de la lista de esquemas de color. Suba un poco y haga clic en el esquema de colores Amarillo-Verde-Azul (continuo).
- Vuelva a hacer clic con el botón derecho del ratón en el esquema de colores y haga clic en el botón Invertir esquema de color. Haga clic fuera de la ventana del esquema de colores para confirmar el cambio.
El nuevo esquema de colores ofrece a la escena una apariencia de aguas submarinas profundas.
Crear una animación 3D del cañón de Norfolk
Puede resultar difícil visualizar el suelo oceánico en 3D claramente en una sola imagen. Las animaciones le permiten mostrar un área desde varias perspectivas y proporcionar una imagen más completa de su forma. A continuación, creará una animación de vuelo virtual del cañón de Norfolk y la exportará como un vídeo. El siguiente vídeo es un ejemplo creado con los siguientes pasos.
- En la cinta, haga clic en la pestaña Vista. En el grupo Animación, haga clic en Agregar.
El panel Línea temporal de animación aparece debajo del mapa.
- Aleje el zoom hasta que vea la capa Hillshade_Atlantic DEM entera.
Esta será la toma inicial de su vídeo.
- En el panel Línea temporal de animación, haga clic en Crear primer fotograma clave.
Aparece un nuevo fotograma clave en Galería de fotogramas clave, con una imagen de vista en miniatura de la toma inicial.
- Acerque el zoom, panoramice e incline la escena hasta que se vea el interior del cañón, cerca de su extremo oriental.
- En el panel Línea temporal de animación, haga clic en Incorporar siguiente fotograma clave.
- Desplácese hacia la boca del cañón, capturando fotogramas clave a medida que avanza. No cree más de diez fotogramas clave.
- Aléjese para mostrar todo el cañón y capture el último fotograma clave.
A continuación, establecerá la duración del vídeo completo en 30 segundos.
- En la cinta, haga clic en la pestaña Animación. En el grupo Reproducción, cambie Duración a 00:30.000.
- Haga clic en el botón Reproducir para obtener una vista previa de la animación.
Puede parecer que el terreno se desplaza a medida que se reproduce la animación, pero este efecto no estará presente en el vídeo exportado final.
A continuación, editará la animación reposicionando uno de los fotogramas clave.
- En Galería de fotogramas clave, haga doble clic en uno de los fotogramas clave.
La escena se sitúa en la posición del fotograma clave. El fotograma clave debería aparecer resaltado, lo que indica que está seleccionado.
- Use las funciones de desplazamiento panorámico, zoom e inclinación de la escena para modificar esta vista. En el panel Línea temporal de animación, haga clic en Actualizar.
- En la barra de herramientas de línea temporal, haga clic en el botón Volver a reproducir desde el comienzo de la animación y, a continuación, haga clic en Reproducir para obtener una vista previa de los cambios realizados en la animación.
- Actualice los fotogramas clave adicionales según sea necesario.
Cuando esté conforme con la animación, expórtela en forma de vídeo.
- En la cinta, en la pestaña Animación, en el grupo Exportar, haga clic en el botón Exportar película.
- En el panel Exportar película, en Preajustes de exportación de películas, seleccione Borrador.
- En Nombre de archivo, haga clic en el botón Explorar. En la ventana Ubicación del archivo de animación, en Proyecto, expanda Carpetas y elija VisualizeBathymetry.
Esta es la carpeta que descomprimió al principio del tutorial.
- En Nombre, escriba Norfolk_Canyon. Haga clic en Todos los archivos y elija MPEG4 (*.mp4). Haga clic en Guardar.
- En el panel Exportar película, acepte los demás ajustes de la configuración predeterminada.
- Haga clic en Exportar. Cuando la exportación haya finalizado, haga clic en el enlace Reproducir vídeo.
Nota:
Si lo desea, exporte el vídeo con los preajustes de HD720 o GIF para obtener un resultado de mayor calidad. La exportación del vídeo con estos preajustes puede tardar mucho tiempo. Puede seguir utilizando ArcGIS Pro para otras tareas, pero no cierre el panel Exportar película ni ArcGIS Pro.
- En la barra de herramientas de acceso rápido, haga clic en el botón Guardar.
En este tutorial ha aprendido técnicas para visualizar datos de batimetría en mapas 2D y escenas 3D. Aprendió a crear sombreados, curvas de nivel, mapas de pendiente y animaciones desde un DEM y a medir distancias y elevaciones en el terreno. También ha aprendido cosas sobre los cañones oceánicos y el cañón de Norfolk en particular. Puede obtener más información sobre los cañones oceánicos y ver mapas similares a los creados en este tutorial, en este artículo: Grandes cañones submarinos de la plataforma continental exterior de Estados Unidos.
Encontrará más tutoriales en la galería de tutoriales.
Respuestas
- ¿Cómo describiría el patrón mostrado por las curvas de nivel? ¿Qué información le proporciona sobre esta zona del océano?
Casi todas las curvas de nivel están más apretadas a lo largo de la pendiente continental y hacia el este de la pendiente. Esto indica que la plataforma continental es muy plana y que la pendiente continental es muy empinada, formando una zona de transición abrupta entre dos áreas del océano.
- ¿Cuáles son las áreas más empinadas de su área de estudio?
Las áreas más empinadas se encuentran a lo largo de los lados del cañón de Norfolk y otros cañones al norte.
- ¿Qué anchura tiene el suelo del cañón de Norfolk?
La anchura del suelo del cañón oscila entre los 200 y los 400 metros.
- ¿Cuál es el cambio de elevación (relieve vertical) entre la cresta y el suelo del cañón en esta área?
La elevación entre la cresta y el suelo del cañón pasa de 350 a 430 metros. Haga clic en el área plana del suelo del cañón y observe el valor Stretch.Pixel en la ventana emergente. Reste la profundidad de la cresta de la profundidad del suelo para hallar la diferencia.
- ¿Cuál es la variación en la profundidad del cañón de este a oeste?
El suelo del cañón pasa de ser poco profundo en el oeste (350 metros por debajo del nivel del mar) a ser profundo en el este (2.550 metros por debajo del nivel del mar). Esta transición es gradual y suave a lo largo del suelo.
