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UNIVERSIDAD DE JAÉN Centro de Estudios de Postgrado

Trabajo Fin de Máster

ANÁLISIS Y DETERMINACIÓN DE

UBICACIÓN ÓPTIMA DE LA RED DE

ATALAYAS DE LA FORTALEZA DE LA

MOTA, MEDIANTE TÉCNICAS

GEOESPACIALES, EN EL T. M. DE

ALCALÁ LA REAL (JAÉN).

Alumno/a: Rosales Ávila, Francisco Javier Tutor/a: Prof. Dr. José Luís Pérez García Prof. Dr. Manuel Antonio Ureña Cámara Dpto: Ingeniería Cartográfica, Geodésica y

Fotogrametría

Diciembre, 2015

AGRADECIMIENTOS

Aprovecho estas líneas para agradecer a toda esa gente que de una manera u otra han contribuido a que hoy me encuentre entregando este trabajo de fin de máster.

En primer lugar, a mis tutores José Luis Pérez García y Manuel Antonio Ureña Cámara por dedicar su tiempo a orientarme en la realización de este proyecto.

A mis compañeros del máster Carlos Colomo y José Miguel Gómez, por estar ahí siempre que les he pedido ayuda, pensando en mi trabajo a veces incluso, más que yo mismo.

A los compañeros del grupo de investigación de Sistemas Fotogramétricos y Topométricos, por un lado a Tomás Fernández, por darme la oportunidad de convivir con el grupo en un proyecto tan gratificante. Por otro lado, a mis compañeros Gabri y Paco, los cuales también han colaborado siempre que se lo he pedido.

A mi familia, por darme la posibilidad a lo lardo de mi vida de realizar lo que me he propuesto confiando siempre en mí.

Y a Esther, por estar a mi lado y hacer que todo sea más fácil.

ÍNDICE RESUMEN .......................................................................................................................... 4

ABSTRACT ......................................................................................................................... 4

1. INTRODUCCIÓN ........................................................................................................ 6

1.1 JUSTIFICACIÓN ................................................................................................... 6

1.2. OBJETIVOS .......................................................................................................... 7

1.3. ESTRUCTURA DEL TRABAJO ............................................................................... 7

2. FUNDAMENTOS TEÓRICOS ..................................................................................... 10

2.1. INTRODUCCIÓN ................................................................................................ 10

2.2. ANALISIS DE VISIBILIDAD ................................................................................. 10

2.2.1. Cuenca visual ............................................................................................ 10

2.2.2. Línea de visión 3D ..................................................................................... 14

2.3. PROGRAMACION DE SCRIPT PYTHON.............................................................. 15

2.3.1. Python ....................................................................................................... 15

2.3.2. ArcPy ......................................................................................................... 16

2.3.3. Ejecución de las instrucciones de Python................................................. 16

2.4. FOTOGRAMETRÍA Y SISTEMAS UAV ................................................................. 18

3. PROPUESTA METODOLÓGICA Y APLICACIÓN PRÁCTICA ........................................ 20

3.1. INTRODUCCIÓN ................................................................................................ 20

3.2. PRESENTACIÓN DEL FENÓMENO ESTUDIADO Y LA ZONA DE TRABAJO ......... 20

3.3. RECURSOS MATERIALES Y SOFTWARE UTILIZADO .......................................... 23

3.4. OBTENCIÓN DEL MODELO DIGITAL DEL TERRENO .......................................... 24

3.4.1. Introducción ............................................................................................. 24

3.4.2. Preparación de los datos .......................................................................... 25

3.4.3. Importación de los datos .......................................................................... 28

3.4.4. Fase de orientación .................................................................................. 29

3.4.5. Comprobación del MDT de referencia ..................................................... 30

3.5. OBTENCIÓN DEL MODELO 3D DE LA ATALAYA ................................................ 30

3.5.1. Estudio previo de la zona ......................................................................... 31

3.5.2. Plan de vuelo ............................................................................................ 31

3.5.3. Apoyo de campo ....................................................................................... 34

3.5.4. Orientación de las fotografías .................................................................. 34

3.5.5. Obtención del modelo .............................................................................. 36

3.6. ESTUDIOS DE VISIBILIDAD ................................................................................ 37

3.6.1. Introducción ............................................................................................. 37

3.6.2. Consideraciones previas ............................................................................. 37

3.6.3. Estudio de red de atalayas existente ........................................................ 38

3.6.4. Determinación de ubicación óptima ........................................................ 42

3.6.5. Optimización de red existente ................................................................. 57

4. RESULTADOS ........................................................................................................... 59

4.1. MODELO DIGITAL DEL TERRENO ..................................................................... 59

4.2. MODELO 3D DE ATALAYA ................................................................................ 59

4.3. ANÁLISIS DE VISIBILIDAD ................................................................................. 60

4.3.1. Resultados del análisis de la red existente ............................................... 60

4.3.2. Resultados determinación de ubicación óptima ...................................... 63

4.3.3. Comparativa entre red existente y redes proyectadas ............................ 71

4.3.4. Resultados de optimización de la red existente ....................................... 75

5. CONCLUSIONES ....................................................................................................... 78

5.1. CONCLUSIONES GENERALES ............................................................................ 78

5.2. CONCLUSIONES RESPECTO A LAS TÉCNICAS EMPLEADAS ............................... 79

5.3. CONCLUSIONES RESPECTO A LAS RESULTADOS OBTENIDOS .......................... 79

6. BIBLIOGRAFÍA ......................................................................................................... 81

RESUMEN

El patrimonio cultural juega un papel importante en la gestión inteligente de un territorio, y las técnicas geoespaciales son una perfecta herramienta para el conocimiento, gestión y análisis de dicho patrimonio. Elementos como la fotogrametría, los sistemas UAV y los sistemas de información geográfica, pueden contribuir en gran medida a la catalogación y puesta en valor del patrimonio de una ciudad. Alcalá la Real tiene al Conjunto Monumental de la Fortaleza de la Mota y elementos relacionados como motor principal del atractivo turístico de la ciudad. Motivo por el que se plantea utilizar diversas técnicas geoespaciales para el estudio y análisis de parte de ese patrimonio.

Concretamente, como objetivo principal del trabajo, se plantea el análisis y la determinación de la ubicación óptima de la red de atalayas. Para ello se utilizan técnicas fotogramétricas para obtener la información geométrica de la zona de estudio a partir de imágenes de un vuelo fotogramétrico. Por otro lado, para el conocimiento de las características de las atalayas, se realiza el modelado de una de las mejor conservadas, mediante fotogrametría con sistemas UAV. Finalmente, se utilizan herramientas de programación sobre sistemas de información geográfica para el análisis y la determinación de la ubicación óptima de la red de atalayas.

ABSTRACT

The cultural heritage plays a very important role in the Smart management of an área, and the geospatial technics are a perfect tool for the knowledge, management and the analysis of this heritage. Photogrammetry, UAV systems and the geographic information systems, can help with a great value to catalogue the heritage of a city. The main turistic value for Alcalá la Real, is the Monumental Group of the Fortress of La Mota and other related monuments.

As the principal objetive of the Project, an analysis and the calculation of the optimal location of the watchtower network is done. To achieve this, in one hand photogrammetry technics are used to get the geometric information of the studied area. On the other hand, to obtein the 3D model of one of the watchtowers, it is used photogrammetry through UAV systems. Finally, programming tools are applied over GIS for the analysis and calculation of the optimal location of this watchtower network.

CAPÍ TULO Í: ÍNTRODUCCÍO N

1. INTRODUCCIÓN

Alcalá la Real fue un enclave de gran importancia estratégica en el sur de la Península Ibérica. Este hecho, y en especial el carácter de frontera que tuvo en el pasado han determinado el devenir histórico de la ciudad.

La estrategia militar en la Edad Media daba gran importancia a las torres vigía. Estas servían como posiciones avanzadas que informaban de los movimientos del enemigo y de sus posibles ataques.

En torno a Alcalá la Real se configuró un amplio dispositivo de atalayas cristianas y musulmanas, como llave del sistema fronterizo en la Baja Edad Media, poniendo en contacto castillos y ciudades como Alcaudete, Moclín y la propia Alhambra.

Alcalá la Real, presidida por el Conjunto Monumental de la Fortaleza de la Mota, se ha convertido en un referente dentro de la Ruta del Califato donde la rehabilitación y musealización del patrimonio se configura como motor de desarrollo local y del entorno urbano que la rodea.

Alcalá la Real está declarada Conjunto Histórico Artístico, y la Fortaleza de la Mota, con sus murallas y Torre de la Alcazaba así como la red de atalayas ligadas a la misma, declarada Bien Cultural de Andalucía.

1.1 JUSTIFICACIÓN

El atractivo turístico debe jugar un papel fundamental en el impulso de una Smart City, y Alcalá la Real tiene como parte principal de su clúster de excelencia, el Conjunto Monumental de la Fortaleza de la Mota, el cual se convierte en principal motor turístico de la ciudad.

La aplicación de técnicas geoespaciales nos permite una gestión, captura, catalogación y análisis del patrimonio cultural, además de proporcionar un valor añadido a dicho patrimonio en una ciudad en la que existe una gran apuesta por el turismo.

Por otra parte, la justificación de este trabajo se basa en el desarrollo de conocimientos sobre aplicación de tecnologías geoespaciales como Fotogrametría Digital, programación sobre Sistemas de Información Geográfica y aplicaciones basadas en el uso de UAV (Unmanned Aerial System – Vehículo Aéreo no tripulado).

Por último, el presente trabajo trata de superar asignatura obligatoria de la titulación “Máster Oficial en Tecnologías Geoespaciales para la Gestión Inteligente del Territorio” llamada “Trabajo de Fin de Máster” con una carga lectiva de 12 créditos E.C.T.S. Este trabajo se titula: “Determinación de localización óptima de red de atalayas del Conjunto Monumental Fortaleza de la Mota mediante técnicas geoespaciales, en el T. M. de Alcalá la Real (Jaén)”.

1.2. OBJETIVOS

El objetivo principal de este trabajo es el análisis y determinación de la ubicación óptima de la red de atalayas del Conjunto Monumental Fortaleza de la Mota, mediante técnicas geoespaciales, en el T. M. de Alcalá la Real (Jaén). La consecución de este objetivo deriva en la consecución de varios objetivos secundarios, los cuales son:

o Conocimiento de la geometría del terreno sobre el que se basa el estudio, por lo que se obtiene un modelo digital del terreno actualizado a partir de un vuelo fotogramétrico y el modelo digital del terreno del Instituto Geográfico Nacional, que sirva de base en los estudios de visibilidad.

o Obtención de un modelo 3D de uno de los elementos que conforman la red de atalayas de la Fortaleza de la Mota, con el fin de conocer sus características geométricas y tener un modelo para una representación realista de la red de atalayas.

o Simulación para obtención de ubicación óptima de red de atalayas para la Fortaleza de la Mota.

o Análisis de visibilidad de red de atalayas existente, analizando tanto la visibilidad de las mismas hacia terreno, como la visibilidad entre elementos de la red, con el fin de realizar una comparación de la red existente y la red proyectada.

Siendo estos los objetivos prácticos del trabajo, el principal objetivo es el desarrollo de conocimientos en técnicas geoespaciales para la captura, gestión y análisis inteligente del territorio, las cuales pueden ser aplicadas a otros casos.

1.3. ESTRUCTURA DEL TRABAJO

El documento está formado principalmente por cuatro grandes bloques correspondientes a los capítulos dos, tres, cuatro y cinco. A grandes rasgos, la estructura y el contenido de cada uno de estos cuatro capítulos es la siguiente:

- Capítulo 2. Aspectos teóricos básicos: El capítulo inicia definiendo los conceptos básicos relacionados con el análisis de visibilidad utilizando sistemas de información geográfica y los parámetros que lo determinan, además de los aspectos relacionados con la utilización de lenguajes de programación para definición de script que nos permitan realizar análisis más complejos. Seguidamente, se definen los aspectos básicos de un proyecto de fotogrametría aérea digital para la edición y obtención de un producto derivado del mismo como es un Modelo Digital del Terreno. Finalmente, se realiza una descripción de los aspectos teóricos básicos relacionados con la ejecución de un proyecto de fotogrametría digital mediante UAV.

- Capítulo 3. Propuesta metodológica y aplicación práctica: Constituye el núcleo del presente trabajo, dado que está dedicado a la descripción de la metodología usada y la aplicación práctica de la misma. Inicia con la presentación del fenómeno

estudiado y la zona de trabajo así como los datos disponibles, los softwares utilizados y los recursos materiales empleados en la ejecución del trabajo. Seguidamente, en referencia a la obtención del modelo digital del terreno del término municipal, se detallan los aspectos prácticos relacionados con el proceso fotogramétrico, tales como la orientación de los bloques de fotografías, la comprobación y edición del modelo digital del terreno de la Junta de Andalucía. A continuación, se desarrollan los aspectos prácticos relacionados con la ejecución de la captura de la información necesaria para la obtención del modelo 3D de la atalaya, tanto de la realización del vuelo con UAV como de la fase de apoyo y el procesado de los datos de campo. Por último, en relación a los estudios de visibilidad de la red de atalayas, se detallan los aspectos prácticos relacionados con las herramientas de análisis de visibilidad presentes en los sistemas de información geográfica y la utilización de lenguajes de programación, en este caso “Python” para la realización de análisis más complejos.

- Capítulo 4. Resultados: Presenta los resultados tanto cuantitativos como cualitativos obtenidos de la aplicación práctica de cada una de las fases que conforman el trabajo. Resultados expresados mediante valores numéricos, gráficos y representación realista de los productos obtenidos.

- Capítulo 5. Conclusiones: Contiene los comentarios y conclusiones a las que el autor del proyecto ha llegado tanto durante la realización del trabajo como una vez finalizado este.

A continuación se presenta de forma esquematizada un gráfico con los capítulos que conforman el presente documento.

Figura 1 - Esquema estructura del trabajo

Capítulo 1: Introducción

Capítulo 2: Fundamentos teóricos

Capítulo 3: Propuesta metodológica y aplicación práctica

Capítulo 4: Resultados

Capítulo 5: Conclusiones

CAPÍ TULO ÍÍ: FUNDAMENTOS TEO RÍCOS

2. FUNDAMENTOS TEÓRICOS

2.1. INTRODUCCIÓN

En este capítulo se recogen los aspectos teóricos básicos presentes en la realización de un proyecto que incluye objetivos como los anteriormente mencionados. Para ello, el capítulo se inicia definiendo el concepto de análisis de visibilidad e indicando cuales son los parámetros que lo determinan. Desarrolla la utilización de lenguajes de programación para la ejecución de las herramientas de los sistemas de información geográfica. A continuación, se define el concepto de fotogrametría y la utilización de sistemas UAV en proyectos fotogramétricos.

2.2. ANALISIS DE VISIBILIDAD

Dentro de las posibilidades de los Sistemas de Información Geográfica (en adelante “SIG”), se encuentra la capacidad de realizar análisis de visibilidad, cuyo fundamento se describe a continuación. La idea de evaluar los lugares que son visibles desde otros lugares siempre ha tenido importancia, pero actualmente con las capacidades de procesamiento de los ordenadores, el análisis de visibilidad se ha convertido una herramienta imprescindible en la utilización de los sistemas de información geográfica en el análisis y planeamiento del territorio.

Existen varios casos de análisis de visibilidad, de entre ellos, los usados para este trabajo son los siguientes:

- Cuenca visual. - Línea de visión 3D.

2.2.1. Cuenca visual

Este tipo de análisis identifica las zonas que pueden visualizarse desde una o más ubicaciones de observación. Para la realización de este tipo de análisis serán necesarios dos datos de entrada:

Modelo Digital del Terreno: la visibilidad se calcula atendiendo a la geometría del terreno, por lo tanto es necesario disponer de un modelo digital del terreno de la zona.

Punto/s Observador: ubicación de la cual se desea saber su cuenca visual, puede ser uno o varios puntos.

El cálculo de la cuenca visual se realiza de la siguiente manera:

El proceso de cálculo se desarrolla en anillos concéntricos desde el punto observador.

En primer lugar se calcula la distancia entre el punto observador y la celda del modelo digital que se defina como punto objetivo, esta distancia la denominaremos “Run”.

A continuación se calcula la diferencia de elevación entre el punto observador y la celda objetivo, la cual denominaremos “Rise”.

Para cada celda de manera concéntrica hacia el exterior se va calculando el cociente entre estos dos parámetros definidos anteriormente, de manera para cada celda a lo largo de una visual (dirección), tendremos calculados los coeficientes “Rise/Run”.

Si a lo largo de una visual, dicho coeficiente de una celda objetivo, es mayor que cualquiera de los calculados previamente en esa misma visual, se considera la celda como “Vista”. En el caso de que su coeficiente sea menor que cualquiera de los calculados previamente, se etiquetara esa celda como “No vista”.

Figura 2 – Explicación cálculo cuenca visual (http://www.gabrielortiz.com)

En este ejemplo, vemos como la celda correspondiente al anillo 4 tiene un coeficiente “Rise/Run” de 0’1852, mayor que los coeficientes de los anillos anteriores, por lo tanto esa celda se etiquetará como “Vista”.

En cambio la celda correspondiente al anillo 5, tiene un coeficiente de 0’1817, menor que el correspondiente al anillo 4, por lo tanto, dicha celda se considera “No vista”.

Existen varios parámetros que repercuten en la realización del proceso, diferentes según el software y la herramienta utilizadas. En este caso, el software utilizado es ArcMap, y la herramienta utilizada pertenece a la extensión “Spatial Analyst” y esta denominada “Visibility”.

Los parámetros que permiten el control de la herramienta “Visibility” son los siguientes:

o SPOT

Define las elevaciones de la superficie de los puntos de observación. Si no es especificado, se determinará por interpolación bilineal.

o DESPLAZAMIENTO

Es la distancia vertical (en unidades de superficie) que debe añadirse al valor z de la ubicación en la superficie. Hay dos elementos de desplazamiento, “OFFSETA” y “OFFSETB”.

Figura 3 – Esquema parámetros de desplazamiento

OFFSETA: Distancia vertical en unidades de superficie que debe añadirse al valor “Z” del punto de observación.

OFFSETB: Distancia vertical en unidades de superficie que debe añadirse al valor “Z” de cada celda destino.

o ACIMUT

Los elementos del acimut definen los límites del ángulo horizontal del escaneo. La exploración procede en el sentido de las agujas del reloj del primer acimut al segundo. Los valores del ángulo se proporcionan en grados de 0 a 360, siendo 0 la orientación norte.

Figura 4 – Esquema parámetros acimut

AZIMUTH1: Angulo de inicio del rango de escaneo. AZIMUTH2: Angulo de finalización del rango de escaneo.

o ÁNGULO VERTICAL

El ángulo vertical define los límites del ángulo vertical del escaneo. Los ángulos se expresan en grados sexagesimales entre 90 y -90, donde los valores positivos representan ángulos sobre el plano horizontal, y los valores negativos representan los ángulos por debajo del plano horizontal. El plano horizontal (0 grados) se calcula sumando el valor z del punto de observación al valor de OFFSETA. Ambos ángulos verticales pueden ser negativos.

Figura 5- Esquema parámetros ángulos verticales

VERT1: Angulo horizontal superior de escaneo. VERT2: Angulo horizontal inferior de escaneo.

o RADIO

Los elementos de radio limitan la distancia de búsqueda cuando se identifican áreas visibles desde los puntos de observación. Las celdas que están más allá de una determinada distancia se pueden excluir del análisis.

Figura 6 – Esquema parámetros de radio

RADIUS1: Define la distancia inicial desde donde se determina la visibilidad. Las celdas más cercanas a la distancia de búsqueda no son visibles en la salida pero si intervienen en el cálculo de la visibilidad.

RADIUS2: Define la distancia límite de la búsqueda de visibilidad.

La siguiente imagen ilustra gráficamente cómo se controla un análisis de visibilidad.

Figura 7 – Esquema de parámetros de cálculo de visibilidad

El punto de observación se encuentra en la cima de la montaña a la izquierda (OF1 en la imagen). La dirección de la cuenca visual está dentro del cono que mira hacia la

derecha. Se puede controlar cuánto desplazar el punto de observación (por ej. la altura de la torre), la dirección hacia dónde mirar y qué tan alto y bajo mirar desde el horizonte.

Además de estos parámetros, se puede aplicar corrección de refracción y curvatura terrestre. Dichas correcciones se llevan a cabo cuando está presente la información de proyección para la superficie.

2.2.2. Línea de visión 3D

La forma de una superficie de terreno afecta en gran medida qué partes de la superficie puede ver alguien que permanece parado en un punto determinado. Qué es visible desde una ubicación es un elemento importante para determinar el valor de un inmueble, la ubicación de torres de telecomunicaciones o de fuerzas militares. El objetivo es determinar la visibilidad en una superficie de punto a punto a lo largo de una línea de visión determinada o a través de una superficie en una cuenta visual.

Figura 8 – Ejemplo de línea de visión 3D

Esta herramienta se encuentra en la extensión “3D Analyst” con el nombre de “Line Of Sight 3D” dentro del software ArcGIS 10.2.2.

Mediante este análisis obtenemos una línea entre dos puntos que muestra las partes de la superficie a lo largo de la línea que son visibles o que están ocultas para un observador. Determinando así si un punto es visible desde otro punto. Si el terreno oculta el punto de destino, puede ver dónde se encuentra la obstrucción y qué más puede verse o está oculto a lo largo de la línea de visión. Los segmentos visibles se muestran en verde y los segmentos ocultos se muestran en rojo. Un punto negro al inicio de la línea representa la ubicación del observador. Un punto azul representa el punto de obstrucción desde el observador al destino. Un punto rojo al final de la línea representa la ubicación de destino.

Figura 9 – Ejemplo 2 de línea de visión 3D

La utilización de esta herramienta requiere como entrada una entidad de tipo línea con los valores “Z” del observador y de la localización destino. Para ello se hace uso de otra herramienta también de la misma extensión de ArcGIS, denominada “Construct Sight Lines 3D”.

Dicha herramienta crea una entidad de tipo línea que representan líneas de visión de uno o más puntos de observador. Utilizando los valores de “Z” de los puntos observador y destino, crea una salida tridimensional que servirá de entrada en la herramienta “Line Of Sight 3D” anteriormente comentada.

2.3. PROGRAMACION DE SCRIPT PYTHON

Las herramientas propias del software SIG nos permiten realizar tareas de manera básica e intuitiva por medio de la interfaz propia de cada herramienta. Para realizar análisis más complejos con flujos de trabajo, procesado de datos por lotes, automatización y optimización de estos análisis, se puede hacer uso de lenguajes de programación para la creación de scripts que contengan las órdenes a llevar a cabo por el software SIG. El software utilizado ArcGIS, contiene el módulo ArcPy que permite la creación y ejecución de estos scripts.

2.3.1. Python Python es un lenguaje de programación interpretado cuya filosofía hace hincapié en una sintaxis que favorezca un código legible.

Se trata de un lenguaje de programación multiparadigma, ya que soporta programación orientación a objetos (en adelante “POO”), programación imperativa y,

https://es.wikipedia.org/wiki/Lenguaje_de_programaci%C3%B3n_interpretado

https://es.wikipedia.org/wiki/Programaci%C3%B3n_orientada_a_objetos

https://es.wikipedia.org/wiki/Programaci%C3%B3n_imperativa

en menor medida, programación funcional. Es un lenguaje interpretado, usa tipado dinámico y es multiplataforma.

La Programación Orientada a Objetos es un paradigma de programación que define los programas en términos de “clases de objetos”, objetos que son entidades que combinan estado (propiedades o datos), comportamiento (procedimientos o métodos) e identidad (propiedad del objeto que lo diferencia del resto). La programación orientada a objetos expresa un programa como un conjunto de estos objetos, que colaboran entre ellos para realizar tareas. Esto permite hacer los programas y módulos más fáciles de escribir, mantener y reutilizar.

2.3.2. ArcPy ArcPy es un paquete de Python que proporciona una manera útil y productiva de realizar análisis de datos geográficos, conversión de datos, administración de datos y automatización de mapas con Python, utilizando programación orientada a objetos.

ArcPy proporciona una rica experiencia Python nativa, que ofrece finalización de código (escriba una palabra clave y un punto para obtener una lista emergente de propiedades y métodos admitidos por esa palabra clave; seleccione uno para insertarlo), así como documentación de referencia para cada función, módulo y clase.

La ventaja adicional de utilizar ArcPy es que Python es un lenguaje de programación de uso general. Es un lenguaje interpretado con asignación dinámica de tipos, adecuado para el trabajo interactivo y la creación rápida de prototipos en programas únicos conocidos como secuencias de comandos, además de ofrecer potencia suficiente como permitir la escritura de aplicaciones grandes.

2.3.3. Ejecución de las instrucciones de Python Existen varias opciones para ejecutar los procesos programados mediante código Python. A continuación se muestran varias opciones:

Introducir líneas de código Python

1.- La Consola Python (command line) forma parte del programa de Python que se instala junto con la instalación de ArcGIS. En esta ventana podemos realizar trabajos de geoprocesamiento inmediatos o probar fragmentos de código que posteriormente formen parte de scripts más complejos.

Figura 10 – Captura ejecución Python sobre Command Line

La principal ventaja de este entorno es que no es necesario abrir la interfaz de ArcGIS para manejar y procesar información geográfica. La desventaja es que no tiene texto predictivo, por lo que a veces se hace difícil la implementación de los scripts en las primeras fases de aprendizaje de los usuarios.

2.- La Ventana de Python (Python window) de ArcGIS también es un intérprete interactivo de Python. A diferencia de la Consola de Python (command line) su uso es muy intuitivo, tiene texto predictivo, nos permite manejar los datos que tenemos a la vista y nos guía sobre los argumentos que se deben introducir en nuestras sentencias.

Figura 11 – Captura ejecución Python sobre ArcGIS

Ejecución script de Python (.py)

Un script de Python no es más que un simple archivo de texto guardado con extensión “.py”. Su complejidad (o su sencillez) está en las instrucciones que hayamos programado dentro de este archivo, desde el clásico “Hola Mundo” hasta procesar series de datos y generar salidas gráficas con ellos.

1.- En línea de comandos, llamando a “Python” seguido del nombre del script (con su ruta completa) más los argumentos si se requieren.

Figura 12 – Captura ejecución script de Python sobre línea de comandos

Esta opción es de gran utilidad en combinación con el programador de tareas de Windows, para programar la ejecución de scripts automáticamente.

2.4. FOTOGRAMETRÍA Y SISTEMAS UAV

La Fotogrametría, definida como la ciencia, arte y técnica de obtener información fiable de los objetos y su entorno mediante el registro, medida e interpretación de imágenes fotográficas y datos obtenidos a partir de energía electromagnética radiante y otros fenómenos, (definición del Manual de la Sociedad Americana de Fotogrametría), ha usado casi desde sus inicios a las fotografías como fuente primaria de información.

La fotografía no es más que el registro del haz perspectivo de rayos reflejados por el objeto por medio de una cámara. El uso de la fotografía como fuente de información aporta ventajas que no aportan métodos de topografía clásica:

El registro es total, continuo y objetivo

Alto rendimiento

No interacciona con el objeto a medir

Es de fácil manejo y conservación

El método que nos permite pasar la información bidimensional de las imágenes a información tridimensional es conocido como Método General de la Fotogrametría, para el que es necesario dos fotografías tomadas desde dos puntos de vista diferentes y a partir de la reconstrucción de la forma de cada uno de los haces y de su situación en el espacio con respecto a un cierto sistema de referencia, es capaz de proporcionarnos las coordenadas de cada uno de los puntos objetos (Pérez, J. A., 2001).

Convencionalmente el presente método se ha atribuido a la fotogrametría aérea clásica, sin embargo, en la actualidad el empleo de plataformas aéreas no tripuladas se presenta como un campo de gran interés en el ámbito de la fotogrametría.

Los dispositivos UAV (Unmanned Aerial Vehicle) nos permiten la captura de imágenes válidas para la realización de fotogrametría, acercándose a las tomadas mediante fotogrametría terrestre de objeto cercano, pero añadiendo puntos de vista de la fotogrametría aérea con alturas de vuelo mucho más reducidas. Estos dispositivos están en la actualidad en pleno proceso de desarrollo e implantación de manera legal en un mercado de trabajo cada vez más abierto al uso de esta tecnología debido a su enorme potencial.

CAPÍ TULO ÍÍÍ: PROPUESTA METODOLO GÍCA Y APLÍCACÍO N

PRA CTÍCA

3. PROPUESTA METODOLÓGICA Y APLICACIÓN PRÁCTICA

3.1. INTRODUCCIÓN

En este apartado, se detalla la propuesta metodológica y la aplicación práctica utilizada en la realización de los procesos llevados a cabo para la consecución de los objetivos del trabajo. Este capítulo se inicia con la presentación del fenómeno estudiado y la zona de trabajo así como los datos disponibles, el software y los recursos técnicos que se han empleado para la elaboración del trabajo. A continuación se desarrollan los aspectos prácticos relacionados con las distintas fases que productivas que conforman el citado proceso, partiendo de la fase de comprobación de un modelo digital del terreno a partir de un vuelo fotogramétrico , continuando con la obtención de un modelo 3D de una de las atalayas que conforman la red, mediante el uso de fotogrametría con UAV, y finalizando con la descripción de los procesos seguidos para la realización de los estudios de visibilidad de la red de atalayas, mediante sistemas de información geográfica y la utilización de lenguajes de programación, en este caso “Python” para la optimización de los análisis. También se describen los aspectos prácticos realizados en la comparación de los diferentes análisis de visibilidad.

3.2. PRESENTACIÓN DEL FENÓMENO ESTUDIADO Y LA ZONA DE TRABAJO

Como se indica en el apartado 1. Introducción, con este trabajo se pretenden desarrollar los conocimientos sobre tecnologías geoespaciales aplicados a la gestión del territorio, utilizando técnicas de captura, análisis, gestión y representación de información geográfica. El fenómeno objeto de estudio es el análisis y determinación de la ubicación óptima de una red de atalayas pertenecientes al Conjunto Monumental de la Fortaleza de la Mota, mediante la aplicación de técnicas geoespaciales.

La zona en la que se encuadra el proyecto de sitúa en España, en la comunidad Autónoma de Andalucía, en la provincia de Jaén.

Comunidad Autónoma de Andalucía

Provincia de Jaén

Dentro de la provincia de Jaén la zona de actuación se encuentra en el término municipal de Alcalá la Real, en la comarca de Sierra Sur.

Comarca de Sierra Sur

Término Municipal de Alcalá la Real

La zona se sitúa principalmente en la hoja 990-2 del M.T.N. a escala 1:25000, aunque forma parte también de las hojas colindantes, según muestra la siguiente imagen:

Figura 13 – Mapa de comunidades autónomas de España

Figura 15 – Mapa de comarcas de Jaén

Figura 14 – Mapa de provincias de Andalucía

Figura 16 – Mapa de términos municipales de la comarca de Sierra Sur

Figura 17 – Esquema hojas MTN 25 sobre Término Municipal

Alcalá la real, está presidida por el Conjunto Monumental de la Fortaleza de la Mota, y está junto con sus murallas, Torre de la Alcazaba y la red de atalayas ligada a la misma, está declarada Bien Cultural de Andalucía.

En torno a la Fortaleza de la Mota, se configuró un amplio dispositivo de atalayas cristianas y musulmanas, como llave del sistema fronterizo en la Baja Edad Media. Hoy día, muchas de esas atalayas han desaparecido o se han visto deterioradas, la disposición de las mejor conservadas es la siguiente.

Figura 18 – Esquema Red Atalayas existentes

3.3. RECURSOS MATERIALES Y SOFTWARE UTILIZADO

Para la realización de este trabajo se ha hecho uso del siguiente material técnico:

Estación fotogramétrica digital equipada con sistema de visión 3D.

Figura 19 – Estación fotogramétrica digital con sistema de visión 3D

Instrumentación GPS para la realización de apoyo fotogramétrico en campo en vuelo con UAV (GPS Leica System 1200), consistente en dos dispositivos, uno fijo y otro móvil, un trípode y jalón.

Sistema UAV Falcon 8 de Ascending Technologies equipado con cámara fotográfica Sony Nex-5.

Figura 20 – UAV Falcon 8 de Ascending Technologies

En cuanto a información proporcionada para ser utilizada como datos base en la realización de diversas tareas del proyecto, se encuentran:

Imágenes pertenecientes a vuelo fotogramétrico realizado a fecha Octubre de 2014, con un GSD de 26 cm, a una altura media sobre el terreno de 3055 m.

Parámetros de Orientación Directa de cada fotograma (X, Y, Z, Omega, Phi, Kappa), obtenidos mediante GPS y navegación inercial (INS).

Red de puntos de apoyo procesados, observados mediante GPS.

Modelo digital del terreno con paso de malla de 5 m en ETRS89 en formato ASCII, obtenido por estereocorrelación automática de vuelos fotogramétricos del PNOA, con resolución de 25 a 50 cm/pixel, o bien por interpolación a partir de la clase terreno de vuelos LIDAR del PNOA.

Además, se han utilizado las siguientes herramientas informáticas para el tratamiento de los datos y la obtención de productos finales:

Google Earth: para planificación del apoyo fotogramétrico en el vuelo con UAV.

Leica Geo Office: para el procesado de los datos GPS.

Socet Set 5.6: para la orientación de los bloques de fotografías y la comprobación y edición del MDT derivado del PNOA.

Agisoft Photoscan Proffesional Edition 1.1.6: para la orientación de las fotografías del vuelo con UAV y la obtención del modelo de la atalaya.

AscTec Navigator: para la planificación del vuelo UAV.

SAGA 2.2.2.: para tratamiento del modelo digital del terreno y obtención de productos base en los estudios de visibilidad.

ArcGIS for Desktop 10.2.2: para la realización de geoprocesamientos y de los diferentes estudios de visibilidad.

Windows Office 2010: para la generación de la documentación del trabajo y cálculos.

Notepad++: Para la redacción y edición de los scripts de Python.

La información referente al vuelo fotogramétrico digital, ha sido facilitada por el Excmo. Ayuntamiento de Alcalá la Real (Jaén).

Los demás recursos materiales, software y espacio de trabajo para la elaboración de este trabajo han sido facilitados por el Departamento de Ingeniería Cartográfica, Geodésica y Fotogrametría de la Escuela Politécnica Superior de Jaén.

3.4. OBTENCIÓN DEL MODELO DIGITAL DEL TERRENO

3.4.1. Introducción

En este apartado se describen los aspectos prácticos relacionados con la obtención del Modelo Digital del terreno del término municipal de Alcalá la Real, mediante un proceso de fotogrametría digital. A continuación se desarrollan las distintas fases productivas que conforman el citado proceso, partiendo de la descripción de la información de entrada (bloque fotogramétrico, parámetros de orientación, puntos de apoyo y modelo digital del terreno de referencia), la preparación de los datos, la orientación del bloque y la edición del modelo digital del terreno de referencia. El software utilizado ha sido Socet Set.

3.4.2. Preparación de los datos

A continuación se describe en detalle la información utilizada para la realización del proceso, diferenciando entre el bloque fotogramétrico, los parámetros de orientación, los puntos de apoyo y el modelo digital del terreno de referencia. A excepción del modelo digital del terreno, todos los demás datos han sido proporcionados por el Excmo. Ayuntamiento de Alcalá la Real (Jaén).

El bloque fotogramétrico

Se trata del conjunto de fotografías aéreas capturadas a partir de un vuelo fotogramétrico, que cubre totalmente el área de trabajo. Estos datos están dispuestos en varias pasadas sobre la citada área, con una geometría regular y una orientación Este-Oeste.

El bloque utilizado tiene las siguientes características:

CONCEPTO DESCRIPCIÓN

Número de pasadas 7

Número de fotografías 145

GSD (Ground Sample Distance) 26 cm

Altura media sobre el terreno 3055 m

Recubrimientos (Longitudinal/Transversal) 60 % / 45% Tabla 1 – Características del bloque fotogramétrico

La geometría de dicho bloque queda de la siguiente manera, sobre el término municipal de Alcalá la Real (Jaén).

Figura 21 – Disposición del bloque fotogramétrico sobre el término municipal

Parámetros de orientación

En cuanto a los datos para la orientación del bloque fotogramétrico nos encontramos por un lado con los parámetros con nos posibilitan la realización de la orientación interna, los cuales vienen especificados en el certificado de calibración de la cámara, y por otro lado los parámetros de orientación directa que sirven de aproximación inicial en la orientación externa.

La cámara utilizada para la captura de las imágenes es una UltraCam XpWa de Vexcel y los datos que nos proporciona su certificado de calibración son los mostrados en la Figura 22:

Figura 22 – Captura certificado de calibración de la cámara

En cuanto a los parámetros de orientación directa que facilitaran la medida automática de puntos homólogos en la orientación externa, son los siguientes:

- Coordenadas de los centros de proyección (X0, Y0, Z0), que definan la posición en el espacio de la cámara en cada disparo.

Parámetros angulares (Omega, Phi, Kappa), que definen la orientación en el espacio de la cámara en el momento de la exposición fotográfica.

A continuación se adjunta una muestra ejemplo de la los parámetros de orientación directa del bloque fotogramétrico:

Fotograma X0 Y0 Z0 Omega Phi Kappa

01_0001 417972,479 4154189,87 4234,743 0,05133 -0,11694 0,15318

01_0002 418999,372 4154188,11 4226,46 0,06703 -0,10683 -0,00398

01_0003 420030,79 4154201,74 4229,096 0,08441 -0,12129 0,02342

01_0004 421052,266 4154216,02 4238,989 0,05783 -0,09937 0,04144

01_0005 422085,972 4154220,33 4232,019 0,00711 -0,13997 0,03308

01_0006 423118,636 4154212,15 4229,908 0,07892 -0,13875 0,06462

01_0007 424148,245 4154202,6 4232,627 0,03979 -0,11929 0,10542

01_0008 425170,929 4154196,06 4234,334 -0,00614 -0,12109 0,18135

01_0009 426203,225 4154201,21 4236,242 0,02341 -0,1197 0,08226

01_0010 427232,562 4154217,3 4227,843 0,09279 -0,16838 0,04331

Tabla 2 – Muestra de parámetros de orientación directa

Puntos de apoyo

En cuanto a la información sobre el apoyo de campo para la orientación externa, debido a que el proyecto del que proviene la información estaba compuesto de varios vuelos a diferentes resoluciones, se dispone de un gran número de puntos de apoyo, aunque no es necesaria la utilización de todos ellos. La disposición de los puntos de apoyos sobre el bloque fotogramétrico es la mostrada en la Figura 23:

Figura 23 – Disposición de los puntos de apoyo sobre bloque fotogramétrico

Modelo Digital del Terreno de referencia

En cuanto al Modelo Digital del Terreno de referencia, se utiliza la información disponible en el centro de descargas del “Centro Nacional de Información Geográfica” del IGN, en concreto el denominado “MDT05”.

Contiene el Modelo digital del terreno con paso de malla de 5 m, con la misma distribución de hojas que el MTN50. Viene en formato de archivo ASCII matriz ESRI. El sistema geodésico de referencia de la información es ETRS89 y proyección UTM en huso 30 para este caso. Según la hoja de que se trate, se habrá obtenido de una de las dos siguientes formas: por estereocorrelación automática de vuelos fotogramétricos del Plan Nacional de Ortofotografía Aérea (PNOA) con resolución de 25 a 50 cm/pixel, revisada e interpolada con líneas de rotura donde fuera viable, o bien por interpolación a partir de la clase terreno de vuelos LIDAR del PNOA.

Se realiza la descarga de las cuatro hojas del MTN50 sobre las que se sitúa el término municipal de Alcalá la Real (0968, 0969, 0990, 0991), quedando la disposición de la información como muestra la Figura 24:

Figura 24 – Muestra del modelo digital del terreno de referencia

3.4.3. Importación de los datos

A continuación se describen los procesos seguidos para la importación y preparación de los datos en el software de gestión y tratamiento de datos fotogramétricos instalado en la estación fotogramétrica digital sobre la cual se van a llevar a cabo el resto de fases del proceso. Se definen cinco procesos seguidos:

Creación de proyecto: Se crea un nuevo proyecto en el que se almacenan todas las operaciones que se realicen en el proceso, asignándole a dicho proyecto la información sobre el sistema de coordenadas y la proyección usadas, y las cotas mínima y máxima aproximadas sobre el terreno.

Creación de cámara fotogramétrica: Se indica al software empleado (Socet Set), la cámara fotogramétrica empleada para la toma de las imágenes. Para ello se introduce la información del certificado de calibración, referente a la focal de la cámara, el formato de las imágenes, el tamaño del pixel y las coordenadas del punto principal.

Importación de las fotografías aéreas: A continuación se procede a la importación de las fotografías aéreas informando del formato de las mismas. Se indica en este proceso los parámetros de orientación directa proporcionados con el fin de ser una aproximación inicial en el posterior proceso de orientación externa.

Importación de los puntos de apoyo: Se incorporan al proyecto los puntos de apoyo facilitados en la información de entrada, necesarios para la posterior orientación del bloque de fotografías.

Generación de las pirámides de imágenes: Finalmente se han generado las pirámides de las fotografías de vuelo que componen el bloque, con el objetivo de obtener para cada imagen, varios niveles de resolución, facilitando la visualización de las mismas a distintos niveles de zoom, debido al gran tamaño y resolución de las imágenes.

3.4.4. Fase de orientación

La orientación fotogramétrica consiste en la reconstrucción del haz perspectivo (posición en el espacio y disposición angular) en el momento de la toma de la fotografía. La orientación del bloque fotogramétrico está constituido por dos fases: orientación interna y orientación externa.

Orientación interna

La orientación interna permite relacionar el sistema de coordenadas imagen con el sistema de coordenadas instrumento. El software Socet Set realiza una orientación interna automática mediante la definición de características de la cámara.

Orientación externa

La orientación externa permite relacionar el sistema de coordenadas instrumento con el sistema de coordenadas terreno. Para ello el software realiza la Aerotriangulación empleando el modelo matemático de Ajuste de haces. Para llevar a cabo la orientación externa del bloque, se lanza una medida automática de puntos de paso según un patrón de 3x3, es decir, 9 puntos de captura por cada fotografía. Socet Set realiza la

búsqueda de puntos comunes u homólogos en distintas fotografías, llevando a cabo la orientación relativa de las fotografías del bloque.

Realizado este proceso se lleva a cabo una revisión manual de puntos que hayan podido tener una medida errónea e incluso la medida manual de puntos que no han conseguido ser medidos, hasta conseguir un error medio cuadrático inferior a 0,6 pixeles.

A continuación, una vez llevada a cabo la orientación relativa, se han medido los puntos de apoyo. Esta medida se realiza de forma manual con la ayuda de las reseñas de dichos puntos, realizando así lo que se denomina como orientación absoluta de las fotografías del bloque.

El proceso se realiza de manera progresiva, midiendo unos pocos puntos al principio, resolviendo el cálculo, y añadiendo más puntos de control sucesivamente, ya que una vez se realiza el primer cálculo se obtienen residuos y la medida de los siguientes puntos de control será más sencilla.

Se procede de nuevo a la búsqueda automática de puntos de paso con un patrón más denso (5x5), realizando de nuevo el proceso con el fin de refinar lo máximo posible. Una vez se obtengan las medidas por debajo de la tolerancia exigida, daríamos por finalizada la orientación del bloque.

3.4.5. Comprobación del MDT de referencia

Una vez realizada la orientación del bloque fotogramétrico, procederemos a la comprobación y actualización del MDT de referencia utilizando el vuelo fotogramétrico. Para ello, visualizaremos el modelo digital del terreno sobre las imágenes, ya sea utilizando curvas de nivel, puntos del modelo o ambos.

Es una operación llevada a cabo por un operador, el cual de manera manual, va supervisando las zonas y editando en caso de que sea necesario, mediante la incorporación de líneas de rotura, adición o eliminación de puntos o corrección de errores por posibles cambios del terreno.

Una vez realizada toda la edición que se considere oportuna, obtenemos el modelo digital del terreno revisado, que será la base para los estudios de visibilidad.

3.5. OBTENCIÓN DEL MODELO 3D DE LA ATALAYA

A continuación se describen los aspectos prácticos relacionados con la obtención del modelo 3D de una de las atalayas que conforman la red de torres vigía de la Fortaleza de la Mota, describiendo el estudio previo de la zona, la realización del plan de vuelo, la obtención de los puntos de apoyo en campo, la orientación y procesado del bloque de imágenes y la obtención del modelo 3D de la atalaya.

3.5.1. Estudio previo de la zona

En primer lugar se procede a la elección de la atalaya a modelizar, decisión que se ha realizado teniendo en cuenta el estado de conservación de las diferentes atalayas, por lo que se ha escogido la Torre de la Moraleja, es de las que mejor conservadas se encuentran en la actualidad.

Figura 25 – Imagen de la atalaya objeto de estudio

Se realiza una visita a la zona con motivo de observar los posibles elementos que

puedan alterar la realización del vuelo, tales como redes eléctricas, arboles, acceso a la

zona etc.

3.5.2. Plan de vuelo

La realización del plan de vuelo ser realiza con el objetivo de captar la mayor información posible de la atalaya objeto de estudio, por lo que se realizan tomas desde diferentes ángulos y elevaciones.

El vuelo realiza varias pasadas circulares alrededor de la torre, con tomas oblicuas y tomas ortogonales a la vertical de la torre, además de una pasada con tomas cenitales para la parte superior de la misma. La ejecución del vuelo se dispone en dos partes debido al tiempo de vuelo disponible por la duración de las baterías, la estructura de cada vuelo es la siguiente:

Vuelo 1 En este vuelo se realizan una pasada circular, la cual rodea a la atalaya, que consta de 12 tomas fotográficas convergentes orientadas al centro de la torre (numeradas del 1 al 12), a una altura de 7 metros sobre el punto de despegue, con un ángulo de inclinación (Pitch) de 0 grados, dando lugar a fotografías ortogonales a la vertical de la torre. Por otro lado se realizan 4 tomas cenitales a una altura de 30 metros con el fin obtener información de la parte superior de la misma. La disposición y el resultado de las tomas es la mostrada en las Figuras 26 y 27:

Figura 26 – Captura de planificación de vuelo 1

Figura 27 – Muestras de las imágenes obtenidas en vuelo 1

Vuelo 2 En este vuelo se realiza otra pasada circular con centro en la torre, con 12 fotografías convergentes en este caso a una altura de 15 metros sobre el punto de despegue, y con un ángulo de inclinación (Pitch) de 15 grados, dando lugar a tomas oblicuas con el fin de obtener información de zonas sin visibilidad desde los puntos anteriores. La disposición y resultado de las mismas es la mostrada en las Figuras 28 y 29

Figura 28 – Captura planificación de vuelo 2

Figura 29 – Muestra de imagen obtenida en vuelo 2

3.5.3. Apoyo de campo

Previo a la ejecución del vuelo se realiza la toma del apoyo de campo que servirá de base para la orientación del mismo. Para la realización de dicho apoyo se posicionan sobre el terreno una serie de dianas distribuidas de manera que cubran la mayor parte de la zona a volar, las cuales serán visibles posteriormente en las imágenes captadas en el vuelo.

La georreferenciación de estas dianas se realiza mediante técnicas GPS, utilizando metodología RTK con posterior post-proceso de la base utilizada. Una vez realizado el levantamiento del apoyo de campo se procesan las observaciones utilizando el software Leica Geo Office, utilizando las estaciones observación permanentes de “Ujaen”,de “Cabra” y de “Granada”, pertenecientes a la “Red de Posicionamiento Andaluza” obteniendo así las coordenadas en el sistema de referencia del proyecto para cada una de las dianas establecidas.

A continuación en la Figura 30 se adjuntan dos imágenes con la disposición y la forma de las dianas.

Figura 30 – Disposición en campo de las dianas y detalle de una de ellas

3.5.4. Orientación de las fotografías

La fase de orientación fotogramétrica es realizada mediante el software Photoscan de Agisoft.

La orientación interna se realiza automáticamente al ejecutar la importación de las imágenes mediante la lectura de la información “exif” de las imágenes originales.

La orientación externa se realiza en varios pasos. Por un lado el proceso de orientación relativa, el cual está completamente automatizado, puesto que el software utiliza la búsqueda de puntos homólogos mediante radiometría para su realización.

Seguidamente, el proceso de orientación absoluta requiere de la medida de puntos de control por parte del operador. El flujo de trabajo se agiliza en cuanto se realiza la medición de tres puntos de control, puesto que el sistema realiza una orientación aproximada con solo estos tres puntos. A partir de aquí, la medición se facilita ya que el sistema se sitúa próximo a cada uno de los correspondientes puntos de control.

Para optimizar el proceso se aplican “máscaras” que limitan el rango de búsqueda de puntos homólogos a la zona deseada, en este caso, se limita la búsqueda a la zona correspondiente a la atalaya. A continuación se adjunta captura del proceso (Figura 31).

Figura 31 – Captura de disposición de las cámaras en orientación y detalle de punto de control

Es importante destacar que dado que la cámara utilizada es una cámara convencional no métrica, la cual no dispone de certificado de calibración y donde los parámetros de distorsión pueden ser importantes, es necesario llevar a cabo un proceso de calibración de la misma. La aplicación Photoscan permite realizar esta operación ene l proceso de orientación, introduciendo estos parámetros en el ajuste del bloque fotogramétrico. La calibración realizada contempla el ajuste de la distancia focal f, punto principal y el polinomio de distorsión radial simétrica (k1, k2, k3).

La orientación queda resuelta cuando el error medio cuadrático es inferior a 2/3 píxeles e inferior a la calidad posicional media de los puntos de control utilizados. A continuación se adjunta una tabla resumen de los resultados de orientación obtenidos.

Marker X/East Y/North Z/Altitude Error (m) Error (Pixel)

A21 419810,756 4144739,630 1034,806 0,022 0,585

A22 419806,473 4144729,345 1034,581 0,013 0,363

A23 419819,129 4144724,929 1032,401 0,017 0,275

A24 419823,090 4144740,543 1034,888 0,021 0,283

A25 419814,078 4144745,569 1035,315 0,011 0,334

A26 419806,460 4144736,529 1035,417 0,017 0,636

A27 419814,685 4144727,894 1033,481 0,012 0,611

A28 419822,599 4144733,187 1033,604 0,031 0,287

A30 419813,699 4144745,501 1035,304 0,016 0,566

# Total error 0,019 0,452 Tabla 3 – Resultados de orientación

3.5.5. Obtención del modelo

Una vez resuelta la orientación se procede a la obtención del modelo de la torre, este proceso se divide en varios pasos.

En primer lugar, se densifica la nube de puntos obtenida en el proceso de orientación de las imágenes mediante técnicas de correlación automática implementadas en Phostoscan. Esta nube de puntos contiene ruido procedente de elementos que no son interés del proyecto, como la vegetación que bordea a la torre o los posibles fragmentos del terreno reconstruidos, por lo que se procede a la depuración manual de la nube. Una vez realizado este proceso la nube tiene este aspecto:

Figura 32 – Captura de nube de puntos densa

A continuación, se realiza la construcción de la malla a partir de esta nube de puntos densa, sobre la que se aplicara la textura, dando lugar al modelo final.

Figura 33 – Captura de malla con textura

3.6. ESTUDIOS DE VISIBILIDAD

3.6.1. Introducción

En este apartado se describen los aspectos prácticos de los estudios de visibilidad realizados, diferenciando entre los análisis realizados a la red de atalayas ligadas a la Fortaleza de la Mota existente y la determinación de la ubicación óptima de la red de atalayas para la Fortaleza de la Mota en el T. M. de Alcalá la Real (Jaén). También se incluyen en este apartado las consideraciones tenidas en cuenta para la comparación de los resultados obtenidos entre los dos estudios.

3.6.2. Consideraciones previas

A la hora de realizar los estudios de visibilidad existen varios parámetros que debemos establecer a priori, que condicionan el resultado de dichos estudios.

Altura de las atalayas

La altura de las atalayas viene definida tras el conocimiento de las características geométricas de la atalaya objeto de estudio en la obtención del modelo 3D mediante fotogrametría con UAV, ya que es de las mejor conservadas. Debido al deterioro de la mayoría de las atalayas existentes, es imposible el conocimiento real de la altura de las mismas, que a su vez, no tendría por qué se similar en todas ellas. A efectos de análisis, se establece una altura de 10 metros.

Radio máximo de visibilidad

A la hora de realizar los análisis de visibilidad, se debe establecer el parámetro de límite máximo de visibilidad, puesto que si no se especifica, el software lo considera por determinado como infinito, es decir, la extensión del ráster sobre el que se ejecute el análisis. El límite de visibilidad del ojo humano es difícil de establecer, puesto que depende de condiciones externas, puede verse afectado por meteorología, puede que se utilizaran elementos de ayuda a la visión como anteojos, además de que las señales podían ser de fuego, ayudando a la percepción de la señal. Debido a esto se realiza un análisis de la distancia media entre la Fortaleza y las atalayas, ya que se conoce que la Fortaleza no tiene conectividad visual con todas ellas se establece como límite máximo de visibilidad una aproximación a la media de estas distancia.

A efectos de realización de los estudios, se establece un límite máximo de visibilidad de 6000 m. El cambio de este valor no afectaría a la programación de los script, si a los resultados obtenidos.

Figura 34 – Esquema de radio máximo de visibilidad

3.6.3. Estudio de red de atalayas existente

En este apartado se describen los diferentes procesos seguidos para el estudio de visibilidad de la red de atalayas existentes, realizando análisis de terreno visible por la red y visibilidad entre elementos de la red.

Preparación de los datos

La recopilación de la información geográfica tanto de la red de atalayas como de la Fortaleza de la Mota, se han realizado en la medida de lo posible utilizando restitución fotogramétrica sobre el vuelo fotogramétrico del T. M. De manera que la posición planimétrica de las atalayas que conservan su estructura como la posición, en este caso también altimétrica, del observador en la Fortaleza de la Mota, se ha obtenido mediante restitución fotogramétrica. Existen atalayas que por el deterioro sufrido no son visibles a la escala del vuelo fotogramétrico, por lo que su posición ha sido proporcionada por el Excmo. Ayuntamiento de Alcalá la Real en formato CAD.

Visibilidad hacia terreno

Los procesos seguidos para el análisis de visibilidad efectiva sobre el terreno de la red de atalayas y de la Fortaleza de la Mota, se basan en los fundamentos descritos en el apartado “2. Fundamentos teóricos” como “Cuencas Visuales”. El proceso a seguir se ha realizado mediantes script en Python para ArcGIS, dicho script sigue el siguiente proceso:

Figura 35 – Diagrama esquema general

Como entradas en el proceso:

- Archivo de tipo punto de la red de atalayas. - Archivo de tipo punto de la Fortaleza de la Mota. - Archivo ráster con el modelo digital del terreno del T. M. de Alcalá la Real.

Los parámetros usados en el cálculo de visibilidad de la red de atalayas son:

PARÁMETRO DESCRIPCIÓN VALOR

OFFSETA Altura de las atalayas definida en consideraciones previas 10 m

OFFSETB Altura de destino, en este caso, hacia terreno 0 m

RADIUS1 Distancia de inicio, desde la misma torre 0 m

RADIUS2 Distancia final, definida en consideraciones previas 6000 m Tabla 4 – Parámetros de cálculo de visibilidad

Los parámetros usados en el cálculo de visibilidad de la Fortaleza de la Mota son:


OFFSETA Altura de restitución fotogramétrica, valor en archivo “OFFSETA”


RADIUS1 Distancia de inicio, desde la misma Fortaleza 0 m

RADIUS2 Distancia final, definida en consideraciones previas 6000 m Tabla 5 - Parámetros de cálculo de visibilidad

Una vez realizamos estos dos procesos de cálculo de visibilidad, mediante

geoprocesamiento en ArcGIS, los unimos, obteniendo así la visibilidad sobre el terreno

de la Fortaleza de La Mota y su red de atalayas.

Visibilidad entre elementos

En este apartado se describen los procesos seguidos para la determinación de la visibilidad entre los diferentes elementos de la red, diferenciando entre visibilidad entre la red de atalayas y visibilidad entre dicha red y la Fortaleza de la Mota. Estos procesos se han llevado a cabo según los fundamentos descritos en el “Capítulo 2. Fundamentos teóricos” con el nombre de ¨Línea de Visión”.

Visibilidad entre atalayas

En este proceso se analiza la visibilidad entre las atalayas, teniendo en cuenta el radio máximo de visibilidad y la altura de las atalayas, ambos factores establecidos en las consideraciones previas. El proceso seguido es el siguiente:

- Las entradas en este proceso son la red de atalayas y el modelo digital del terreno.

- Mediante un ciclo iterativo que realiza un buffer con la distancia establecida como radio de visibilidad máximo en las consideraciones previas,

calculamos las atalayas que se encuentra dentro de esa distancia en referencia a cada atalaya.

- Posteriormente construimos las líneas de visión, utilizando la altura de cada atalaya para obtener la línea en tres dimensiones.

- Mediante la intersección de estas líneas con el Modelo Digital del Terreno, obtenemos los resultados de visibilidad entre todos los elementos de la red de Atalayas.

A continuación se adjunta un diagrama de flujo del proceso:


Visibilidad entre atalayas y la Fortaleza

En este apartado se analiza la visibilidad entre la red de atalayas y la Fortaleza de la Mota, teniendo en cuenta el radio máximo de visibilidad y la altura de las atalayas,

ambos factores definidos en las consideraciones previas. El proceso seguido en el análisis es el siguiente:

- Como entradas en el proceso tenemos, la red de atalayas, la posición de la Fortaleza de La Mota y el Modelo Digital del Terreno.

- Se aplica un buffer con centro en la Fortaleza y distancia la establecida como radio máximo de visibilidad, el cual se intersecta con la red de atalayas, obteniendo así las posibles atalayas vistas por la Fortaleza.

- A continuación se construyen las líneas de visión entre la Fortaleza y dichas atalayas, utilizando la altura de las atalayas y de la Fortaleza para obtener la línea en tres dimensiones.

- Mediante la interacción de las líneas y el Modelo Digital del Terreno según el proceso explicado en los fundamentos teóricos como “Line Of Sight 3D”, obtenemos los resultados de visibilidad entre La Fortaleza y la red de atalayas.

El diagrama de flujo seguido en el proceso es el siguiente:


3.6.4. Determinación de ubicación óptima

Este apartado contiene la descripción de los procesos seguidos para la determinación de la ubicación óptima de la red de atalayas de la Fortaleza de la Mota. El cálculo de la ubicación óptima viene precedido de la imposición de algunos factores que determinan el modo de realizar el proceso y el resultado final. Es por esto, por lo que este proceso se ha realizado de dos maneras diferentes, ambas válidas, pero cada una de ellas atendiendo a unas imposiciones previas.

Los métodos de determinación de la ubicación óptima de la red de atalayas son los siguientes:

- Red de atalayas en anillos concéntricos (Simulación 1) - Red de atalayas ramificada (Simulación 2)

Preparación de los datos En este caso, solo es necesaria la información geográfica de la Fortaleza de La Mota, la cual parte como elemento principal del que parte la red de atalayas en ambas simulaciones. Dicha información, al igual que en estudio de la red de atalayas existente, procede de la restitución fotogramétrica usando estación fotogramétrica con sistema de visión en estéreo.

Por otro lado, las posibles ubicaciones de la red de atalayas dependen directamente del modelo digital del terreno. Para disminuir los tiempos de procesamiento y realizar una búsqueda más optimizada, se ha realizado una extracción y filtrado de máximos locales atendiendo a su altitud del modelo digital del terreno.

Los máximos locales se definen como puntos, que son máximos en relación a unos puntos vecinos analizados. La extracción de dichos puntos se ha realizado con el software SAGA (System for Automated Geoscientific Analyses), mediante una herramienta denominada “Local Minima and Maxima”.

Figura 38 – Proceso cálculo de máximos locales (SAGA)

Debido a que la vecindad tenida en cuenta en el algoritmo es pequeña en relación a la magnitud del terreno que estamos analizando, el número de máximos locales obtenido sigue siendo elevado para una simulación optimizada en tiempo.

Por esto se realiza un filtrado de estos puntos de manera que el número de ubicaciones posibles para la red de atalayas disminuya para un proceso más veloz. Este proceso es llevado a cabo mediante la obtención de la triangulación a partir de los máximos locales y a continuación se crea una nueva triangulación a partir de esta indicando un factor de tolerancia en “Z”, con el fin de reducir el número de vértices de dicha triangulación. Por último, se convierte esta triangulación de nuevo en nodos, obteniendo los puntos definitivos que serán base en las simulaciones de ubicación óptima.

Una vez se realiza este proceso, tendríamos los todos los datos de entrada para las simulaciones, los cuales son:

- Información geográfica de la Fortaleza de la Mota - Modelo Digital del Terreno. - Máximos locales como ubicaciones posibles de la red de atalayas.

Consideraciones previas

Durante el proceso de determinación de la ubicación óptima de atalayas, se deben establecer parámetros limitadores para que el sistema considere terminado el proceso. Para poner fin al proceso y establecer la red proyectada como definitiva, se ha establecido un mínimo de superficie de visibilidad que cada atalaya debe añadir a la superficie ya vista por la red. Para la definición de este parámetro se realiza un estudio de los valores de área que va añadiendo cada elemento a medida que se incrementa el número de iteraciones. Previamente a la obtención definitiva se realiza un proceso con

número de iteraciones suficientes para estimar el comportamiento del proceso. De ese procedimiento a priori, se obtienen los siguientes resultados.

Figura 39 – Área visible añadida por cada atalaya

Figura 40 – Porcentaje área del T.M. cubierta

Como se puede apreciar en los gráficos anteriores, en los que se describen los valores de área añadida por cada elemento y evolución del porcentaje de área cubierta del término municipal, desde la iteración 12 hasta la 19, a partir de la iteración 14, se produce una estabilización de los valores de superficie añadida por cada elemento nuevo, por debajo de las 100 hectáreas, además se aprecia que el incremento de porcentaje de área cubierta por cada elemento es menor del 1%.

Es por esto que como condición de superficie para la adición de un nuevo elemento a la red se establece siguiente valor:

0

50

100

150

200

250

12 13 14 15 16 17 18 19

He

ctár

eas

Atalaya

Área visible añadida por cada atalaya

Área

656667686970

12 13 14 15 16 17 18 19

%

Atalaya

Porcentaje área del T.M. cubierta

% Área cubierta red proyectada

Condición de superficie X = 100 hectáreas

Simulación 1 – Red de atalayas en anillos concéntricos

En este apartado se describen los procesos seguidos para la obtención de la ubicación de la red de atalayas de la Fortaleza de La Mota de manera que formen una red de anillos concéntricos, minimizando el número de comunicaciones que se deberían de realizar para alertar a la fortaleza de cualquier incidencia. La disposición seguiría este esquema:

Figura 41 – Esquema método de anillos concéntricos

De esta manera, la Fortaleza tendría comunicación visual con el primer anillo de

atalayas y viceversa, pero a su vez el primer anillo tendría comunicación visual con el

segundo anillo de atalayas, formando como mínimo una comunicación uno a uno. De

esta manera y teniendo como ejemplo este esquema, cualquier incidencia se

comunicaría a la Fortaleza en un máximo de dos pasos, uno por cada anillo.

El proceso seguido en la realización de este método sigue el siguiente esquema:


En primer lugar como entradas en el proceso tenemos los siguientes datos:

- Modelo Digital del Terreno (MDT)

- Punto de observación de la Fortaleza de la Mota (Obs. Mota)

El primer paso siguiendo el esquema es la obtención de las posibles ubicaciones de las

atalayas (Pos_Obs_0), este proceso es el detallado anteriormente en el apartado

“Preparación de los datos”, en el que se obtenían los máximos locales y se realizaba un

filtrado de los mismos.

A continuación se realiza el cálculo de visibilidad desde el punto de observación de la

Fortaleza, diferenciando entre dos opciones:

- Visibilidad de la Mota hacia terreno: En este caso se realiza el cálculo de la

visibilidad desde la Fortaleza teniendo como puntos de destino el terreno

propio del modelo. Obtenemos la superficie denominada “SUP1_i”, donde

“i” define la numeración de las iteraciones realizadas en el proceso. .Los

parámetros usados en este cálculo son los siguientes:




RADIUS1 Distancia de inicio, desde la misma Fortaleza 0 m


- Visibilidad de la Mota hacia atalayas: En este caso, se realiza el cálculo de la

visibilidad desde la superficie de la Fortaleza hacia puntos a la altura sobre

el terreno considerada para las atalayas, ya que con estos valores se

obtiene la visibilidad que tendría la Fortaleza hacia posibles torres. EL radio

inicial de búsqueda definirá la distancia mínima de ubicación de una torre

con respecto a la Fortaleza. Obtenemos la superficie denominada “SUP2”.

Los parámetros usados en el cálculo son los siguientes:



OFFSETB Altura de destino, en este caso, hacia atalayas. 10 m

RADIUS1 Distancia de inicio, distancia mínima de ubicación de torre. 1000 m


A continuación se procede a la obtención del primer anillo de atalayas, procedimiento

denominado “Red_Torres 1”. Dicho proceso sigue el siguiente esquema:

Figura 43 – Diagrama Red Torres 1

En este procedimiento tenemos como datos de entrada los siguientes:

- Modelo Digital del Terreno (MDT).

- Posibles ubicaciones de la atalayas (Pos_Obs_0).

- Superficie de visión de la fortaleza hacia terreno (SUP1_i).

- Superficie de visión de la fortaleza hacia atalayas (SUP2).

En primer lugar realizamos el procedimiento denominado en el esquema como

“Posibles Ubicaciones de Torres”, en el que se realiza la obtención de las posibles

ubicaciones de las atalayas correspondientes al primer anillo. El proceso es el

siguiente:

Figura 44 – Diagrama Posibles Ubicaciones de Torres

Realizamos la intersección de las posibles ubicaciones obtenidas en el primer proceso

(Pos_Obs_0) con la superficie de visión de la Fortaleza hacia atalayas (SUP2),

obteniendo así las posibles ubicaciones de las atalayas en el primer anillo (Pos_Obs_1).

Siguiendo el esquema del procedimiento “Red_Torres 1”, a continuación se procede al

cálculo de la visibilidad de todas esas posibles ubicaciones (Pos_Obs_1), los

parámetros usados en ese procedimiento son los siguientes:


OFFSETA Altura de observador en atalaya 10 m

OFFSETB Altura de destino, en este caso, hacia terreno. 0 m

RADIUS1 Distancia de inicio, desde la misma atalaya. 0 m


Una vez obtenida la superficie de visibilidad para cada una de las posibles ubicaciones

del primer anillo, pasamos al procedimiento denominado como “Búsqueda Torre”.

Dicho procedimiento trata de encontrar la ubicación más óptima de entre las posibles,

siguiendo el siguiente esquema:

Figura 45 – Diagrama Búsqueda Torre

Las entradas para este procedimiento son las siguientes:

- La visibilidad de todos los puntos posibles del primer anillo (Vis_Pos_Obs_1)

- La superficie de visión de la Fortaleza hacia terreno (SUP1_i)

Se obtiene la diferencia de superficie entra la visibilidad de cada posible torre

(Vis_Torre_i) y la superficie de referencia (que en este caso es la superficie de

visibilidad de la Fortaleza “SUP1_i”), de manera que al final del proceso iterativo

obtenemos la ubicación que obtiene la máxima diferencia, es decir, la ubicación que

añade más superficie de visibilidad a la ya propia de la Fortaleza.

Una vez realizado este procedimiento, siguiendo con el flujo de trabajo del esquema

“Red Torres 1”, a continuación se aplica una condición, la cual cuestiona si la superficie

de visibilidad añadida por la ubicación obtenida en el procedimiento “Búsqueda Torre”

es mayor que un valor “X”, el cual se especificará posteriormente. Según la respuesta a

esa condición se seguirá un proceso u otro, las dos opciones son:

Resultado de la condición = “SI”

En este caso la ubicación obtenida en el proceso pasará a formar parte de la red de atalayas del primer anillo, y su superficie de visibilidad se sumará a la superficie de visibilidad de referencia, que en la primera iteración corresponde a la visibilidad de la Fortaleza, formando una nueva superficie de visibilidad denominada “SUP1_i” donde “i” corresponderá al número de la iteración. Seguidamente el proceso vuelve a la búsqueda de la siguiente atalaya volviendo al procedimiento “Búsqueda Torre”.

Resultado de la condición = “NO”

El proceso se dirige de nuevo a otra condición, la cual controla el número de veces que se repite el proceso sin cumplir la condición anterior. En caso de que el número de veces sea menor que el factor “Y” (número de veces que se pretenda realizar el proceso sin cumplir la condición de superficie), se sigue el mismo procedimiento que en el paso anterior, con la salvedad de que las salidas llevaran el sufijo “Temp”, con el objetivo de diferenciarlas de las que si cumplen la condición de superficie. El proceso volvería de nuevo a la búsqueda de más torres hasta que se realice el número de veces especificado en el factor “Y”.

Una vez finalice este procedimiento tendríamos nuestra red de atalayas correspondientes al primer anillo “Red_Torres_1”. A continuación seguimos con el procedimiento denominado “Red_Torres 2”. Este procedimiento sería el mismo en el caso de que se realizasen más anillos. El esquema de procesos a seguir es el siguiente:

Figura 46 – Diagrama Red Torres 2

Las entradas en este procedimiento son las siguientes:

- El Modelo Digital del Terreno (MDT) - Posibles ubicaciones de la atalayas (Pos_Obs_0).

- La red de atalayas del primer anillo (Red_Torres_1)

- La superficie de referencia resultante del primer anillo (SUP1_i), la cual

contiene la superficie de visibilidad de todas las atalayas del primer anillo y

de la fortaleza.

En primer lugar, con el fin de distinguir los resultados de cada anillo, realizamos una

copia de la superficie de referencia y la denominamos “SUP3_i”.

A continuación, se lleva a cabo el procedimiento “Posibles Ubicaciones de Torres”, que

en este caso tiene alguna diferencia con el anterior. Dicho procedimiento se explica a

continuación, según el siguiente esquema:

Figura 47 – Diagrama Posibles Ubicaciones de Torres

En primer lugar, se realiza el cálculo de la visibilidad de la red de atalayas del primer anillo (Red_Torres_1), teniendo como puntos de destino, los situados sobre el terreno a la altura definida de las atalayas, diferenciando al igual que al inicio del estudio entre visibilidad hacia terreno y visibilidad hacia atalayas. Los parámetros utilizados en el cálculo de la visibilidad son los siguientes:



OFFSETB Altura de destino, en este caso, hacia atalayas 10 m



Obtenemos de este proceso la superficie de visibilidad hacia otras atalayas (SUP4_Torres) de la red de atalayas del primer anillo. Una vez obtenida esta superficie, obtenemos su diferencia con respecto a la superficie de visibilidad hacia atalayas de la Fortaleza de la Mota (SUP2), quedando así una superficie de búsqueda que no incluya zonas ya utilizadas, denominada “SUP4”. Intersectamos esta superficie con las posibles ubicaciones de atalayas iniciales (Pos_Obs_0), obteniendo así las posibles ubicaciones de atalayas para el anillo 2 (Pos_Obs_2).

Siguiendo con el procedimiento denominado “Red_Torres 2”, se calcula la visibilidad hacia terreno de cada una de las posibles ubicaciones obtenidas en el proceso anterior, utilizando los siguientes parámetros:






Obtenemos así las visibilidades de cada una de las posibles ubicaciones (Vis_Pos_Obs_i), siendo “i” el anillo correspondiente.

A continuación, se realiza de nuevo el procedimiento de “Búsqueda Torre”, al igual que en el primer anillo, solo que la superficie de referencia en este caso es la denominada “SUP3_i”, la cual contiene la superficie de visibilidad de la red de atalayas del anillo 1 y se obtuvo al principio del procedimiento correspondiente al anillo 2. Este y los procesos siguientes siguen la misma estructura que en el anillo 1, buscando la ubicación que más superficie añada a la ya vista por la red de atalayas del anillo 1,

comprobando si cumple la condición de superficie, iterando las veces necesarias hasta que no cumpla la condición de superficie y se realice el proceso las veces impuestas por el contador de iteraciones temporales.

Finalizados todos los procesos, obtendríamos nuestra red total de atalayas formada conjuntamente por las redes de atalayas de cada uno de los anillos calculados.

Por último, como paso final del proceso, se exportan como tablas Excel los datos

correspondientes a la identificación de cada atalaya, su superficie de visibilidad hacia

terreno y la superficie de visibilidad que añade en el proceso.

Por otro lado, para comprobación de los resultados obtenidos, se realiza el análisis de

“Visibilidad entre elementos” explicado en el apartado de “Estudio de la red de

atalayas existente”, utilizando la red de atalayas obtenida en el proceso.

Simulación 2 – Red de atalayas ramificada

En este apartado se describen los aspectos prácticos para la determinación de la ubicación óptima de la red de atalayas de la Fortaleza de la Mota de manera que formen una red lineal, en la que cada elemento se comunique con otro en una relación como mínimo de uno a uno. La disposición de las atalayas seguiría el siguiente esquema:

Figura 48 – Esquema método red ramificada

Como se puede apreciar en la imagen anterior, según esta metodología, cada elemento de la red, incluida la Fortaleza, no necesariamente tiene conectividad visual con más de un elemento, como se puede ver, existen torres que solo son vistas por otra torre, y la comunicación de incidencias, según la imagen puede llegar a necesitar del paso por tres elementos para su llegada a la Fortaleza.

El esquema que sigue el proceso es el siguiente:


El inicio del proceso es similar al método de anillos concéntricos, se inicia con la obtención de las posibles ubicaciones a partir de la extracción de máximos locales del Modelo Digital del Terreno y el filtrado de los mismos según se describe en el apartado “Preparación de los datos”.

A continuación se calcula la visibilidad de la Fortaleza de la Mota en las dos variedades (hacia terreno y hacia atalayas), al igual que en el método anterior, con la salvedad de la notación de la superficie de visibilidad hacia atalayas, en este caso “SUP2_i”.

Una vez realizados estos procesos, se realiza el procedimiento denominado “Búsqueda Torre”, en el que procedemos a la búsqueda de la ubicación de la atalaya más óptima para nuestra red. El esquema seguido por este procedimiento es el siguiente:

Figura 50 – Diagrama Búsqueda Torre

Las entradas en el proceso son las siguientes:

- Modelo Digital del Terreno (MDT) - Posibles ubicaciones de las atalayas iniciales (Pos_Obs_0) - Superficie de visibilidad hacia terreno de referencia (en primer caso la de la

Fortaleza “SUP1_i”) - Superficie de visibilidad hacia atalayas de referencia (en primer caso la de la

Fortaleza “SUP2_i”)

El primer paso que se lleva a cabo en el procedimiento “Búsqueda Torre” es la obtención de las posibles ubicaciones para la primera atalaya, proceso denominado “Pos_Ubicaciones2”, su esquema es el siguiente:

Figura 51 – Diagrama Posibles Ubicaciones 2

Se realiza la intersección de las posibles ubicaciones de atalayas iniciales (Pos_Obs_0) con la superficie de visibilidad hacia atalayas de referencia (SUP2_i), obteniendo así las posibles ubicaciones en las que puede encontrarse la siguiente atalaya de la red, salida denominada “Pos_Obs_i”, donde “i” se corresponde con el número de iteraciones realizadas.

Una vez obtenidas las posibles ubicaciones, procedemos al cálculo de visibilidad hacia terreno de todas las ubicaciones, siguiendo el proceso determinado en el esquema “Búsqueda Torre”. Los parámetros usados en el cálculo de visibilidad son los siguientes:






Una vez obtenida la visibilidad de cada una de las ubicaciones posibles, se calcula la diferencia de esa visibilidad con la superficie de visibilidad hacia terreno de referencia (SUP1_i), obteniendo ubicación que suponga la mayor diferencia con respecto a esa superficie.

Siguiendo con el proceso general y al igual que en el método de anillos concéntricos, se aplica una condición de superficie, a la obtenida como mayor diferencia en el proceso anterior. Según la condición en relación con el factor “X”, se obtienen dos salidas:

Resultado de la condición = “SI”

En caso de que la condición sea superada satisfactoriamente, la ubicación determinada en el proceso anterior se convierte en atalaya que conforma la red. Seguidamente, se realiza el procedimiento denominado como “Aumento Red”, el cual sigue el siguiente esquema:

Figura 52 – Diagrama Aumento Red

En dicho proceso tenemos como datos de entrada los siguientes:

- La atalaya definida en el proceso anterior (Torre_i) - La superficie de visibilidad hacia terreno de referencia (SUP1_i) - La superficie de visibilidad hacia atalayas de referencia (SUP2_i) - La superficie de visibilidad hacia terreno de la atalaya definida en el proceso

anterior (Vis_Torre_i)

A continuación se calcula la visibilidad hacia atalayas de la atalaya definida en el proceso anterior, utilizando los parámetros correspondientes para visibilidad hacia otras atalayas, los cuales son:



OFFSETB Altura de destino, en este caso, hacia atalayas. 10 m



De este proceso obtenemos la superficie de visibilidad denominada “Vis2_Torre_i”. Seguidamente se llevan a cabo dos geoprocesos de unión:

Unión de la superficie de visibilidad hacia atalayas de referencia (SUP2_i) y la superficie de visibilidad hacia atalayas determinada en el proceso anterior (Vis2_Torre_i), obteniendo así una nueva superficie de visibilidad de referencia (SUP2_i).

Unión de la superficie de visibilidad hacia terreno de referencia (SUP1_i) y la superficie de visibilidad hacia terreno definida en las entradas del procedimiento (Vis_Torre_i), obteniendo así una nueva superficie de visibilidad hacia terreno de referencia (SUP1_i).

Realizados estos geoprocesos, según indica el esquema general, se procede de nuevo a la búsqueda de una nueva atalaya, siguiendo el procedimiento “Búsqueda Torre”, iterando este proceso mientras la condición de superficie devuelva el valor “SI”.

Resultado de la condición = “NO”

En caso de que la condición de superficie devuelva el valor “NO”, se aplica de nuevo otra condición, en este caso un contador que regula el número de iteraciones que se pretendan realizar sin cumplir la condición de superficie. Mientras esta condición devuelva el valor “SI”, se lleva a cabo un procedimiento similar al anterior de “Aumento Red”, con la salvedad que en la nomenclatura de las salidas, se añade el sufijo “Temp” para diferenciar de las obtenidas anteriormente.

Una vez la condición de contador devuelva el valor “NO”, se dará por finalizado el proceso y obtendremos la red total de atalayas para este método. Al igual que en el método anterior, se obtendrán también una serie de tablas Excel con la información de identificación de cada atalaya, su superficie de visibilidad y la superficie que añade a la visibilidad de la red.

Por otro lado, para comprobación de los resultados obtenidos, se realiza el análisis de

“Visibilidad entre elementos” explicado en el apartado de “Estudio de la red de

atalayas existente”, utilizando la red de atalayas obtenida en el proceso.

3.6.5. Optimización de red existente

Una vez realizada la determinación de la ubicación óptima mediante dos métodos (red de anillos y red ramificada), se procede a la optimización de la red existente. Se trata de la utilización de uno de los métodos de determinación de la ubicación óptima para la continuación de la red, proponiendo nuevas ubicaciones de atalayas.

El método elegido para la continuación de la red existente, es el método de red ramificada. El proceso sigue la misma metodología, pero utilizando como superficie de referencia inicial, la superficie de visibilidad del total de la red existente a diferencia del método inicial que parte de la superficie de visibilidad de la Fortaleza.

CAPÍ TULO ÍV: RESULTADOS

4. RESULTADOS

El capítulo que se presenta a continuación expone un análisis de los resultados obtenidos durante el desarrollo de la aplicación práctica del presente proyecto. Se exponen los resultados referentes a la obtención del modelo digital del terreno de la zona de estudio, del modelo 3D de la atalaya perteneciente a la red de torres vigía de la Fortaleza de la mota, y los resultados y análisis de los estudios de visibilidad.

4.1. MODELO DIGITAL DEL TERRENO

A continuación se expone una representación del modelo digital del terreno obtenido a partir de la orientación del vuelo fotogramétrico del término municipal de Alcalá la Real y la edición del modelo digital del terreno del IGN. El resultado es un modelo digital del terreno del término municipal de Alcalá la Real en formato ráster, con un paso de malla de 5 m, que sirve de base para los estudios de visibilidad.

Figura 53 – Resultado Modelo Digital del Terreno

4.2. MODELO 3D DE ATALAYA

A continuación se expone el resultado obtenido a partir de la realización del vuelo con sistema UAV y demás procesos necesarios para su orientación. El resultado obtenido es el modelo 3D de la atalaya denominada “Torre de la Moraleja”, una de las mejor conservadas, con aplicación de texturas reales a partir de las imágenes captadas, resultando una representación realista de la misma, con un nivel de detalle significativo, obtenido a partir de 28 fotografías. A continuación se muestran algunas capturas del modelo.

Figura 54 – Capturas Modelo 3D de la Torre de la Moraleja

4.3. ANÁLISIS DE VISIBILIDAD

A continuación se exponen los resultados obtenidos del análisis de visibilidad realizado, diferenciando entre análisis de la red existente, de la determinación de la ubicación óptima y de la optimización de la red existente. Finalmente se expone un análisis comparativo de los resultados obtenidos conjuntamente.

4.3.1. Resultados del análisis de la red existente

En este apartado se describen los resultados obtenidos del análisis de visibilidad de la red de atalayas existentes de la Fortaleza de la Mota. Los resultados de este análisis se dividen en visibilidad hacia el terreno, y visibilidad entre los elementos de la propia red.

En cuanto a visibilidad hacia terreno se obtienen como resultados, la superficie de visibilidad de cada una de las atalayas que conforman la red así como de la Fortaleza de la Mota. A continuación se muestra una captura de la superficie de visibilidad conjunta de todos los elementos así como el porcentaje de superficie del término municipal cubierto por esa superficie de visibilidad.

Figura 55 – Red existente y superficie de visibilidad, diferentes colores por cada atalaya

Figura 56 – Porcentaje de área del T.M. cubierta por red existente

A continuación se muestran varios gráficos que contienen la superficie de visibilidad de cada elemento de la red.

68,36

31,64

Porcentaje de área del T.M. cubierta por red existente

% Área cubierta

% Área no cubierta

Figura 57 – Área visible por cada elemento

Por otro lado se obtienen resultados de la visibilidad entre elementos, diferenciando entre visibilidad entre atalayas, y visibilidad entre la Fortaleza y atalayas. Estos resultados se exponen a continuación, se muestra con línea de color verde los enlaces entre elementos visibles y en color azul los enlaces no visibles.

Figura 58 – Visibilidad entre atalayas y Fortaleza

Como se puede observar en la imagen, la visibilidad entre elementos se ve afectada por el radio máximo de visibilidad establecido en las consideraciones previas. Se observa como de todas las atalayas que se encuentran dentro del rango de visibilidad,

0500

1000150020002500300035004000

Torr

e_C

abez

a_M

olin

o

Fort

ale

za d

e L

a M

ota

Torr

e_M

ora

leja

Torr

e_P

eña_

de

l_Ye

so

Torr

e_P

edre

gale

s

Torr

e_D

ehe

silla

Torr

e_D

esco

no

cid

a

Torr

e_G

uad

alq

uit

a

Torr

e_A

lta

Torr

e_D

esco

no

cid

a

Torr

e_P

edri

za

Torr

e_C

har

illa

Torr

e_D

esco

no

cid

a

Torr

e_C

asca

nte

Torr

e_D

esco

no

cid

a

Torr

e_La

s_M

imb

re

Torr

e_Fu

ente

_A

lam

o

Torr

e_Sa

nta

_A

na

Torr

e_D

esco

no

cid

a

He

ctár

eas

Identificador

Área visible por elemento

ÁREA

solo existe una (“Torre de Santa Ana”) con la que la Fortaleza no tiene conectividad visual, por lo que esa torre deberá estar conectada visualmente con otras torres.

Figura 59 – Visibilidad entre atalayas

En la imagen superior se muestra la conectividad visual entre atalayas, se observa como la “Torre de Santa Ana”, la cual según análisis anterior no posee conectividad visual con la fortaleza, si conecta visualmente con “Torre de Charilla” y “Torre Cabeza de Molino”, por lo que la comunicación en caso de incidencia se realizaría a través de la “Torre de Charilla” la cual si posee conectividad visual con la Fortaleza.

Destaca la conectividad visual nula de la “Torre de Fuente Álamo”, lo cual expone que debe de existir alguna otra atalaya, ya desaparecida, que estableciese conexión de dicha atalaya con la red.

4.3.2. Resultados determinación de ubicación óptima

A continuación se detallan los productos obtenidos en la determinación de la ubicación óptima de la red de atalayas de la Fortaleza de la Mota. Se distingue entre los resultados obtenidos en la simulación 1, usando la metodología de red de anillos concéntricos y los obtenidos en la simulación 2, llevada a cabo mediante la metodología de red ramificada.

Resultados “Simulación 1 – Red de anillos concéntricos”

A continuación se exponen los resultados obtenidos en el proceso de determinación de la ubicación óptima de la red de atalayas siguiendo la metodología de anillos concéntricos, se presentan tanto las ubicaciones de la torres propuestas, la visibilidad de la red proyectada y los resultados del análisis de conectividad visual entre elementos de la red.

En primer lugar, se adjunta imagen con la posición de la red de atalayas proyectadas y la superficie cubierta por la visibilidad de dicha red.

Figura 60 – Red proyectada método anillos concéntricos y superficie visibilidad, diferentes colores por elemento

A partir de esta metodología se obtiene la ubicación de 27 atalayas (identificadas del 0 al 26 en la imagen), 14 en el primer anillo y 13 en el segundo anillo. La superficie visible por cada una de ellas y la cubierta por la totalidad de la red es la siguiente:


0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 5 10 15 20 25

%

Identificador



Como se puede observar en el gráfico superior, se aprecia claramente la disposición en dos anillos de la red, se aprecia un aumento considerable de la superficie cubierta al principio del proceso, estabilizándose hasta que da por concluido el primer anillo, con la torre 14, a partir de la 15 produce de nuevo una curva similar pero menos acentuada estabilizándose de nuevo hasta el final del proceso.

Figura 62 – Área visible por cada elemento de la red

Por otro lado se expone un gráfico de barras con la superficie de visibilidad que añade cada elemento de la red.

Figura 63 – Área visible añadida por cada elemento

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

He

ctár

eas

Identificador


ÁREA

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

0 5 10 15 20 25

He

ctár

eas

Numeración

Área visible añadida por cada elemento

Área

De nuevo se observa en la forma del gráfico, el funcionamiento del proceso del método de anillos, por el que la superficie añadida va decreciendo hasta que se estabiliza y da por finalizado un anillo, incrementando de nuevo al comienzo de un nuevo anillo.

Como se puede observar en los gráficos anteriores, no existe relación directa entre la superficie de visibilidad y la superficie de visibilidad añadida a la red por cada elemento, puesto que existen numerosos solapes entre las superficies de visibilidad de los elementos.

Por otro lado, se exponen los resultados obtenidos de la conectividad visual entre los elementos de la red con el objetivo de realizar una comprobación del método realizado, diferenciando entre conectividad visual entre atalayas y Fortaleza y conectividad visual entre las propias atalayas.

Figura 64 - Visibilidad entre atalayas y Fortaleza

Como se aprecia en la imagen superior, la conectividad visual de la Fortaleza, se da con todas las torres que conforman el primer anillo.

Figura 65 - Visibilidad entre atalayas

Por otra parte, se observan las comunicaciones visuales entre las propias atalayas, de manera que todas ellas mínimo poseen conectividad con algún otra atalaya, formando una red de caminos posibles para la comunicación de posibles incidencias.

Resultados “Simulación 2 – Red ramificada”

A continuación se exponen los resultados obtenidos en el proceso de determinación de la ubicación óptima de la red de atalayas siguiendo la metodología de red ramificada, se presentan tanto las ubicaciones de la torres propuestas, la visibilidad de la red proyectada y los resultados del análisis de conectividad visual entre elementos de la red.

En primer lugar, se adjunta imagen con la posición de la red de atalayas proyectadas y la superficie cubierta por la visibilidad de dicha red.

Figura 66 - Red proyectada método red ramificada y superficie visibilidad, diferentes colores por atalaya

A partir de esta metodología se obtiene la ubicación de 24 atalayas (identificadas del 0 al 23 en la imagen). La superficie visible por cada una de ellas y la cubierta por la totalidad de la red es la siguiente:


Como se puede observar en el gráfico superior, se aprecia claramente la disposición en dos anillos de la red, se aprecia un aumento considerable de la superficie cubierta al principio del proceso, estabilizándose hasta que da por concluido el primer anillo, con la torre 14, a partir de la 15 produce de nuevo una curva similar pero menos acentuada estabilizándose de nuevo hasta el final del proceso.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 5 10 15 20

%

Numeración



Figura 68 – Área visible por cada elemento de la red

Por otro lado se expone un gráfico de barras con la superficie de visibilidad que añade cada elemento de la red.

Figura 69 – Área visible añadida por cada elemento de la red

De nuevo se observa en la forma del gráfico, el funcionamiento del proceso del método de red ramificada, por el que la superficie añadida va decreciendo de manera

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500Fo

rtal

eza 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

He

ctár

eas

Identificador


ÁREA

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

0 5 10 15 20

He

ctár

eas

Numeración


Área

continua hasta que se estabiliza y da por finalizado el proceso en el momento que no cumple la condición de superficie añadida.

Como se puede observar en los gráficos anteriores, no existe relación directa entre la superficie de visibilidad y la superficie de visibilidad añadida a la red por cada elemento, puesto que existen numerosos solapes entre las superficies de visibilidad de los elementos.

Por otro lado, se exponen los resultados obtenidos de la conectividad visual entre los elementos de la red con el objetivo de realizar una comprobación del método realizado, diferenciando entre conectividad visual entre atalayas y Fortaleza y conectividad visual entre las propias atalayas.

Figura 70 – Visibilidad entre atalayas y Fortaleza

En este caso, se observa que la conectividad visual de la Fortaleza con las atalayas se da de manera aleatoria al orden en el que se establecen las atalayas, la única limitación es la conectividad entre la Fortaleza y la primera atalaya establecida (“0”).

Figura 71 – Visibilidad entre atalayas

Por otra parte, se observan las comunicaciones visuales entre las propias atalayas, de manera que todas ellas mínimo poseen conectividad con algún otra atalaya, formando una red de caminos posibles para la comunicación de posibles incidencias adaptada a la geometría del área total a cubrir.

4.3.3. Comparativa entre red existente y redes proyectadas

A continuación se realiza una comparativa entre los resultados obtenidos en los estudios de visibilidad de la red existente y los obtenidos de la determinación de la ubicación óptima, en los dos métodos utilizados (red de anillos y red ramificada). Se expone una comparativa en relación a diferentes factores:

- La ubicación de las atalayas de cada red. - La superficie de visibilidad de cada red.

Comparativa de la ubicación de las atalayas En este apartado se exponen de manera simultánea la ubicación de las redes de atalayas obtenidas por simulación en comparación con la red existente, con el fin de determinar la metodología más aproximada a la realidad.

En primer lugar se adjunta imagen comparativa de la red obtenida con la metodología de anillos concéntricos.

Figura 72 – Comparación ubicación redes existente y red de anillos concéntricos

Como se puede apreciar en la imagen superior, existen varias coincidencias entre las posiciones de las atalayas proyectadas y las reales, por ejemplo, la “Torre Cabeza Molino”, coincide perfectamente con una de las torres proyectadas. En la Figura 73, se muestra un gráfico de barras con la distancia a la atalaya de la red existente más cercana para cada una de las atalayas obtenidas en la simulación.

Figura 73 – Distancia a atalaya de red existente más cercana (Simulación 1)

De igual manera, se adjunta imagen de la comparación entre la red existente y la red obtenida mediante el proceso de red ramificada.

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

21

72

27

26

16

02

36

37

78

0

18

28

15

7

39

00

16

93

91

7 1

65

4

23

12

11

97

17

20

17

03

39

30

00

22

7 1

02

1

31

20

43

18

12

33

84

26

94

29

96

63

68

Distancia a atalaya de red existente más cercana

Distancia (m)

Figura 74 – Comparación ubicación red existente y red ramificada

De nuevo, se observa coincidencia posicional entre varias de las atalayas dispuestas en la simulación con las de la red existente, un número similar a las coincidencias obtenidas en el método anterior. Se muestra también la gráfica de barras de la distancia a la atalaya de la red existente más cercana.

Figura 75 – Distancia a atalaya de la red existente más cercana (Simulación 2)

Comparativa de superficie de visibilidad

A continuación se realiza una comparación de las estadísticas de visibilidad y superficie cubierta de ambos métodos y de la red existente. En primer lugar se expone una comparativa del área añadida por cada elemento en ambos métodos de simulación.

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

43

18

29

96

33

84

26

94

51

4

17

20

63

68

21

72

17

03

37

67

18

28

39

30

00

6

36

37

17

51

15

7

12

39

00

31

20

22

7

17

09

10

21

24

09

Distancia a atalaya red existente más cercana

Distancia (m)

Figura 76 – Área visible añadida por cada elemento de la red

Como se observa en la gráfica anterior, el método de anillos concéntricos (Simulación 1), es menos continuo ya que produce un cambio significativo entre el final del primer anillo y el comienzo del segundo, mientras que el método de red ramificada (Simulación 2) produce un aumento del área visible más continúo. Seguidamente se expone una comparativa del porcentaje del área del Término municipal cubierta por ambos métodos y por la red existente.


0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

0 5 10 15 20 25

He

ctár

eas

Numeración


Área Simulación 1 Área Simulación 2

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 5 10 15 20 25

%

Numeración

Porcentaje área del T.M. cubierta % Área cubierta red Simulación 1% Área cubierta red existente% Área cubierta red Simulación 2

Mediante este gráfico se aprecia que ambos métodos de simulación obtienen un área de visibilidad superior al conseguido por la red existente. También destacar que aunque ambos métodos, obtienen una coincidencia con la red existente similar, el método de red ramificada consigue un mayor porcentaje de área cubierta con un número menor de atalayas. Esto es debido a que, en el método de anillos concéntricos, existe una restricción de visibilidad de las atalayas de un anillo con el anillo anterior o con la Fortaleza en su caso, produciendo numerosas zonas de visibilidad común entre atalayas.

4.3.4. Resultados de optimización de la red existente

A continuación se presentan los resultados obtenidos de los estudios de optimización de la red existente mediante la adición de nuevos elementos. Utilizando el método de red ramificada, se produce un aumento de la red de atalayas existente de 16 torres nuevas, hasta que deja de cumplirse la condición de superficie visible añadida. La disposición de la red optimizada se muestra en la Figura 78:

Figura 78 – Disposición red optimizada

A continuación se muestra la evolución que se produce en la superficie visible de la red optimizada, en comparación con los métodos de determinación de ubicación óptima desde cero.

Figura 79 – Comparación redes proyectadas y red existente optimizada

Como se puede observar, la diferencia con respecto a las redes proyectadas, se disminuye a medida que avanza el proceso, aunque es necesario un número mayor de atalayas para conseguir un porcentaje similar.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 5 10 15 20 25 30 35

%

Numeración

Porcentaje área del T.M. cubierta % Área cubierta red Simulación 1 % Área cubierta red existente optimizada

% Área cubierta red Simulación 2

CAPÍ TULO V: CONCLUSÍONES

5. CONCLUSIONES

A continuación se presentan las conclusiones finales, atendiendo a los resultados que se han ido obteniendo y a los procesos llevados a cabo a lo largo del trabajo, dichas conclusiones se agrupan en tres bloques:

Conclusiones generales

Conclusiones respecto a las técnicas empleadas

Conclusiones respecto a los resultados obtenidos

Todas estas conclusiones aquí expuestas han sido realizadas en base a la experiencia obtenida a través del desarrollo de este trabajo, y serán de gran valor a la hora de abordar futuros trabajos mediante la metodología aquí utilizada.

5.1. CONCLUSIONES GENERALES

Con el presente proyecto se ha realizado un uso de técnicas basadas en estudios de visibilidad mediante sistemas de información geográfica y programación orientada a objetos y de técnicas de captura de información mediante fotogrametría y UAV, orientadas a la gestión, captura y análisis de información geográfica de un territorio. Como elemento imprescindible en la consecución de un territorio como inteligente, se encuentra tener un buen conocimiento de las características del mismo y ahí, las técnicas geoespaciales deben tener un papel importante.

Se ha comprobado el potencial de los sistemas de información geográfica mediante utilización de herramientas de programación para la realización de análisis complejos, además del potencial que presenta la utilización de sistemas UAV en fotogrametría y valorando también la utilización de fotogrametría aérea para trabajos de mayor envergadura como es el estudio del término municipal de Alcalá la Real.

La utilización de datos reales para la realización del trabajo favorece el acercamiento a la realidad profesional, experimentando aspectos prácticos existentes en un proyecto real.

Finalmente, la realización del trabajo ha a seguir adquiriendo conocimientos nuevos y a la vez afianzando y desarrollando existentes, finalidad principal de la realización de este trabajo.

En cuanto a lo personal, la realización del proyecto me ha supuesto en primer lugar, un desafío a la hora de abordar el mismo, debido a las diferentes temáticas utilizadas, como son la fotogrametría, los sistemas de información geográfica y la programación. Pero la superación de estos objetivos y los resultados obtenidos, hacen que merezca la pena todo el trabajo dedicado.

5.2. CONCLUSIONES RESPECTO A LAS TÉCNICAS EMPLEADAS

De manera general, destacar la importancia de la georreferenciación de los datos

obtenidos mediante diferentes técnicas en un marco de referencia común, lo cual

posibilita la integración de todos en el mismo proyecto, consiguiendo una

interoperabilidad de todos los datos.

Destacar también, el aumento de potencial que se produce utilizando los sistemas de

información geográfica y sus herramientas a través de programación, ya que nos

posibilita para la realización de análisis más complejos, además de reutilizar la

metodología de la herramienta diseñada en proyectos similares. Los lenguajes de

programación nos permiten interactuar con el sistema de información geográfica de

manera mucho más directa que con la propia interfaz del software.

Por otro lado, la importancia de la fotogrametría en la captura de datos sobre el

terreno, utilizando imágenes del mismo, siendo por lo tanto un método totalmente

objetivo y con información continua y muy completa. La estación fotogramétrica

digital con sistema de visión 3D, nos posibilita la restitución digital de información del

terreno que no es posible extraer de imágenes planas, como pueden ser alturas de

edificios, construcciones, que ayuden en la gestión y análisis y conocimiento del

territorio. Además, la utilización de sistemas UAV en fotogrametría, proporciona

nuevas ventajas a esta metodología, facilitando la labor de captura de datos para la

gestión del territorio. Los sistemas UAV nos permiten trabajar en una escala similar a la

utilizada en fotogrametría terrestre de objeto cercano, pero añadiendo las

posibilidades de la fotogrametría aérea.

5.3. CONCLUSIONES RESPECTO A LAS RESULTADOS OBTENIDOS

En cuanto a los resultados obtenidos, destacar la coincidencia posicional entre varias

de las atalayas de las redes obtenidas a partir de la metodología propuesta en este

trabajo con atalayas de la red existente, teniendo en cuenta la antigüedad de dichas

construcciones, algunas de ellas, datan del siglo IX, además de que los límites

administrativos actuales sobre los que se ha basado el análisis no corresponden con los

de la época.

Por otro lado, el modelo 3D de la “Torre de la Moraleja” obtenido, muestra las

posibilidades que posee la fotogrametría mediante UAV, con el nivel de detalle del

mismo y la accesibilidad a puntos de vista que mediante fotogrametría terrestre o

fotogrametría aérea con plataformas de mayor tamaño se posicionan prácticamente

imposibles.

CAPÍ TULO VÍ: BÍBLÍOGRAFÍ A

6. BIBLIOGRAFÍA

A continuación se muestra la bibliografía utilizada en la realización del presente

trabajo:

Libro blanco Smart Cities (2012 by Enerlis, Ernst and Young, Ferrovial and

Madrid Network)

Oficina de turismo de Alcalá la Real. (www.alcalalareal.es)

Artículo de la serie Beyond Mapping: Más Allá de la Cartografía, por Joseph K.

Berry (Transcripción de www.gabrielortiz.com)

Ayuda de ArcGis (https://pro.arcgis.com/es/pro-app/tool-reference/)

Pérez García, José Luis; Cardenal Escarcena, F. Javier; Delgado García, Jorge;

Apuntes de Fotogrametría y Teledetección III (Universidad de Jaén).

http://www.alcalalareal.es/

http://www.gabrielortiz.com/

https://pro.arcgis.com/es/pro-app/tool-reference/

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