La localización óptima es un tema largamente discutido en la bibliografía científica en ramas como la economía. En 1820 Johann Heinrich von Thünen escribe una teoría sobre la distribución de los usos agrícolas del suelo. En 1969 Ian McHarg en su libro "Proyectar con la Naturaleza" (Design with Nature) establece los conceptos básicos que permitirán el posterior desarrollo de los Sistemas de Información Geográfica (SIG) materializando un método de análisis multicriterio, donde tener en cuenta las características del medio natural a la hora de ubicar infraestructuras o elementos antrópicos, basado en la superposición de elementos de interés.
Este post trata de explicar una manera técnica de estudiar la ubicación idónea de torretas de observación anti-incendios. Para ello se dividirá el territorio homogéneamente en muestras (red regular de poligonos), posteriormente se calculará la altura máxima para cada polígono y desde cada una de estas cotas altitudinales máximas (puntos de observación) se realizara un calculo de visibilidad. El punto de observación que abarque una superficie mayor sera la torreta de mayor necesidad y por tanto la primera que se debe construir. El resto de torretas se seleccionaran según la jerarquía de las mismas que se establecerá de la siguiente manera. Una vez seleccionada la primera torre y estudiar su ámbito de visibilidad, se procede a eliminar la superficie visible desde la misma del modelo digital de elevaciones. Una vez eliminado este espacio se repetirán os cálculos de visibilidad para cada uno de los puntos restantes de la malla original (excluyendo el primer punto seleccionado obviamente). Se selecciona el punto que presente una superficie visible mayor asignándole la segunda posición en la jerarquía de las torres de observación. Este procedimiento se repite tantas veces como torretas se tenga la capacidad de construir. Con este análisis se ha conseguido abarcar la mayor cantidad de espacio posible, sin tener en cuenta que el mismo espacio sea cubierto por varias torretas, lo cual es interesante por si se inutiliza una torre en algún momento. Para conocer las zonas visibles por más puntos de observación y por tanto más seguras es necesario realizar una visibilidad con todas las torres a la vez, lo cual se realizara en el ultimo paso de procedimiento.
Para realizar esta investigación la información fuente necesaria será un raster de altitud del área de estudio. Durante el desarrollo técnico del proceso se crearan nuevas capas; una de lineas de los limites de la cuadricula en la que se dividirá el espacio, una de polígonos de la cuadricula, una de puntos de cota máxima para cada cuadrado de la cuadrícula, una visibilidad para cada punto de observación y para cada pasada que se realice y un raster de reclasificación para cada pasada.
El procedimiento se puede organizar de la siguiente manera:
1.Crear una cuadrícula del área de estudio, la cual tendrá tantos cuadrados como muestras se quieran analizar. Para esto se usa la herramienta Create Fishnet (Data Management Tools / Feature Class). Convertir a polígonos las lineas resultantes (Feature to Polygon dentro de Data Management Tools / Feature). Crear un código identificador para cada cuadrado de la cuadrícula (Add Field Type Short Integer Nombre ID --- Field Calculator = [FID] + 1)
2.Calcular la cota máxima de cada cuadrado. Se realiza un Zonal Statistics de la capa cuadrícula por campo Identificador y los valores de zonales se obtienen del raster de altitud (MDE Modelo Digital de Elevaciones)
3.Cargar la cota máxima en la capa cuadrícula. Para esto se crea una nueva columna (Add Field Type Double Nombre Alt_Max) se hace un Join con la tabla resultante del Zonal Statistics por el campo Identificador y por ultimo se realiza un Calculate Field para rellenar el campo Alt_Max con los valores máximos (MAX) de la estadística zonal.
4.Convertir a raster la cuadricula por el valor de la columna Alt_Max. esta operacion se realiza ejecutando la funcion Feature to Raster (Spatial Analyst / Convert)
5.Obtener los pixeles de cota máxima de cada cuadrado realizando una operación de álgebra de mapas con el Raster Calculator ([MDE] = [Raster Paso 4]
6.Preparar el raster para convertirlo a puntos. Para esto se realiza un Reclassify del raster del paso anterior donde los valores 1 sigan siendo 1 y los valores 0 sean No Data
7.Convertir a puntos la cotas máximas de cada cuadrado. Spatial Analyst / Convert / Raster to Feature (Output geometry type: Point). Si en un cuadrado hay varios puntos con la misma cota máxima seleccionar uno y desechar el resto (poner en edición seleccionar los que vamos a desechar y borrarlos) Hasta aquí hemos obtenido los puntos optimos para realizar las visibilidades.
8.Realizar un calculo de visibilidad (PASADA 1) para cada punto por separado (selecionar el punto y ejecutar el viewshed {Spatial Analyst / Surface / Viewshed} repetirlo para cada punto).
9.Seleccionar el punto de observación desde el que es visible una superficie mayor de la PASADA 1 (abrir la tabla de cada raster de visibilidad y seleccionar el que tenga un count mayor en el registro con VALUE = 1). Crear una columna en la capa de puntos de cota máxima llamado Jerarquía (Add Field Type Text) y en el punto seleccionado poner "Primera Torre".
10.Hacer un reclassify de la visibilidad del punto de observación seleccionado como Primera Torre donde los valores 0 pasen a ser 1 y los valores 1 pasen a ser No Data.
11.Recortar las visibilidades de cada punto extrayendo las zonas visibles desde la "Primera Torre" (PASADA 2). Para esto usar el Raster Calculator para multiplicar el reclassify del paso anterior por cada una de las visibilidades
12.Seleccionar el punto de observación desde el que es visible una superficie mayor de la PASADA 2 (abrir la tabla de cada raster de visibilidad y seleccionar el que tenga un count mayor en el registro con VALUE = 1). En el punto seleccionado poner "Segunda Torre".
13.Hacer un reclassify de la visibilidad del punto de observación seleccionado como Segunda Torre donde los valores 0 pasen a ser 1 y los valores 1 pasen a ser No Data.
14.Repetir los tres pasos anteriores tantas veces como Pasadas se puedan realizar y torretas se puedan construir.
15.Hacer una visibilidad con la totalidad de torres seleccionadas y construibles para conocer, dentro de las zonas visibles, las que son observadas por más torres
Interpretación de los resultados
En el ejemplo de las imágenes mostradas se han seleccionado 4 lugares óptimos para construir otras tantas torretas de observación y con las mismas se llega a conseguir tener visible un 40 % de la totalidad de la superficie
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