Análisis de intervisibilidad en QGIS: un tutorial arqueológico.
El análisis de intervisibilidad prueba el potencial de conexión visual entre dos observadores. Digo potencial porque la visibilidad a escala del paisaje es a menudo cuestión de una miríada de factores (distancia, atmósfera, calidad de la señal, etc.). El análisis de visibilidad en GIS generalmente toma en cuenta solo el terreno (más edificios sólidos) y prueba si el terreno bloquearía una conexión visual. La elección del límite de distancia y otros factores dependerán del problema en cuestión. Por ejemplo, las turbinas eólicas se verán a distancias más largas en la noche, debido a esas luces fuertes y feas
Módulo de intervisibilidad del complemento de análisis de visibilidad de QGIS.
Torres BC
De todos modos, en lugar de turbinas eólicas, examinemos el problema de la intervisibilidad en un ejemplo más bonito, las antiguas torres griegas. Los antiguos griegos eran constructores de torres ocupados: cientos de torres de piedra, en su mayoría que datan de los siglos V y IV a. C., aún sobreviven en el campo griego. Estas construcciones eran de planta cuadrada o circular y por lo general tenían menos de 10 metros de diámetro. Rara vez se conserva la elevación completa. Varias estructuras que subsisten hasta una altura cercana a la original indican una tendencia general de la altura como el doble del diámetro (Young 1956). La función de las torres parece haber sido principalmente defensiva y estratégica, habrían brindado refugio de posibles ataques de ladrones / piratas y permitirían el control visual sobre la propiedad de la tierra.
Torre Agios Petros en la isla de Andros (www.kastra.eu)
Antes de construir una torre de este tipo, que es una gran inversión de tiempo y recursos, se debe considerar cuidadosamente su ubicación: cerca de un terreno de cultivo pero en una posición baja, o en una colina con una buena vista, en vista con otras torres, pero quizás oculto de una ruta de ataque potencial, etc. Estas preguntas simplemente piden un análisis GIS … El análisis de intervisibilidad puede informarnos sobre el potencial de comunicación visual entre torres. Se puede suponer que en el caso de un peligro inminente, algún tipo de señalización visual en el campo habría sido más que bienvenida.
Análisis
Mi caso de estudio será la isla de Sifnos (Siphnos) que, por razones aún debatidas, estaba equipada con una densa red de torres (consulte las referencias a continuación). Es posible que la base de datos que estoy usando no cumpla con todos los estándares científicos (aquí va mi descargo de responsabilidad), pero es más que suficiente para este tutorial.
Las líneas de visión entre torres se analizarán en QGIS con el complemento de análisis de visibilidad . El módulo requiere dos conjuntos de puntos, uno que almacena los puntos de origen de las líneas de intervisibilidad y el otro que almacena los puntos objetivo. En caso de que las fuentes sean las mismas que los destinos, podemos especificar el mismo archivo como fuente y destino.
Algunos usuarios tenían dificultades para comprender los parámetros involucrados. Tenga en cuenta que en muchos, si no en la mayoría de los casos, utilizamos el mismo conjunto de ubicaciones tanto para los emisores como para los receptores de señales. El término intervisibilidad implica que la relación es recíproca entre dos ubicaciones: los observadores son, a su vez, emisores de señales. Sin embargo, la relación de visibilidad no es necesariamente recíproca en el mundo real. Podemos ver una torre a la distancia solo si vemos una buena parte de ella, digamos al menos los cinco metros superiores. Supongamos que las torres griegas miden típicamente 15 metros; en este caso probaremos la intervisibilidad para la altura de 10 metros. Pero esto no se aplica al observador que se siente cómodo en lo alto de una torre: vea la figura a continuación. Por lo tanto, necesitamos dos parámetros para cada torre, su altura de observación y su altura objetivo.
El problema de la reciprocidad (imágenes de www.svgrepo.com/svg/140937/tower).
Lo mismo se aplicaría si estuviéramos usando dos datos diferentes, por ejemplo, la vista de las torres de los pueblos. Las torres se convertirían en objetivos y solo se tendría en cuenta su altura objetivo (aquí, 10 metros); del mismo modo, las aldeas se convertirían en observadores y solo se necesitaría su altura de observador.
Estos parámetros se especifican a través del módulo Crear puntos de vista . (Tenga en cuenta que puede variar el valor de cada punto editando la tabla de datos asociada). Otros parámetros, como el radio de análisis, etc., no deberían necesitar más explicaciones. Importante : la altura del objetivo no se refiere a los objetivos de visualización, aquí otras torres. De hecho, cada torre puede tener su altura específica cuando actúa como objetivo. Por lo tanto, los parámetros de altura del objetivo y altura del observador siempre se refieren a la misma estructura que puede actuar como punto de observación o como objetivo de vista.
El modelo de elevación utilizado es EU DEM con aprox. Resolución horizontal de 30 metros. El complemento de análisis de visibilidad de QGIS solo funcionará en rásteres proyectados en un sistema de coordenadas métricas .
El resultado del análisis es intrigante (figura siguiente). Podemos notar varias comunidades muy unidas, pero muy mala conexión con el asentamiento más importante de la costa este de la isla. ¿Los constructores de torres se preocupaban más por sus vecinos que por la gente de la ciudad? Los dejaré para que reflexionen sobre lo que esto podría significar
Conexiones de intervisibilidad entre torres (círculos) y el casco urbano de Siphnos polis (plaza naranja).
Volvamos a las cuestiones técnicas. He enfatizado que la intervisibilidad no es recíproca y nuestro análisis utilizó diferentes alturas para los observadores y los objetivos visuales. Podemos esperar, entonces, tener algunas conexiones no recíprocas donde solo se puede ver una torre a 10 metros de altura, siendo la otra visible a 15 metros. Para filtrar estos enlaces rotos, necesitaremos probar si cada par de Fuente-Destino podría coincidir con el par de Destino-Fuente correspondiente. Esto se puede hacer con una consulta SQL moderadamente avanzada que se puede especificar en las propiedades generales de las capas de QGIS. La fórmula mágica es:
"Source" || '-' || "Target" IN
(Select "Target" || '-' || "Source" from Intervisibility)donde “Intervisibilidad” es el nombre de la capa en mi proyecto en particular. “Fuente” y “Destino” son nombres de columna en la salida del algoritmo. Para unir valores de campo, estoy usando el signo mágico ||que de alguna manera funciona en QGIS (no aparece entre los operadores SQL propuestos). Hay un separador entre los valores '-'para evitar una identificación errónea (345 se puede producir como 3 || 45 o 34 || 5). Tenga en cuenta que estamos usando una llamada subconsulta, especificada por una instrucción Select entre paréntesis. Las subconsultas suelen ser arcanas, pero esta debería ser lo suficientemente simple de comprender. Esencialmente, el motor se ve obligado a escanear toda la tabla para cada par de Fuente-Destino, buscando su coincidencia potencial. Esto puede volverse computacionalmente pesado para grandes conjuntos de datos (pero realmente grandes).
Generador de consultas en Propiedades de capa en QGIS.
Ahora podemos tener un mapa limpio con relaciones recíprocas únicamente. Pero, estos son todos en pares, lo que ya no es útil ya que se eliminaron las conexiones unidireccionales. Si sus ID de origen y destino son numéricos, según los asigna automáticamente el módulo de visibilidad, entonces el filtrado es sencillo. Para cada par de conexiones, una ID será mayor que la otra (obviamente, no debería haber ID duplicados), por lo que podemos agregar a nuestro filtro :Source > Target
"Source" || '-' || "Target" IN
(Select "Target" || '-' || "Source" from Intervisibility)
AND "Source" > "Target"
Consulta de capa final.
Y finalmente, para seleccionar enlaces rotos simplemente modificamos los criterios a NO ENTRADA. Necesitamos quitar el filtro de dirección porque no podemos saber de antemano qué dirección se romperá.
"Source" || '-' || "Target" NOT IN
(select "Target" || '-' || "Source" from Intervisibility)
Vínculos de intervisibilidad rotos (no recíprocos).
nótese bien
Es posible que la subconsulta SQL no funcione con capas temporales o incluso shapefiles. Guarde la red de intervisibilidad del análisis de intervisibilidad en formato GeoPackage para evitar el problema:
Fuentes y bibliografía
Ashton, NG y Pantazoglou, E. Th. (1991): Siphnos: antiguas torres BC . Atenas. [Usé su base de datos.]
Davies GN (1998): Geografía económica de la campiña griega antigua: un reexamen de los sitios rurales monumentales en la isla de Siphnos. Doctorado, Oxford.
Young, JH (1956): Torres antiguas en la isla de Siphnos. Revista Estadounidense de Arqueología , vol. 60/1, págs. 51-55.
The Towers of Sifnos: www.sifnos-towers.gr [Este es un nuevo sitio web con una base de datos actualizada.
Fuente: Traducido desde https://landscapearchaeology.org/2020/direction-viewshed/
