Nombra al enemigo: proyecciones geográficas en SIG.
Entonces, tiene sus datos, ha instalado un programa GIS … y ahí vamos: pendiente de pendiente – verificación, exposición solar – verificación, drenaje de agua – verificación, rango de visibilidad – verificación …
Pero de alguna manera, los resultados no parecen correctos: las cosas no caen donde deberían, los valores se disparan en cientos y sus mapas simplemente se ven extraños.
Nueve de cada diez casos en los que los complementos de QGIS que mantengo “no funcionan” se deben a errores de proyección geográfica. Basándome en esta experiencia, y en lo que veo a mi alrededor, iría tan lejos como para estimar que la mayoría de los análisis SIG basados en ráster que se realizan hoy en día son defectuosos . La principal razón es la falta de una adecuada gestión de las proyecciones. ¿No me crees? Eche un vistazo a sus propios modelos, después de haber leído esto.
En pocas palabras, el SIG moderno funciona con casi cualquier cosa que pueda introducirse. Entonces, probemos un análisis de visibilidad con un modelo de elevación SRTM disponible gratuitamente ( proporcionado por la NASA ). Estoy usando el software SAGA GIS .
Análisis de cuenca visual realizado sobre un conjunto de datos SRTM sin procesar (el punto del observador está marcado con un punto naranja).
¡Guau! ¿Cómo es que el rango visible tiene forma de elipse? Bueno, podemos redondearlo, pero luego la topografía del fondo se estira de manera poco realista.
Que está sucediendo aquí? Echemos un vistazo a la información asociada con nuestros datos de elevación.
Podemos ver que nuestros datos están en grados, y que nuestro tamaño de píxel es 0.000 y algo, que no puede ser metros (en ese caso, ¡un píxel sería más pequeño que un milímetro!). ¿Cómo se ve una unidad de grado? Bueno, solo podemos representarlo en 3D porque está curvado en 3 dimensiones: figura a continuación.
Una unidad angular en una cuadrícula de latitud / longitud frente a una unidad de píxel en una cuadrícula de imagen.
La cuadrícula de latitud / longitud, como la que se muestra arriba, se puede ver en cualquier manual de SIG y suele aparecer en los mapas. ¿Cómo es que, entonces, causa problemas en SIG? Bueno, la verdad es que la mayoría de los módulos GIS ráster toman prestado su diseño de algoritmos de análisis de imágenes . Estos se alimentan de cuadrículas de píxeles y no se preocupan por la geografía. El problema con nuestro análisis de visibilidad es que interpretó las unidades curvas alargadas como píxeles cuadrados.
En la mayoría de los casos, lo que ve su programa GIS es solo una imagen compuesta de píxeles supuestamente cuadrados. Las unidades angulares deformadas sesgarán totalmente el resultado. Esto es válido para casi cualquier análisis basado en ráster.
Estos dos sombreados se realizaron utilizando el algoritmo QGIS Hillshade. El hecho sobre el conjunto de datos no proyectado se extiende a su rango de valor completo, su sombreado no se puede ajustar más. Aparentemente, es bastante inútil. Sin embargo, tenga en cuenta que elegí un terreno de Noruega, donde la deformación angular es bastante extrema ya que los meridianos convergen en la dirección del Polo Norte. El sesgo de análisis disminuirá progresivamente a medida que avancemos hacia el sur, pero nunca desaparecerá por completo.
Ahora podemos nombrar a nuestro enemigo: se llama WGS 84 y su código es 4326. Es un impostor, una falsificación, pretende ser una proyección geográfica válida pero no lo es. Sí, la mayoría de los datos de detección remota disponibles se encuentran en el sistema de referencia de coordenadas WGS 84 , pero esto solo significa que los datos carecen de una proyección adecuada. WGS 84 es solo una bandera que le dice que no haga nada con los datos antes de proyectarlos.
Resumen
El software GIS moderno tiene transformaciones de coordenadas automatizadas, pero desafortunadamente es demasiado permisivo, especialmente en lo que respecta a los datos ráster. Lo peor es que los errores suelen ser difíciles de percibir y menos aún de comprender. Su sombreado es un poco demasiado sombrío cuando cambia el ángulo del sol: debe ser el algoritmo QGIS, ¿verdad?
Si es un usuario habitual de SIG, lo desafío: ¿cuántos sombreados WGS 84 hay en su computadora? ¿Se molestó en volver a evaluar la precisión de sus datos después de la reproyección?
Las proyecciones geográficas seguirán molestándonos y confiar en la automatización GIS definitivamente no es el camino a seguir. Muy a menudo, las cosas “funcionan” simplemente porque el software es demasiado indulgente. Por el contrario, algunos otros algoritmos “no funcionan” (como mi módulo de análisis de Cuenca visual) porque son menos permisivos, no porque estén dañados. Entonces, tan pronto como descargue sus datos WGS 84, vuelva a proyectarlos y elimine los archivos WGS84 de su computadora, su vida GIS será más fácil
PD
Puede encontrar un ejemplo interactivo de distorsiones de proyección en https://mathigon.org/course/circles/spheres-cones-cylinders#sphere-maps
Fuente: Traducido desde https://landscapearchaeology.org/2019/visual-impact-analysis/
