Gracias a Inga Morozoff por permitirme publicar este artículo traducido al español aparecido en su página web.

Genere un DTM y calce una imágen utilizando MicroStation solamente!

Este tutorial muestra como se puede crear un modelo digital de terreno a partir de datos de elevación sin la necesidad de software adicional. Luego veremos el proceso de calzar una fotografía aérea sobre el DTM resultante, utilizando únicamente las herramientas encontradas en MicroStation.

Gracias!
Muchas gracias a los siguientes amigos que contribuyeron con este artículo:

Peter Bekkers y Rudi Wells por alimentar la idea situando una pregunta en el grupo de discusión 3D.

Greg Owen de Universal Geosystems por suministrar generosamente los datos y por animarme a hacer este artículo más de  lo que yo pensaba. :-)

La fotografía aérea fue adquirida de Tarin Resource Services, una industria líder en suministrar productos en fotos aéreas de calidad.

Los datos DEM utilizados para procesar las elevaciones fueron obtenidos de AltaLIS, proveedores de datos precisos para cartografía digital.

Y a Dave Assaf de Bentley por el apoyo y contenido técnico.


Explorar el archivo:
Descargue, abra y explore el archivo 220_Points.dgn. En este archivo 3D advertirá un modelo llamado ´Points´ que contiene líneas de longitud cero (puntos) que representan cimas y valles de una superficie o terreno.

Navegue y abra ´Points´ como el modelo activo.

Crear el DTM:
Para crear una red de triángulos de estos puntos, siga estos sencillos pasos:

Cree un nivel nuevo - podría llamarlo DTM (por Digital Terrain Model).
Haga que este sea el nivel activo, y ajuste el color activo a 0.
Coloque todos los puntos en un conjunto de selección y teclee mdl load facet;facet dialog
Será recompensado con la siguiente caja de diálogo:

Esta poco conocida caja de diálogo ha estado cerca hace tiempo y está absolutamente repleta de herramientas diseñadas directamente para la creación de superficies 3D incluyendo un DTM a partir de puntos, celdas o texto. Dado que vamos a crear un modelo digital de terreno a partir de los puntos, diríjase a la pestaña ´XY Points´ y active ´Expand to Rectangle´ para dibujar un límite rectangular en la elevación más baja.

Pulse el botón ´Triangulate XY Points´

Para ver claramente lo que hace el botón ´Expand to Rectangle´, borre la malla resultante, y regenere los triángulos con el casillero desactivado.

La diferencia es evidente

Una alternativa es utilizar esta combinación de entrada por teclado: mdl load facet;facet triangulate xypoints. Esto producirá los mismos resultados, eliminando el requisito de apertura de las cajas de diálogo. Advierta que esta entrada por teclado utilizará el estado actual (on/off) de la casilla ´Expand to Rectangle´.

Durante el proceso de generación, MicroStation abrirá también su pequeña ventana de texto y visualizará tres valores precedidos por las siguientes letras:
V - El número de vértices en el elemento resultante.
F - El número de caras o triángulos en el elemento resultante.
C - El número de elementos de malla de salida conectados. Para el proceso de triangulación, este valor debería ser siempre 1.

Ajuste la iluminación global:
En este momento la malla esta lista para ser renderizada tal como está o bien puede calzar sobre ella una fotografía aérea, lo que se explicará en las siguientes páginas. Mientras tanto, solo hagamos un ´render´ de los triángulos para tener una mejor idea de como aparece el terreno.

Nota: Antes de proceder, asegúrese que ha generado la malla sin el rectángulo límite como se explicó antes. Deberá también desactivar los puntos de elevación dado que ya no son más necesarios.

A fin de obtener un mejor ´renderizado´ de este modelo en particular, ajustaremos primero la iluminación global.

Selecione ´Tools > Visualization > Rendering > Global Lighting´ y en la caja de diálogo resultante ajuste los valores de modo que concuerden con el siguiente gráfico.

Renderizar la superficie:
De la misma caja de herramientas, seleccione la herramienta ´Render´ y ajuste los valores tal como sigue:
Target = View, Render Mode = Smooth, y Shading Type = Normal.
Ingrese un punto dato en la vista isométrica y admire sus resultados.

Sneak peak and tweek of the aerial:
El siguiente paso en este tutorial es calzar (apoyar) una foto aérea sobre el modelo digital de terreno resultante. Sin embargo, antes de hacerlo, echemos un vistazo furtivo a la foto aérea vinculándola por medio del administrador Raster

Desde el Administrador Raster (Raster Manager), seleccione ´File > Attach´ y seleccione ´220_Image.jpg´. Esta imagen está georreferenciada, de modo que asegúrese de desactivar ´Place Interactivly´ de la caja de diálogo ´vincular´.

Para quitar el collar negro alrededor de la imagen, doble-click en el nombre de la imagen en el administrador ráster y navegue hacia la pestaña ´Colour´ . Active la casilla ´Transparent´ y ajuste ´Transparent Color´ a 0. Finalmente, pulse el botón Apply.

Reúna la información necesaria para calzar (apoyar) la foto aérea:
Antes de continuar con el proceso de calzado, necesitará extraer alguna información de la imagen.

Vuelva a los ajustes de la referencia a través del Administrador Raster (Raster Manager). Navegue hacia la pestaña ´Location´ y anote las dimensiones (Dimensions), Tamaño de píxel (Pixel Size), y Origen (Origin) de la imagen. Es una buena idea escribir estos valores en un papel dado que los necesitará pronto.

Dimensions - Estos valores son las distancias sobre los ejes X e Y expresadas en unidades maestras. La imagen de ejemplo mide 5286 metros de ancho y 5228 metros de alto.

Pixel Size  (Tamaño de Pixel)- Esta es la distancia medida, en unidades maestras, de un píxel en la imagen. Nuestra imagen tiene un tamaño de píxel de 1 metro.

Origin (Origen)- Esta es la ubicación XY de la esquina inferior izquierda de la imagen. De manera que la esquina inferior izquierda de la imagen está posicionada en XY=378864.5, 5993712.5

Utilizando esta información, podemos fácilmente calcular la ubicación XY de la esquina superior izquierda:

Origin Y + Dimension Width =  ubicación ´Y´de la esquina superior izquierda.
5993712.5 + 5228 = 5998940.5
Anote este número.

Introducción al calzado de la imagen:
Bien, ahora entonces estamos listos para entrar en el proceso de calzado (apoyo) de la imagen. El software ideal y preferido a utilizar para el calzado es Bentley Descartes el cual calza imágenes en un instante y no requiere esfuerzo del usuario. Sin embargo, para aquellos de ustedes que no cuentan con Bentley Descartes pueden todavía colgar imágenes continuando con el resto de este artículo.

Me gustaría señalar que el flujo de trabajo del calzado de la imagen fue originalmente publicado en un artículo de 1998 de la revista ´MicroStation Manager´ llamado Draping Photos over MicroStation Models con autoría de Bill Hanson. Bill hace un maravilloso trabajo describiendo la teoría detrás de cada paso, y yo recomiendo leer su artículo para complementar la siguiente versión abreviada.

Cuando este listo...
Desvincule la imagen y visualice solamente el DTM

Vistazo general del flujo de trabajo en el proceso de calzado:
Crear una tabla de materiales para almacenar las asignaciones de materiales en el archivo.
Crear un archivo paleta para almacenar las características de materiales.
Crear un nuevo material que apunte a la imagen.
Asignar la foto aérea al nuevo material.
Ajustar las características de material.
Asignar el material al DTM
Renderizar la vista

Crear una tabla de materiales y el archivo paleta (palette file):
De la caja de herramientas ´Rendering Tools´, seleccione ´Define Materials´ y se le presentará una un tanto extensa caja de diálogo. Esta caja de diálogo es el ´centro de control´ para paletas y sus definiciones de materiales.

Cuando accede por primera vez a este diálogo, MicroStation poblará el lado izquierdo con una entrada que es igual al nombre del archivo. Esta entrada es el comienzo de una tabla de materiales (material table), la cual es un archivo con extensión .mat. Una tabla de materiales almacena asignaciones de materiales a elementos en un archivo que se encuentran en niveles específicos y tienen también un color específico.

De la barra de menú, seleccione ´Palette > New´
MicroStation responde agregando ´New Palette (1)´ bajo la tabla de materiales.
Renombre esto como ´PhotoDrape´ seleccionando ´Palette > Save As´, o haciendo clic derecho en la entrada y seleccionando ´Save As´ de la lista.

Al hacer esto ,MicroStation crea un archivo paleta, el cual tiene extensión .pal.

Una paleta es un simple archivo de texto que contiene características de materiales. Para ver lo que quiero significar, puede adelantarse y abrir un archivo paleta ya suministrado de ´..../bentley/Workspace/system/materials/´. Advertirá también que estos archivos hacen referencia a los ´patrones´ (patterns) los cuales son las imágenes JPG reales, Estas imágenes están en la carpeta ´ .../Workspace/system/materials/pattern/´. Finalmente, archivos de paleta refieren a "bump maps" los cuales añaden  rugosidad o textura al patrón. Ellos son típicamente imágenes contrastantes en escala de grises o imágenes acompañantes que tienen la letra "b" como el último caracter. Estos serán encontrados en la carpeta ´ .../Workspace/system/materials/bump/´

Crear un nuevo material:
Active el botón ´New Material´ y renombre ´New Material (1)´ como ´Aerial´

Asignar la foto aérea como material:
Pulse el pequeño icono resaltado en gráfico de abajo y seleccione ´120_Image.jpg´.

Una vez que la imagen ha sido cargada, se le presentará el siguiente diálogo, el cual le permite personalizar los ajustes o características para el material.

Ajuste las características de materiales:
Este paso le requerirá que agregue la información que obtuvimos de la imagen. Esperanzadoramente todavía tiene esos números a la mano!

Modifique los ajustes para que estén como sigue:
´Mapping´ a ´Elevation drape´

X Size = 5286 and Y Size = 5228
Esto es el ancho y alto de la imágen en unidades maestras y fue obtenida por medio del Administrador Raster en un paso previo.

Offset X = 378864.5 and Offset Y = 5998940.5
Estos son las coordenadas de la esquina superior izquierda de la imagen y fueron calculadas un par de pasos atrás.

Cierre el diálogo ´pattern´ y guarde los cambios presionando el botón ´Save´ en la caja de diálogo ´Material Editor´.

Pista: Cuando tenga trabajo no guardado, las entradas en el lado izquierdo del Editor de Material (Material Editor) serán azules, Cuando no ha habido cambios, y no hay necesidad de guardar, las entradas serán negras. Ver el siguiente gráfico.

Cierre la caja de diálogo ´Material Editor´ y seleccione ´Apply Material´  de la caja de herramientas ´Rendering Tools´.

Verifique de tener la paleta correcta y el material seleccionado tal como muestra el gráfico siguiente.

Pulse ´Assign by Level/Colour´ y seleccione el elemento de malla que representa el terreno.

Renderizar el DTM:
Desde la caja de herramientas ´Rendering Tool´, seleccione la herramienta ´Render´ y ajuste los valores como sigue:
Target = View, Render Mode = Smooth, y Shading Type = Normal.

Ingrese un punto dato en la vista isométrica y admire sus resultados.

Como puede ver, hay una considerable cantidad de trabajo involucrado en el calzado de una imagen sobre un DTM utilizando  el simple, usual y legendario MicroStation. Si lo va a hacer bastante seguido ,le recomiendo que tome una segunda mirada a MicroStation Descartes, el cual elimina el 95% del trabajo.

Aparte de eso, espero que haya encontrado en esto un tutorial valedero y que sea capaz de generar algunos magnificos DTM en muy poco tiempo.

October 1st, 2004