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rcfdtools

1.4. Modelo digital de terreno GIS 3D en estado natural (TIN) usando QGIS

Keywords: tin m01a04

A partir de curvas de nivel, construir un modelo de terreno triangulado - TIN (red irregular de triángulos) en 3 dimensiones, que permita estudiar los cauces existentes así como la implementación del corredor de diseño y cauce sinuoso para la modelación hidráulica.

R.HCMC

Objetivos

  • Visualizar en 2D y 3D las curvas de nivel y cauces naturales de la zona.
  • Construir la malla triangulada del modelo de terreno TIN.
  • Extraer y exportar a CAD las aristas del TIN (opcional).

Requerimientos

Archivos, actividades previas, lecturas y herramientas requeridas para el desarrollo de esta actividad:

Requerimiento Descripción
🧰Herramienta Microsoft Excel 365.
🧰Herramienta QGIS 3.42 o superior.
🧰Herramienta Autodesk Civil 3D 2025 o superior.
📌RD_EjeValleSuavizado_ AutodeskCivil3DClotoide.shp Clotoide eje valle suavizado en formato shapefile (creada en actividad anterior).
📌CGG_CurvaNivelLidar_v0.shp Capa de curvas de nivel.
📌CGG_DrenajeNatural_v0.shp Capa de drenajes naturales.

Para los diferentes avances de proyecto, es necesario guardar y publicar las diferentes versiones generadas del (los) libro (s) de Microsoft Excel y reportes o informes, agregando al final la fecha de control documental en formato aaaammdd, p. ej. R.HydroTools.DisenoCaucesParametros.20250528.xlsx.

1. Visualización general de capas

  1. En QGIS, cree un proyecto en blanco y defina el CRS 3116. Agregue las capas CGG_CurvaNivelLidar_v0.shp, CGG_DrenajeNatural_v0.shp y RD_EjeValleSuavizado_AutodeskCivil3DClotoide.shp, ajuste la simbología de representación de cada capa de curvas de nivel a 12 clases usando la paleta Spectral.
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  1. Desde el panel lateral Browser, agregue el mapa XYZ Tiles / Google Satellite y visualice el eje del valle en la zona de inicio y entrega.
R.HCMC
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  1. Realice una visualización preliminar 3D. En el menú View, seleccione la opción 3D Map Views / New 3D Map View. En la ventana de configuración, establezca Terrain / Online con escala de exageración vertical en 10.
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Con la rueda y clic sostenido del Mouse o apuntador, ajuste la rotación y acercamiento a la visualización de terreno.

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2. Creación de TIN en formato vectorial

A partir de las curvas de nivel, crear el modelo de terreno triangulado TIN, primero abra la tabla de atributos de la capa de curvas de nivel e identifique el campo de elevación.

  1. Desde el Processing Toolbox, ejecute la herramienta Mesh / TIN Mesh Creation, establezca el CRS 3116 y guarde en formato 2DM como /file/dem/TIN_TerrenoNaturalQGIS_v0.d2m.
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  1. Desde las propiedades del TIN, ajuste y visualice la superficie a partir del mallado 2D.
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3. Creación de TIN en formato ráster

  1. Desde el Processing Toolbox, ejecute la herramienta Interpolation / TIN interpolation, establezca el método lineal y extensión espacial a partir de las curvas de nivel, guarde la grilla con resolución de 0.5 metros en formato .tif como /file/dem/TIN_TerrenoNaturalQGIS_v0.tif y opcionalmente la red triangulada como /file/shp/TIN_TerrenoNaturalQGIS_v0.shp.

Para su proyecto no es obligatoria la generación de la red triangulada en formato vectorial shapefile.

R.HCMC
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Visualizar en pseudo color utilizando la paleta Spectral.

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Para definir el número de columnas y filas del ráster de salida, considerar la resolución de salida y la extensión de la capa de salida:

  • Columnas = (xmax - xmin) / Resolución
  • Filas = (ymax - ymin) / Resolución
  1. Visualice como Hillshade y Z Factor = 5.
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Zona de inicio

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Zona de entrega

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  1. Verificación del tamaño de las celdas del ráster. El proceso de interpolación TIN crea una grilla ráster cuyas celdas no son regulares (Tamaños celda x <> y). Para verificar la resolución de salida, en la pestaña de capas, dar clic derecho en la grilla ráster y seleccione Propiedades / Información.
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4. Visualización 3D de superficie interpolada

  1. En el menú View, seleccione la opción 3D Map Views / New 3D Map View. En la ventana de configuración, establezca Terrain / Type (DEM (Raster Layer) seleccionando el TIN creado y especifique escala de exageración vertical en 10. Con la rueda y clic sostenido del Mouse o apuntador, ajuste la rotación y acercamiento a la visualización de terreno.

Zona de inicio

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Zona de entrega

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5. Visualización de perfiles y secciones transversales

  1. En el menu View, seleccione la herramienta Elevation Profile, agregue el modelo de terreno en formato ráster y seleccione el eje del valle suavizado. Podrá observar el perfil, explorar las cotas de inicio y entrega y la forma de la sección del cauce lateral.
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  1. Acérquese al inicio del realineamiento, dibuje manualmente una sección transversal y visualice.
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  1. Acérquese al final del realineamiento, dibuje manualmente una sección transversal y visualice.
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6. Exportación de vectores a CAD

  1. Desde el menu Project, seleccionar la opción Import/Export / Export Project to DXF, seleccionar las capas de drenajes, eje suavizado del valle, curvas de nivel y opcionalmente las aristas del modelo triangulado. Guardar como /file/cad/acad/DTM_QGISVectoresTerrenoNatural_v0.dxf
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  1. Abrir Autodesk Civil 3D y verificar el archivo exportado. En caso de no disponer de AutoCAD, crear un nuevo mapa de QGIS e importer el DXF para verificar su contenido.
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Actividades de proyecto (👥 grupal opcional no calificable, 👤individual requerido) 📐

Utilizando la plantilla suministrada, cree un informe técnico mostrando las actividades desarrolladas en el orden presentado en esta actividad, junto con los análisis y recomendaciones realizadas, convierta a Adobe Acrobat (.pdf) y guarde en la carpeta /report del repositorio de datos del proyecto; nombre el archivo con el código de la actividad agregando al final la fecha de control documental en formato aaaammdd (p. ej. M01A00_20250531.pdf).

Libro de revisión y calificación de proyecto: M01A04_MDT.xlsx

En la siguiente tabla se listan las actividades que deben ser desarrolladas y documentadas por cada estudiante o grupo de proyecto.

Actividad Alcance
M01A04 👤👥 Modificar la red de drenaje natural CGG_DrenajeNatural_v0.shp incluyendo el eje suavizado del valle a partir del eje de proyecto asignado y eliminando los tramos remanentes naturales que serán removidos por la explotación minera, nombrar como /file/shp/CGG_DrenajeNaturalValleSuavizado_v0.shp.
M01A04 👤👥 Crear el modelo de terreno triangulado TIN en formato vectorial D2M y convertir a raster .tif con resolución 0.5 metros. Guardar como /file/dem/TIN_TerrenoNaturalQGIS_v0.d2m
M01A04 👤👥 Con la herramienta Processing Toolbox / Layer Tools / Extract layer extent, obtenga el polígono regular rectangular de la extensión de la capa geográfica de curvas de nivel. Guarde como /file/shp/CGG_CurvaNivelLidarExtent_v0.shp
M01A04 👤👥 A partir de la grilla de terreno .tif, crear un modelo de sombreado Hillshade, guardar como /file/dem/TIN_TerrenoNaturalQGISHillshade_v0.tif.
M01A04 👥 Para cada archivo creado de formas geométricas, clases de entidad, grillas y modelos de terreno, incluir capturas de pantalla en formato .jpg con el mismo nombre del archivo y en la misma ubicación del archivo dentro de las carpetas datos indicadas en cada numeral. Insertar en el reporte técnico en el numeral correspondiente incluyendo textos descriptivos.
M01A04 👥 En una tabla y al final del informe de avance de esta entrega, indique el detalle de las actividades realizadas por cada integrante de su grupo; utilice las siguientes columnas: Nombre del integrante, Actividades realizadas, Tiempo dedicado en horas (si presenta la entrega individualmente, no es necesaria la presentación de esta tabla).

👤 Para actividades que no requieren del desarrollo de elementos de avance, indicar si realizo la lectura de la guía de clase y las lecturas indicadas al inicio en los requerimientos.

Nota 1: para la revisión del proyecto final, guarde los libros cálculo de Microsoft Excel y los archivos generados en esta actividad, en las localizaciones indicadas en cada numeral.

Nota 2: una vez el instructor realice la revisión y el estudiante presente las correcciones o ajustes solicitados, será necesario cargar una nueva versión de los archivos en el repositorio del proyecto, incluyendo o actualizando al final del nombre del archivo, la fecha de presentación en formato aaaammdd y manteniendo las versiones anteriores presentadas.

Nota 3: para el estudio posterior de las secciones transversales de su proyecto (en la zona de inicio / entrega del eje del valle y evaluación de pendientes de los cauces y corredores), es conveniente estudiar tramos naturales hasta entre 1 y 5 km a partir de los ejes próximos al nodo J4685 del modelo hidrológico (tramo en cuenca W19600, W19450, W19440, W20010 y demás que hagan parte del modelo o la intervención). Lo anterior debido a que el cauce principal al inicio se encuentra agradado o sedimentado. Para estos tramos, en el modelo de muestreo, será necesario incluir secciones transversales y posiciones de banca que permitan a través del perfil longitudinal del río, analizar la cota de fondo real del punto de inicio.

Nota 4: para la entrega no es necesario extraer las aristas o los vectores del modelo triangulado, debido a que la superficie requerida en el Módulo 2 será construida a partir de curvas de nivel.

Referencias

R.HCMC es de uso libre para fines académicos, conoce nuestra licencia, cláusulas, condiciones de uso y como referenciar los contenidos publicados en este repositorio, dando clic aquí.

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