Las imágenes satelitales responden muchas preguntas, pero no esta: ¿a qué altura está el suelo? Sin datos de elevación cuesta modelar la escorrentía, calcular pendientes, estimar movimientos de tierra o evaluar los riesgos del terreno, algo crítico en muchos proyectos. Un modelo digital de elevación aporta esa información que falta: el modelo asigna un valor de altura a cada punto del paisaje.
Este artículo explica qué es un modelo digital de elevación y cómo se produce a partir de imágenes satelitales estéreo. También verás cómo acceder a datos MDE de alta resolución y usarlos en tus proyectos de ingeniería, medio ambiente, agricultura y minería.
Conclusiones clave
- Un modelo digital de elevación (DEM) asigna un valor de altura a cada punto del terreno y aporta datos esenciales para calcular pendientes, escorrentía y riesgos asociados al relieve.
- DEM suele funcionar como término genérico, pero normalmente designa un modelo digital de superficie (DSM), que incluye edificios y árboles, o un modelo digital del terreno (DTM), que los elimina para mostrar el suelo desnudo.
- Construir un modelo digital de elevación a partir de imágenes satelitales estéreo ofrece una cobertura amplia a un coste menor que las alternativas con LiDAR o dron.
- Distintos sectores recurren a los DEM para planificar teniendo en cuenta el relieve y evitar errores de diseño costosos.
- LandViewer puede generar modelos digitales de elevación personalizados a partir de imágenes estéreo de alta resolución con un detalle de hasta 30 cm.
¿Qué es un modelo digital de elevación (MDE)?
Un modelo digital de elevación, o MDE, es una malla de números que muestra la altura del suelo en cada punto de un mapa. Imagina que el modelo digital es una foto formada por cuadraditos, pero en la que cada cuadrado, en lugar de un color, guarda un valor de elevación: a qué altura está ese punto sobre el nivel del mar. Los árboles, las casas y otros objetos suelen eliminarse, y queda solo el suelo desnudo.
El detalle que capta un modelo digital de elevación depende de la distancia entre los puntos de muestreo. Un MDE de malla fina, con muestreo denso, revela irregularidades menores de la superficie, como pequeños montículos y cunetas. En cambio, un MDE de malla gruesa suaviza esos detalles hasta hacerlos desaparecer del modelo.
El modelo digital de elevación ayuda a responder preguntas críticas del mundo real: predecir líneas de inundación, cartografiar el riesgo de incendio, trazar tendidos eléctricos, elegir el emplazamiento de una planta solar, detectar laderas con riesgo de deslizamiento y muchas más.
MDE frente a MDS y MDT
En SIG, el modelo digital de elevación (MDE) se usa a menudo como término paraguas para cualquier conjunto de datos de elevación en malla, sea cual sea el modelo digital concreto. Sin embargo, al trabajar de verdad con estos datos normalmente eliges entre dos tipos: un modelo digital de superficie (MDS) o un modelo digital del terreno (MDT).
Por ejemplo, en una zona boscosa el MDS capta la copa de los árboles, mientras que el MDT los retira para dejar a la vista el suelo. Como un archivo etiquetado solo como «MDE» puede corresponder a un modelo digital o a otro, siempre tienes que revisar los metadatos del conjunto de datos.
Elegir un modelo digital de superficie con vegetación cuando lo que necesitas son mediciones de suelo desnudo lleva a errores graves. La tabla siguiente compara MDE, MDS y MDT en paralelo para ayudarte a escoger el modelo digital de elevación adecuado.
| Representa | Elementos sobre el suelo | Usos típicos | |
|---|---|---|---|
| MDE | Ráster de elevación | Depende de los metadatos | Análisis del terreno |
| MDS | La superficie terrestre | Sí | Planificación urbana y análisis de visibilidad |
| MDT | Suelo desnudo y formas del relieve | No | Ingeniería e hidrología |
Cómo se crea un modelo digital de elevación con imágenes estéreo
Para construir un MDE a partir de imágenes satelitales estéreo necesitas dos fotos de la misma zona tomadas desde ángulos distintos . El software ejecuta una correlación estéreo densa para encontrar píxeles correspondientes en el par —bordes de edificios, lindes de parcela o meandros de un río— y mide cuánto se desplaza cada uno entre tomas. Ese desplazamiento (paralaje), junto con la posición, la actitud y la geometría de observación del satélite, conocidas con precisión, se usa en un modelo digital fotogramétrico para calcular las coordenadas 3D del terreno, incluida la elevación . Millones de esos valores de elevación se interpolan sobre una malla digital regular para formar una superficie ráster, que después se filtra y se edita para eliminar valores atípicos, reducir el ruido y rellenar huecos hasta obtener el modelo digital definitivo.
El LiDAR, el InSAR basado en radar y la fotogrametría con drones también sirven para producir un modelo digital de elevación, pero las imágenes satelitales estéreo destacan por la escala: cubren áreas enormes sin una sola visita de campo, cuestan menos que casi cualquier alternativa y se apoyan en archivos satelitales de décadas.
Dónde se usa un modelo digital de elevación
En cualquier proyecto ligado al suelo, la forma del terreno condiciona directamente los presupuestos y la seguridad. Tanto si tiendes un oleoducto como si montas una red inalámbrica o gestionas terreno agrícola, conocer de antemano las alturas exactas evita malas decisiones de diseño y sobrecostes inesperados. Un modelo digital de elevación fiable previene ambas
cosas.
Estas son las formas más habituales en que los sectores usan la cartografía MDE para agilizar sus operaciones:
- Riesgo de inundación e hidrología. El agua siempre encuentra el camino más bajo, y un modelo digital de elevación traza ese camino antes incluso de que llueva. Los analistas lo usan para simular el flujo, delimitar cuencas y acotar el riesgo de inundación a tramos concretos de terreno.
- Construcción e infraestructura. Carreteras, tuberías y solares dependen de la pendiente y el drenaje. El MDE permite a los ingenieros detectar tramos escarpados por su elevación, planificar rodeándolos y calcular cuánta tierra hay que mover antes de que llegue la primera excavadora, todo a partir del modelo digital de elevación.
- Telecomunicaciones. Las señales de radio viajan en línea recta y se detienen en la primera colina que encuentran. El modelo digital de elevación es muy eficaz para comprobar la línea de visión entre torres y detectar cerros o crestas que bloquearían la señal durante kilómetros.
- Vigilancia ambiental. El MDE ayuda en estudios de erosión, cartografía de hábitats, gestión forestal y evaluación de deslizamientos: compara la misma ladera en dos fechas y mide exactamente cuánta elevación ha cambiado.
- Agricultura. El agua corre cuesta abajo y arrastra suelo y nutrientes. Los datos de elevación digital, superpuestos a imágenes satelitales de salud del cultivo, ayudan a decidir dónde se desperdicia el riego y dónde la erosión se está llevando la capa fértil.
- Minería. Las mineras usan el modelo digital de elevación para vigilar la expansión de la corta, calcular volúmenes de acopio, evaluar la estabilidad de taludes con el modelo y apoyar la planificación operativa, incluida la vigilancia de las balsas de residuos desde el espacio.
Estimar a ojo la inclinación de una ladera o las vías de drenaje es una forma segura de equivocarse con las líneas de inundación o la cobertura de señal. Un modelo digital de elevación lo resuelve con cifras de elevación firmes para cada parcela de terreno.
Cómo conseguir un MDE de alta resolución con LandViewer
Cuando las imágenes satelitales planas en 2D se quedan cortas —porque necesitas calcular la inclinación de una ladera, medir la profundidad de una corta o modelar la escorrentía—, lo que hace falta es un modelo digital de elevación. LandViewer te permite pedir un procesado MDE a medida, ajustado a tu ubicación exacta, a las especificaciones de tu proyecto y al modelo digital que mejor encaje.
Según la complejidad del terreno, los modelos de elevación digital se construyen con imágenes estéreo y triestéreo de operadores de satélite de alta resolución como 21AT, SpaceWill y SIIS. Con el suelo captado desde varios ángulos y resoluciones de hasta 30 cm, el modelo digital de elevación resultante elimina los huecos de datos en acantilados afilados, crestas y grupos densos de edificios.
Para que el calendario de tu proyecto sea realista, ten en cuenta los dos flujos de entrega del modelo disponibles:
- Procesado de archivo. Entrega modelos de elevación digital a partir de imágenes satelitales ya captadas, en unos pocos días laborables.
- Tasking de satélite nuevo. Exige captar imágenes frescas sobre tu emplazamiento, lo que lleva más tiempo según la nubosidad, el calendario de revisitas y el tamaño del área.
Para un análisis completo, los especialistas de LandViewer también pueden combinar tus datos MDE con imágenes ópticas o de radar (SAR). Unir el modelo digital de elevación con capas visuales o de radar da al modelo contexto completo del terreno físico, de modo que puedas evaluar a la vez los elementos de la superficie y las estructuras.
Si no sabes si tu proyecto MDE necesita dato de archivo o un tasking nuevo de alta resolución, consulta con nuestro equipo de soporte para elegir la opción adecuada sin gastar de más.
¿LandViewer ofrece datos MDE?
¿Se pueden usar los datos MDE con imágenes satelitales?
¿En qué se diferencian los datos LiDAR y un modelo digital de elevación?
Acerca del autor:
Kateryna Sergieieva tiene un doctorado en Tecnologías de la información y 15 años de experiencia en teledetección. Es científica senior en EOSDA y es responsable del desarrollo de tecnologías de monitorización por satélite y la detección de cambios en la superficie terrestre. Kateryna es autora de más de 60 artículos científicos.
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