De la topografía con dron al CAD: curvas de nivel, líneas de quiebre y superficie TIN

Los proyectistas rara vez quieren el MDE en bruto. Quieren cuatro cosas sobre las que dibujar: curvas de nivel con una equidistancia acordada y las curvas maestras en su propia capa; líneas de quiebre —polilíneas 3D a lo largo de crestas, pies, bordes de camino y cunetas—; una superficie triangulada (TIN) en la que cortar secciones y calcular volúmenes; y la ortofoto como fondo georreferenciado.

Cada uno tiene su formato de intercambio. Las curvas y las líneas de quiebre viajan como polilíneas DXF en capas con nombre. La superficie viaja como superficie LandXML, que lleva los triángulos, los puntos y el sistema de coordenadas, o como DXF 3DFACE si el programa receptor lee caras. La ortofoto viaja como GeoTIFF.

Un MDE de 5 cm de una obra de 50 hectáreas tiene 200 millones de celdas. Si triangulas cada una, el programa receptor recibe unos 400 millones de triángulos: muchos más de los que un puesto de diseño puede manejar, y la mayoría describen terreno llano con una precisión que nadie ha pedido.

La respuesta práctica es una superficie más ligera hecha con dos ingredientes: puntos muestreados con un espaciado razonable y líneas de quiebre allí donde el terreno cambia bruscamente de pendiente. Los puntos llevan la forma general; las líneas de quiebre mantienen los bordes nítidos para que la superficie no redondee una cresta o un pie entre dos puntos de muestra. La especificación lidar del USGS define la línea de quiebre justo así: un elemento lineal que describe un cambio en la suavidad o la continuidad de una superficie.

Todo lo que viene después hereda el MDE de origen, así que revísalo primero. Confirma el sistema de coordenadas que declara el archivo. Confirma la referencia vertical: un MDE de dron procesado con alturas GNSS suele ser elipsoidal, mientras que el diseño trabaja con alturas ortométricas; ambas difieren en decenas de metros y una rejilla de geoide convierte una en otra. En STREAM, Referencia vertical escribe la superficie convertida como un GeoTIFF nuevo y deja intacto el original.

Después decide qué debe representar la superficie. Un MDE de fotogrametría es un modelo de superficie: vehículos, maquinaria y vegetación forman parte de él. Para una superficie de diseño, elimínalos primero con las herramientas de edición del terreno o muestrea el suelo de un modo que los ignore.

En una cantera, una corta o una obra de movimiento de tierras, la mayoría de los bordes importantes son las crestas y los pies de los taludes. Trazarlos a mano sobre una ortofoto lleva horas y cae sobre el cambio de color, no sobre el cambio de pendiente.

Extraer cresta/pie de STREAM encuentra cada talud de la selección —o de todo el levantamiento si no hay nada seleccionado— y añade la cresta y el pie de cada uno como línea 3D en su propia capa. En cada nodo se ajustan por separado el plano de la berma y el del talud y se intersectan, así que la línea queda sobre el quiebre real; las rampas van a capas separadas en lugar de mezclarse con las líneas de banco, y cada resultado es una línea normal que puedes revisar, editar vértice a vértice y deshacer.

Entre las líneas de quiebre, la superficie necesita puntos. La herramienta Puntear rellena un área seleccionada con puntos en patrón Triángulo, Rectángulo o Paso bajo con el espaciado que fijes, y cada punto toma su cota del terreno. El patrón triangular es una malla equilátera, así que da los triángulos más regulares.

Paso bajo es para terreno lleno de objetos pequeños. Cada punto parte de su posición de malla pero se desplaza al terreno más bajo dentro de un pequeño círculo a su alrededor —de radio un cuarto del espaciado—, así que un punto que caería sobre una máquina aparcada o un arbusto baja al suelo junto a ella. Elige el espaciado según el terreno: amplio en zonas llanas, más denso donde la superficie se curva y las líneas de quiebre no la describen por sí solas.

Selecciona los puntos, las líneas de quiebre y el contorno y ejecuta Triangular. STREAM construye un TIN de Delaunay con sus vértices y le da su propia pestaña de la cinta. Coloréalo por pendiente o muéstralo en malla de alambre: los triángulos astilla y una arista que cruza una cumbrera se ven enseguida.

Antes de exportar, ejecuta Comprobación del modelo. Informa de triángulos solapados y duplicados, huecos, aristas rotas y triángulos de área nula sin cambiar nada; Reparar elimina los defectos que puede corregir con seguridad y nunca rellena un hueco. Voltear arista gira una diagonal que cruza una cumbrera, y Recortar al área recorta la superficie al contorno del levantamiento, dividiendo —no descartando— los triángulos que cruza el contorno.

Una superficie simplificada solo es aceptable si sigue describiendo el terreno. La prueba más rápida es un volumen: calcula desmonte y terraplén entre el TIN y el MDE del que salió. Cubicación según modelo lo hace en segundo plano sin modificar el MDE. En terreno sin cambios, el volumen neto debe ser cercano a cero; donde no lo es, al TIN le falta una línea de quiebre o el espaciado de puntos es demasiado amplio para la curvatura.

Genera las curvas de nivel con la equidistancia que pide el plano y elige una que el levantamiento pueda sostener. Las Normas Nacionales de Precisión Cartográfica de EE. UU. fijan un listón clásico: no más del 10 % de las cotas comprobadas puede errar en más de media equidistancia. En la práctica, la equidistancia debe ser al menos el doble del error dentro del cual queda el 90 % de tus puntos de control.

Exporta a DXF las curvas, las líneas de quiebre y los vectores dibujados —sus capas van con ellos— y el TIN como superficie LandXML con el sistema de coordenadas y su código EPSG, o como DXF 3DFACE. Después abre los archivos donde van a usarse y comprueba tres cosas: caen en su sitio, los valores Z están ahí y los nombres de capa son los que espera la norma de dibujo.