Crear un perfil topográfico profesional incluyendo puntos XY

No me esperaba que elaborar un gráfico agradable de un perfil de elevación podría ser una tarea difícil. Traté de hacerlo en ArcMap, pero no cumplió con mis expectativas para una presentación formal, el gráfico de salida fue muy sencillo. Luego, utilicé Microsoft Excel para mejorar el diseño gráfico y tener una buena presentación.

De todos modos, comparto la metodología paso a paso. Sin embargo, es necesario algo de paciencia y contar con tiempo porque no hay un método directo para realizar esta tarea. (este gráfico se realizó en ArcMap 10.3 y Microsoft Excel 2016).

Pasos principales:

  • Crear un Profile Graph y Point Profile en ArcMap
  • Exportar la tabla del perfil creada hacia Excel
  • Crear un gráfico de dispersión (XY) en Excel con las dos series de datos (Profile Graph y Point Profile)
  • Agregar etiquetas y afinar los detalles del gráfico con el diseño y formato de las opciones en Excel.

Pasos detallados:

1. Añadir en un nuevo documento de ArcMap un DEM y una capa de puntos
Add your DEM-image

2. Convertir los puntos en 3D. Esto es solamente necesario si los puntos se encuentran en 2D, para ello se puede realizar lo siguiente:

2.1. Obtener los valores Z de los puntos a través de un DEM
ArcToolbox > 3D Analyst Tools > Functional Surface > Add Surface Information

Configurar la nueva venta de la siguiente manera:
Input Feature Class: la capa de puntos (Profile_points)
Input Surface: la imagen DEM (Loja17S.img)
Output Property: marca la casilla Z
Add Surface Information
– Ahora al abrir la tabla de atributos de la capa de puntos se puede ver los valores Z en un nuevo campo.

2.2. Convertir de 2D a puntos 3D

ArcToolbox > 3D Analyst Tools > 3D Features > Feature To 3D By Attribute

  • Input Features: capa de puntos (Profile_points)
  • Output Feature Class: asignar un nombre (Profile_points_3D)
  • Height Field: Z
  • Agregar la nueva capa (Profile_points_3D) al mapa
    Feature To 3D By Attribute

3. Crear el gráfico del perfil
– Asegurarse de activar la barra de herramientas 3D Analyst. Luego, hacer clic en el ícono Interpolate line.
– Con esta herramienta dibujar la línea del perfil. Para crear esta línea es muy importante tomar en cuenta la dirección, de izquierda a derecha o viceversa, porque la herramienta Profile Graph se trazará según la dirección desde donde se inicia a dibujar. En este ejemplo se utilizó en sentido izquierda a derecha.
– Una vez que se haya creado la línea del perfil, en la barra de herramientas 3D Analyst hacer clic en el botón Profile Graph. Debe aparecer un gráfico de perfil como se muestra en la siguiente captura.
Profile Graph in ArcGIS

4. Crear un perfil para los puntos. Ahora es necesario crear un nuevo gráfico de usando la capa de puntos.
– En la barra de herramientas 3D Analyst, hacer clic en el ícono Point Profile.
– Dibujar una nueva línea con la misma longitud y la dirección que la primera línea roja (se recomienda ser preciso, pero no hay problema si no se consigue obtener una línea exactamente igual a la primera). Para ello, dar el primer clic en el inicio de la primera línea (roja), el segundo clic al final de la línea, a continuación, mover el puntero del ratón hacia arriba o hacia abajo dibujando un área que incluya todos los puntos deseados, y finalmente, dar el tercer clic para crear el Point Profile.
Point Profile in ArcGIS

5. Exportar los datos del perfil a Excel. Ahora es el momento de trabajar con los datos en bruto de los perfiles.
– Hacer clic derecho sobre el primer gráfico Profile Graph > Advanced properties
– En la nueva ventana, clic en Data, luego clic en el botón Copiar
Editing Graphic in ArcGIS
– Pegar lo datos en un nuevo libro de Excel.
– Hacer el mismo procedimiento con el segundo gráfico de perfil de los puntos. Ahora ya se cuenta con todos los datos de los perfiles dentro de Excel.

Sin embargo, todavía no se cuenta con las etiquetas de los puntos, en nuestro ejemplo, estos son nombres de las ciudades. Hay algunas opciones para obtener las etiquetas:
a) Se puede escribir estos nombres de forma manual en una nueva columna en Excel.
b) Se puede obtener estas etiquetas directamente desde el archivo * .dbf, abriendo la tabla en Excel y copiar estos nombres en una nueva columna.
c) En este ejemplo, se crea un informe de la tabla de atributos de la capa de puntos sólo con la columna que contiene los nombres de ciudades (columna “Poblado”). Posteriormente copiar esta información a Excel de la siguiente manera:

Clic derecho sobre la capa de puntos > abrir la tabla de atributos > Clic en Table Options > Reports > Create Report … > Seleccionar el nombre del campo donde se encuentran las etiquetas en Available Fields to Report Fields > Clic en Finish > En Report Viewer, clic en el ícono Copy
Report viewer ArcGIS

  • A continuación, pegar en Excel y colocar sus etiquetas en una nueva columna junto a sus respectivos datos de los puntos. Ahora tenemos toda la información necesaria de ArcMap en Excel.

Excel data for ArcGIS

6. Transformación de datos. Para tener una mejor apariencia del Profile Graph final, en primer lugar es necesario preparar un poco los datos. Dos pasos son suficientes, transformar los valores de X que son la escala de longitud de metros a kilómetros, y suavizar los datos de la línea de elevación:

6.1 La transformación de los valores de longitud de metros a kilómetros. Es muy fácil; se lo puede hacer en una nueva columna dividiendo los valores de X para mil. Por ejemplo. En la celda D2 escribir: =B2/1000. Lo mismo para los valores de longitud del Point Profile, en una nueva columna =H2/1000.

6.2 Suavizado de datos. Es básicamente para mostrar los patrones más importantes del perfil de la línea removiendo las estructuras a una escala fina. En otras palabras, es tener una línea suavizada del perfil de elevación. Hay muchos métodos para realizar esta tarea, pero en nuestro ejemplo utilizamos el método simple del promedio en Excel. Sin embargo, se puede utilizar cualquier otra técnica. A continuación, se calcula el promedio en conjuntos de 100 filas. Puede cambiar este número en función de la longitud del perfil de elevación, o según su fuerza suavizado requerido. Por ejemplo. En una columna vacía, en la primera fila (E2), se puede utilizar esta fórmula: =PROMEDIO(C2:C101), posteriormente arrastrar hacia todas las celdas de la columna.

Excel-data-prepared-for-ArcGIS

7. Ploteado de gráficos en Excel. Ahora se inicia con la mejor parte para ver el esfuerzo reflejado en un perfil gráfico de la elevación.

7.1 Trazar un nuevo diagrama de dispersión (X, Y).
– Seleccionar dos columnas: Longitud (como eje X) y elevación (como eje Y), en nuestro ejemplo las columnas D: E
– Ir a Insert > Charts > Scatter with smooth lines. Aquí ya se muestra la línea de perfil de elevación.
Scatter with smooth lines

7.2 Agregar una nueva serie. Es una segunda serie con los puntos con sus ubicaciones en el mismo gráfico.
– Clic derecho sobre el gráfico > Select Data…
– Clic en Add
– Colocar un nuevo nombre en Series name: (En este caso “Sites”)
– En “Series X values:” seleccionar los valores X del segundo gráfico (En este caso la columna “Length2 (Km)” =Hoja1!$I$2:$I$11 )
– En “Series Y values:” seleccionar los valores Y del segundo gráfico (En este caso la columna “Point Profile” =Hoja1!$J$2:$J$11)
– Ahora se puede ver una segunda línea en el gráfico, pero todavía no está lista.
Select data source graphic profile

7.3 Cambiar el gráfico de la segunda línea a puntos.
– Seleccionar la línea recientemente agregada (naranja)
– Con clic derecho seleccionar Change Series Chart Type…
– Clic en el nombre de la segunda serie (Sites)
– Clic en el menú desplegable
– Clic sobre el tipo de gráfico llamado “Scatter”

Change-chart-type

8. Añadir etiquetas a la información de puntos. El perfil de elevación está casi listo, pero los nombres de los puntos aún no se muestran, para ello se debe ejecutar las siguientes acciones:

Seleccionar la serie de puntos (“Sites”)
1. Ir al menú Design > Add Chart Element > Data Labels > More Data Label Options…
2. Seleccionar Value From Cells en las opciones de etiquetado
3. Seleccionar la columna que contiene las etiquetas (=Hoja1!$K$2:$K$11)
Label Options in Excel
– Desmarcar “Y Value”

9. Últimos retoques al gráfico. Finalmente, tenemos nuestro perfil de elevación junto con los puntos y sus ubicaciones. Sin embargo, podemos mejorar este gráfico personalizando las siguientes características:
– Título, leyenda,
– Color y tamaño del texto,
– Agregar lo títulos de los ejes,
– Personalizar la línea de perfil con un color degradado (en este caso, la línea del perfil va de naranja a verde), eliminar las líneas de división internas, etc.

Y finalmente tenemos nuestro perfil de elevación de gran calidad para su publicación:
Elevation Profile in ArcGIS and Excel
Adicionalmente, se puede exportar como una imagen y agregarla dentro de ArcMap en reemplazo del perfil de elevación creado desde la barra 3D Analyst.
Map of Elevation profile in ArcGIS
Una colaboración de Darwin Pucha-Cofrep, 2016. Aquí puedes ver un ejemplo real usando este método.

franzpc

7 thoughts on “Crear un perfil topográfico profesional incluyendo puntos XY”

  1. Esta bien tu perfil, en arcmap puedes generar el perfil muy detallado y estético, el cual elabore perfiles de ductos en el área de topografía con arcmap.
    Ssaludos

    1. franzpc dice:

      Gracias, si puedes indicarnos tu metodología para compartir con el resto, chévere.

  2. Efraim Penaranda dice:

    Gracias Franz… estupendo!

    Si creo que seria bueno si compartimos nuestras experiencias para ayudar, porque en texto podemos decir muchas cosas.

  3. Eloy dice:

    Gran trabajo, muy bien hecho.

  4. MARCO dice:

    Saludos

    Como colocar el abscisado en planta en el ArcMap

  5. CATA dice:

    Felicitaciones, no hay nada más hermoso que las personas compartan la información!!

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