Revista Catalana de Geografia

La recuperació dels límits municipals històrics. Conveni DGAP-ICC (2005-2011)

Massó, J., Torres, M., Jiménez, M. Mar — Thu, 03 Nov 2011 00:00:00 +0100

LA RECUPERACIÓ DELS LÍMITS MUNICIPALS HISTÒRICS. CONVENI DGAP-ICC (2005-2011)

Jaume Massó i Cartagena
Marc Torres i Saura
M. Mar Jiménez Angurell
Institut Cartogràfic de Catalunya

Avui no es pot entendre la gestió municipal sense la definició precisa dels seus termes municipals. El primer pas per conèixer els límits passa pel replantejament del traçat de les línies de terme contingudes a les actes històriques i quaderns topogràfics corresponents.

Un replantejament té l'objectiu de reflectir amb coordenades les línies de límit recollides a les actes de reconeixement realitzades per l'IG i l'Estat Major de l'Exèrcit a principis del segle passat, i situar-les gràficament sobre cartografia. Això significa: donar coordenades a les fites trobades al camp, posicionar per càlcul les fites avui desaparegudes i representar sobre l'ortofotomapa a escala 1:5.000 les línies límit recollides en aquests documents.

En data 30 de desembre de 2005, el Departament de Governació i Administracions Públiques (DGAP), avui Departament de Governació i Relacions Institucionals (DGRI) i l'Institut Cartogràfic de Catalunya (ICC) van signar un conveni de col·laboració, on s'acordà replantejar les línies de límit dels municipis catalans a partir de la documentació de delimitació històrica existent als arxius de l'Instituto Geográfico (IG). Aquest conveni comprenia el període 2005 a 2011.

Il·lustració 1. Acta de reconeixement
i quadern topogràfic realitzats per l'Instituto Geográfico y Estadístico.

En la seva argumentació inicial es van establir les necessitats que movien a ambdós organismes de la Generalitat a signar aquest conveni. Aquestes eren, d'una banda, la necessitat d'impulsar l'elaboració dels mapes municipal i comarcal i, per altra banda, obtenir un coneixement detallat de la delimitació de cadascun dels municipis per a la seva plasmació sobre cartografia.

El conveni estipulava, en el seu redactat inicial, la realització dels replantejaments de 2.041 (72.4%) de les 2.819 línies de límit de Catalunya. La temporalització per anualitats definida en el pla de treball va ser la següent:

Taula 1. Planificació del Conveni segons el seu redactat inicial.

El calendari previst de realització de les línies de terme objecte del conveni es concretà de la forma següent:
Any 2005: Garrotxa i Conca de Barbera.
Any 2006: Anoia, Pla de l'Estany i Segarra.
Any 2007: Gironès, Selva, Ripollès, Urgell, Pla d'Urgell, Noguera i Segrià.
Any 2008: Osona, Berguedà, Solsonès, Bages, Ribera d'Ebre, Terra Alta, Baix Ebre i Montsià.
Any 2009: Alt Penedès, Garraf, Maresme, Valles Oriental, Alt Empordà, Baix Empordà, Alt Camp, Baix Camp, Baix Penedès, Tarragonès i Priorat.
Any 2010: Valles Occidental, Baix Llobregat. Barcelonès, Cerdanya, Alt Urgell, Pallars Jussà i Pallars Sobirà.
Any 2011: Alta Ribagorça i Val d'Aran.

D'aquest pla de treball quedaven exclosos, ja en el redactat inicial, 132 municipis en la seva totalitat, i 150 línies de límit, és a dir, un conjunt de 778 línies de límit. El volum més important d'exclusions és situava a la zona de l'Empordà on la documentació referent als quaderns de camp de l'IG no ha estat localitzada, fins el moment.

1. El procés de replantejament
La signatura del conveni amb un pla de treball retrospectiu respecte a aquesta data, va significar la utilització inicial dels mètodes de treball, programari, aparells de mesura, etc. fins aleshores utilitzats en els treballs puntuals que l'ICC realitzava.
Amb posterioritat, mentre s'executaven els treballs planificats pels anys 2005 i 2006, es va definir i implementar el mètode industrial definitiu que havia de permetre realitzar i optimitzar el conjunt de les tasques a partir de l'any 2007, any a partir del qual el volum d'aquestes creixia enormement.
La definició d'aquest procés industrial va comportar l'elecció del conjunt d'eines informàtiques i del diferent material tècnic (ordinadors, receptors GPS, etc.), idoni per a les tasques encomanades al conveni.

1.1 Les eines de treball. Maquinari.
La tria de les eines de treball era un aspecte clau per al correcte desenvolupament del conveni. La tecnologia triada havia de facilitar les tasques minimitzant les repeticions i automatitzant allò que fos possible. Per altra banda, les eines havien de ser robustes i fiables per tal d'assegurar la seva durabilitat durant els 6 anys de durada del conveni.

En referència als receptors GPS a emprar era condició imprescindible que realitzessin l'aixecament de les fites i punts amb precisió submètrica, atès que l'escala de treball lligada al document de replantejament era l'1:5.000. Calia, per altra banda, que el receptor triat tingués autonomia suficient per aguantar una jornada complerta de treball, fos sòlid i robust. Calia que fos capaç d'emmagatzemar dades d'observacions per tal de poder realitzar post-procés en aquells casos en que la correcció diferencial en temps real no hagués estat possible.

Pel que fa l'ordinador de camp era condició indispensable que fos robust i que tingués, també, autonomia suficient per a suportar una jornada complerta de treball. Calia que la pantalla fos visible tot i la llum exterior del sol. Calia que la capacitat del disc dur i la velocitat del processador fossin suficients per moure el gran volum de cartografia necessària per al treball de les línies de límit. Calia, sobretot, que fos pràctic per al treball dels tècnics al camp.

L'elecció d'ambdós aparells, el receptor GPS i l'ordinador de camp, havia de ser complementaria, per tal de garantir la seva àgil interacció. Finalment el receptor GPS escollit va ser el Trimble Pro XH i l'ordinador de camp la tablet Panasonic Toughbook CF-18.

El receptor GPS Trimble Pathfinder® ProXH^TM és un receptor pensat
per a la recollida de dades SIG. El receptor ProXH que arriba a precisions
subpeu (30 cm.) a través de la tecnologia HStar^TM de Trimble, que mostra
la precisió que pot arribar a tenir després del post-procés in situ.

És un receptor GPS, amb antena integrada i bateria suficient per a un dia de treball complert.

És un receptor sense cables que és comunica mitjançant connexió sense fils Bluetooth® amb l'ordinador de camp, que és on realment s'emmagatzemen les dades recollides.

L'ordinador de camp Panasonic Toughbook CF-18 és un híbrid entre un ordinador portàtil convencional i una tauleta (pentablet). Té una pantalla tàctil que permet interactuar sense la necessitat d'ús del teclat o el ratolí.

Aquest ordinador té una pantalla de 10.4" llegible en exteriors a la llum del dia. Té connexions wireless i bluetooth. El processador és un Intel Pentium a 1.20GHz i 512MB de memòria RAM.

Altres elements de l'equipament del tècnics de l'ICC que han executat aquest conveni han estat: la càmera fotogràfica (Olympus M720SW) resistent a cops i a l'aigua, el telèfon mòbil (Nokia 6021) amb bluetooth per tal de permetre la comunicació directa amb el receptor GPS i l'ordinador de camp.

1.2 Les eines de treball. Programari específic del projecte.

En referència a les aplicacions informàtiques, es dissenyà un conjunt d'aplicacions anomenat Sistema d'Informació de Delimitació Municipal (SIDM).

El sistema que es va desenvolupar englobava diferents mòduls per a la realització del conjunt de les tasques a realitzar dins del conveni: client de camp, base de dades i generació documental.

La filosofia general del conjunt d'aquests mòduls es concretava en les idees de:

automatitzar el procés al màxim,
facilitar al tècnic el treball de camp i,
realitzar el conjunt de les aplicacions dins d'un paquet uniforme de programari per tal d'evitar problemes de compatibilitat.

El sistema a desenvolupar es caracteritzava per la típica arquitectura client/servidor integrada en base a un conjunt de programaris proveïts pel fabricant ESRI. En aquell moment (2006) aquest fabricant oferia programari de qualitat avançada i que englobava el conjunt de les necessitats a cobrir en el conveni.

El SIDM-client de camp es un applet dins de l'eina SIG ArcPad. Aquesta extensió de funcionalitats s'implementà dins de les versions 7.0 i 7.0.1.

Il·lustració 2. Barra d'eines del SIDM - client de camp.

Les funcionalitats programades més rellevants
dins el SIDM-client de camp van ser les següents:

carregar una poligonal,
translació d'una poligonal,
unió de poligonals,
fragmentar una poligonal,
càlcul d'itineraris,
compensació de poligonals,
creació i edició d'un punt o fita,
creació d'un tram de línia entre dues fites,
codificació de trams,
visualització de cartografia,
visualització d'actes i quaderns,
visualització de planimetries, etc.

Il·lustració 3. Pantalla formulari de presentació d'informació de punt / punt-fita.

La data d'implementació de la primera versió de SIDM - client de camp al sistema productiu es correspon amb l'execució dels treballs programats per l'any 2007. El client de camp de SIDM es va demostrar, des del moment de la seva implementació productiva, com un gran ajut a les tasques dels tècnics, ja que el treball topogràfic numèric es realitzava a partir del treball d'edició gràfica de les poligonals. Altres aspectes com la visualització de documentació històrica o cartografia també quedaven altament simplificats. SIDM - client de camp es va demostrar com una eina pràctica i útil, tan per als treball de camp com pels de gabinet.

Durant el primer any d'ús productiu d'aquesta aplicació, es va evidenciar la necessitat d'incorporar noves funcionalitats. Aquestes van significar una programació addicional que va quedar concretada en la versió 2 del SIDM - client de camp. Aquestes millores van ser les següents:

possibilitat de realitzar un gir a les poligonals per problemes amb la declinació magnètica,
botó de check final de comprovació general,
visualització del track GPS en capa a part,
millora en la gestió de nivells de validació,
millora en la informació de la poligonal sobre l'error de tancament i toleràncies,
millora en el botó de carrega de poligonals,
millora en el zoom sobre una línia, etc.

El conjunt de maquinaris i programaris que contenen i gestionen les dades pròpies de delimitació, s'anomena SIDM - base de dades. Els programaris sobre els que ha estat dissenyada aquesta base són Oracle, ArcSDE, ArcIMS i ArcGIS.

En el Sistema Gestor de Base de Dades (SGBD) es centralitza l'emmagatzematge de tota la informació a gestionar. El sistema escollit, Oracle 9i, va ser el mateix que utilitzava com a servidor de dades corporatiu de l'ICC.

ArcSDE 9.1 va ser el middleware escollit com a passarel·la de comunicació entre el servidor de mapes (ArcIMS) dels clients vers el SGBD Oracle 9i. Aquesta aplicació permetia la gestió intel•ligent tant de dades espacials com alfanumèriques en un SGBD com Oracle.

Per tal de donar resposta a les necessitats de difusió de les dades gestionades pel sistema, es va optar per la instal•lació del programari d'ESRI anomenat ArcIMS 9.0.1. Aquest entorn servidor de dades actua com a client d'ArcSDE.

ArcIMS és una solució SIG que habilita la possibilitat de construir i servir de forma centralitzada mapes, dades i eines de control a traves de peticions HTTP. L'accés als serveis d'ArcIMS es pot fer a través de clients lleugers, que sols utilitzen HTML, o clients Java, que permeten explotar més funcionalitats. També des del programari SIG desktop ArcGIS.

Per tal de pujar el conjunt de les dades de camp i gabinet, un cop ja realitzats el conjunt dels controls de qualitat, l'ICC va generar un flux (toolbox) automatitzat de 154 passos que permetia, alhora, pujar les dades des dels ordinadors de treball a la base de dades corporativa realitzant-ne les comprovacions necessàries i preparant el conjunt de les dades de delimitació per a la seva posterior explotació dins el procés. Una de les explotacions derivades era la generació automàtica del document de replantejament.

SIDM - generador documental és un programari desktop que permet, a partir de la realització de consultes sobre la base de dades de delimitació, extreure tota la informació necessària per a la generació automàtica del document de replantejament pròpiament dit.

Les consultes alfanumèriques es realitzen mitjançant Arc-SDE d'ESRI. Per a les consultes de tipus cartogràfic treballa mitjançant consultes WMS d'Open Gis Consortium (OGC).

El programari SIDM - generador documental crea automàticament el document final de replantejament, a partir de les dades de la base, en format PDF.

Un cop ja treballades el conjunt de noves eines i metodologies, aquestes es van aplicar al treball productiu. El conjunt d'aquestes van significar la millora en l'agilitat i l'automatització dels processos, la minimització d'errors i el grau del control de qualitat.

1.3 El procés de treball productiu.

Un replantejament engloba les fases següents:

anàlisi i interpretació de l'acta de reconeixement,
preparació de les dades de treball de camp: entrada, verificació i generació de la poligonal,
localització de les fites, obtenció de les coordenades de les monumentades, recull i entrada a la base de dades, amb treball de camp,
sobre les fites no trobades, determinació del punt on es localitzaven, obtenció de les coordenades, recull i entrada a la base de dades, amb treball de camp,
traçat de la línia de límit sobre el Mapa topogràfic de Catalunya 1:5.000 de l'ICC,
control de qualitat del procés,
redacció d'un report detallat, fita per fita, del mètode operatiu emprat per a la seva cerca i la manera com ha estat calculada en el cas de no haver estat localitzada,
generació i impressió dels documents que componen el replantejament.

Seguidament es concreten cadascuna d'aquestes fases.

1.3.1 Preparació de les dades
Previ a iniciar les observacions de camp, es fan les tasques següents:

anàlisi de l'acta o actes de reconeixement per tal de determinar quina és l'acta o actes avui vigents a partir de la lectura i anàlisi de la documentació,
entrada de la poligonal: procedir a l'entrada de les dades numèriques dels quaderns de camp, contingudes en l'arxiu digital que recull cada poligonal,
verificació de la poligonal: verificació de les dades numèriques dels quaderns de camp, resultants del punt anterior. Aquest procés assegura la consistència numèrica de les mateixes i evita problemes en el posterior treball de camp,
generació de la poligonal: a partir de l'arxiu numèric resultant en el procés anterior, es genera la poligonal topogràfica i es realitza una primera georeferenciació d'aquesta.

1.3.2 Localització de les fites i recull de les dades

A partir d'algun punt notable recollit a la poligonal, per exemple una cruïlla de camins, una cantonada d'una casa, etc., cal precisar la georeferenciació de la poligonal i navegar, amb l'ajut del GPS, fins al punt teòric on s'ha de localitzar la primera fita.

Il·lustració 1. Acta de reconeixement
i quadern topogràfic realitzats
per l'Instituto Geográfico y Estadístico.

El radi de cerca, des de la posició teòrica donada per l'encaix fet de la poligonal topogràfica, és d'uns 20 metres. Si la fita no es troba en aquest radi, es fa una segona cerca en radi de 50 m.

Durant el temps d'aproximació i cerca de les fites i altres punts s'ha de salvar el track GPS per tal que en els posteriors treballs de camp es pugui verificar, amb precisió, el lloc de cerca.

1.3.3 Fites trobades

Per l'aixecament de les coordenades de les fites, així com dels punts singulars aixecats i d'altres punts notables, s'ha utilitzat GPS.

Per tal de donar coordenades a la fita:

en la posició de les fites, i altres punts considerats, s'ha de garantir com a mínim la precisió submètrica i, en la mesura del possible, utilitzar aparells i mètodes capaços de donar precisions centimètriques, corregint diferencialment les dades preses al camp i determinar la precisió final amb que s'havia pres cada punt,
les coordenades es donen en el punt central de la fita, determinat amb l'ajut d'una cinta mètrica,
l'alçada es mesura sobre la fita,
el període d'observació no ha de ser inferior a 10 minuts, el que significa la captura de 120 observacions (una observació cada 5"),
les coordenades de les fites (i altres punts) cal expressar-se en projecció UTM sobre sistema de referència ED50 i amb alçades ortomètriques,
per a les mesures realitzades amb GPS, el canvi de sistema de WGS84 a ED50 i el geoide a utilitzar són els vigents a l'ICC,
sempre cal seguir la metodologia de treball més adient per a cada cas, tenint en compte les precisions que s'han d'assolir.

Cada fita trobada o cada punt notable identificat ha de permetre tornar a ubicar amb precisió la poligonal topogràfica i continuar cercant les fites següents. En l'anàlisi previ de la poligonal cal situar "cercles de cerca" (funcionalitat pròpia de SIDM) en aquells punts susceptibles de trobar la fita a partir dels diversos encaixos o georeferenciacions de la poligonal topogràfica en aquella àrea.

Durant les observacions de camp cal atendre, de la forma més rigorosa possible, el recorregut de la línia de límit que es troba descrit a l'acta, de forma especial en les situacions següents: en determinats punts d'inflexió de la línia, abans de fer-ne el traçat gràfic, cal resoldre el corresponent tram de la poligonal i també s'han de capturar les dades d'alguns punts singulars de camp per tal de poder precisar el traçat de la línia descrit a l'acta.

El recull d'aquest conjunt de dades es realitza mitjançant l'aplicació SIDM instal·lat en ordinadors de camp (pentablets) amb ArcPad d'Esri (versió 7.1.1).

1.3.4 Fites no trobades

Quan la fita de terme no s'ha trobat en el radi de 50 m cal determinar-ne el motiu de la manera següent:

per a identificar possibles errors numèrics dels quaderns o possibles desajusts del primer encaix de la poligonal sobre el terreny, cal tornar a fer la verificació de la poligonal,
si hi ha errors, cal arranjar-los i tornar a realitzar la cerca de la fita. Si les dades esmentades es tornen a verificar com a correctes, cal considerar la fita com a desapareguda,
un cop la fita es dona per desapareguda, cal calcular la posició on es trobava, d'acord amb la documentació vigent: a partir de l'encaix de la poligonal topogràfica corresponent al sector de la fita, entre altres fites o punts notables que quedin representats en la poligonal i recollits també en els quaderns (per exemple, vèrtexs geodèsics i topogràfics, cantonades de cases, cruïlles de camins, etc.),
s'ha d'aixecar amb GPS (submètric) punts de control que mostrin la zona on s'ha realitzat la cerca (un mínim de dos). Sempre ha d'existir un punt de control a una distància màxima de 20 metres de la posició calculada de la fita, això verifica que la cerca s'ha realitzat en la zona correcta. D'aquests punts s'ha de fer un mínim de tres fotografies digitals, degudament codificades. Dels punts notables esmentats també cal fer fotografies digitals.
de cada un dels punts de control i notables s'ha realitzar un vídeo de 360 graus al voltant del mateix. La posició de la càmera ha de ser excèntrica, entre 5 i 8 metres del punt. El vídeo ha de començar i acabar al mateix punt.

Il·lustració 5. Càlcul d'una fita no trobada entre dues que sí han estat localitzades.

La coherència numèrica del tram de poligonal utilitzat (expressat en metres) es determina per la tolerància de tancament de la poligonal, que és de 10*√(K), on K és la llargada de la poligonal en quilòmetres. En determinats casos excepcionals, degudament justificats, es permet una tolerància màxima de 15*√(K).

En aquells casos en què, a causa d'errors numèrics de la poligonal no es pot tancar entre dos punts, la situació de la fita desapareguda es pot calcular per radiació des d'un sol punt. Aquest, però ha de ser un recurs últim.

Per al càlcul de la posició d'una fita avui no monumentada cal valorar quina és la metodologia que permet localitzar, amb més precisió, on es troba la fita, valorant totes les dades que disposem. En tot cas cal comprovar que la posició final donada és coherent amb la descripció de la fita que es detalla a l'acta. La dependència de les fites calculades a les dades dels quadern topogràfic, determina la precisió amb que som capaços de calcular-les.

1.3.5 Traçat de la línia de límit municipal

Un cop calculades les coordenades de les fites no trobades es traça gràficament la línia de límit. El traçat de la línia de límit es defineix sobre el Mapa topogràfic de Catalunya 1:5.000 de l'ICC, el traçat de la línia cal adequar-lo als requeriments geomètrics propis d'aquesta escala. En cas de necessitat, es pot complementar amb l'ortofotomapa de Catalunya 1:5.000, quan aquest sigui més actualitzat.

Amb l'objectiu que el traçat de la línia s'ajusti amb precisió amb la definida per la documentació vigent, cal fer el següent:

tenir en compte les descripcions de l'acta,
analitzar el traçat de la línia de límit dibuixat en els croquis dels quaderns de camp i en les antigues planimetries municipals, en aquells trams de la línia de límit que
anscorrien per cursos hidrogràfics, camins i carrerades desapareguts o modificats, partions, etc,
en determinats punts d'inflexió de la línia descrita a l'acta, s'han de resoldre el corresponents trams de la poligonal,
en els casos necessaris, s'han d'haver pres alguns punts de camp definitoris de la línia descrita a l'acta.

Pel al traçat de les línies de límit ha estat de notable ajut el vol fotogramètric anomenat "vol americà" de l'any 1956 on el territori català encara no havia patit les fortes transformacions geogràfiques de a partir dels anys 60. A partir de l'any 2009 es va treballar amb la versió ortorectificada d'aquest vol.

1.3.6 Controls de qualitat

Un cop recollides totes les dades i realitzats tots els càlculs, es realitzen els controls de qualitat.

Per una banda es revisava el conjunt del treball: la correspondència entre el traçat de la línia de terme traçada i la recollida a l'acta, que hi fossin a la fitxa de cada fita la totalitat de les dades corresponents, la coherència numèrica dels càlculs realitzats, etc.

Il·lustració 6. Treballs de control de qualitat o gabinet.

Per altra banda, es repetien les mesures GPS d'alguns punts, bé per dubtes en la precisió en que havien estat donats, bé per a controlar la bondat de les precisions generals del projecte.

En zones d'escassa consistència de les dades topogràfiques originals es realitzaven nous processos de cerca de les fites.

El control de qualitat dins el programari SIDM estava pensat fins a 4 nivells de validació. L'entrada al programari amb usuari i mot de pas, definia les possibilitats de cada un dels usuaris. Així doncs es definia un nivell d'usuari bàsic per a la realització dels treballs previs i el treball de camp. Un segon nivell per a la verificació dels treballs previs i de camp i el càlcul de les fites no trobades i la definició del traçat de la línia. Un tercer nivell de control dels processos de delimitació fins aquí treballats. Finalment, un quart nivell de control visual i cerca d'inconsistències del document del replantejament.

Durant els treballs de control de qualitat dels replantejaments ha quedat garantit que els treballs de realització i control dels replantejaments han estat definits per diferents usuaris, amb un nivell creixent de privilegis per a la validació del conjunt de les tasques i documents.

1.3.7 El document del replantejament

El document del replanteig topogràfic consta de:

descripció del mètode operatiu,
documentació: acta i quadern topogràfic històric,
llistat de coordenades del conjunt de les fites,
fitxes de cada una de les fites,
càlculs de ubicació de les fites no trobades, i
ortofotomapa 1:5.000: Conjunt dels fulls de la sèrie Ortofotomapa de Catalunya on es representa el conjunt de la línia de límit.
Il·lustració 7. Detall de l'ortofotomapa on s'observen
algunes fites i el traçat de la línia de límit entre elles.

2. Els lliuraments programats i les exclusions de línies.

Aquest projecte finalment ha significat el replantejament del 67 % de les línies de límit municipal de Catalunya (1.892/2.822).

El lliurament dels replantejaments per anualitats, de l'ICC cap a la DGAL, s'han repartit de la següent forma:

Any	Replantejaments lliurats
2006	160
2007	417
2008	406
2009	389
2010	402
2011	118
Total	1892

Mentre s'executaven els treballs del conveni, la DGAL ha procedit a l'exclusió d'algunes de les línies de límit (145) incloses originàriament en el redactat inicial del conveni. Per altra banda, ha calgut excloure alguns replantejaments (4) atès que s'ha constatat que algunes de les línies comptabilitzades inicialment en el conveni no tenien finalment veïnatge. Així, han estat excloses un total de 149 de les 2.041 línies originàriament previstes al conveni (7,3%).

El número d'exclusions per anualitats ha estat:

Any	Exclusions
2005	0
2006	5
2007	28
2008	29
2009	51
2010	36
2011	0
Total	149

Il·lustració 8. Gràfic de l'evolució anual
de línies previstes dins el conveni,
finalment treballades i excloses.

Il·lustració 9. Línies treballades
al conveni (en verd) i línies que finalment
han estat excloses (en vermell).

3. Les dades finals del projecte. Gràfics i mapes.


Il·lustració 10. Estat i distribució de les fites.	Il·lustració 11. Fites trobades versus no trobades.

Il·lustració 12. Distribució de les fites amb i sense fita auxiliar.	Il·lustració 13. Fites treballades versus aquelles que tenen fita auxiliar.

Il·lustració 14. Precisions assolides en referència a les fites calculades. Cas de Santa Margarida i els Monjos, extrapolable al conjunt dels treballs.	Il·lustració 15. Estat de les fites trobades.

Il·lustració 16. Nombre de fites per línia.	Il·lustració 17. Tipus de traçat dels trams de línia.

4. Consideració final.

L'acabament del conveni DGAP-ICC 2005-2011 ha estat motiu de satisfacció per la tasca realitzada però, alhora, ens recorda el camí que queda per recórrer. En aquest sentit, el novembre de 2010, es va signar un nou conveni entre ambdues institucions per al període 2010-2013, amb la finalitat de continuar les tasques que, en matèria de replantejaments, sistemes d'informació geogràfica, canvi de sistema de referència cartogràfic i consulta en línia, resten per fer.

En base a aquest nou conveni, l'ICC donarà suport tècnic al DGRI en: el replantejament de les línies de límit municipal excloses en l'anterior conveni; replantejament de les línies de límit municipal frontereres amb d'altres territoris de l'Estat espanyol; l'estructuració i la implementació d'un SIG amb tota la informació de la delimitació territorial; la creació del web del Mapa municipal de Catalunya; el canvi del sistema de referència d'ED50 a ETRS89; la transferència tecnològica a la DGAL per al desenvolupament de les seves competències en l'organització territorial, entre d'altres.

Proposta de geovisor de delimitació municipal

Masdeu, F. — Thu, 06 Oct 2011 00:00:00 +0200

PROPOSTA DE GEOVISOR DE DELIMITACIÓ MUNICIPAL

Francesc Masdeu Ferrer
Projecte del Màster en Producció Cartogràfica i Sistemes d'Informació Geogràfica
de la Universitat de Barcelona

Introducció

Els municipis són la base de tota l'organització territorial de Catalunya i l'àmbit on els ajuntaments exerceixen les seves competències. Les línies comunes entre dos municipis, les línies de terme, defineixen els seus límits. La seva determinació precisa resulta imprescindible per a la correcta gestió municipal.

Es fa necessari, doncs, conèixer de forma acurada quina és la seva geometria, en quins elements geogràfics es recolza o com són i on estan situades les fites de terme monumentades sobre el territori. Per aconseguir-ho cal actualitzar la informació geogràfica de què disposem i definir-la a una escala que ens proporcioni la precisió i el rigor necessari per a la bona gestió i planificació municipal.

Els límits municipals són una informació bàsica de la cartografia a escales mitjanes i grans. L'Institut Cartogràfic de Catalunya (a partir d'ara ICC), com a organisme autor de cartografia oficial Catalunya, ha tingut sempre com a objectiu la representació d'aquests límits en les seves bases cartogràfiques i els seus mapes.

Actualment l'ICC, d'acord amb el conveni signat el 30 de desembre de 2005 amb l'actual Departament de Governació i Relacions Institucionals, i dins el marc normatiu del Decret 244/2007 de 6 de novembre¹, treballa en el Projecte de Replantejaments de les actes històriques de delimitació municipal existents als arxius de l'Instituto Geográfico Nacional i en els processos posteriors de delimitació, que comporten l'aixecament de noves actes de delimitació, la signatura de les actes de reconeixement de línia, la realització de les memòries dels treballs topogràfics i la consideració final del Mapa Municipal de cadascun dels municipis per la Comissió de Delimitació.

Per aconseguir la màxima precisió en aquests treballs és necessari recolzar-se en les tècniques topogràfiques i geogràfiques adients: aixecament de coordenades amb eines de posicionament per satèl·lit (GNSS), gestió de dades gràfiques i alfanumèriques amb eines SIG, etc. Durant més de cinc anys, a la Unitat de Delimitació Territorial de l'ICC s'han anat recopilant diversitat de dades i creant una base d'informació sobre la delimitació municipal. És clar que aquesta informació haurà de ser pública si volem que sigui útil i efectiva.

Aquest projecte, emmarcat dins el Màster en Producció Cartogràfica i Sistemes d'Informació Geogràfica (UB, curs 2010-11), vol ser una prova pilot de com es podria donar publicitat a aquestes dades tot compartint-les en un entorn SIG a través d'Internet. El GeoVisor de Delimitació Municipal és, doncs, una eina que mostra com fer possible l'accés a aquestes dades mitjançant l'API d'ArcGis Server per Flex, on s'han desenvolupat aplicacions RIA per crear recursos de funcionalitats SIG integrades al sistema, proporcionant al client un entorn dinàmic, accessible i interactiu.

Objectius

L'ICC ja disposa de diferents canals per oferir la cartografia de base i els serveis relacionats a través de la xarxa, com els geoserveis i els visors web, on l'usuari pot visualitzar o descarregar la informació que desitgi així com utilitzar eines geodèsiques en línia.

Aquest projecte pretén proposar una eina pròpia que faci possible l'accés a les dades de delimitació municipal, concretament les generades en el procés de replantejament de les actes històriques. L'objectiu no és només servir les dades en els visors ja establerts, sinó partir de "zero" i crear-ne un de nou.

D'aquesta manera s'intentarà aprofundir en l'entorn dels geoserveis i en les eines necessàries per publicar o servir cartografia a través de la xarxa. Quina informació podem compartir? Quins formats ha de tenir per respectar les normatives, complir amb els estàndards i ser el més universalment compatible amb els diferents programaris? Quins són els esquemes de flux de treball dels servidors actualment? Quines tecnologies s'utilitzen per crear aplicacions SIG web?

Els visors de cartografia estan presents en moltes de les consultes que fem avui en dia a Internet (des del MUC, el GoogleMaps fins al Cadastre) i molts d'ells estan pensats per assolir objectius molt similars al d'aquest projecte. Però la personalització de les eines de treball comporta una millora en el seu aprofitament per part de l'usuari. Aquest ha de trobar-se finalment amb una eina intuïtiva, fàcil d'utilitzar i visualment agradable que respongui ràpidament i eficaç als dubtes sobre la delimitació municipal a Catalunya.

Així, s'ha volgut aprofitar aquest projecte per contribuir a la necessitat didàctica sobre la importància de la delimitació territorial de Catalunya. La riquesa històrica sobre els límits administratius del nostre país es reflecteix actualment en la seva complexitat i la seva difícil gestió.

Les bases de dades de Delimitació Municipal de l'ICC

Des de l'ICC, durant les diferents etapes del procés de creació dels Mapes Municipals per a cada un dels municipis de Catalunya, es creen i recopilen gran quantitat de dades i documentació: actes històriques, quaderns topogràfics i planimetries, coordenades de les fites, traçats de les línies de límit a escala 1:5.000, bases municipals de referència, actes de delimitació, resolucions i publicacions al DOGC, tracks GPS, fotografies, etc.

Totes aquestes dades conformen les bases de dades de Delimitació Municipal de l'ICC de les quals es vol donar publicitat en aquest projecte. Evidentment, i tenint en compte que el procés de delimitació és un procés obert, que no està finalitzat, les dades que es podran mostrar seran només una part que s'anirà ampliant i actualitzant periòdicament.

Per emmagatzemar i gestionar aquesta informació s'utilitzen sistemes de gestió de bases de dades ORACLE i l'accés a les dades es porta a terme mitjançant programari SIG d'ESRI. L'estructura d'aquestes bases és bastant complexa i no és l'objectiu d'aquest projecte detallar-la en profunditat. A més, no es pretén utilitzar tot el contingut de les bases ja que algunes de les dades són només d'utilitat pels treballs de delimitació municipal que es duen a terme internament a l'ICC.

S'han extret prèviament, doncs, les dades que es volen mostrar i s'han organitzat en les següents file geo-databases:

DELMUNI
o Bases de referència 1:250.000 (feature dataset).

Base de límits municipals a escala 1:250.000 (polígons).
Base de límits comarcals a escala 1:250.000 (polígons).

Línies i fites dels replantejaments a escala 1:5.000 (fd).

Línies de límits (línies). Traçat de les línies de límit resultants dels estudis tèc-nics de les actes històriques.
Fites de terme (punts). Fites de terme trobades o calculades resultants dels estudis tècnics de les actes històriques.

MAPAESTATS
o Mapa d'estats dels replantejaments (fd).

Replantejaments per municipi (polígon). Previsions inicials de treball per cada municipi dels estudis tècnics de les actes històriques.
Replantejaments per línia límit (línies). Estat actual dels treballs de replante-jament per línia de límit.

Mapa d'estats de la resta de fases del Decret 244/2007 (fd).

Delimitació (línies). Mostra per cada línia de límit si s'han dut a terme o no els treballs de delimitació entre les comissions dels ajuntaments i els tècnics de la Generalitat.
Resolucions i edictes (línies). Mostra què s'ha publicat al DOGC per cada línia de límit.
Mapes municipals (polígons). Mostra quins termes municipals ja han acabat tot el procés de creació del seu Mapa Municipal a escala 1:5.000.

A cadascuna de les capes de la geodatabase DELMUNI s'han aplicat les anàlisis topològiques adients per trobar i corregir errors de coherència entre les línies de límit i les fites de terme. De la mateixa manera, a les dades de MAPAESTATS s'ha controlat que la informació que mostren respecti la lògica de les diferents fases del procés de delimitació municipal actual.

Com ja s'ha dit, aquest procés de la delimitació municipal de Catalunya es troba encara obert i evolucionant. Moltes de les dades d'aquesta base són el resultat d'estudis tècnics que seran el suport per a processos posteriors. Per exemple, les línies de límit resultant dels replantejaments són la base de treball per a les comissions dels ajuntaments pertinents en la fase de les Delimitacions. Així doncs, la publicació de la informació que es va generant en cada pas del procés de creació del Mapa Municipal podria ser també d'enorme interès per a moltes administracions o organismes dedicats a la planificació i l'estudi del territori. Això sí, cada dada aportada ha de quedar perfectament emmarcada dins la fase del procés a què pertany per tal d'evitar possibles conflictes futurs.

Però, com donar a conèixer el contingut d'aquest base de dades? A continuació veurem les diferents possibilitats de servir aquesta informació geogràfica a través de l'Internet.

Els geoserveis

Els geoserveis són serveis web capaços de retornar dades geogràfiques a partir d'una petició realitzada per una aplicació informàtica o un navegador. El seu objectiu és oferir cartografia o dades geogràfiques a través de la xarxa.

Aquests serveis poden oferir dades estrictament, com per exemple imatges raster o dades vectorials (punts, polígons, línies, malles, etc). Però també poden oferir processos espacials d'aquestes dades. Alguns exemples serien els processos de localització d'adreces, conversors de sistemes de coordenades o càlculs de rutes.

Normalment la majoria de geoserveis estan creats dins un marc de referència que garanteixi l'operativitat, la practicitat i la compatibilitat del servei de la manera més universal possible. En aquest sentit, la iniciativa europea INSPIRE (Infraestructure for Spatial Information in Europe) ofereix les directrius necessàries per garantir la solvència d'aquests servei. Amb aquesta iniciativa es pretén, entre d'altres coses, donar accés a la informació geogràfica de qualitat que es generi dins els estats membres de la Unió Europea, així com establir estàndards, protocols i aspectes de la seva coordinació, organització i manteniment.

La importància dels estàndards pren especial sentit en els processos d'intercanvi d'informació a través de la xarxa. Internet permet la liberalització dels serveis de dades, tothom pot compartir. Però molt sovint l'aprofitament pràctic d'aquesta informació es veu truncat per la raresa o singularitat dels seus formats. Els estàndards descriuen un conjunt de regles que permeten la comunió entre diferents aplicacions, processos, tecnologies, etc.

Des de OGC² (Open Geospatial Consortium, Inc.®) s'han establert pels serveis web una sèrie d'estàndards per a les dades geoespacials com poden ser WMS, WFS, WCS³, entre d'altres. Però no tan sols s'estableix en quin format s'han de servir les dades sinó que també es defineixen interfícies que facilitin la publicació de processos.

Els geoserveis (web services) són, per tant, les interfícies que permeten la comunicació entre usuari i administració de la informació geogràfica. L'usuari final, també anomenat client (WSC, de l'anglès Web Service Client), és el que formula la petició i rep la resposta i l'administrador o servidor (WSS, de l'anglès Web Service Server) és el que executa els processos per donar resposta a les peticions. És a dir, a partir d'una petició feta pel client, el servidor rep la demanda, executa els processos necessaris (consultes, transformacions, gestions, extraccions, modificacions, etc.) per retornar al client la informació demandada.

Aquests intercanvis, però, ja no es formulen amb les web 1.0, en les quals les peticions es feien des d'un navegador i la resposta eren pàgines web estàtiques. Els geoserveis utilitzen web 2.0 per realitzar les comunicacions entre clients i servidors. Els protocols continuen sent els mateixos (HTTP, FTP, SMTP), però l'intercanvi es fa mitjançant formats SOAP⁴ o REST⁵. És a dir, el client i el servidor podran utilitzar els llenguatges i les arquitectures que més els convinguin per crear les seves aplicacions, però hauran de ser capaços de xifrar els missatges que s'intercanviïn en format estàndard SOAP o REST.

Comunicació client-servidor. Font: IDEC.

SOAP i RESP són per tant protocols estàndard per definir com dos processos independents es comuniquen entre si utilitzant la tecnologia XML⁶ (REST utilitza també HTTP). L'XML no és un llenguatge de programació, sinó un conjunt de regles que permeten dissenyar documents de dades amb una estructura coherent i extensible. Inicialment pensat per desenvolupar aplicacions d'Internet, també es proposa com a estàndard per l'intercanvi d'informació estructurada en diferents plataformes de manera segura, fiable i fàcil, permetent la compatibilitat buscada entre els sistemes.

Els geovisors

Si pretenem que la informació geogràfica que hem creat arribi al major nombre d'usuaris possible i que aquesta difusió sigui el màxim d'àgil, universal i ràpida, una de les millors maneres és utilitzar un visualitzador a través d'Internet. Aquest és un dels objectius principals d'aquest projecte.

Els geovisors són eines SIG que es presenten en format web on el client pot accedir a la informació geogràfica que el servidor pretén divulgar. Normalment permeten la publicació sobreposada d'aquesta informació en diferents nivells o capes que mostren la informació en múltiples formats (jpg, gif, sid, shp, txt...) i georeferenciada, sempre seguint els estàndards i protocols abans descrits.

Exemples de geovisors: Sigpac i Diputació de Barcelona.

A més, en presentar-se com una pàgina web al navegador de l'usuari, aquest pot estalviar en llicències dels programaris que evita carregar al seu terminal. D'altra banda, la informació geogràfica i tots els processos d'anàlisi que es fan sobre aquesta es desenvolupen en el propi servidor i no al terminal de l'usuari.

Si volem que la delimitació municipal de qualitat i actualitzada del nostre territori estigui present en les institucions públiques o particulars que la puguin necessitar, s'ha de poder fer servir de forma fàcil i ràpida. Si creiem que el contingut de la base de delimitació municipal ha de ser públic i accessible, sembla que decantar-se pels geovisors com a eina per compartir-la és una elecció ben natural.

Un dels objectius d'aquest projecte és crear el seu propi visualitzador. Per aconseguir-ho, i partint d'un escàs nivell de coneixement en programació informàtica, ha estat necessari trobar un punt de partida que permetés començar a treballar amb eines senzilles i intuïtives per a desenvolupadors poc experimentats.

Punt de partida: l'API d'ArcGis Server per Flex

Tant per al procés de recollida de dades a camp, com per a la posterior gestió i manipulació d'aquestes, així com per a la creació dels diferents mapes i capes que contenen les bases de dades de Delimitació Municipal de l'ICC, s'ha utilitzat programari amb llicència d'ESRI® (ArcPad, ArcMap, ArcCatalog, etc.).

De la mateixa manera, s'ha volgut seguir utilitzant la plataforma que aquesta casa nord-americana proporciona per compartir els recursos SIG tant a nivell intern d'una Intranet com a través d'Internet: l'ArcGis Server.

Aquesta plataforma, permet compartir mapes, dades, globus terraquis, localitzadors de direccions, bases de dades georeferenciades i funcionalitats SIG. També permet crear serveis OGC (WMS, WFS, WCS i KML⁷). Compartir recursos SIG a través d'un servidor únic possibilita una administració centralitzada, suportar múltiples usuaris i, com s'ha dit, proporcionar als clients la informació actualitzada de manera més ràpida i eficaç.

Els recursos que comparteix el servidor d'ArcGis Server poden ser utilitzats pel visor propi d'ESRI com ArcGis Explorer o pels usuaris d'ArcGis Desktop. Però si el que volem és personalitzar una aplicació per a un client en concret, amb unes necessitats particulars, els desenvolupadors tenen la oportunitat de fer aplicacions web per donar accés als usuaris finals a partir de navegadors web propis.

En aquest sentit s'han creat APIs (interfícies de programació d'aplicacions) per construir aquestes aplicacions web en diferents frameworks: Adobe Flex, Microsoft Silverlight, Java, JavaScript, .Net o SharePoint. Molts d'ells permeten crear entorns RIA (aplicacions d'Internet enriquides) dinàmics i interactius, que aconsegueixen webs àgils i visualment amigables.

Les RIA són aplicacions web que, a diferència de les pàgines estàndard html, busquen millorar l'experiència visual de l'usuari i ho aconsegueixen evitant una càrrega continuada de pàgines cada cop que es prem sobre un enllaç. Des del principi es carrega tota la informació i només es produeix comunicació amb el servidor quan són necessàries les dades externes, com les d'una base de dades.

Per crear el Geovisor de Delimitació Municipal s'ha utilitzat l'API d'ArcGis Server per Flex. Adobe Flex és una tecnologia de codi obert que permet programar en forma orientada a objectes a través de llibreries de controls mitjançant arxius propis XML (MXML ) i llenguatge de programació ActionScript. Aquesta API proporciona, als desenvolupadors que ho desitgin, una plataforma dirigida on poder crear aplicacions orientades a compartir cartografia i eines SIG a través d'un web, utilitzant la tecnologia Flex. Ofereix els recursos necessaris per visualitzar mapes (siguin de la projecció que siguin) que estiguin publicats des d'ArcGis Server així com crear les eines comunes d'anàlisi espacial: consultes, localització d'adreces, cerca d'atributs, identificació de característiques, geoprocessos, operacions d'anàlisi de xarxes, edició, finestres d'informació, etc.

Procés per crear el visor.

L'API proporciona un conjunt de procediments i biblioteques de funcions i codis destinats a crear aquestes eines SIG. Des del web d'ESRI es pot descarregar un paquet bàsic, com a exemple, amb les aplicacions que, un cop compilades, per si soles ja ens proporcionaran un exemple de geovisor amb cartografia base pròpia i amb les eines bàsiques de navegació i identificació d'elements.

Aquest paquet conté les llibreries amb el codi font ja escrit de les principals eines SIG que des de fa alguns anys s'han anat desenvolupant des de la comunitat d'usuaris d'ESRI.

És un punt de partida, una base des d'on poder començar a crear el propi geovisor. Amb aquest codi font s'ha iniciat la personalització i la creació d'eines SIG pròpies per al GeoVisor de Delimitació Municipal. Aquest exemple gratuït i lliure d'ESRI s'ha utilitzat com a esquelet del nou visor. La majoria d'arxius que conté són arxius de codi font MXML, XML, icones, imatges i arxius de configuració.

Totes aquestes aplicacions finalment es compilen en arxius SWF⁹ que es poden visualitzar a una pàgina web a través de l'arxiu principal "index.html". Per poder llegir aquests arxius SWF és necessaria la instal·lació en el terminal client del plug-in o extensió freeware¹⁰ Adobe Flash Player (present actualment en un 99% dels PC connectats a Internet en els mercats madurs¹¹).

Aquesta és una de les raons per les quals s'ha utilitat l'API de Flex per crear el nostre visor: l'usuari final ha de poder utilitzar-lo sense necessitat d'instal·lació d'un programari amb cost addicional.

Creació de l'estructura del GeoVisor de Delimitació Municipal

En primer lloc s'han creat els mapes, les capes i les taules amb el contingut de la informació que s'ha volgut publicar. Aquests han estat:

Línies de límits (capa de línies). Traçat de les línies de límit resultants dels estudis tècnics de les actes històriques.
Fites de terme (capa de punts). Fites de terme trobades o calculades resultants dels estudis tècnics de les actes històriques.
Fons (imatge raster): mapa d'elevacions del terreny de Catalunya.
Municipis 250M: mapa amb les línies de referència municipal i comarcal a escala 1:250.000.
Mapa d'estats: mapa amb diferents capes amb informació sobre l'estat actual del procés de delimitació municipal a Catalunya.
Toponímia: topònims dels municipis i de les comarques.
Enllaços WMS: amb els serveis de mapes de l'ICC i del Cadastre.

Posteriorment, amb l'ArcGis Server s'han creat els serveis d'aquests mapes i capes, amb les adreces URL on s'allotjaran al servidor i on accedirà el visor cada cop que l'usuari en demani una consulta. També s'han creat els arxius que donen estructura als diferents pop-ups que es mostraran al visor: les fitxes de les fites trobades i les noticies o feeds RSS georeferenciats. Aquests arxius són fitxers XML que contenen, per a cadascun dels elements emergents, informació sobre la seva localització en el servidor, la posició geogràfica on apareixerà al visor, contingut, comentaris, etc.

Mitjançant el programari d'Adobe per desenvolupar aplicacions Flex i Flash, el Flash Builder, s'ha actuat sobre l'API d'ArcGis Server tot modificant i creant el codi necessari per personalitzar el visor web. L'arxiu principal on s'ha incidit per tal de configurar l'estructura del nostre geovisor és el config.xml. Aquí és on podrem definir quines eines voldrem que hi apareguin, quins mapes hi publicarem i com ho farem. En definitiva el lloc on es defineix l'aparença principal del visor i on es creen els enllaços amb els servidors (les adreces URL) i amb les llibreries de les aplicacions o eines SIG.

Per altra banda, també han creat o modificat el fitxer XML on es defineixen les eines (o widgets) SIG que utilitzarà el visor. S'ha procurat, a més, que tots els texts dels enunciats, ajudes, rètols, etc. apareguin en català. Per això ha calgut localitzar totes les parts del codi font que corresponien a text imprès en pantalla i fer-ne la traducció de l'anglès.

No es pretén en aquest article mostrar el contingut de cadascun d'aquests arxius on s'ha programat cadascuna de les instruccions del visor, doncs no era l'objectiu del projecte ensenyar a programar aquestes aplicacions sinó tan sols mostrar el contingut i l'estructura de l'aplicació.

Finalment, després de fer la compilació, són generats els arxius SWF corresponents.

El portal web del GeoVisor de Delimitació Municipal

L'usuari final del GeoVisor de Delimitació Municipal només necessitaria connectar-se a una adreça http per accedir a la pàgina. Tot el seu contingut es carrega al principi, mitjançant l'arxiu SWF. Així, quan s'activen o es consulten eines, no cal que s'interaccioni amb el servidor contínuament. Només es farà quan li demanem informació pròpia dels mapes que hi hem publicat.

El visor bàsicament es compon d'una barra principal d'eines de consulta i edició, les eines de navegació típiques de qualsevol visor (com el mapa de referència o les eines de zoom, d'una escala gràfica), les coordenades de la posició del punter i de la finestra on es mostra tant la cartografia pròpia de l'API d'ArcGis Server com la publicada expressament per a aquest projecte.

Podrem visualitzar doncs, com a cartografia base, la pròpia de l'API (imatges satèl·lit i mapa topogràfic) i la pròpia de delimitació municipal (les capes de fites i línies, els mapes d'estat, el servei WMS de l'ICC i del Cadastre, etc).

Barra del menú principal del visor.

Les tres primeres eines o widgets que apareixen a la barra principal (començant per l'esquerra) estan dedicades a carregar la informació de la Base de Delimitació Municipal. Són desplegables on es llisten els mapes i capes que s'han publicat:

La Cartografia Base mostra un desplegable amb un llistat dels mapes creats amb la base de límits municipals i comarcals a escala 1:250.000 de l'ICC. Aquests mapes només s'utilitzen com a referència ja que la precisió gràfica del traçat de la línia de límit que contenen no és l'apropiada per a treballs d'anàlisi acurats. També hi trobarem en aquesta eina el llistat de serveis WMS que abans s'ha comentat. Tot el contingut d'aquests llistats es pot activar i desactivar quan convingui.
En el Mapa d'Estats, tal i com indica el seu nom, hi trobarem tota aquella informació referent a l'estat actual de les diferents fases del projecte de Delimitació Municipal de Catalunya. Per exemple, el mapa de previsions ens mostra en quins anys està previst fer el replantejament de les línies de terme de cada municipi. Paral·lelament, s'ha creat una eina de Llegenda que ens mostra mitjançant una finestra emergent el significat de cada mapa temàtic.

Mapa d'estat de previsió de treballs dels replantejaments.

Als Replantejaments hi trobem les línies i les fites de terme traçades amb precisió submètrica procedents dels replantejaments de les actes històriques. Les capes que mostra el desplegable són editables i consultables. O sigui que l'usuari pot interactuar amb elles utilitzant les diferents eines de què disposa el visor.
Podem, per exemple, demanar informació de les dades contingudes a la capa Fites de terme. Activem la capa de fites i li demanem que ens identifiqui una fita. Ens apareix un petit formulari amb el nom de la fita, a quina línia pertany (codi intern) i les seves coordenades. Igualment, amb l'eina Fotos, podem consultar una petita ressenya de la fita amb una descripció de les seves mides, on està localitzada i, si s'ha trobat, la seva fotografia. Tota aquesta informació es pot guardar o imprimir amb les eines corresponents.

Pop-ups de consulta de les fites de terme.

El visor conté dues eines de cerca: Bookmarks i Buscar. La primera permet guardar localitzacions definides per l'usuari; l'eina emmagatzema l'extensió del zoom que hi ha en aquell moment en pantalla i li proporciona el nom definit per l'usuari. Posteriorment, quan estiguem navegant pel visor per altres indrets i vulguem retornar al punt definit, clicant sobre el bookmark creat, es retornarà a la extensió emmagatzemada. Amb l'eina Buscar podem localitzar elements inclosos a les capes que hem publicat. Per exemple podem cercar un municipi pel seu nom i l'eina ens mostrarà l'element buscat centrat a la pantalla.
Una eina originària de l'API de l'ArcGis Server que s'ha inclòs sense modificar és la de Dibuixar i Mesurar. Com en la majoria de visors, permet dibuixar i mesurar sobre la cartografia. Aquesta informació es pot imprimir però no guardar.
S'ha cregut oportú incloure un servei de notícies RSS sobre temàtica de delimitació municipal. Aquestes notícies estan georeferenciades als indrets on fan referència. L'eina GeoRSS carrega un arxiu XML que permet mostrar a la pantalla del visor icones posicionades al territori segons la ubicació a què fa referència la seva notícia. Per exemple, al límit entre Linyola i Vallfogona de Balaguer hi trobaríem la notícia de la publicació d'una resolució sobre la delimitació d'aquest límit. Amb l'enllaç podem obrir la pàgina del DOGC que la publica.

RSS de delimitació municipal georeferenciats.

Finalment, i sense oblidar que aquest visor pretén ser també una eina de divulgació d'una temàtica concreta, s'ha inclòs una sèrie de finestres emergents informatives sobre conceptes clau de la delimitació municipal a Catalunya: els municipis de Catalunya, els termes municipals, les línies de terme, l'evolució del procés de creació del mapa municipal, antecedents de la delimitació a Catalunya o què són els replantejaments.

Conclusions

El Geovisor de Delimitació Municipal vol ser una proposta a considerar per aconseguir una bona eina de consulta i de gestió territorial, enfocada a la temàtica dels límits entre els termes catalans.

El seu desenvolupament vol contribuir a la necessitat de compartir i distribuir les dades sobre els límits precisos de les administracions bàsiques del nostre territori, i aportar un plus en la divulgació d'informació d'àmbit territorial.

Si un benefici ha aportat Internet en les relacions tant professionals com personals, és la capacitat d'unir afinitats, de compartir experiències, de posar en contacte idees i projectes i incentivar la col·laboració entre comunitats de múltiples temàtiques diferents. Aquest projecte s'ha basat en l'API d'ArcGis Server per Flex, una plataforma on desenvolupadors d'eines SIG de la comunitat d'usuaris d'ESRI han aportat les seves idees, temps i experiència perquè es puguin dur a terme i crear eines com el GeoVisor de Delimitació Municipal.

També, gràcies a la gran quantitat d'informació útil (no tota ho és) publicada a la xarxa referent a la integració del SIG a Internet i a la bibliografia existent, s'ha pogut compensar la manca de coneixe-ments en, per exemple, llenguatges de programació o gestió de les dades en un servidor. Val a dir que el resultat del projecte tampoc no hauria estat el mateix sense el suport, coneixements i experiència de part del personal de l'ICC.

D'altra banda, i tal i com s'ha apuntat anteriorment, la Comunitat Europea, mitjançant el programa INSPIRE per promoure l'harmonització de la geoinformació arreu d'Europa, estableix també la transició al nou sistema de referència ETRS89 per a tots els seus estats membres. Així doncs, les publicacions que es facin a les noves versions del visor haurien de tenir present aquest fet.

Evidentment, l'actualització del visor no només serà aconsellable sinó també necessària per garantir la seva utilitat i eficàcia, i serà imprescindible buscar la seva millora amb la innovació i les avantguardes tecnològiques que vagin apareixent.

Referències bibliogràfiques

ARCTOR, DAVID / ZEILER, MICHAEL (2004): Designing Geodatabases: case studies in GIS Data Modeling. ESRI Press. Redlands, California.
BURGUEÑO, JESÚS / LASSO DE LA VEGA, FERRAN (2009): Història del mapa municipal de Catalunya. Publicació del Departament de Governació i Relacions Institucionals. Generalitat de Catalunya.
PARLAMENT DE CATALUNYA (2007): Estatut d'Autonomia de Catalunya (2006). Generalitat de Catalunya.
VALENZUELA, ANA (2010): Geovisor de la base cartogràfica de l'Atles Universal de l'ICC. Memòria de projecte de màster. Universitat de Barcelona.
STAN OPENSHAW, CHRISTINE OPENSHAW (1997): Artificial Intelligence in Geography. John Wiley & Sons, Chichester, England.
PENG, ZHONG-REN/ TSOU, MING-HSIANG (2003): Internet GIS, Distributed Geographic Informa-tion Services for the Internet and Wireless Networks. John Wiley & Sons, Hoboken, New Jersey.

Referències a pàgines WEB

- Adobe Flex: http://www.adobe.com/products/flex/
- AdobeFlash Player Penetration: http://www.adobe.com/products/playercensus/flashplayer
- ArcGis Server: http://www.esri.com/software/arcgis/arcgisserver/index.html
- ESRI: http://www.esri.com/
- Diari Oficial de la Generalitat de Catalunya (DOGC): http://www20.gencat.cat/portal/site/DOGC
- Dirección General del Catastro. Ministerio de Economía y Hacienda: http://www.catastro.meh.es/
- Geodetic Parameter Registry (EPSG): http://www.epsg-registry.org/
- Infraestructura de Dades Espacials de Catalunya (IDEC ): http://www.geoportal-idec.cat/geoportal/cat/
- Infraestructura de datos espaciales (IDEE): http://www.idee.es/show.do?to=pideep_pidee.ES
- Infrastructure for Spatial Information in Europe (INSPIRE): http://inspire.jrc.ec.europa.eu/
- Institut Cartogràfic de Catalunya (ICC): http://www.icc.cat
- Instituto Geográfico Nacional (IGN): http://www.ign.es/ign/main/index.do
- Open Source Geospatial Foundation (OSGeo): http://www.osgeo.org/
- Open Geospatial Consortium, Inc.® (OGC) : http://www.opengeospatial.org/
- OpenLayers : http://openlayers.org/
- Wold Wide Web Consortium (W3C): http://www.w3.org/
- Roy Fielding: http://roy.gbiv.com/

Notes

[1] Decret 244/2007, de 6 de novembre, pel qual es regula la constitució i la demarcació territorial dels municipis, de les entitats municipals descentralitzades i de les mancomunitats de Catalunya. DOGC núm. 5005 - 09/11/2007.

[2] OGC: l’Open Geospatial Consortium, Inc.® és una organització internacional sense ànim de lucre dedicada a consensuar estàndards de serveis de dades geoespacials.

[3] Els Web Map Services (WMS), les Web Feature Service (WFS) i els Web Coverage Server (WCS) són formats estàndard OGC.

[4] SOAP: Simple Object Acces Protocol.

[5] REST: Representational State Transfer. Terme originat l'any 2000 a la tesi doctoral de Roy T. Fielding, un dels autors de la especificació HTTP.

[6] XML: Extensible Markup Language. Per a més informació, consulteu el web de W3C sobre l'XML .

[7] KML: Keyhole Markup Language. La versió 2.2 ha estat adoptada com a estàndard OGC.

[8] MXML: Multimedia Extensible Markup Language, llenguatge propi d'Adobe.

[9] SWF: retroacrònim d’Small Web Format. És un format d’arxius gràfic propi d’Adobe Systems que permet la interactivitat i que els fa suficientment petits per poder ser publicats a un web.

[10] Freeware: programari no lliure de distribució gratuïta.

[11] Estadístiques segons font d’Adobe: Flash Player Penetration.

Comparison of several geoid models over the Western Mediterranean Sea

Térmens, A.*, Martínez-Benjamín, J. J.** — Tue, 11 Oct 2011 00:00:00 +0200

COMPARISON OF SEVERAL GEOID MODELS OVER THE WESTERN MEDITERRANEAN SEA

Assumpció Térmens*, Juan José Martínez-Benjamín**
* Institut Cartogràfic de Catalunya
** Universitat Politècnica de Catalunya

Abstract

The Mediterranean Sea is a semi-enclosed true ocean. Recent Mediterranean circulation and sea level studies using various observations and ocean general circulation models show good coherence and agreement. The satellite altimetry and tide gauge observed and model predicted sea level show good coherent with correlation coefficient of 0.6. The barotropic pressure response accounts for about 66% of the Mediterranean sea level rise (1948-2001). The estimated sea level trend (1.54 ± 0.75 mm/yr) using decadal altimetry (1985-2001) after correcting the interannual/decadal signals reconstructed using tide gauge data, agrees well with the long term trend (1948-2001) estimated using tide gauges (1.43 ± 0.09 mm/yr) in the Mediterranean Sea, and is in better agreement than before with the global long-term sea level trend (1.7 - 1.8 mm/yr). Simulation studies indicate that the time-varying mass variations of Mediterranean Sea likely are sensitive to GOCE at the few mEötvös level.

One of GOCE's primary high-level data products is the global gravity model with anticipated geoid accuracy of 1 cm RMS and a spatial resolution of 130 km or longer.

Actually, the International Centre for Global Earth Models (ICGEM) distributes some GOCE's Global Gravity field Models (GGMs) like GO_CONS_GCF_2_DIR (Bruinsma et al, 2010), GO_CONS_GCF_2_TIM (Pail et al, 2010a), GO_CONS_GCF_2_SPW (Migliaccio et al, 2010), GOCO01S (Pail et al, 2010b).

The work focuses on the comparison between these GOCE's GGMs, EGM2008 and EIGEN-51C, with sea gravity anomalies and geoid undulations provided by existing local and regional geoids - like IBERGEO (Sevilla, 2008), IGG (Corchete et al, 2005), etc. - in the Western Mediterranean Sea in order to find the GGM that best fits this area.

We also try to estimate how the GOCE geoid data, provided by ESA, works on the Western Mediterranean Sea in order to prepare future geomatic issues.

Introduction

The main objective is the determination of the Mean Dynamic Topography from GOCE, altimetry, GPS and in situ tide gauges in the Western Mediterranean Sea. The combination of satellite gravity missions, GRACE and GOCE, is expected to make a significant contribution to improving the long-wavelength, satellite derived component of the gravitational field of the Earth.

The Western Mediterranean Sea is a quite complex area for different reasons: presence of several islands, coastal lines, shallow waters and a peculiar hydrologic equilibrium due to its proximity to the Atlantic water exchange area. This makes the estimation of the gravity field and the geoid slope quite a difficult task.

There are some results for the local/regional gravimetric geoid, which have been built up using different techniques such as least squares collocation (LSC) and spectral methodology as fast Fourier transform. In all cases, the classical remove-restore technique has been employed, taking into account the long wavelength part of the gravity field. The result is a fairly smooth surface.

Long-term (~100 years) sea level records in the form of tide gauge stations exist at the northern coasts of the Western Mediterranean basin at Marseille, Genova, Trieste and Venice, and a larger number of tide gauge records with 40-year data span exist.

The intention of this study is to present the behaviour of different Earth's global gravity field models over the Western Mediterranean Sea.

ICGEM Models

To accomplish this study, it is importat that all the Earth's global gravity field moldes have the same data format and available to the public as products of geodesy. These reasons are some of the objectives of the International Centre for Global Earth Models (ICGEM) that was established in 2003 as a one of six centres of the International Gravity Field Service (IGFS).

One of the ICGEM's objectives is collecting and long-term archiving of existing global gravity field models and making them availablle on the web.

A web-interface to calculate gravity functionals from the spherical harmonic models on freely selectable grids, with respect to a reference system of the user's choice, is provided. The following functionals are available: height anomaly, geoid height, gravity disturbance and gravity anomaly. Filtering is possible by selecting the range of used coefficients or the filter length of a Gaussian averaging filter.

In this paper some geoid models have been computed, the selected parameters of the calculation service used are defined in Table 1 and Table 2 shows the information about the ICGEM models used in this study.

Parameter	Value
product_type	gravity_field
Shmname	model_file
max_used_degree	d/o
tide_system	tide_free (tf) / zero_tide (zt) / mean_tide (mt)
Functional	Geoid
zero_degree_term	Included
Unit	Meter
Refsysname	GRS80
long_lat_unit	Degree
latlimit_north / south	45.0 / 35.0
long_limit_west / east	0.0 / 10.0
Gridstep	0.05
latitude/longitude_parallels	201 / 201
number_of_gridpoints	40401
Gapvalue	999.0
Gridformat	long_lat_value

Table 1. ICGEM calculation service parameters used.

Differences of one model varying the parameter TIDE_SYSTEM

We start the study with the evaluation which type of tide system has to be used in the computations of this paper. Fig. 1, Fig. 2 and Fig. 3 shows the differences between zero_tide and mean_tide respect to tide_free system from the models egm2008, go_cons_gcf_2_tim_r2 and go_cons_gcf_2_dir_r2, respectively.

	model_file	d/o	Data
01	egm2008	2190	S(GRACE),G,A
02	egm2008upto360	360	S(GRACE),G,A
03	Itg-grace2010s	180	S(GRACE)
04	eigen-champ05s	150	S(CHAMP)
05	eigen-51c	359	S(GRACE), S(CHAMP),G,A
06	goco01s	224	S(GOCE)
07	Go_cons_gcf_2_spw_r1	210	S(GOCE)
08	Go_cons_gcf_2_tim_r1	224	S(GOCE)
09	go_cons_gcf_2_dir_r1	240	S(GOCE)
10	go_cons_gcf_2_tim_r2	250	S(GOCE)
11	go_cons_gcf_2_dir_r2	240	S(GOCE)

Table 2. ICGEM Earth global gravity models.

After the analysis of these differences -only an offset- all the models in this study have been computed using tide free system.


Figure 1. Differences of egm2008 model varying the tide system. Red lines: mean_tide vs tide_free. Blue lines: zero_tide vs tide_free.	Figure 2. Differences of go_cons_gcf_2_tim_r2 model varying the tide system. Red lines: mean_tide vs tide_free. Blue lines: zero_tide vs tide_free.

Figure 3. Differences of go_cons_gcf_2_dir_r2 model varying the tide system.
Red lines: mean_tide vs tide_free. Blue lines: zero_tide vs tide_free.

Differences of one model varying the parameter TIDE_SYSTEM

In this section, we have computed the differences between these 3 models, taking as reference the egm2008 model. Remember that all the models are computing using the tide_free system.

Fig. 5, Fig. 6 and Fig. 7 shows the differences of the GOCE models, go_cons_gcf_2_tim_r2 and go_cons_gcf_3_dir _r2 respectivelly, respect the egm2008 model.


Figure 4. Differences between eigen-51c and egm2008. Tide system: tide_free. Total number of points: 40410. Mean: 0.00m / Max: 1.38 m / Min: -1.04m / Std: 0.25m.	Figure 5. Differences between go_cons_gcf_2_tim_r2 and egm2008. Tide system: tide_free. Total number of points: 40410. Mean: 0.01m / Max: 2.57m / Min: -1.56m / Std: 0.44m.

Figure 6. Differences between go_cons_gcf_2_dir_r2 and egm2008. Tide system: tide_free. Total number of points: 40410. Mean: -0.003m / Max: 2.46m / Min: -1.54m / Std: 0.45m.	Figure 7. Differences between go_cons_gcf_2_tim_r2 and go_cons_gcf_2_dir_r2. Tide system: tide_free. Total number of points: 40410. Mean: -0.01m / Max: 0.38m / Min: -0.49m / Std: 0.12m.

At the moment of writing this paper, the authors are evaluating the differences between each two models listed in Table 2. The statistics of this evaluation are shown in Table 3.

Dat	grd	Min	Mean	Max	Std
01	05	-1.041	0.000	1.384	0.248
01	10	-1.564	0.005	2.574	0.444
01	11	-1.538	-0.003	2.457	0.445
10	11	-0.492	-0.008	0.376	0.116

Table 3. Statisticals of the residuals of two geoid models, computed as N(residuals)=N(dat)-interpol(N(grd)).

GPS/Levelling Comparison in Tide Gauge Stations

It is also interesting to evaluate independent data, as GPS/levelling, existing on the area. We start with tide gauge stations where exist GPS and levelling measures.
Fig. 8 shows the Spanish tide gauge network REDMAR.

Figure 8. REDMAR network of tide gauges in Spain over the Western Mediterranean Sea.

Despite that all the existing tide gauges (Barcelona, Sagunto, Valencia, Gandia, Mahó, Alcudia, Palma, Ibiza and Formentera) in the Western Mediterranean Sea has been levelled, only the tide gauges of Palma de Mallorca and Ibiza has also GPS data.

Every tide gauge has different height zero reference (Fig. 9) which are used for different purposes: NMMA , mean sea level of the tide gauge (ZP), and the hidrographic zero (ZH).

We need more GPS/levelling data in order to obtain some conclusions. But the authors have a good feeling about the good results which can be obtained from GOCE models.

Figure 9. Relation between the different height references in a tide gauge.

Figure 10. Residuals of geoid ondulations in Palma tide gauge.

Figure 11. Residuals of geoid ondulations in Ibiza tide gauge.

Conclusions

The evaluations of this paper are a first approximation to the work that has to be done in the area.

The authors believe that the combined models that will be obtained in the next future - some EGMyyyy with GRACE and GOCE - will improve the results of this first evaluation.

The evaluation can be also complete with the computation of residuals of more GPS/levelling in land.

This work has been done inside the framework of the MICINN project: CGL2008-05244-E.

References

Bruinsma et al, 2010. GOCE Gravity Field Recovery by Means of the Direct Numerical Method.

ESA AO.GOCE.4312. "Calibration/Validation of GOCE data products in the Mediterranean Sea".

Flechtner et al, 2010. The Release 04 CHAMP and GRACE EIGEN Gravity Field Models.

GOCO consortium, 2010. Combined satellite gravity field model GOCO01S derived from GOCE and GRACE.

Mayer-Gürr et al, 2010. ITG-Grace2010 Gravity Field Model.

Migliaccio et al, 2010. GOCE data analysis: the space-wise approach and the first space-wise gravity field model.

Pail et al, 2010. GOCE gravity field model derived from orbit and gradiometry data applying the time-wise method.

Pavlis et al, 2008. An Earth Gravitational Model to Degree 2160: EGM2008.

Identificació d'arbres de grans dimensions al Parc del Montnegre i el Corredor

Tejero, J.*, Riera, R.**, Dalmases, C.** — Fri, 07 Oct 2011 00:00:00 +0200

IDENTIFICACIÓ D'ARBRES DE GRANS DIMENSIONS AL PAC DEL MONTNEGRE I EL CORREDOR

J. Tejero*, R. Riera**, C. Dalmases***
* Centre de Recerca Ecològica i Aplicacions Forestals (CREAF)
** Diputació de Barcelona. Oficina Tècnica de Prevenció Municipal d'Incendis Forestals
*** Diputació de Barcelona. Oficina Tècnica de Planificació i Anàlisi Territorial

Introducció

L'equip gestor del Parc del Montnegre i el Corredor està estudiant diferents opcions de gestió forestal amb l'objectiu final de potenciar algunes espècies secundàries per a fusta de qualitat. Aquesta línia té una triple finalitat: mantenir un paisatge de gran valor, gestionar el bosc aplicant criteris de conservació i fer-ho econòmicament rendible.

Els boscos de planifolis de la banda nord del Parc del Montnegre i el Corredor, estan formats majoritàriament per perxades de castanyer per damunt de les quals sobresurten arbres de grans dimensions d'espècies secundàries com el roure i el cirerer. En aquests boscos, sovint s'hi aplica una silvicultura intensiva, amb tallades arreu que suposen una homogeneïtzació de la massa forestal i una pèrdua de biodiversitat del territori.

L'ús de dades LIDAR permet la mesura automatitzada de paràmetres dels arbres com l'alçària, la localització planimètrica dels peus i la mida i forma de la capçada, molt útil, per a inventaris de grans extensions. Les dades associades a aquests tipus de sensors aporten més solucions que les tècniques tradicionals de reconeixement de formes per extreure capçades (Gougeon, 2005) ja que contenen informació estructural dels elements. En els últims anys s'ha estès el seu ús de manera considerable per aïllar i delimitar arbres, i extreure informació complementària dels mateixos (Viñas i Ruiz, 2009; Holmgren, 2003; Popescu, 2003).

L'objectiu principal d'aquest estudi és la localització d'arbres dominants de grans dimensions, el qual suposa la primera fase d'un projecte per a la identificació de cirerers d'aquestes característiques, per tal de localitzar i caracteritzar els individus d'aquesta espècie per a un aprofitament forestal com a fusta de qualitat.

Àrea d'estudi

L'àrea d'estudi ocupa 3600 ha situades al bell mig de la serralada del Montnegre a cavall entre les comarques del Vallès Oriental i el Maresme, amb una orografia accidentada i un rang altitudinal que va dels 136 m fins als 759 m. Als solells hi predominen les pinedes de pi pinyer i les suredes, mentre que a la obaga els alzinars, les rouredes i les perxades de castanyer (on es localitzen la majoria de cirerers de grans dimensions.

Material i mètodes

Materials
S'ha utilitzat el material que es relaciona a continuació:

Dades LIDAR de la zona d'estudi, procedents del projecte LIDARCAT (MDT Lidar de Catalunya) capturades amb el sensor Optech ALTM 3025 propietat de l'Institut Cartogràfic de Catalunya (ICC). Aquest sensor incorpora un sistema d'escaneig a través d'un mirall oscil·lant i enregistra el primer i l'últim eco retornat, classificant-los en 3 classes: Classe-1 (punts de segon eco a una alçària intermitja), Classe-2 (punts del segon eco classificats com a terreny) i Classe-3 (punts del primer eco, el primer contacte). Les característiques principals del sensor aplicades al vol de l'estudi són les següents:

Mida de la petjada (Footprint)	30/40 cm
Densitat de punts (mitjana)	0,76 punts/m²
Densitat de punts (amb solapament)	1,1 punts/m²
Densitat de punts (sense solapament)	0,6 punts/m²
Data del vol	16/02/2007

Taula 1. Dades del vol LIDAR.

Mapa de Cobertes del Sòl de Catalunya (MCSC), versió 3 (2005/2007) en format vectorial i escala 1:5000.
Inventari Ecològic i Forestal de Catalunya - Tercer Inventario Forestal Nacional (IEFC-IFN3). (1997/2007). CREAF-Dirección General para la Biodiversidad: Ministerio de Medio Ambiente, Madrid.
Ortofotografies color a escala 1:5000 de l'ICC amb resolució de 0.5 m. Versió 5.0, any 2008.
Dades de camp de 44 arbres de grans dimensions situats dins la zona d'estudi. Alguns dels paràmetres recollits: alçària, alçària primera branca, diàmetre mínim, diàmetre màxim, inclinació, localització. Oficina Tècnica de Planificació i Anàlisi Territorial. Àrea d'Espais Naturals. Diputació de Barcelona. 2009.

Metodologia
La metodologia emprada per dur a terme aquest estudi s'estructura en 3 fases:

Obtenció i validació dels diferents models digitals d'elevacions necessaris per l'estudi: Model Digital del Terreny (MDT), Model Digital de Superfícies (MDS) i Model de Capçades d'Arbre (MCA).
Identificació dels arbres de grans dimensions mitjançant un model de conques hidrogràfiques extret de l'estudi hidrogràfic del MCA.
Classificació dels arbres identificats segons la seva alçària i el tipus de coberta del sòl on es troben.

Obtenció dels Models Digitals d'Elevacions
A partir de la classificació automàtica dels punts LIDAR facilitada pel suministrador de les dades, s'han separat del fitxer .LAS els punts Classe-2 (punts terreny) i els punts Classe-3 (punts del primer eco). Amb els primers s'ha interpolat amb la funció regularitzadora spline (MiraMon, 2001) per generar el MDT; amb els segons s'ha interpolat amb IDW (MiraMon, 2001) per obtenir el MDS. La diferència d'alçades entre el MDS i el MDT dóna lloc al MCA el qual representa l'alçària relativa de la vegetació respecte el terreny. Els 3 models tenen una sortida de cel·la de 2 m.

S'observen alçàries mínimes negatives al MCA. Aquestes corresponen a zones de terreny nu, on la diferència de gradient altitudinal entre punts Classe-2 i punts Classe-3 es molt baixa. Això pot donar lloc a corbes d'interpolació que s'entrecreuin, situant-se en ocasions la corba corresponent al MDT per sobre de la corba corresponent al MDS. Les alçàries negatives suposen 77701 cel·les (0.86%) d'un total de 9 milions que conformen tot l'àmbit d'estudi, la majoria en zones sense arbres, la qual cosa no suposa cap impediment per considerar vàlid el MCA per la posterior identificació dels arbres de grans dimensions a partir de l'estudi hidrogràfic.

Identificació d'arbres de grans dimensions
Amb l'objectiu d'individualitzar els arbres de grans dimensions, s'ha aplicat al MCA el model hidrogràfic (Hyyppä i Inkinen, 1999; Lee i Fisher, 2006) utilitzant ArcInfo. Aquest, consisteix en invertir el signe de les cotes del MCA convertint les convexitats en concavitats, fet que permet extreure'n les conques hidrogràfiques. Cada conca de drenatge correspon a la capçada d'una arbre i el seu embornal al corresponent àpex.

Abans de començar l'estudi cal dur a terme un pre-processament del MCA. Es dóna valor 0 a totes les alçàries negatives per no confondre el sistema a l'hora de calcular els fluxos. Seguidament, es suavitza el MCA per eliminar cel•les aïllades amb alçàries molt divergents respecte a les seves veïnes, fet que dificultaria molt la definició de les conques hidrogràfiques. Amb aquesta finalitat s'ha filtrat la imatge amb un filtre de mitjanes amb finestra de convolució de 3x3, per tal de no distorsionar en excés el valor original de cel·la.

Un cop es disposa del MCA amb el pre-processament i les cotes invertides, l'estudi hidrogràfic comprèn els passos següents:

Càlcul de la direcció de flux (flow direction) que determina la direcció que drena cada cel·la tenint en compte el pendent respecte les seves veïnes.
Càlcul dels mínims locals (sink) per determinar cap a on convergeixen els grups de cel•les que conformen cadascuna de les conques hidrogràfiques. Aquests punts conformen els àpex dels arbres i a la vegada se'ls considera el peu de cada arbre (Viñas i Ruiz, 2009).
Càlcul de les conques hidrogràfiques (watershed). A partir del ràster de fluxos, el de mínims locals i el MCA es calculen les conques hidrogràfiques que determinaran el nombre de peus i la forma, el perímetre i l'àrea de capçada de cada arbre.

Classificació dels arbres identificats
Un cop s'ha obtingut el mapa de conques que determinarà els resultats de l'inventari, cal classificar-lo per excloure tots aquells peus que, o bé per alçària no se'ls pot considerar arbres de grans dimensions, o bé es troben situats sobre cobertes on és molt poc probable la presència de les espècies objectiu final de l'estudi.

Es vectoritza el ràster de mínims locals (sink) i el de conques hidrogràfiques (watershed). Del primer se n'obté un arxiu de punts que defineixen la posició de cada arbre i del segon l'àrea i la forma de cada capçada. Mitjançant la combinació analítica de capes es realitza una sèrie de creuaments amb l'objectiu de crear un fitxer de peus que, a més de la localització, hereti els atributs d'alçària, perímetre i àrea de capçada i tipus de coberta del sòl. El resultat és un fitxer de punts (peus d'arbres) amb tots els atributs del mapa de conques combinat.

La classificació final dels arbres detectats s'ha dut a terme a partir de dos criteris. D'una banda, s'ha determinat una alçària de tall per sota de la qual l'arbre no es considera arbre de grans dimensions. Aquest valor ha estat deduït a partir de l'estudi de l'histograma de freqüències d'alçària del MCA (Gràfic 1) i l'histograma de freqüències d'alçària de 35 dels 44 arbres de test (Gràfic 2), dels quals es té la dada d'alçària. Si es té en compte que gran part de la massa forestal té una alçària mitjana semblant, cal buscar una davallada de les freqüències per la part alta de l'histograma, que indiqui el valor d'alçària on es comencen a detectar els arbres que sobresurten per damunt d'aquesta alçària mitjana. A la vegada, aquesta alçària de tall ha de tenir similitud amb els valors més baixos de la distribució de freqüències de les alçàries recollides a camp. Observant els histogrames, es fa palès aquest valor de tall entre els 11 i 13 m, establint-lo en 12 m.

Gràfic 1. Histograma d'alçàries MCA. Gràfic 2. Histograma d'alçàries d'arbres de camp.

D'altra banda, cal fer una segona classificació dels arbres, els quals, degut a la coberta on es troben és molt poc probable que puguin pertànyer a les espècies d'interès de l'estudi. A partir del mapa de peus classificat per alçàries, s'ha fet una selecció per atributs per tal d'excloure les cobertes no susceptibles d'incloure les esmentades espècies.

Resultats i discussió

Validació dels models digitals d'elevacions

MDT: s'ha dut a terme la bateria de proves expressada a la Taula 2. Totes les proves han estat realitzades a partir d'un enriquiment de punts d'ajust i punts de test del 70% i el 30% respectivament. La sortida de cel•la és en tots els casos de 2 m. El RMSE final ha estat de 0.53 m i s'ha obtingut amb la funció regularitzadora Spline amb una tensió de 50 i una desviació de 25. La distància d'interpolació local ha estat de 5 m.

IDW			SPLINE
Exponent	Distància interpolació (m)	RMSE (m)	Tensió/Desviació	Bloc costat d'anàlisi (m)	RMSE (m)
0.5	5	1.77	25/0	5	0.71
1	5	1.61	50/0	5	0.56
1.5	5	1.60	60/0	5	0.59
2	5	1.57	50/25	5	0.53
2.5	5	1.62	50/30	5	0.55
3	5	1.65	50/40	5	0.60

Taula 2. Valors interpolació MDT.

Per a boscos de coníferes i amb densitats de 4 punts/m², Reutebuch et al., 2003 accepten un error de 0,31 ± 0,29 m., el que fa pensar que amb densitats de 0,76 punts/m², un error de 0,53 m. es consideri un error assumible.

MDS: s'ha dut a terme la bateria de proves expressada a la Taula 3. Totes les proves han estat realitzades a partir d'un enriquiment de punts d'ajust i punts de test del 70% i el 30% respectivament. La sortida de cel·la és en tots els casos de 2 m. El RMSE final ha estat de 3.03 m i s'ha obtingut amb IDW i exponent 1. La distància d'interpolació local ha estat 5 m.

IDW			SPLINE
Exponent	Distància interpolació (m)	RMSE (m)	Tensió/Desviació	Bloc costat d'anàlisi (m)	RMSE (m)
0.5	10	3.91	25/0	5	3.94
1	10	3.51	50/0	5	3.88
2	10	3.32	60/0	5	3.68
0.5	5	3.18	60/25	5	3.62
1	5	3.03	50/30	5	3.59
1.5	5	3.10	50/40	5	3.65
2	5	3.13
2.5	5	3.19
3	5	3.36

Taula 3. Valors interpolació MDS.

S'han realitzat proves amb enriquiments de punts d'ajust i de test del 80% i del 20% respectivament, i amb sortida de cel•la de 1 m. Els resultats han estat molt similars (Taula 4).
IDW
Exponent
Distància interpolació (m)
RMSE (m)
0.5
5
3.11
1
5
3.05
1.5
5
3.07
2
5
3.15
2.5
5
3.28

Taula 4. Valors interpolació MDS. Enriquiment 80/20 i cel·la d'1 m.

A diferència del MDT, en aquest cas la funció regularitzadora Spline no té un comportament tant adequat, ja que la superfície a reproduir és molt més accidentada, amb canvis sobtats de cota en poc espai (diferència d'alçària entre arbres molt propers). En aquest context, l'interpolador IDW es mostra més eficaç, tot i que el RMSE final de 3,03 m cal considerar-lo elevat per l'objectiu final de l'estudi.

S'ha fet un estudi dels punts amb més error (superior a 10 m) per veure la seva distribució (Figura 1). Es fa notar com la gran majoria es troben en fons de vall, carenes o zones de força pendent, on el classificador automàtic pot confondre els canvis sobtats de gradient altitudinal i classificar un punt Classe-2 com a Classe-3, pensant que aquesta variació de cota ve donada per un element de la superfície terrestre i no pel propi terreny (Ruiz, 2009).
Figura 1. Detall de distribució punts de test amb més error del MDS.
El nombre final de punts amb error superior a 10 m és de 47.852 (1.22%) d'un total de 3.897.778 que formen el fitxer de punts de test. Si es torna a calcular el RMSE final sense aquests punts de més error, s'obté un valor de 2,86 m -encara força elevat- que fa pensar que les incongruències en la classificació automàtica no són el principal argument que explica l'error final. La baixa densitat de punts per a reproduir un MDS tant complex com el que representa una zona forestal explica l'error assumit.
Finalment, s'ha calculat el RMSE del MCA, a partir de la suma dels errors quadràtics del MDS i MDT.

√ (RMSE²_MDS + RMSE²_MDT) = 3.07 m

L'error final del MCA és igualment elevat com a conseqüència del valor de RMSE del MDS.

Estudi de localització de peus: Resultats del model hidrogràfic
L'estudi hidrogràfic i la posterior classificació del mateix, ha donat els següents resultats (Taula 5):

Àrea d'estudi	3.600 ha
Nombre total d'arbres detectats	129.243
Àrea amb possible presència d'espècies d'interès	3.427 ha
Nombre d'arbres dins cobertes amb possible presència d'espècies d'interès	123.678
Nombre d'arbres dins cobertes amb possible presència d'espècies d'interès i alçàries >= 12 m	42.837
Nombre mig d'arbres plus per a tota l'àrea d'interés (peus/ha)	12,5

Taula 5. Resultats estudi hidrogràfic.

Per validar aquests resultats s'ha superposat el mapa de conques classificat amb el fitxer de punts de localització dels 44 arbres de grans dimensions testats a camp. D'aquests 44 arbres, 31 queden situats dins d'una conca hidrogràfica on l'alçària és igual o superior a 12 m i pertany a sòl susceptible de presència d'espècies d'interès; mentre que els altres 13, el model els situa o bé dins una conca amb presència ja d'un altre arbre o bé dins una conca sense les característiques anteriors (Taula 6 i Figura 2). Es consideren aquests arbres com a arbres no localitzats pel model. Així doncs, obtenim una fiabilitat de:

(31 / 44) * 100 = 70.45%

Arbres test camp	Arbres localitzats aïllats	Arbres localitzats agrupats	Arbres no localitzats
44	31	3	10

Taula 6. Relació realitat-model.

Figura 2. Detall dels problemes de localització dels arbres de camp.

Seguidament s'han comparat les dades del nombre de peus d'arbres de grans dimensions obtingudes pel model hidrogràfic amb les mateixes dades de les 20 parcel·les de l'IEFC-IFN3 enclavades dins l'àmbit d'estudi (Taula 7).

GRUP	Nº parcel·les	Arbres grans parcel·la (IFN-3)	Arbres grans model	Densitat arbres grans/ha	% encert mitjà
1	9	1-3	1-3	14 - 46	85
2	3	2	0	28 - 46	17
3	8	39	3	48 - 656	19

Taula 7. Comparativa Model i IEFC-IFN3.

S'ha pogut classificar les 20 parcel·les en 3 grups segons l'encert del model. Aquest encert varia en funció de la densitat d'arbres de grans dimensions de la parcel·la i la diferència d'alçàries entre aquests i la resta. Un primer grup amb baixes densitats d'arbres grans (<= 46 peus/ha) i marcades diferències d'alçària entre arbres grans i la resta (Gràfic 3). El model aconsegueix un encert mitjà del 85% en la localització dels arbres de grans dimensions i arriba a encerts del 100%. Un segon grup, caracteritzat per baixes densitats (28-46 peus/ha) i poques diferències d'alçària entre els arbres grans i la resta.

Gràfic 3. Histograma alçàries arbres parcel·la Grup-1.

En aquesta comparativa el model aconsegueix un encert mitjà del 17%. Finalment, un tercer grup caracteritzat per altes densitats d'arbres grans (> 48 peus/ha) independentment de les diferències d'alçària, el model no és capaç de diferenciar les capçades individuals i obté índexs d'encert baixos, un 19% de mitjana.

Dos factors principals expliquen per si mateixos el baix índex de resultats dels grups 2 i 3. Per una banda, la baixa densitat de punts de les dades LIDAR pel reconeixement individual d'arbres que es toquen les capçades (Kaartinen i Hyyppä, 2008), la qual cosa fa que la sortida de cel•la sigui de 2 m i amb el sistema de processament utilitzat les conques hidrogràfiques esdevinguin molt més grans que la capçada de qualsevol arbre. En aquest sentit, s'ha fet una comparació visual de la delimitació de capçades establerta pel model de conques i els valors d'intensitat de color per cel•la de les alçàries del MCA (Figura 3), i s'ha comprovat que el model, en la majoria d'ocasions, quan es tracta d'arbres aïllats té tendència a dibuixar una àrea de capçada bastant més gran que la real, mentre que quan es tracta d'arbres comprimits (gran part de l'àrea d'estudi) no és possible conèixer l'error d'omissió de peus del model.

Figura 3. Detall superposició mapa de conques i MCA.

El segon factor que explica el poc encert dels grups 2 i 3, és la data del vol LIDAR (16/02/2007, època de l'any on els arbres caducifolis encara no tenen fulla) fet que incrementa la dificultat d'identificar-los a nivell individual i encara més extreure'n característiques morfològiques. Altres factors també importants a l'hora d'explicar les divergències model-realitat, són les característiques del terreny (molt accidentat, amb forts pendents que poden igualar les diferències d'alçària entre arbres) i les característiques dels boscos de l'àrea d'estudi, els quals tenen un caràcter molt continu amb presència de peus molt comprimits. En contraposició, amb baixes densitats d'arbres plus i grans diferències d'alçària -les condicions més favorables per discriminar- el model es mostra eficaç.

Estudi d'alçàries
S'han comparat les dades d'alçària dels arbres de camp amb les dades dels mateixos punts que ha obtingut el model (Gràfic 3). Tenint en compte que només s'han comparat els arbres que el model ha localitzat (31), i dels quals es disposa del paràmetre d'alçària de camp, la regressió entre dades s'ha efectuat sobre 23 punts. S'ha obtingut un R²= 0,35. El motiu de la baixa correlació entre les dades de camp i el model rau en el RMSE final del MCA i la baixa precisió de les coordenades de localització dels arbres de camp, les quals han estat recollides amb GPS de mà sense correcció diferencial. A la vegada, cal sumar-hi a aquest error, la baixa densitat de punts i el fet de trobar els arbres nus.

Gràfic 3. Regressió entre alçàries de camp i MCA.

Conclusions

Les dades LIDAR procedents del projecte LIDARCAT, amb una densitat mitjana de 0,75 punts/m² han permès generar un model de conques hidrogràfiques per a la localització d'arbres dominants de grans dimensions que sobresurten de la resta de la massa forestal, amb un encert superior al 70%, i alhora estimar-ne l'alçada. El model es mostra ineficient quan hi ha tangència entre copes dels arbres de grans dimensions i quan aquests no destaquen prou en alçada respecte la resta de la massa forestal.

Els resultats es podrien millorar amb densitats de punts superiors, essent l'ideal 4 - 8 punts/m² per a identificar arbres individuals (Kaartinen i Hyyppä), 2008), i capturant les dades LIDAR en època en què els caducifolis estan en fulla.

Les dades obtingudes permeten estimar la densitat d'arbres de grans dimensions a la zona d'estudi i dirigir el treball de camp per a un estudi morfològic més profund dels arbres en qüestió, enfocat a un aprofitament per a fusta de qualitat, amb els conseqüent estalvi de temps i diners.

Bibliografia

AGUILAR, F.J., MILLS, J.P., DELGADO, J., AGUILAR, M.A., NEGREIROS, J.G. i PEREZ, J.L. (2009). Modelling vertical error in LiDAR-derived digital elevation models. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing. 65: 103-110.

Centre de Recerca Ecològica i Aplicacions Forestals (2009). Mapa de Cobertes del Sòl de Catalunya (2005/2007).
http://www.creaf.uab.es/mcsc/

FALKOWSKI, M.J., EVANS, J. S., MARTINUZZI, S., GESSLER P.E. i HUDAK, A.T. (2009). Characterizing forest succession with LIDAR data: An evaluation for the Inland Northwest, USA. Remote Sensing of Environment. 113: 946-956.

GRACIA C., IBÀÑEZ J.J., VAYREDA J., MATA T., 2006. Indicadores Ecològicos en el Marco del Tercer Inventario Forestal Nacional in Tercer Inventario Forestal Nacional 1997-2007: Catalunya. Obra completa. Dirección General para la Biodiversidad: Ministerio de Medio Ambiente, Madrid.

GOUGEON, F. (1995). A crown-following approach to the automatic delineation of individual tree crowns in high spatial resolution aerial images. Canadian Journal of Remote Sensing. 21(3): 274-284.

HOLMGREN, J. (2003). Estimation of forest variables using airborne laser scanning. Doctoral thesis. Dept. of Forest Resource Management and Geomatics, Umea. Acta Universitatis Agriculturae Sueciae. Silvestria. 278, 43pp.

HYYPPÄ, J. i INKINEN, M. (1999). Detecting and estimating attributes for single trees using laser scanner. Photogrammetric Journal of Finland. 16: 27-42.

KAARTINEN, H. i HYYPPÄ, J. (2008). Tree extraction. European Spatial Data Research. Ofitial publication nº53.

LEE, J.-H. i FISHER, J.B. (2006). ASPRS Annual Conference. 1-5 May. Reno, Nevada.

PONS, X. (2004) "MiraMon. Sistema d'Informació Geogràfica i software de Teledetecció" Centre de Recerca Ecològic i Aplicacions Forestals, CREAF. Bellaterra. ISBN: 84-931323-4-9.

POPESCU, S.C., WYNNE, R.H. i NELSON, R.F. (2003). Measuring individual tree crown diameter with lidar and assessing its influence on estimating forest volume and biomass. Canadian Journal of Remote Sensing. 29(5): 564-577.

REUTEBUCH, S. E., McGAUGHEY, R. J., ANDERSEN, H. -E., i CARSON, W. W. (2003). Accuracy of a high-resolution LIDAR terrain model under a conifer forest canopy. Canadian Journal of Remote Sensing, 29(5), 527- 535.

RUIZ, A. (2009). Jornada de treball: Altímetre làser, 8 anys d'experiència a l'ICC. Presentació oral del 22 d'octubre de 2009 a l'Institut Cartogràfic de Catalunya (Barcelona).
http://www.icc.cat/content/download/9750/30865/file/edicio_manual_lidar.pdf

VIÑAS, O, RUIZ, A., PALÀ, V., SOLER, E., DOMINGO, A., i MARCO, V. (2009). Análisis de la sinergia de LÍDAR con DMC y CASI para diferenciar olivos, algarrobos y almendros. Revista de Teledetección. ISSN: 1988-874032: 86-105