Flujos de trabajo de análisis exploratorio comunes

Las herramientas de análisis exploratorio generan análisis espaciales interactivos de una escena. Estas herramientas, Corte y relleno, Línea de visión, Cuenca visual, Cúpula de visión División en zonas, Perfil de elevación y Detección de objetos, trabajan con el terreno y las entidades de la escena para poder usar la visibilidad de capa, consultas de definición y superficies de elevación anteriores y posteriores para investigar numerosos escenarios. Este tema describe flujos de trabajo de ejemplo que muestran la forma en que se pueden usar las herramientas de análisis exploratorio.

Nota:

Los resultados analíticos que se visualizan con estas herramientas, excepción de Detección de objetos, son temporales y no se guardan con el proyecto ni se incluyen en los paquetes de mapas. Sin embargo, sus propiedades, como las ubicaciones de observador y de destino, se pueden exportar como clases de entidad para su uso posterior. Si necesita los resultados analíticos visualizados como datos, considere usar en su lugar las herramientas de geoprocesamiento recomendadas. El perfil de elevación se puede exportar a un archivo de imagen, un formato tabular o a una entidad de línea.

Todas las herramientas interactivas son compatibles con la alineación. Habilite la alineación en la vista de escena para un posicionamiento más preciso. Por ejemplo, la alineación de vértice o borde le permite alinear con la esquina o el borde de un edificio.

Cobertura de visibilidad usando cuencas visuales interactivas

Un desafío espacial común en 3D es colocar un conjunto limitado de recursos en una escena para obtener la mejor cobertura de visibilidad posible. Por ejemplo, puede ser necesario colocar cámaras de seguridad para supervisar un parque, cámaras de cine durante un evento deportivo o policías alrededor de un mitin político. En todos estos casos, se desea optimizar sus ubicaciones para evitar la pérdida de cobertura y reducir las áreas con doble cobertura.

Este escenario describe la colocación de la cámara alrededor de un parque. La mejor herramienta de análisis exploratorio para este trabajo es la herramienta Cuenca visual interactiva. Comience con una escena que contenga capas relevantes, por ejemplo, una superficie del suelo, edificios y árboles.

1. Seleccione Cuenca visual en la lista desplegable de herramientas Análisis 3D exploratorio, en el grupo Flujos de trabajo de la pestaña Análisis.

   La herramienta está ahora activa y aparece el panel Análisis exploratorio.

2. En la pestaña Crear, configure los valores de Punto de visualización inicial, Ángulos de cuenca visual y Distancia de cuenca visual según las especificaciones de la cámara de seguridad. Por ejemplo, una cámara puede tener un rango visible máximo de 200 pies (61 metros), un ángulo de campo de visión horizontal de 50 grados y un ángulo de campo de visión vertical de 40 grados para la cuenca visual.
3. Acepte el método de creación predeterminado, Posicionamiento interactivo .
4. Pulse C para activar temporalmente la herramienta Explorar y vaya al área de interés. Deje de pulsar C y haga clic en la escena para colocar una cuenca visual.
5. Repita los pasos 3 y 4 para crear posiciones adicionales de observador de cámara según sea necesario.
6. Inspeccione la cobertura de visibilidad a medida que agrega cada cámara adicional. Las áreas rojas permanecen sin cobertura.
7. Opcionalmente, seleccione un punto de observador para un objeto de cuenca visual existente y vuelva a colocarlo con los manipuladores.
8. Cuando tenga un diseño que funcione bien, guarde las ubicaciones actuales del observador en entidades de puntos haciendo clic en Convertir en entidades en el menú del panel Análisis exploratorio.

Ahora tiene un diseño con cobertura bien definida almacenado como entidades de puntos atribuidos para las ubicaciones de la cámara. Puede simbolizar las ubicaciones de la cámara utilizando modelos de cámaras físicas, como un archivo COLLADA (.dae) u OBJ (.obj), y visualizar la forma en que aparecerían en el mundo real. También puede volver a cargar las cuencas visuales desde esta capa de puntos para volver a visitar o actualizar la cobertura de la cuenca visual en el futuro.

Línea de visión a lo largo de una ruta

En este escenario, se mantiene una línea de visión sin obstrucciones desde un punto de visualización utilizando puntos de destino regularmente espaciados a lo largo de una ruta. Esto puede ser importante por muchas razones, por ejemplo, es posible que desee posicionar a un funcionario público para observar una ruta de desfile, a un comentarista para ver una carrera deportiva o a un observador militar para un convoy. En cada uno de estos casos, se desea saber dónde y qué parte de la ruta puede ver el observador. La mejor herramienta de análisis exploratorio para este trabajo es la herramienta Línea de visión. Comience con una escena que contenga todas las capas relevantes, como una superficie de suelo, edificios y árboles.

Líneas de visión desde un punto de visualización utilizando objetivos espaciados regularmente a lo largo de una ruta. Las líneas verdes no están obstruidas, la roja (izquierda) está obstruida y la amarilla (parte superior derecha) está fuera de rango.

1. Agregue una capa de línea a su escena para usarla como ruta de desfile. Es posible que sea necesario dividir una sola línea larga en partes más pequeñas para crear una sección de la ruta del desfile que tenga sentido para el observador responsable de la misma. Por ejemplo, divida la línea para que funcione con un segmento de calle de unos 250 metros de largo.
2. Haga clic en Línea de visión en la lista desplegable de herramientas Análisis 3D exploratorio, en el grupo Flujos de trabajo de la pestaña Análisis.

   La herramienta está ahora activa y aparece el panel Análisis exploratorio.

3. En la pestaña Crear, configure los valores de los parámetros siguientes:
   • Desplazamiento vertical del observador: 5 pies (1,52 metros), la altura de una persona de pie
   • Distancia máxima: 150 metros, la distancia de visualización efectiva máxima
   • Desplazamiento vertical del objetivo: 3 pies (0,91 metros), la altura del objetivo para la base del flotante del desfile
4. Haga clic en el método de creación Objetivos a lo largo de una línea para ver la configuración.
5. Deje la entrada del Observador como Clic y haga clic una vez en la vista para colocar la ubicación del observador. Ubicaciones comunes son tejados de edificios, balcones y esquinas.
6. Configure el Número de objetivos en 10 para generar los puntos de destino a lo largo de la ruta. De forma alternativa, configure el espaciado de Longitud de segmento en 25 metros para generar los puntos de destino.
7. Seleccione en el menú desplegable la capa de línea a usar como ruta del desfile.

   La herramienta Selección está activa para el paso siguiente.

8. Haga clic y arrastre en la vista para seleccionar una o más entidades de línea para los puntos de destino.

   Nota:

   Las distintas líneas contiguas se procesan como una ruta única, donde sea posible.

9. Haga clic en Aplicar.
10. Opcionalmente, haga clic en el punto del observador y muévalo a un punto de visualización diferente.

    Los objetivos permanecen en la misma ubicación y conectados al punto del observador. Las líneas verdes indican las secciones de la ruta que se encuentran dentro de la vista del observador.

11. Cuando tenga un diseño que funcione bien, guarde las líneas de visión actuales como entidades de línea de dos puntos haciendo clic en Convertir en entidades en el menú del panel Análisis exploratorio. Las líneas de visión se agregan a la escena como una capa de entidades.

Ahora dispone de una vista 3D que describe visualmente qué parte de la ruta se puede ver desde uno o más puntos de observador. Vuelva a cargar los objetos de análisis de la línea de visión utilizando el método de creación Desde capa.

Análisis de impacto usando una ubicación central

Algunos incidentes de amenazas dirigen sus efectos hacia fuera, como la explosión de una tubería de gas. El impacto se expande desde una ubicación central a los edificios y el terreno circundantes. Otras amenazas son entrantes, como un potencial fuego de francotirador en un puesto de mando donde el riesgo procede de las cimas de las colinas circundantes y está orientado hacia el centro. En ambos casos, se debe conocer qué áreas de superficie cercanas tienen una vista directa del punto de ubicación central. La mejor herramienta de análisis exploratorio para este trabajo es la herramienta Cúpula de visión. Este escenario examina una escena impactada por la explosión de una tubería de gas. Comience con una escena que contenga capas relevantes, como una superficie del suelo, edificios y árboles.

1. Haga clic en Cúpula de visión en la lista desplegable de herramientas Análisis 3D exploratorio en el grupo Flujos de trabajo de la pestaña Análisis.

   La herramienta está ahora activa y aparece el panel Análisis exploratorio.

2. Especifique la distancia de impacto estimada en función del tamaño y la presión de la tubería, por ejemplo, una distancia máxima de daño de 140 pies (42,6 metros).
3. Acepte el método de creación predeterminado, Posicionamiento interactivo .
4. Haga clic dentro de la vista para colocar la ubicación del observador.
Los resultados del análisis incluyen la superficie del suelo; por tanto, si el observador se mueve bajo tierra, los objetos sobre el suelo no se ven afectados.
5. Opcionalmente, haga clic en el punto del observador para seleccionar la cúpula de visión y recolocarla. Puede mover la cúpula de visión de las siguientes formas:
   • Arrastre el punto del observador para moverlo en x,y.
   • Arrastre la flecha verde vertical para moverla en z.
   • Arrastre uno de los controles de vértice de la cúpula de visión para cambiar su tamaño.
6. Opcionalmente, repita los pasos 4 y 5 para agregar más cúpulas de visión para otras ubicaciones.

   Hay un límite en el número de cúpulas de visión activas que se pueden agregar a la vista. Cuando se va a exceder el límite, aparece una advertencia.

7. Guarde las cúpulas de visión actuales como entidades de puntos haciendo clic en Convertir en entidades en el menú del panel Análisis exploratorio. Con ello se agregan a la escena los puntos del observador con los parámetros de visualización como una capa de entidades.

   Si está trabajando con muchas cúpulas de visión, puede incorporar observadores de varias ejecuciones analíticas en una sola clase de entidad compartida. La ventana Exportar puntos de cúpula de visión permite seleccionar entre las entidades exportadas existentes.

8. Cambie a la herramienta Explorar en la pestaña Mapa y desplace la escena para ver las áreas de la superficie que se verán afectadas por una explosión desde el punto central.

Ahora tiene una escena que muestra las áreas de superficie que se verían afectadas por la explosión de una tubería de gas. Puede volver a cargar los objetos de análisis de la cúpula de visión desde los puntos para volver a visitar el diseño del análisis en el futuro. Pulse la tecla ImprPant para realizar una captura de pantalla de los resultados analíticos visuales. Opcionalmente, cree un vídeo sobre la marcha usando animación y exporte el vídeo para compartirlo.

Revelar datos ocultos dentro de los edificios

Un desafío común en SIG 3D es visualizar y analizar datos superpuestos o encapsulados. Los Modelos de información para la construcción (BIM, Building Information Models) pueden ser ricos en datos de interiores, pero a menudo el techo y las paredes obstruyen la vista. Puede desactivar las capas que obstruyen, pero proporcionan un marco de referencia importante para el análisis. La herramienta División en zonas permite ver los datos interiores sin perder el marco de referencia. Con la herramienta División en zonas puede discriminar las entidades que obstruyen para ver el interior de los edificios. Este escenario examina un BIM de la Universidad de Kentucky. La herramienta División en zonas se utiliza para discriminar el techo y ver los planos de planta de cada nivel para identificar el punto de entrada ideal cercano a una escalera para el acceso de emergencia.

1. Haga clic en División en zonas en la lista desplegable de herramientas Análisis 3D exploratorio en el grupo Flujos de trabajo de la pestaña Análisis.

   La herramienta está ahora activa y aparece el panel Análisis exploratorio.

2. Oriente la cámara de escena para obtener una vista de arriba hacia abajo de todo el edificio de interés. El acceso directo del teclado C permite activar temporalmente la herramienta Explorar para navegar sin dejar de utilizar la herramienta División en zonas.
3. En la sección Plano interactivo, cambie la configuración Dirección del plano a Horizontal.
4. Haga clic en la escena en una esquina del edificio y arrastre el plano hasta abarcar todo el edificio.

   Esto finalizará con la creación del plano divisorio y cualquier capa visualizada sobre el plano se suprimirá temporalmente para revelar el interior del edificio.

5. Opcionalmente, haga clic en el punto del observador para seleccionar la división en zonas y recolocarla.
6. Arrastre hacia arriba la flecha vertical del manipulador Mover para ver el plano de planta de cada nivel individualmente.
7. Haga clic en la pestaña Propiedades y expanda el grupo Capas afectadas.

   Esto permite desactivar la división de las escaleras para obtener una mejor vista de dónde están ubicadas.

8. Escriba stairs en el campo Buscar.
9. Expanda el grupo Interior y desactive la capa stairs.

   Verá la altura completa de las escaleras mientras las otras capas permanecen suprimidas.

Ahora puede observar que cada ala del edificio tiene su propia escalera y que hay una entrada cercana a la cancha de baloncesto que ofrece acceso a la escalera del ala central. Este es un punto de entrada ideal en caso de incendio u otra emergencia.

Determinar qué altura de cimentación de edificio minimiza el relleno o la retirada de tierra

Un reto frecuente en ingeniería consiste en determinar la altura de elevación óptima para la cimentación de un nuevo edificio a fin de reducir la cantidad de tierra que se debe incorporar o extraer del lugar de las obras. Si se reubica la tierra excavada a otras ubicaciones dentro de la obra como relleno, es posible reducir el coste de construcción del edificio. Realizar este cálculo puede resultar todo un desafío si se trabaja sobre terreno abrupto. Este escenario analiza una obra afectada por una pendiente pronunciada, donde la escena contiene una superficie de suelo y huellas de edificios.

1. En la escena, seleccione una entidad poligonal de huella de edificio.

   Sugerencia:

   Puede crear hasta 10 objetos de corte y relleno a la vez a partir de una capa.

2. Haga clic en Corte y relleno en la lista desplegable de herramientas Análisis 3D exploratorio del grupo Flujos de trabajo de la pestaña Análisis.

   La herramienta está ahora activa y aparece el panel Análisis exploratorio.

3. Seleccione el método de creación Desde capa .
4. En el menú desplegable Superficie, compruebe que esté seleccionada la superficie de elevación del suelo.

   Puede medir respecto a superficies de elevación personalizadas de su escena, si dispone de ellas.

5. En el menú desplegable Capa de polígono, seleccione el nombre de la capa de la huella de edificio.
6. Haga clic en Aplicar. Aparece un objeto de corte y relleno seleccionado sobre la huella de edificio seleccionada.

   Los valores de medición de corte y relleno aparecen en el lateral de la vista.

   Sugerencia:

   Puede reposicionar la superposición de las mediciones, en caso necesario.

7. En caso necesario, haga clic en el botón Rotar del control de superposición de corte y relleno que aparece en la parte inferior central de la vista y ajuste el rumbo y el ángulo de inclinación hasta que aparezca plana.
8. Arrastre hacia arriba o hacia abajo la flecha verde vertical del manipulador de Mover para ajustar la elevación del objeto hasta que el valor de Volumen neto se acerque al cero.

   Sugerencia:

   Puede editar manualmente la altura del centroide del plano en el control de superposición de corte y relleno.

Ahora puede observar el valor z de la cimentación del edificio que resulta en la transferencia mínima de tierra en la obra.

Representar gráficamente los cambios de elevación a lo largo de una ruta para vehículos

Una consideración importante para los planificadores de rutas es el cambio de elevación a lo largo de una ruta propuesta para vehículos. El tipo de vehículo, el peso de la carga que está transportando el vehículo y el grado de carretera son factores en competencia que un planificador debe tener en cuenta. En este escenario, la herramienta Perfil de elevación representa el perfil de elevación de una ruta de vehículo para analizar sus cambios de elevación y determinar la viabilidad de la ruta.

1. Agregue una capa de líneas al mapa o escena para usarla como ruta propuesta para vehículos. Si tiene rutas alternativas para comparar, agréguelas al mapa.

   En un mapa, debe agregar una fuente de perfil de elevación para utilizar la herramienta interactiva Perfil de elevación, ya que el perfil se calcula con la superficie de elevación del terreno.

2. En la pestaña Análisis, en el grupo Flujos de trabajo, haga clic en Perfil de elevación en la galería desplegable Análisis 3D exploratorio.

   La herramienta está ahora activa y aparece el panel Análisis exploratorio.

3. En el encabezado Método de creación, elija Desde capa .
4. En la lista desplegable Capa de líneas, confirme o elija la capa de líneas que había agregado al mapa en el paso 1 desde la que desea generar el perfil.
5. Con la herramienta Perfil de elevación activa, haga clic en la capa de líneas del mapa o escena para seleccionarla y haga clic en Aplicar en el panel Análisis exploratorio.

   La ventana de superposición Perfil de elevación aparece en la vista.

6. Desplácese sobre el gráfico para comprobar interactivamente los valores de elevación y porcentajes de grado a lo largo de la ruta. La base de la ventana muestra estadísticas que incluyen el cambio de elevación total y la pendiente máxima.
7. Haga clic en Exportar gráfico en la ventana Perfil de elevación para guardar el perfil como un archivo de imagen para reutilizarlo o compartirlo.
8. Para volver a ejecutar la herramienta en una ruta alternativa y comparar los resultados, repita los pasos del 4 al 6 con la capa de línea de ruta alternativa en el cuadro de texto Capa de líneas.

Ahora puede observar los resultados y planificar una ruta óptima para el conductor.

Utilizar modelos de aprendizaje profundo para detectar y extraer objetos

No tener los datos necesarios para una tarea SIG es un problema común entre los usuarios de SIG. Por ejemplo, al realizar un análisis de visibilidad 3D, es posible que necesite ubicaciones de observador para todas las ventanas de un edificio, pero normalmente estos datos no están disponibles. En este caso, una opción es digitalizar manualmente todas las ventanas. Este proceso puede ser lento y hacerlo para muchos edificios ralentiza el flujo de trabajo de análisis general. Una alternativa es utilizar un modelo de aprendizaje profundo entrenado que se puede utilizar para detectar y extraer automáticamente objetos de interés de los datos que se muestran en la vista actual. Los objetos detectados se extraen como entidades de geodatabase y se pueden utilizar como entrada para otras herramientas de análisis.

Este escenario describe la detección de ventanas en una escena 3D. La mejor herramienta de análisis exploratorio para este trabajo es la herramienta Detección de objetos. Comience con una escena de ciudad 3D con capas relevantes para los edificios en los que se van a detectar ventanas.

Esta herramienta requiere la instalación de las bibliotecas de aprendizaje profundo antes de ejecutarla.

Licencia:

La herramienta de detección de objetos interactivos requiere una licencia de ArcGIS Pro Advanced o la extensión ArcGIS Image Analyst.

1. En la pestaña Análisis, en el grupo Flujos de trabajo, haga clic en Detección de objetos en la galería desplegable Análisis 3D exploratorio.

   La herramienta está ahora activa y aparece el panel Análisis exploratorio.

2. En el panel Análisis exploratorio, en la sección Modelo de aprendizaje profundo, expanda la flecha desplegable Modelo y haga clic en el botón Descargar modelo. Así se descarga automáticamente Esri Windows y el modelo de aprendizaje profundo Doors preentrenados en su equipo.

   Una vez completada la descarga, el menú desplegable Modelo enumera Esri Windows y Doors como selección actual.

3. Haga clic en el botón desplegable Clases y seleccione Windows.
4. Si lo desea, cambie los valores de Nivel mínimo de confianza y Umbral máximo de superposición.
5. En la sección Salida, en Capa de entidades, escriba un nuevo nombre de salida o acepte el nombre predeterminado de la capa de entidades que se va a crear.
6. Escriba una descripción opcional para agregarla a un campo para cada resultado.
7. Haga clic en la flecha desplegable Símbolo y seleccione una opción de simbología para la capa de entidades de salida.
8. En la escena, utilice la herramienta Explorar o pulse V para rotar alrededor del punto de pivote donde hizo clic. Navegue para situarse directamente frente al edificio en el que se van a detectar las ventanas.
9. En el panel Análisis exploratorio, en la sección Método de creación, haga clic en Cámara actual y en Aplicar.

   Una vez completada la detección de objetos, se agrega una nueva capa de entidades de salida a la escena. La capa de entidades de salida contiene entidades de puntos para cada ventana que se detecta. Los atributos de la capa de entidades de salida incluyen la anchura, la altura, la orientación, la puntuación de confianza, la etiqueta y una descripción de cada detección.

Ahora puede observar los resultados y continuar con cualquier tarea de análisis restante. Opcionalmente, puede repetir los pasos 8 y 9 para detectar más ventanas. Las entidades de salida se incorporarán a la capa de entidades especificada en el paso 5.