El análisis de cuencas visuales es un algoritmo computacional que delimita una cuenca visual , el área que es visible (en la superficie del terreno base ) desde una ubicación determinada. Es una parte común del conjunto de herramientas de análisis de terreno que se encuentra en la mayoría del software de sistemas de información geográfica (GIS). El análisis utiliza el valor de elevación de cada celda del modelo de elevación digital (DEM) para determinar la visibilidad hacia o desde una celda en particular. La ubicación de esta celda en particular varía según las necesidades del análisis. Por ejemplo, un análisis de cuencas visuales se utiliza comúnmente para ubicar torres de comunicación o determinar la vista desde una carretera. Las cuencas visuales se pueden calcular utilizando un punto individual como una torre o múltiples puntos como una línea que representa una carretera. Al analizar un segmento de línea, se calcula cada uno de los vértices a lo largo de la línea para determinar su área visible. El proceso también se puede invertir. Por ejemplo, al ubicar un vertedero , el análisis puede determinar desde dónde es visible el vertedero para mantenerlo oculto a la vista.
Se puede realizar un análisis de cuenca visual utilizando uno de los muchos programas SIG , como ArcGIS Pro, GRASS GIS (r.los, r.viewshed), QGIS (complemento de cuenca visual), [1] LuciadLightspeed, LuciadMobile, SAGA GIS (Visibility), TNT Mips, ArcMap , Maptitude , ERDAS IMAGINE . Se crea una cuenca visual a partir de un DEM utilizando un algoritmo que estima la diferencia de elevación de una celda (la celda del punto de vista) a la siguiente (la celda de destino). Para determinar la visibilidad de una celda de destino, se examina cada celda entre la celda del punto de vista y la celda de destino para determinar la línea de visión. Cuando las celdas de mayor valor se encuentran entre las celdas del punto de vista y de destino, la línea de visión está bloqueada. Si la línea de visión está bloqueada, se determina que la celda de destino no es parte de la cuenca visual. Si no está bloqueada, se incluye en la cuenca visual. [2]
El algoritmo también se basa en un conjunto determinado de variables. Al realizar un análisis de cuenca visual, se pueden utilizar varias variables para limitar o ajustar el cálculo. Por ejemplo, si el análisis consiste en determinar la ubicación de una torre de radio, la altura de la torre se podría sumar a la elevación de esa ubicación (valor de celda). Si no se proporciona ninguna altura, el análisis de cuenca visual utiliza el valor de celda del DEM en el que se encuentra la torre.
Otra forma de sumar la altura de la torre es usar una variable de desplazamiento. Los valores de desplazamiento se pueden agregar a una torre de envío y a una torre de recepción. Luego, el valor de desplazamiento se suma al valor de elevación de la celda para obtener la elevación real de cada torre.
El análisis de la cuenca visual también puede tener un ángulo de visión limitado. El ángulo de visión, o acimut , de la torre de radio se puede incorporar al cálculo sumando dos valores. El primer valor es el ángulo acimutal más bajo posible y el segundo valor es el ángulo acimutal más alto posible. El programa analizará la cuenca visual solo dentro de estos ángulos acimutales dados. También se puede agregar un ángulo vertical. Los valores para el ángulo vertical van desde 90° (mirando hacia arriba) hasta -90° (mirando hacia abajo). Esta variable se debe agregar en los casos en que la torre de radio emite un haz vertical muy estrecho. La variable final utilizada en el análisis de la cuenca visual es el valor del radio. En el caso de la torre de radio, si la señal de radio tiene un alcance limitado, quizás 10 millas, entonces la variable del radio se puede configurar para limitar el análisis de la cuenca visual a un radio de 10 millas.
Además de la ubicación de las torres, el análisis de la cuenca visual se puede utilizar para otras aplicaciones. Por ejemplo, un análisis de la cuenca visual podría estimar el impacto de la adición de un gran edificio. El análisis de la cuenca visual mostraría todas las áreas desde las que se podría ver el edificio, así como las vistas que quedarían ocultas desde una ubicación particular. Los análisis de la cuenca visual también se utilizan para ubicar estaciones de observación de incendios en áreas montañosas (Lee y Stucky, 1998). Esto permite ubicar las estaciones de manera que se pueda observar todo el bosque para detectar posibles incendios.
Un ejemplo de uso de un análisis de cuenca visual en un segmento de línea es el de la Oficina Estatal de Wyoming , Oficina de Administración de Tierras , en el que la oficina utilizó un análisis de cuenca visual para determinar la visibilidad desde los senderos históricos nacionales en todo Wyoming. Dentro del área de la Oficina de Campo de Rock Springs hay cinco cuencas visuales diferentes para elegir. El ejemplo aquí es la cuenca visual número uno. La cuenca visual indica las áreas de tierra visibles desde los senderos en cuatro niveles diferentes, desde no visibles hasta visibles, según la cantidad de veces que se podía ver el área desde el sendero. Esto es una indicación de lo que los pioneros podían ver mientras viajaban por los senderos de la frontera occidental (Oficina de Campo de Rock Springs).
En otro ejemplo, el Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS) utilizó un análisis de cuencas visuales para ayudar al proyecto Mars Exploration Rover (MER) de la NASA . Cuando la NASA necesitó encontrar lugares de aterrizaje adecuados para los rovers de Marte , recurrió al USGS para que mapeara los mejores sitios posibles. Parte del análisis incluía una cuenca visual de las posibles selecciones de sitios. En este caso, la cuenca visual indica las áreas que pueden o no ser visibles para los rovers de Marte desde cada sitio de aterrizaje (Análisis de la cuenca visual del sitio de aterrizaje del MER).